TARTALOM
Elõszó ............................................................................................................................... 5 AZ ÉLÕLÉNYEK TESTFELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETMÛKÖDÉSEI ......................................... 7 Az élõlények ..................................................................................................................... 7 A vírusok .......................................................................................................................... 9 Vírusbetegségek (Olvasmány) ........................................................................................ 11 A baktériumok .................................................................................................................12 Az ember bakteriális betegségei (Olvasmány) ...............................................................14 Az állatok szervezõdési szintjei ...................................................................................... 15 Az állati sejt .....................................................................................................................17 Eukarióta egysejtûek ....................................................................................................... 19 Eukarióta egysejtûek vizsgálata (Gyakorlati óra) ...........................................................21 Állati szövetek .................................................................................................................22 Állati szövetek vizsgálata (Gyakorlati óra) .....................................................................25 Az állatok kültakarója ..................................................................................................... 27 Az állatok mozgása .........................................................................................................29 Önálló megfigyelések (Otthoni munka) ........................................................................31 Az állatok táplálkozása ................................................................................................... 32 Az állatok légzése ............................................................................................................ 35 Az állatok anyagszállítása ...............................................................................................38 Az állatok kiválasztása ....................................................................................................41 Az állatok szaporodása és egyedfejlõdése .....................................................................43 Az állatok életmûködéseinek szabályozása ...................................................................46 Endokrin és neuroendokrin szabályozás ..................................................................................... 46 Az idegi (neurokrin) szabályozás ................................................................................................. 47 Önálló megfigyelések (Otthoni munka) ........................................................................50 Összefoglalás A vírusok, a prokarióták, az eukarióta egysejtûek és az állatok testfelépítésének és életmûködéseinek változatossága ..........................51 A növényi test szervezõdése ...........................................................................................53 A A A A A A A A A
A növényi szervek ......................................................................................................................... 56
növényi szövetek (Gyakorlati óra) ............................................................................. 57 növények vízforgalma, tápanyagfelvétele és anyagszállítása .................................... 59 növények táplálkozása és felépítõ folyamatai ............................................................ 61 növények légzése és kiválasztása ............................................................................... 63 növények mozgása és ingerlékenysége .....................................................................65 növényi hormonok rendszere (Olvasmány) .............................................................. 67 növények szaporodása és egyedfejlõdése .................................................................. 68 magvas növények életciklusa és az egyedfejlõdés feltételei .....................................72 növények szaporodása és egyedfejlõdése (Gyakorlati óra) ...................................... 74 3
AZ ÉLÕLÉNYEK TESTFELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETMÛKÖDÉSEI TARTALOM
Növényhatározás (Gyakorlati óra) .................................................................................. 76 A gombák testfelépítése és életmûködései .................................................................... 78 A gombák testfelépítése és szaporodása (Gyakorlati óra) ............................................ 81 Összefoglalás A növények és a gombák testfelépítésének és életmûködéseinek változatossága ............................................................................ 82 AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI .................................................... 83 Az élõlények és környezetük ......................................................................................... 83 Az élettelen környezeti tényezõk ................................................................................... 85 A fény ............................................................................................................................................ 85 A hõmérséklet ............................................................................................................................... 85 A levegõ ......................................................................................................................................... 86 A víz ............................................................................................................................................... 87 A talaj ............................................................................................................................................. 87 Az élõ környezeti tényezõk ............................................................................................ 89 A populációk ................................................................................................................................. 89 Populációk közötti kölcsönhatások ............................................................................................. 89 Az életközösségek összetétele ........................................................................................ 92 Az életközösségek anyag- és energiaforgalma .............................................................. 96 A bioszféra anyagforgalma ........................................................................................................... 97 Természetes és mesterséges életközösségek ................................................................. 99 Összefoglalás Az életközösségek általános jellemzõi ............................................... 101 A lakóhelyi környezet megfigyelése és vizsgálata .................................................................... 101 A BIOSZFÉRA ÁLLAPOTA .......................................................................................... 103 A természetes egyensúly felbomlása ............................................................................ 103 A fenntartható fejlõdés .................................................................................................. 105 Környezetszennyezés és környezetvédelem ................................................................ 107 A levegõszennyezés .................................................................................................................... 107 Vízszenneyzés ............................................................................................................................. 110 Talajszennyezés ........................................................................................................................... 112 A mezõgazdasági kártevõk elleni védekezés ............................................................................ 113 A hulladékok ............................................................................................................................... 114 Természetvédelem ......................................................................................................... 116 Cianid- és nehézfémszennyezés a Szamoson és a Tiszán (Olvasmány) .................... 121 Összefoglalás A bioszféra állapota ............................................................................ 122 AZ ÉLÕVILÁG TÖRZSFEJLÕDÉSE ............................................................................ 123 Az evolúció ténye és bizonyítékai ................................................................................ 123 Az élet megjelenése és a többsejtûség kialakulása ...................................................... 125 A növényvilág evolúciója .............................................................................................. 127 Az állatvilág evolúciója ................................................................................................. 129 Az ember evolúciója ..................................................................................................... 131 Az emberré válás biológiai következményei (Olvasmány) ......................................... 135 Összefoglalás Az élõvilág törzsfejlõdése ................................................................... 136 4
A VÍRUSOK
A VÍRUSOK A vírusok leegyszerûsödött molekuláris szervezõdésû, csak elektronmikroszkóppal megfigyelhetõ szervezetek. Általánosságban külsõ fehérjeburokból és az abban elhelyezkedõ örökítõanyagból épülnek fel. A külsõ fehérjeburok alakja, szerkezete változatos lehet. A vírusoknak két megjelenési formáját ismerjük. A virion egy életjelenségeket nem mutató, kristályos szerkezetû alak. A vírus ilyen virion alakban fertõz. Például ha az ember influenzavírussal fertõzõdik, akkor a cseppfertõzéssel rengeteg influenzavírus (virion) jut be a légútjaiba és a testfolyadékaiba. A fertõzéssel a szervezetbe bejutott virionok megtapadnak a gazdasejteken és úgynevezett vegetatív vírussá alakulnak át. A megtapadt virion szerkezete felbomlik, az örökítõanyag behatol a gazdasejtbe, beépül a gazdasejt örökítõanyagába és átprogramozza azt. Ettõl kezdve az átprogramozott gazdasejt nem a saját mûködéséhez szükséges anyagokat termeli, hanem a vírust (annak örökítõanyagát és fehérjeburkát) állítja elõ óriási számban. Egy-egy átprogramozott gazdasejt több százezer vagy akár millió vírust is termelhet. Végül a gazdasejtbõl kijutnak az elkészült vírusok (sokszor a gazdasejt teljesen szétesik és elpusztul), amelyek a testfolyadékba kerülve újabb sejteket fertõzhetnek meg. Így a vírusfertõzés szinte robbanásszerû gyorsasággal képes megbetegíteni a szervezetet.
Kiszabadulnak a továbbfertõzésre kész vírusmolekulák
A vírusok felfedezése A vírusokat kórokozó hatásuk révén fedezte fel Dimitrij Joszifovics Ivanovszkij (1864 1920) orosz biológus. A dohány mozaikbetegségét vizsgálva megállapította, hogy a beteg növények kipréselt nedvében a baktériumoknál is kisebb méretû kórokozó található. Kísérleteiben a beteg növények nedvét olyan szûrõn szûrte át, amely a baktériumokat visszatartotta, az átszûrt növényi nedv mégis megbetegítette az egészséges növényeket. Ezt az addig ismeretlen kórokozót nevezték el vírusnak (vírus = méreg). A vírusok tényleges megfigyelésére csak a 20. század derekától az elektronmikroszkóp felfedezését követõen nyílt lehetõség.
örökítõanyag
A vírus megtapad a baktérium felületén A vírus örökítõanyaga bejut a baktériumsejtbe
1.
2.
5.
4.
A baktériumsejtben elkészülnek a vírus burkát adó fehérjék
3.
