XIV Международная олимпиада «Интеллектуальный марафон–2005»

Ответы на вопросы тура «Экология»

1. Важная биологическая роль микроэлементов в жизни живых организмов доказана и общепринята: она связывается с каталитической деятельностью металлоэнзимов, т.е. определенных ферментов, активаторами которых являются микроэлементы. Есть данные, показывающие, что от соотношения микроэлементов (МЭ) в организме зависит его иммунологическая реактивность. Целый ряд заболеваний (рахит, некоторые нарушения кроветворения) связаны именно с нарушением микроэлементного обмена в системе окружающая среда–организм.

От состава МЭ в с.-х. растениях зависит урожайность, сроки вегетации и пищевая ценность продукта. Поэтому принципиально важно иметь точное представление об источниках и путях формирования микроэлементного состава в природной среде и в живых организмах.

Некоторые наблюдения дали повод ученым усомниться в общепринятой гипотезе, что основными источниками МЭ служат: в растениях – почвы, в почве – почвообразующие породы, в океане – продукты водной эрозии дна и берегов, подводного вулканизма и содержимое речных стоков, в аэрозолях – продукты вулканической деятельности и ветровой эрозии почв и горных пород. Ученые выяснили, что относительное содержание и пропорции МЭ различны во всех перечисленных средах. Выяснилось, что почвы богаче, чем основные породы, преимущественно летучими элементами: серой, калием, хромом, медью, цинком, мышьяком, селеном, бромом, рубидием, серебром, кадмием, оловом, сурьмой, йодом, теллуром, цезием, золотом, ртутью, свинцом, висмутом. Максимально обогащены ими воды океанов и глобальные аэрозоли, причем в растениях их больше, чем в почве. Различие в микроэлементном составе граничащих природных сред весьма существенно, и объяснить его нельзя ни одним известным механизмом фракционирования элементов. Изучение проблемы показало, что коэффициенты обогащения сред МЭ закономерно уменьшаются в ряду: глобальные аэрозоли – вода океанов – мхи – высшие наземные растения – почва – земная кора – изверженные вулканами породы. В той же последовательности уменьшается и прямой контакт этих сред с атмосферой, что косвенно указывает на ее важную роль в формировании микроэлементного состава всех внешних геосфер, особенно океана и бионтов. Есть подтверждения этих взглядов в данных о потоках атмосферных МЭ на земной поверхности, вычисленные разными авторами для периода в 4,5 млрд лет.

Результаты исследовательской работы:

1) основным источником рассеянных МЭ в почве, растениях и океане служат атмосферные осадки (глобальные аэрозоли);
2) наиболее вероятным источником МЭ в глобальных аэрозолях является космическая пыль кометной природы;
3) биосфера земли развивалась в условиях достаточно интенсивного притока кометного вещества, поэтому микроэлементный состав является эволюционно выдержанным и оптимальным для жизни;
4) поступление МЭ в большинство наземных растений осуществляется преимущественно аэральным путем – непосредственно из атмосферы через поверхность их листьев.

На основании полученных результатов были разработаны удобрения в виде аэрозольной (внекорневой) подкормки,которые повышают урожайность с.-х. растений и сокращают сроки вегетации. Применение комплексного микроудобрения решает проблему экологизации с.-х. производства. Ученые рекомендуют при оценке экологической обстановки вблизи источников техногенных эмиссий загрязняющих среду веществ учитывать преобладание аэрального типа питания растений МЭ (загрязнители, минуя почву, вместе с с.-х. продукцией могут попадать в пищевую цепочку).

2. При строительстве высокоскоростной железнодорожной магистрали Петербург–Москва экологическое равновесие, скорее всего, будет нарушено из-за:

1) нарушения оттока вод, заболачиванием;
2) нарушения путей миграции животных;
3) нарушения места обитания птиц;
4) превышения предельно допустимого уровня шума;
5) загрязнения окружающей среды;
6) негативного влияния электромагнитных полей на живые организмы;
7) гибели животных;
8) нарушения жизненного цикла у насекомых, земноводных, рыб.

Продолжение следует