Az átprogramozott baktériumsejt megsokszorozza a vírus örökítõanyagát
A vírusfertõzés folyamata
fehérjeburok
örökítõanyag fehérjeburok
Dohánymozaikvírus és bakteriofág elektronmikroszkópos képe és felépítése A vírusok szerkezete
9
AZ ÉLÕLÉNYEK TESTFELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETMÛKÖDÉSEI
Mekkorák az élõlények? Az élõlények méretei roppant változatosak. A szabad szemmel is látható élõlények mérete a milliméteres tartománytól néhány tíz, esetleg száz méterig terjedhet. Az egysejtûek mikrométeres (vagyis ezred milliméteres) nagyságrendûek. Ezek az élõlények már csak fénymikroszkóppal figyelhetõk meg. A sejtalkotók és a vírusok nanométeres(vagyis milliomod milliméteres) nagyságrendûek. Ilyen apró struktúrák megfigyelésére csak a 20. század eleje, az elektronmikroszkóp feltalálása óta van lehetõség.
A fertõzõ májgyulladás vírusa
HIV-vírus
Komoly tudományos viták tárgya, hogy a vírusok élõlényeknek tekinthetõk-e. Ugyanis az életjelenségek közül a saját anyagcsere, az aktív vírusmozgás vagy a vírusokra jellemzõ ingerlékenység nem figyelhetõ meg. Sok tudós szerint a vírusok nem élõlények, hanem inkább fertõzõképes genetikai információknak tekinthetõk, amelyek a törzsfejlõdés során valamely okból sejtekbõl szakadtak ki és önállóságra tettek szert. Más tudósok az élõlények közé sorolják ezeket a szervezeteket. Az eltérõ besorolás tulajdonképpen az élet fogalmának eltérõ értelmezésébõl adódik.
Az evolúció során az egyes vírusok meghatározott gazdaszervezetekkel együtt fejlõdtek. Vagyis fertõzõképességüket (szaporodóképességüket) nem fejtik ki minden élõlényben: csak a számukra megfelelõ gazdaszervezetben szaporodhatnak el. Ezért csoportosításuk annak alapján is történhet, hogy milyen élõlényeket támadnak meg. A növényeket károsító vírusok közül legismertebbek a különbözõ gazdasági növények levélmozaikosodását (foltosodását) okozó vírusok, de például a szõlõ levélsárgulásos sorvadását is vírusok okozzák. Az állatokat károsító vírusok közül közismert a kérõdzõk száj- és körömfájást, a setés- és baromfipestist, illetve a veszettséget okozó vírus. Nemcsak a magasabb rendû szervezeteket, hanem a baktériumokat is képesek megtámadni a vírusok. Az ilyen vírusokat bakteriofágoknak nevezzük. Az embert is számos vírusos betegség támadhatja meg. Ilyen például a himlõ, a bárányhimlõ, a járványos gyermekbénulás, az influenza, a nátha, a herpesz fertõzés, a kanyaró, a fertõzõ agyvelõgyulladás vagy a fertõzõ májgyulladás. Napjaink gyógyíthatatlan betegsége az AIDS szintén vírusfertõzésre vezethetõ vissza. A ma használatos gyógyszerek elsõsorban a vírusok elszaporodását vagy a gazdasejtekbe való bejutását gátolják. A leghatékonyabb vírusellenes gyógyszerek nem a vírusra, hanem magára az emberi szervezetre hatnak, a szervezet saját védekezõ rendszerét erõsítik meg anynyira, hogy a saját maga képes lesz a vírusfertõzés legyõzésére. Kérdések, feladatok
Herpeszvírusok
10
Miben különbözik a virion és a vegetatív vírus? Hogyan programozzák át a vírusok a gazdasejteket? Hogyan fertõz a vírus? Melyek az ember leggyakoribb vírusos betegségei? Mit neveznek a számítástechnikában vírusnak és miben hasonlít a valódi vírusokhoz?
AZ ÁLLATOK KÜLTAKARÓJA
AZ ÁLLATOK KÜLTAKARÓJA A kültakaró az állatok külsõ védekezési rendszere. Elhatárolja és védi a szervezetet a környezetétõl, de össze is köti vele, mert rész vesz a táplálkozásban, a légzésben, a kiválasztásban és az érzékelésben is. Bizonyos egysejtû állatok (például a papucsállatka) sejtplazmájának külsõ része szilárdabb bõrkévé alakul. Az állatka állandó alakja ennek a szilárdabb plazmarétegnek köszönhetõ. A többsejtû gerinctelen állatok külsõ rétege a bõrhám. A férgeket egyrétegû hám, a leggyakrabban csillós hengerhám borítja. Ez az alatta lévõ körkörös és hosszanti simaizom-réteggel összenõtt, és együttesen bõrizomtömlõt alkotnak. A bõrizomtömlõ a védelem mellett a mozgást is szolgálja. Az ízeltlábúak kültakarójának legkülsõ hengerhámsejtjei egy igen ellenálló anyagot, kitint termelnek. Ez a kitin adja az ízeltlábúak kültakarójának keménységét, ellenállóképességét. A puhatestûeknek a férgekhez hasonlóan bõrizomtömlõjük van. Egyes puhatestûek (csigák, kagylók) szilárd héjat választanak ki, mely kívülrõl burkolja a sérülékeny bõrizomtömlõt. A gerincesek kültakarója (bõre) mindig többrétegû. A külsõ hámréteg (felhám) alatt lazarostos kötõszövetbõl álló irharéteg helyezkedik el. A harmadik réteg a bõr alatti kötõszövet, amely a kétéltûek kivételével zsírszövetbõl áll. A halak többrétegû el nem szarusodó laphámjában sok a pigment és mirigy. A halbõr a mirigyváladéktól síkos. Az irharétegben pikkelyek alakulnak ki. A kétéltûek felhámja többrétegû, alig elszarusodó laphám, amely még nem nyújt elegendõ védelmet a kiszáradás ellen, ezért a kétéltûek élete még a vízhez kötõdik. Az irharétegben nagy bogyós mirigyek vannak, amelyek a bõrfelszínt nedvesítõ nyálkát és mérgezõ védõanyagokat termelnek. A hüllõk a szárazföldi életmódhoz alkalmazkodtak. Felhámjuk többrétegû, elszarusodó laphám, amelynek a szarurétege nagyon vastag is lehet. A szaruréteg a kígyóknál, a siklóknál és a krokodiloknál pikkelyeket alkot. A teknõsöknél és a krokodiloknál szarupajzsok kelet-
Páncélját levetõ rák A kitin hátránya, hogy nem tágulékony, ezért nem képes követni az állat növekedését. Vedléskor az ízeltlábúak megválnak a régi, szûk, a növekedésüket gátló kitinpáncéltól, és a hámsejtek új védõréteget termelnek.
mirigy kivezetõ pigmentsejt
többrétegû laphám
simaizomsejt irha Kétéltû bõrének keresztmetszete
Hüllõ pikkelyes bõre
27
AZ ÉLÕLÉNYEK TESTFELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETMÛKÖDÉSEI
belsõ szárnyfedõk
külsõ szárnyfedõk
kis szárnyfedõk
másodrendû evezõtollak
elsõrendû evezõtollak
A madárszárny tollai
A tollnak a madár bõrébe illeszkedõ része a cséve. Ez a tollgerincben folytatódik. A tollgerincrõl tollágak erednek, amelyeket vékony horgocskák kapcsolnak össze, így tollsugarak keletkeznek. A tollágak és tollsugarak együtt a tollzászlót alkotják. A fedõtollak gerince merev, a pehelytollaké lágyabb, zászlójuk laza.
Az emlõsök bõrét szõrzet borítja. Az emlõsök bõrében sok mirigy van. A faggyúmirigyek zsírszerû váladéka a kiszáradástól védi a szervezetet. A verejtékmirigyek bomlástermékeket és vizet tartalmazó váladéka a hõszabályozásban, a kiválasztásban és a kórokozók elleni védekezésben fontos.
tollgerinc cséve
tollágak horgocskák ágacskák
verejtékmirigy kivezetõje
szõr szaruréteg
érzõidegvégzõdés
A szõrtüszõben a szõr gyökere helyezkedik el. Ennek az alsó, megvastagodott része a szõrhagyma. Utóbbi a szõrszemölccsel áll kapcsolatban. A szõrszemölcs az irha része, ereket és idegeket tartalmaz. A nemezszõrök az állatok bundáját alkotják. A piheszõrök a hõszigetelést szolgálják. A szinuszszõrök (például a macskabajusz) az érzékelésben jelentõsek.
A toll felépítése
hajszálér
keznek. A teknõsöknél a szarupajzsokból és a hozzájuk kapcsolódó csontlemezekbõl teknõ jön létre. A madarak kültakarójában kevés mirigy van, bõrük száraz. Lábukon a hüllõkkel való szoros rokonságuk bizonyítékaként szarupikkelyek figyelhetõk meg. A repülõ életmódhoz tollazat alakul ki. A tollak módosult szarupikkelyek.
Az emlõsök ujjvégeit szaruképzõdmények védik. A karom a lábujjak végeit teljesen körülnövõ szarukúp. Csak a fõemlõsöknél fordul elõ a köröm. A köröm olyan szarulemez, amely nem veszi körül teljesen az ujjvéget. A pata a páros és a páratlan ujjú patásoknál, illetve az ormányosoknál az utolsó ujjpercet borító vastag szaruképzõdmény. A páros ujjú patások tülkös szarva páros szaruképlet. A homlokcsont csapján helyezkedik el, és belül üreges.
Kérdések, feladatok ideg
verejtékmirigy
zsírszövet
faggyúmirigy
Emlõs bõrének keresztmetszete
28
Nézz utána, miben különbözik: a) a bõr és a bõrizomtömlõ, b) a kitin és a szaru, c) a karom, a köröm és a pata, d) a szarupikkely, a szarupajzs és a teknõ, e) a halak és a kétéltûek bõre, f ) a kétéltûek és a hüllõk bõre, g) a madarak és az emlõsök bõre, h) a faggyú és a verejték? Milyen bizonyítékot szolgáltat a madarak kültakarója a leszármazásukról?
A NÖVÉNYEK MOZGÁSA ÉS INGERLÉKENYSÉGE
A NÖVÉNYEK MOZGÁSA ÉS INGERLÉKENYSÉGE Melyek az állatok mozgásformái? A látszólag mozdulatlan növények változatos mozgásjelenségeket mutatnak. Mozgásaik az állatokéhoz hasonlóan csoportosíthatók. A passzív mozgások a növények életében is megfigyelhetõk. Például a szél elszállítja a virágport, a madarak vagy a víz terjesztik a magvakat, terméseket, a tengeráramlások sodorják a planktonokat. Az aktív mozgások a növényi szervezettõl energiát igényelnek. Az aktív mozgások egyik csoportja a belsõ mozgások. Erre jellemzõ példa a víz mozgása a szállítószövet-rendszerben, vagy a sejtek citoplazmájának állandó áramlása. A külsõ mozgások közül az aktív helyváltoztató mozgások alig figyelhetõk meg a növényvilágban. Kivétel az ostoros mozgás. Az ostoros- és barázdásmoszatok, illetve a növényi hímivarsejtek is így mozognak. A helyhez kötött hajtásos növényeknek csak helyzetváltoztató mozgásaik vannak. A változatos mozgásformák két alapmechanizmusra a növekedésre, illetve a sejtek teltségi, feszítettségi állapotának változására vezethetõk vissza. A mozgások mindig ingerek hatására következnek be. A növekedési mozgások a növények egyenlõtlen növekedése miatt alakulnak ki. Ezek a leggyakoribb növényi mozgások. A mozgás alapja a növekedési hormonok mûködése. Például ha a futóbab kúszószára hozzáér a támasztékhoz, a támasztékkal ellentétes oldalán növekedésihormon-bõség keletkezik, ez fokozottabb sejtmegnyúlást okoz, és a kúszószár feltekeredik a támasztékra. A gyökér víz felé vagy a hajtás fény felé növése, illetve a napraforgó tányérjának a Nap felé fordulása is hasonló mechanizmus alapján következik be. A turgormozgások a növényi sejtek, szövetek vagy szervek víztartalmának gyors növekedése vagy csökkenése miatt kialakuló mozgásjelenségek. Általában úgy jönnek létre, hogy egyes támasztó jellegû sejtekbõl a víz hirtelen kiáramlik a sejtek közötti üregekbe, ezáltal a belsõ feszültségük, a turgoruk csökken, és megszûnik a támasztó mûködésük. Ilyenkor a támasztott növényi rész elmozdul. Késõbb a támasztó jellegû sejtek a sejtközötti üregekbõl újra felveszik a vizet, turgoruk helyreáll és az elmozdult növényi rész is fokozatosan visszajut az eredeti helyzetébe.
Passzív helyváltoztató mozgás A szél nagy távolságra szállítja egyes növények magvait.
Kízérletezz! Az üvegházban nevelt mimózanövénynek érdekes mozgását figyelhetjük meg. Ha az ágakat érintéssel ingereljük, a levélcimpák összecsapódnak, a levélkék befelé, a levélnyelek pedig lefelé hajlanak.
Hasonló, csak kevésbé feltûnõ mozgás következik be, ha a sóskaborbolya virágjában a porzószálak tövét finom ecsettel megérintjük. Ekkor a porzók hirtelen a bibe felé csapnak. Mindkét esetben turgormozgás következett be.
65
AZ ÉLÕLÉNYEK TESTFELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETMÛKÖDÉSEI
Kízérletezz! A plazmaáramlás az átokhínár levélkéjén metszés nélkül is megfigyelhetõ. Tedd a levélkét tárgylemezre egy vízcseppbe, fedd le és vizsgáld a fénymikroszkóp kis, majd nagy nagyításával. A citoplazmában sodródó zöld színtestek a mozgást láthatóvá teszik. A citoplazma a nagy központi sejtüreg körül áramlik.
A tropizmusnak több altípusa is lehet. A fototropizmusnál (pl. a hajtás növekedése a fény felé) a fény, a geotropizmusnál (pl. a gyökér növekedése lefelé) a Föld nehézségi ereje, a hidrotropizmusnál (pl. a gyökér növekedése a nedvesség felé) a víz a kiváltó inger. A nasztiák jellegzetessége, hogy mindig egyféleképpen zajlanak le, vagyis a mozgás független az inger irányától. Például a tulipánvirág nyílása és záródása a hõ hatására termonasztia, a pitypang virágzatának kinyílása a fényben és becsukódása a sötétben pedig fotonasztia.
66
500 W
50 W
Kízérletezz! Helyezz egy üvegkád vizébe zöld szemesostoros tenyészetet, majd sötét teremben világítsd meg az üvegkád egyik oldalát egy 25 wattos izzó fényével. Rövid idõ alatt az eredetileg a vízben egyenletes eloszlásban lévõ szemesostorosok a megvilágított oldalon gyülekeznek, ez az oldal bezöldül. Ha viszont ezt az oldalt 500 wattos égõ fényével világítod meg, akkor az üvegkád fénytõl távolabbi fala zöldül meg, mivel az Euglenák megpróbálnak elmenekülni a túl erõs fény elõl.
A higroszkópos mozgások vízfelvétel következtében kialakuló duzzadás hatására következnek be. Például a jerikói rózsa nevû sivatagi növényt száraz gombolyagként görgeti a szél, de ha nedves részhez ér, ágai szétterülnek, termései felnyílnak és magvai kihullanak. A kohéziós mozgások vízvesztés következtében kialakuló zsugorodás miatt következnek be. Például a páfrányok spóratartói és a zárvatermõk portokjai így nyílnak ki. A növények ingerlékenysége a mozgással függ össze legszorosabban. Az ingerjelenségek mozgásokban nyilvánulnak meg. A taxisok inger által kiváltott és irányított helyváltoztató mozgások. Ilyen például a zöld szemesostorosok fény felé történõ mozgása. A tropizmusok inger által kiváltott és irányított helyzetváltoztató mozgások. A nasztiák inger által kiváltott, de nem irányított helyzetváltoztató mozgások. Az ingerjelenségek jellegzetes növényi szabályozási folyamatok megnyilvánulásai. A növények szervezetében hormonok vegyi szabályozása érvényesül. A legismertebb növényi hormon az auxin. Az auxin általában a hajtás-tenyészõcsúcsokban képzõdik elõanyagaiból. Alapvetõ jelentõségû a növények növekedésében. A tenyészõcsúcsból a megvilágítással ellentétes oldalon vándorol lefelé a szárban. Az auxinon kívül egyéb növényi serkentõ és gátló hatású hormonok is vannak. Kérdések, feladatok
Milyen növényi mozgásokat ismersz? Milyen megfigyeléssel, illetve tényleges vagy elképzelt kísérlettel tudnád igazolni a) a plazmaáramlást, b) a növekedési mozgást, c) a turgormozgást, d) a taxisokat, e) a tropizmusokat, f ) a nasztiákat? Mennyiben tekinthetõ aktív és mennyiben passzív mozgásnak a víz mozgása a szállítószövet-rendszerben? Hogyan függenek össze a növényi mozgások és ingerjelenségek? Mit tudsz az auxinról?
AZ ÉLÕ KÖRNYEZETI TÉNYEZÕK
AZ ÉLÕ KÖRNYEZETI TÉNYEZÕK A populációk
Az azonos fajhoz tartozó, azonos helyen és idõben elõforduló, tényleges szaporodási közösséget alkotó élõlények egy populációt alkotnak. A populáció, mint egyed feletti szervezõdési szint, számos olyan tulajdonsággal jellemezhetõ, amely sajátságok csak a populáció egészére értelmezhetõk, az azt alkotó egyedekre azonban nem. A populációk alapvetõ sajátosságai az egyedszám (a populáció mérete), a sûrûség (a populáció összlétszáma területi vagy térfogategységre vonatkoztatva), és a térbeli eloszlás (a populáció szerkezete). A populációk állandó változásban vannak, hiszen a populáció nagysága növekedhet vagy csökkenhet. A populáció nagyságának változását alapvetõen a születések és halálozások aránya, valamint a be- és kivándorlás szabja meg. A populációk növekedésének jól körülhatárolható törvényszerûségei vannak. Ha egy viszonylag kis létszámú populáció számára a környezeti feltételek optimálisak, eleinte az egyedszám gyors növekedését tapasztalhatjuk. Késõbb a növekedés üteme lelassul, mert a környezet eltartóképessége véges, a szükséges erõforrások mennyisége korlátozott. Ha a populáció növekedése eléri a környezet eltartóképességét, egyedszáma hosszabb idõn át egy állandó érték körül ingadozik. Ha a környezet eltartóképessége csökken, akkor a populáció egyedszáma csökkenni kezd. Ha ez a csökkenés folyamatos, akkor végül a populáció egyedszáma olyan mértékben lecsökken, hogy megszûnik szaporodási közösség lenni, és a populáció kihal.
egyenletes
véletlenszerû
felhalmozódó
szigetszerû
A populációk térbeli eloszlásának fõbb típusai a populáció egyedszáma korlátlan növekedés korlátozott növekedés
a környezet eltartóképessége
idõ A populációk növekedése
életkor
idõs, reprodukcióra nem képes szakasz
reprodukciós szakasz
növekvõ (fiatalodó) populáció
stabil populáció
hanyatló (öregedõ) populáció
fiatal, reprodukcióra nem képes szakasz
Populációk közötti kölcsönhatások
Ha egy területen több populáció él, akkor az egyik populáció a másik számára élõ környezeti tényezõként jelenik meg. Egy populáció egy másikra pozitív vagy negatív hatást fejthet ki, vagy az is elõfordulhat, hogy nem befolyásolja a másikat (semleges). A szimbiózis mindkét fél számára elõnyös kapcsolat. Ilyen például a nitrogénkötõ baktériumok és a pillangósvirágú növények (pl. bab, borsó, lucerna, szója) kölcsönösen elõnyös együttélése. A baktériumok a nö-
A populációk koreloszlásának típusai
Hernyó és hangya szimbiózisa
89
AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI vény gyökérgümõiben élve megkötik a talaj levegõtartalmának nitrogénjét, és olyan vegyületté (ammóniává) alakítják át, amit a növény már hasznosítani tud. A baktériumok pedig a fotoszintézis során elkészült szerves anyagot nyernek a növénytõl. Egyes fenyõfajokkal olyan gombák élnek együtt, amelyek segítik a fenyõ tápanyag- és vízfelvételét, ezért cserébe a növénytõl könnyen jutnak szerves anyaghoz. Afrikai életközösségekben megfigyelhetõ jellegzetes látvány, amikor a legelészõ nagytestû állatok (például zsiráfok, orrszarvúk, vízilovak) bõrének az állatok által nehezen hozzáférhetõ részeibõl apró madarak szedik ki az élõsködõket. Az emberrel szoros együttélés jellemzõ néhány baktériumfajra, amelyek az emberi tápcsatorna vastagbéli szakaszában élnek.
Nyûvágó madarak tisztogatják az orrszarvú bõrét
Nézz utána, hogy mi a lényege az ember és a vastagbélben élõ baktériumok szimbiózisának? Sorolj fel a szimbiózisra minél több példát! Kutass a rendelkezésedre álló könyvtárban vagy az interneten! A zsákmányszerzés (predáció) olyan táplálkozási kapcsolat, amely a táplálékszerzõ populáció számára elõnyös, az elfogyasztottnak pedig hátrányos. (Ebben az esetben zsákmánynak tekintünk minden élõlényt, amelyet elfogyasztanak). Az élõsködés (parazitizmus) olyan különleges típusa a táplálkozási kapcsolatoknak, amelyben a táplálékszerzés nem jár a megtámadott azonnali pusztulásával, hanem a gazdaszervezetet hosszú idõn keresztül károsítja (táplálkozik belõle) az élõsködõ. Ez a kölcsönhatás tehát az élõsködõnek elõnyös, a gazdaszervezet számára viszont kifejezetten hátrányos.
Halászó medvék
Elemezd az ábrát! Felfedezhetõ-e valamilyen összefüggés a zsákmányállat- és a ragadozópopuláció egyedszámának változásai között?
egyedszám hiúz
1845
nyúl
1935
idõ
Ragadozó- és zsákmánypopuláció kölcsönhatása
90
Sorolj fel az élõsködésre minél több példát! Kutass a rendelkezésedre álló könyvtárban vagy az interneten! A versengés (kompetíció) kölcsönösen elõnytelen kölcsönhatás két populáció között. Ilyenkor mindkét populáció egyformán használja valamelyik rendelkezésre álló erõforrást, így a másik jelenléte hátrányt jelent. Például növénypopulációk szüntelen harcot folytatnak a vízért és a fényért. Az erdeifenyõ és a boróka fényért folytatott versenyében a boróka nem bírja a versenyt, végül az erdeifenyõ árnyékába szorulva elpusztul. Az állatok között táplálékért és például fészkelõhelyért folyik kiélezett verseny. A versengés mindkét populáció számára hátrányos, ezért csökkenteni igyekszenek azt.
Elõfordulhat, hogy a két populáció egyike számára közömbös a másik jelenléte, míg a másik számára határozott elõnyt jelent a kapcsolat. Az ilyen kölcsönhatás neve kommenzalizmus, ami szó szerint asztalközösséget jelent. Példaként a fák törzsén megtelepedõ és élõ mohák, valamint a fák kölcsönhatása szolgál. Az asztalközösség elnevezés egy érdekes táplálkozási kapcsolat alapján született, amely a nagyragadozók és a zsákmány maradványait fogyasztó dögevõk (például az oroszlán és a hiéna) között alakult ki. Az antibiózis az egyik populáció számára közömbös, a másik számára hátrányos kölcsönhatás. Legjellegzetesebb példa az ecsetpenész-gombák által termelt penicillin, amely megakadályozza a baktériumok szaporodását (vagy akár el is pusztítja a baktériumokat). Antibiózis nemcsak mikroorganizmusok között jöhet létre, hanem más élõlények (elsõsorban növények) között is. Például a diófa gyökérsavai és a lehullott leveleibõl kioldódott anyagok megakadályozzák más növények magjainak a kicsírázását. De antibiózisról beszélünk akkor is, amikor a vöröshagyma vagy a fokhagyma illóolaja a környezetében élõ növényeket védi a kártevõ rovarok pusztításától. (Ennek köszönhetõ, hogy a fokhagymát a biokertészetekben elõszeretettel ültetik, mint természetes rovarûzõt.)
egyedszám
Sorolj fel a versengésre minél több példát! Kutass a rendelkezésedre álló könyvtárban vagy az interneten!
1. faj növekedése egymagában
2. faj növekedése egymagában egyedszám
Jellemzõ példa az idõbeli elkülönülés, amikor a fajok más-más napszakban aktívak: az egerészölyv nappal, a gyöngybagoly éjszaka vadászik az apró rágcsálókra. De csökkentheti a versengést az is, ha az állatok eltérõ táplálékra specializálódnak: a nagy színjátszólepke hernyói a fûzfák leveleit fogyasztják, míg a kis színjátszólepke hernyóinak fõ tápláléka a rezgõnyár levele.
egyedszám
AZ ÉLÕ KÖRNYEZETI TÉNYEZÕK
A két faj együtt tenyésztve Két különbözõ papucsállatka-faj populációjának versengése
Kérdések, feladatok
Mit értünk zsákmányszerzés alatt? Hogyan szabályozza a környezet eltartóképessége a populáció egyedszámát? Miért nem szabad a komposztba tenni a diófa lehullott levelét? Keress a versengés kiküszöbölésére minél több példát! Kutass a rendelkezésedre álló könyvtárban vagy az interneten! Az eredményeidet a tanórán kiselõadás formájában mutasd be társaidnak is!
Asztalközösség (kommenzalizmus)
91
A BIOSZFÉRA ÁLLAPOTA Vízszenneyzés
A Prestige olajszállító tartályhajó katasztrófája a spanyol partoknál
110
Életünk elképzelhetetlen víz nélkül. A vízellátottságnak az életközösségekben meghatározó szerepe van. A vizek szennyezése az egész élõvilágot és az emberiséget is veszélyezteti. Magyarországon az ivóvíz 90%-a felszín alatti vizekbõl, illetve a folyókból származik. A kõzetrétegek, a folyók kavics- és iszapágya szûrik, tisztítják a vizet, ezért ezeket a rétegeket óvni kell a szennyezõ anyagoktól. A természetes vizekbe kerülõ szennyezõdés szilárd anyagai leülepednek, más anyagok a vízben feloldódnak, felhígulnak. Az ásványi anyagok egy részét felveszik a vízi növények, a szerves anyagokat a baktériumok, egysejtûek építik a testükbe. Ezeknek a fizikai, kémiai, biológiai folyamatoknak az összességét öntisztulásnak nevezzük. Az elmúlt században az ipar és a mezõgazdaság rohamos fejlõdésével a szennyezõ anyagok mennyisége is nagymértékben megnövekedett. A legnagyobb problémát a vegyi anyagok jelentik (mûtrágyák, gyomirtók, rovarirtók, nehézfémek, oldószerek, olaj). Napjainkban ezek mennyisége és minõsége jóval meghaladja vizeink öntisztulási képességét, aminek komoly következményei lehetnek. A hazai vízszennyezés feléért az ipar, feléért a háztartások és a mezõgazdaság a felelõsek. A háztartásokból kikerülõ szennyezõ anyagok közül nagyon veszélyesek a mosószerek. A mosó- és mosogatószerek nem engedik kicsapódni a zsíros szennyezõdéseket, amíg a mosóvíz a szennyvízelvezetõ rendszerbe kerül. A mosószerek azonban mérgezõek a vízi élõlények számára, és gátolják a vizek öntisztulását. Hatóanyagaik bejutnak a talajba, sõt segítik az egyéb szennyezõ anyagok bejutását is. Gyakran a víztisztítási eljárások során sem bomlanak le, így bekerülhetnek a vízvezetékrendszerbe, az ivóvízbe. A mosószerrel szennyezett ivóvíz pedig közvetlenül károsítja az ember szervezetét. A vizek elszennyezõdéséhez az is hozzájárul, hogy hazánkban a települések csatornahálózata még nem készült el, a vezetékes ivóvízellátással egy idõben nem épültek meg a szennyvizet elvezetõ csatornák és a hozzájuk kapcsolódó víztisztító berendezések. Még a jól ellátottnak számító Budapesten is biológiai tisztítás nélkül kerül a szennyvíz jelentõs hányada a Dunába. A mezõgazdasági mûvelés alatt álló területekrõl a talaj tápanyagtartalmának pótlására használt mûtrágyák kerül-
KÖRNYEZETSZENNYEZÉS ÉS KÖRNYEZETVÉDELEM hetnek a vizekbe. A mûtrágyák elsõsorban nitrogén- és foszfortartalmú vegyületekbõl állnak, amelyek könnyen bekerülnek a talajvízbe, és ezzel az ivóvízbe is. A nitrogéntartalmú vegyületek közül a nitrátok gátolják a vérben az oxigénszállítást. A magas nitráttartalmú ivóvíz különösen a terhes anyákra és a csecsemõkre jelent veszélyt. A mosószerek és a mûtrágyák foszfortartalmú vegyületei (a foszfátok) a tavak, holtágak élõvilágát is veszélyeztetik. A vízbe kerülõ bõséges tápanyag kedvezõen hat a plankton és a hínárok gyarapodására. A növények elszaporodása azonban megakadályozza a fény mélyebbre hatolását, hiányában a növények elpusztulnak, rothadásuk gyorsan feléli a víz oxigén-tartalmát. Az oxigénhiány pedig veszélyezteti a vízi állatok életét. Ez a folyamat az eutrofizálódás. A folyamat a táplálékláncok összeomlásával, az életközösség pusztulásával végzõdik. A tengereket és az óceánokat részint a folyók hordalékával érkezõ szennyezõdések, részint a kereskedelemi hajókról a vízbe kerülõ káros anyagok veszélyeztetik. A legnagyobb mértékû környezetszennyezést az olajszállító hajók okozzák. A hajók tartályainak sérülésekor, illetve tisztításakor nagy mennyiségû kõolaj jut a vízbe. A sötét színû, vízben nem oldódó kõolaj közvetlenül károsítja az élõ szervezeteket. Összefüggõ rétegben úszik a víz felszínén, gátolja a napsugarak lehatolását a mélybe, megakadályozza a levegõ oxigénjének és a víznek a keveredését. Fény és vízben oldott oxigén hiányában a vizek élõlényei gyors pusztulásnak indulnak. Az olajszennyezõdés a madarakat és az emlõsállatokat is fenyegeti. Az ipari szennyezõ anyagok közül rendkívül veszélyesek a nehézfémek vegyületei. Erõsen mérgezõek, mert roncsolják a sejtekben található fehérjéket. A 2000. év elején a Tiszát katasztrofális cián- és nehézfém-szennyezés érte, amely soha nem látott mértékben veszélyeztette a folyó élõvilágát, a Tisza parti települések vízellátását és a Hortobágyi Nemzeti Park élõlényeit. A szennyezést egy ipari baleset okozta, amely a romániai Nagybányán történt.
Olajjal szennyezett fókák Emberi segítség nélkül az olajjal szenynyezett állatok elpusztulnak.
Eutrofizáció
Kérdések, feladatok
Nézz utána, mivel szennyezõdhetnek élõvizeink! Milyen anyagok kerülhetnek a háztartásokból, ipari vagy mezõgazdasági üzemekbõl a vizekbe? Hogyan kerülhet kõolaj a természetes vizekbe és milyen következményekkel jár a szennyezõdés? Mit jelent a vizek öntisztuló képessége?
Nehézfémszennyezés a Tiszán A legnagyobb kárt a mérgezés a folyó halállományában okozta.
111
A BIOSZFÉRA ÁLLAPOTA
Magyarországon elõször az Erdõtörvény rendelkezett (egyes erdõterületek) védelmérõl 1879-ben. Hazánkban elõször 1939-ben nyilvánítottak egy területet természetvédelmi területté. Ez a Debreceni Nagyerdõ egy 31 hektáros darabja volt. Jelenleg Magyarország területének mintegy 10 százaléka áll természetvédelmi oltalom alatt.
A dodó utolsó példányait 1680 táján látták
Erszényes farkas Az utolsó erszényes farkast az 1930-as években lõtték ki Tasmániában.
116
TERMÉSZETVÉDELEM Az utóbbi száz évben a Föld arca rendkívül gyorsan változott. A nagy erdõségek, a különleges élõhelyek, például a mocsarak életközösségei sok helyen áldozatul estek az ember természetátalakító tevékenységének. Az erdõk irtása már évszázadokkal ezelõtt megkezdõdött, de igazán tragikus mértékben azonban korunkra jellemzõ. Az erdõk védelme nemcsak a természetes életközösségek sokféleségének megõrzése miatt fontos, hanem az oxigéntermelés és szén-dioxid-megkötés egyensúlyának fenntartása miatt is. A folyók szabályozásával a fajokban gazdag mocsárvidékek gyors ütemben tûnnek el. A víz elvezetése az életközösség teljes összeomlásához vezet. A lecsapolt területeken rossz minõségû termõföld keletkezik, amely hamar kimerül, és helyükön pár év múlva csak száraz, igénytelen fû és bozót marad. Kevés növény és állat képes a mesterségesen kialakított környezetben fennmaradni. Az ember által bolygatott területekrõl az alkalmazkodásra képtelen fajok elvándorolnak vagy kipusztulnak. Éppen ezért egyre sürgetõbb feladat minden lehetõt megtenni a természeti környezet védelméért. Az emberi beavatkozás miatt a történelem során sok állat- és növényfaj halt ki, és ma is sokat fenyeget a kipusztulás veszélye. Irtották az állatokat butaságból, babonából és haszonlesésbõl. A különleges élõvilággal rendelkezõ szigeteken a behurcolt vagy betelepített fajok okoztak bajt. A legtöbb betelepített faj Amerikában és Ausztráliában okozott gondot. Az Európából kivándorolt telepesek magukkal vitték háziállataikat is új hazájukba, sõt gyakran betelepítették a megszokott vadakat is, hogy vadászhassanak rájuk. Az õshonos élõvilágra a jövevények gyakran végzetes hatással voltak. A fajok jó részét a vadászat vagy a túlzott halászat sodorta veszélybe. A vadászat szinte mindegyik bálnafajt veszélyezteti, mert az ivarérett egyedek száma annyira lecsökkent, hogy már nem képesek népességeiket fenntartani. A gazdasági haszon miatt ma is többet fognak ki közülük, mint amennyit a nemzetközi egyezmények megengednének. A ragadozóknak gyakran rossz hírük van: vérszomjas emberevõknek, a haszonállatok vámszedõinek tartják õket. A farkasokat gyakran teszik felelõssé a nyájak
TERMÉSZETVÉDELEM irtásáért. Az észak-amerikai farkasok közelebbi vizsgálata során kiderült, hogy fontos szerepük van a rénszarvascsordák egészséges állományának fenntartásában. A ragadozók zsákmánya ugyanis fõleg a beteg és öreg állatok közül kerül ki. A tigrisek a leginkább veszélyeztetett fajok közé tartoznak. Élõhelyüket az utak és az emberi települések leszûkítették. Testrészeiket patikákban árulják, ráadásul szép csíkos bundájukat is értékesnek találják a vadászok. Más állatokról is elterjedt, hogy testrészeikbõl csodagyógyszer állítható elõ. Az orrszarvúkat például tülkös szarvukért ölték halomra. A mezõgazdasági mûvelés, az erdõirtások, az építkezések az élõhelyek vagy a táplálék elveszítésével járhatnak. A lazacok szinte eltûntek Európából, mert a duzzasztógátak és a vízerõmûvek megakadályozzák vándorlásukat. Az európai hódot a folyószabályozások, az élõhelyek pusztulása és a kíméletlen vadászat miatt a kihalás fenyegette. Hazánkban a XIX. század közepén figyelték meg utoljára. 1996-ban visszatelepítési program indult, amely sikeresnek látszik és újra élnek hódok Magyarországon. A vidra elterjedési területe az élõhely elvesztése és a környezetszennyezés miatt Európában rendkívül beszûkült. Hazánkban ehhez képest még jelentõs számban élnek. A kárpát-medencei állomány megóvása az egész európai állomány számára döntõ fontosságú, ezért nemzetközi program indult a vidrák védelmében. A vidra nagy halrabló, ezért megóvása érdekében az egyik legfontosabb feladat a halgazdaságok érdekeinek és a természetvédelmi szempontoknak az egyeztetése. A veszélyeztetett fajokat védelem alá helyezik. A hazai természetvédelemben védett és fokozottan védett fajokat különböztetnek meg. Nem csak ritka és kihalás szélén álló növény- és állatfajok kerülnek védelem alá. A védett madarak listáján találjuk a házi verebet és a bütykös hattyút is, amelyek hazánkban még jelentõs számban élnek, de Európában már megritkultak az állományaik. A természetvédelem célja, hogy a természet értékeit eredeti állapotukban megõrizze, lehetõvé tegye a tudományos kutatást, segítse az oktatást, szolgálja a természetjárást és az emberek felüdülését. Védelem alá tartozhatnak egyes értékes fák vagy természeti képzõdmények, például barlangok is. Az értékes fajokat, egyedeket leg-
A vadon élõ állatok, növények és élõhelyeik védelmét nemzetközi egyezményekben is rögzítik. A Ramsari Egyezmény (1971) a vizes élõhelyek megóvásáról szól. A Washingtoni Egyezmény (1973) szabályozza a vadon élõ állatok kereskedelmét. A Bonni Egyezmény (1979) az európai vadon élõ növények és állatok élõhelyeinek védelmérõl szól. A Riói Egyezmény (1992) a biológiai sokféleség fennmaradását szolgálja.
Európai hód
Orvvadászoktól elkobzott elefántcsont
117
A BIOSZFÉRA ÁLLAPOTA
A kihalás oka: az ember Az állatvédelem egyik jelképévé vált a dodó, mely Mauritius szigetén élt, termetes, repülni nem tudó galambféle volt. A telepesek és a szigeten kikötõ tengerészek könnyû zsákmányává vált. Lelõni sem kellett, elég volt agyonverni. Az eszkimó póling egy gyors röptû észak-amerikai madár volt. Sokmilliós csapatokban vándorolt északi költõhelyeirõl délre és vissza. A sportvadászok nemritkán egy lövéssel 20-30 madarat is lelõttek, de ha sajnálták a puskaport, akkor az éjszakára leszállt madarakat lámpákkal vakították el és botokkal verték agyon õket. A XIX. század végére az embernek sikerült a pólingok millióit nyom nélkül kiirtani. Az 1800-as évek elején még mintegy 40 millió bölény élt Észak-Amerikában. Ezeknek a kiirtására alig száz esztendõ elegendõ volt. Csak az 1842-es évben 2,5 millió bölényt öltek meg. Buffalo Bill (valódi nevén William Frederick Cody) azzal szerezett magának hírnevet, hogy egymaga másfél év alatt 4280 bölényt mészárolt le.
A nagybálnák közé tartozó észak-atlanti szürkebálna kb. százezres populációját teljesen sikerült kiirtani a bálnavadászoknak, míg a déli simabálna kétszázezres állományából csak mintegy 100, az északi simabálna félmilliós állományából mintegy 300 élte túl a vadászokat. Közép-Ázsiában, a kaszpi tigris élõhelyén, a Szovjetunió erõszakosan településeket és mezõgazdasági üzemeket hozott létre. Az utolsó példányt 1973ban lõtték le. Az elefántcsont iránti kereslet miatt 1979 és 1989 között 700 000 afrikai elefántot öltek meg. Az 1988as évben minden nyolcadik percben megöltek egy elefántot. Szerencsére ma már csak illegálisan kereskednek az elefántcsonttal, s bár teljesen nem szûnt meg az öldöklés, de lényegesen mérséklõdött. A kakapó Új-Zélandon élõ röpképtelen papagáj. Majdnem kipusztult, mert a telepesek macskái vadásztak rá, táplálékát pedig a betelepített szarvasok ették meg.
A Természetvédelmi Világalap (World Wide Fund for Nature, WWF) A Természetvédelmi Világalapot hívta életre Julian Huxley kezdeményezésére 1961. szeptember 11-én Svájcban néhány tenni akaró, elkötelezett természettudós, üzletember és reklámszakember. Céljukat egyszerûen fogalmazták meg: megmenteni az életet a földön. (A brit biológus afrikai utazása során megdöbbenve tapasztalta azt, hogy Afrika több, néhány évtizeddel korábban még állatoktól hemzsegõ tája szinte elnéptelenedett. Hazatérve a kipusztulás szélén álló állatfajok megmentésére mozgósította barátait és ismerõseit.) A WWF küldetése, hogy megállítsa bolygónk élõvilágának pusztulását, és olyan jövõt építsen fel, amelyben az ember harmóniában él a természettel. Három fõ cél-
118
kitûzése: a biológiai sokféleség megõrzése, a környezetszennyezés csökkentése és a természeti erõforrások hosszú távon fenntartható használatának elõsegítése. Mert a természeti erõforrások, a minket körülvevõ növény- és állatvilág nem a miénk. Használjuk, használnunk kell, csak éppen nem mindegy, hogyan. Gátlástalanul kizsákmányolva, vagy az utánunk következõ nemzedékekre is gondolva. Az emberiségnek nincs jövõje, ha nem vigyáz a természetre. Ezért a WWF azokra az ökorégiókra összpontosítja tevékenységét, amelyek a biológiai sokféleség megõrzése szempontjából különösen jelentõsek: az erdõkre, az édesvizekre, az óceánokra és partjaikra.
A WWF a világ legnagyobb és legelismertebb független természetvédõ szervezetévé vált, az elmúlt negyven évben több mint 11 ezer természetvédelmi programot indított, több milliárd dollár értékben. Ma 96 országban van képviselete, a nemzeti szervezeteket és programirodákat a Svájcban található központ, a WWF International fogja össze.
TERMÉSZETVÉDELEM
Az 1996. évi LIII. törvény a természet védelmérõl A törvény 28. paragrafusa szól a védett természeti területek kategóriáiról. A védett természeti terület a védelem kiterjedtségének, céljának, hazai és nemzetközi jelentõségének megfelelõen lehet: nemzeti park; tájvédelmi körzet; természetvédelmi terület; természeti emlék. A nemzeti park az ország jellegzetes, természeti adottságaiban lényegesen meg nem változott, olyan nagyobb kiterjedésû területe, melynek elsõdleges rendeltetése a különleges jelentõségû, természetes növény- és állattani, földtani, víztani, tájképi és kultúrtörténeti értékek védelme, a biológiai sokféleség és a természeti rendszerek zavartalan mûködésének fenntartása, az oktatás, a tudományos kutatás és a felüdülés elõsegítése.
A tájvédelmi körzet az ország jellegzetes természeti, tájképi adottságokban gazdag, nagyobb, általában összefüggõ területe, tájrészlete, ahol az ember és a természet kölcsönhatása esztétikai, kulturális és természeti szempontból jól megkülönböztetõ jelleget alakított ki, és elsõdleges rendeltetése a tájképi és a természeti értékek megõrzése. A természetvédelmi terület az ország jellegzetes, és különleges természeti értékekben gazdag, kisebb összefüggõ területe, amelynek elsõdleges rendeltetése egy vagy több természeti érték, illetve ezek összefüggõ rendszerének védelme. A természeti emlék valamely különlegesen jelentõs egyedi természeti érték, képzõdmény, és annak védelmét szolgáló terület.
A nemzeti parkok A hazai nemzeti parkok igazgatóságai területi államigazgatási intézmények, az ország természetvédelméért hivatásosan felelõs szervezetek. A jelenlegi tíz igazgatóság lefedi az ország teljes területét. Alapvetõen három feladatuk van: a védett természeti területek értékeinek megõrzése, fenntartása, kezelése; kutatási tevékenység és a természetvédelmi hatósági feladatok ellátása. A magyar nemzeti parkok területének csak egy része fokozottan védett, úgynevezett magterület. Többségükben a szigorúan vett természetvédelmi munkán kívül, de azzal összhangban gazdálkodás, földhasznosítás is folyik. (Például a Körös Maros közének, a Kiskunsági Nemzeti Parknak vagy a Fertõ tónak az állapota egykettõre felborulna megfelelõ legeltetés, nád- és vízgazdálkodás nélkül.) Ezeken a területeken követelmény a bio- és az ökogazdálkodás. Nagyon fontosak a védett területeket körülvevõ, már
nem a nemzeti parkok által kezelt földek, ahol legalábbis környezetkímélõ gazdálkodásra lenne szükség, különben még a legszigorúbb, a legjobban mûködõ természetvédelem is kudarcba fulladhat. A nemzeti parkokban és a velük határos részeken folyó környezetkímélõ gazdálkodás példa lehet a más területeken gazdálkodók számára. Fõ cél a gazdasági célú földhasznosítás és a természetvédelem összehangolása. Több nemzeti parkunkra jellemzõ, hogy a kezelése alatt álló terület nem összefüggõ. A kisebb-nagyobb foltok, a különálló szigetszerû területek az átalakított környezetben sérülékenyek, s jövõjük bizonytalan. A környezetkímélõ gazdálkodású védõövezeti rendszer, valamint a területeket összekapcsoló zöldfolyosók rendszere azonban hosszabb távon is biztató jövõt ígér. A hazai nemzeti parkok mûködésének célja az is, hogy minél többen ismerjék meg természeti
gazdagságunkat, hogy minél több embert vigyenek természetközelbe , hiszen nagyon sokan már csak a városias környezetet érzik otthonuknak. A fokozottan védett területek nem, vagy csak korlátozottan látogathatók, de minden nemzeti parkban szerveznek szakvezetéses túrákat. Ezek alkalmával a területet jól ismerõ szakemberek kísérik a csoportokat és bemutatják az egyes területeket, az ott kialakult ökológiai jellegzetességeket, védett élõhelyeket, a jellemzõ növény- és állatvilágot, az ember és a természet harmonikus együttélését, vagy éppen az ember természetromboló, -károsító tevékenységét. A nemzeti parkokban számos tanösvényt (információs táblákkal ellátott túraútvonalat) hoztak létre, ezeken végighaladva önállóan is megismerkedhetünk a terület életközösségeivel, és egyedül fedezhetjük fel a természet csodáit. Sok tanösvényhez ismertetõ füzet is készült.
119
A BIOSZFÉRA ÁLLAPOTA gyakrabban a területtel együtt védik. Megkülönböztetünk természetvédelmi területeket, tájvédelmi körzeteket és nemzeti parkokat. Hazánkban 1972-ben létesítették az elsõ nemzeti parkot a Hortobágyon. Jelenleg hazánkban 10 nemzeti park van, a legújabb az Õrségi Nemzeti Park, 2002-ben alakult. Nagyon sok szó esik manapság a környezetet érõ károkról és a természeti környezet leromlásáról, a kihalás szélére sodródott fajokról. Az óriási környezeti gondokat sorolva az az érzés támadhat, hogy a Föld jövõje reménytelen. Ez azonban nincs így. Az egyes emberek, a társadalmi szervezetek, a kormányok összefogásával kialakítható és fenntartható az egészséges emberi környezet. A természet- és a környezetvédelem ügye egyre nagyobb hangsúlyt kap. Napjainkban világszerte, így hazánkban is, természet- és környezetvédõ szervezetek mûködnek. Munkájuk nyomán számos nemzetközi egyezmény született, amelyet országonként törvények követtek az egészséges környezet fenntartása érdekében. Magyarország valamennyi barlangja védettséget élvez
Fokozottan védett terület határát jelzõ tábla a Budai-hegységben
120
Kérdések, feladatok
Keress érveket a természetvédelem fontosságának alátámasztására! Nézz utána! Kutass a rendelkezésedre álló könyvtárban és az interneten! Hogyan valósul meg a környezetkímélõ gazdálkodás a nemzeti parkok védõövezeteiben? Mi akadályozhatja terjedését? Melyik a lakóhelyedhez vagy iskoládhoz legközelebb esõ nemzeti park, tájvédelmi körzet, természetvédelmi terület? Milyen kiemelkedõ természeti értékek miatt vált védetté? Hol létesítették a világ elsõ nemzeti parkját? Melyik hazánk elsõ nemzeti parkja, és mikor létesítették? Hazánk növény- és állatvilágának tudományos és természetvédelmi szempontból különös figyelmet érdemlõ értékei a bennszülött- és a maradványfajok. Melyek ezek? Készíts valamelyikrõl tablót vagy dolgozatot! Melyik madár szerepel a természetvédelem emblémájában? Milyen védett élõlények ábrázolása látható a magyar fémpénzeken? Melyek a természetvédelem világnapjai, jeles napjai?
AZ EMBER EVOLÚCIÓJA
AZ EMBER EVOLÚCIÓJA A leletek tanúbizonysága szerint a ma élõ emberszabású majmok és az ember közös õsbõl fejlõdtek ki. Az emberré válás bonyolult, sokágú folyamat volt. A sok ág közül azonban végül csak egy vezetett el a ma élõ ember kialakulásához. Az ember és az emberszabású majmok közös õse a Dryopithecus-félék között kereshetõ, amelyek mintegy 25 millió évvel ezelõtt jelentek meg. A legkorábbi leleteket Kelet-Afrikában találták meg. Az emberszabású majmok és az ember fejlõdése a késõi Dryopithecusoknál válhatott szét. A Dryopithecus-félék 10-15 millió évvel ezelõtt Európában és Ázsiában is elterjedtek. Magyaroroszágon Kordos László talált ilyen leleteket, elõször 1967-ben a rudabányai külszíni fejtésben. Ezeknek a maradványoknak a kora kb. 10 millió év. A tudósok feltételezik, hogy a mai emberszabású majmok és a korai emberfélék õseinek a fejlõdése mintegy 6-7 millió évvel ezelõtt válhatott el egymástól. A legrégebbi korai emberfélék, az Australopithecusok leletei közül Etiópiában és Kenyában kerültek elõ 3,9 4,4 millió éves csontvázrészletek. Valószínûleg a korai Australopithecusokból alakult ki az elsõ valódi ember, a Homo habilis (ügyes ember), valamint a késõbbi Australopithecusok, amelyeknek az utolsó alakja mintegy 1 millió évvel ezelõtt pusztult ki. Az elsõ megtalált Homo habilis mintegy 1,8 millió éves leletét Tanzániában az Olduvai-szurdokban tárta fel Louis és Mary Leakey. 1972-ben a kenyai Turkana-tó (Rudolf-tó) partján Richard Leakey talált 2 millió éves Homo habilis koponyát. A leletek alapján az elsõ emberek testfelépítését és életmódját is rekonstruálni lehetett. A férfiak testmagassága megközelítette a 150 cm-t. Agykoponyájuk ûrtartalma 560 és 770 cm3 között volt. Két lábon jártak. Viszonylag változatosan táplálkoztak. Már kezdetleges eszközöket készítettek, eszközeiket a kutatók kavicsszerszámok -nak nevezik. A ma élõ ember következõ õse, a Homo erectus (felegyenesedett ember) a Homo habilis továbbfejlõdésével alakult ki. A legidõsebb, mintegy 1,6 millió éves Homo erectus-leletet Kelet-Afrikában találták. A késõbbi leletek közül a 800 000 éves jávai embert, a 600 000 éves pekingi embert és a 300 000 éves vértesszõlõsi embert emelhetjük ki.
Dryopithecus-koponya és rekonstrukció
Australopithecus-koponya és rekonstrukció
131
AZ ÉLÕVILÁG TÖRZSFEJLÕDÉSE
Homo habilis (rekonstrukció)
Homo erectus-koponya és rekonstrukció
132
A jávai Homo erectusok agykoponyájának térfogata 700 1000 cm3 között lehetett. A homlokuk lapos volt. A szemüregük fölött csonttaraj, a homlokeresz húzódott. A jávai ember hordákban élt, kõeszközöket készített és vadászott. A horda együttes cselekvéseit, az eszközkészítést megkönnyítette, hogy a hordatagok egymás között már valószínûleg kommunikáltak. Természetesen ez még nem a mai kifinomult beszéd lehetett, inkább tagolatlan hangok és kézjelek segítségével cserélhették ki gondolataikat. A pekingi Homo eredus leletegyüttesét Peking közelében feltárt barlangokban találták meg. Rendkívül gazdag lelet volt, több mint negyven emberelõd maradványait lelték meg. A beomlott barlang megõrizte az 500 000600 000 évvel ezelõtt élt emberelõd tárgyait és az általa fogyasztott állatok csontmaradványait is. Sokféle kõeszközét is megtalálták. Viszont a leletek közül hiányoznak a hajítófegyverek, ezért a kutatók feltételezik, hogy a zsákmány elejtésénél nagy szerepet játszhattak a csapdák is. A húst valószínûleg nyílt tûzön sütötték meg. A vértesszõlõsi emberleletet Vértes László (1914 1968) paleontológus tárta fel 1963 és 1965 között a Komárom megyei Vértesszõlõs község határában. A mészkõ konzerválta õstelepbõl fogmaradványok és egy felnõtt egyén nyakszirtcsontja került elõ. Az õstelepen talált egyéb leletekbõl következtetni lehet az itt élt emberek életmódjára. Megtalálták az elejtett állatok csontjait, a tûzmaradványokat és a kõeszközeiket is. A Homo erectus továbbfejlõdését a jégkorszak sem tudta meggátolni. Mintegy 300 000 évvel ezelõtt alakultak ki a mai ember, a Homo sapiens (bölcs ember) elsõ képviselõi. A nagyszámú lelet alapján két fejlõdési vonal figyelhetõ meg. Ezek közül azonban feltehetõleg csak az egyik vezetett a ma élõ emberekig. A kihalt fejlõdési ág legjellemzõbb képviselõje a Neander-völgyi ember. Európában, Ázsiában és Afrikában élt. Hazánk területén is számos lelet került elõ, fõképpen a Bükk-hegységben (Szeleta-barlang, Istállóskõi-barlang, Subalyuk-barlang). A leletek alapján a Neander-völgyi ember alacsony termetû volt (156 158 cm), feltûnõen rövidek voltak a lábai, a felsõteste elõrehajolt, a gerincoszlop hajlatai és görbületei még nem alakultak ki. Agykoponyájának ûrtartalma elérte a ma élõ emberekét, mintegy 1500 cm3-t. A homlok lapos, alacsony, a szemüreg fölött homlokeresz található. Az emberi csontok mellett talált egyéb maradványokból az életmódja is viszonylag pontosan rekonstruálható. Hordában élt. A hor-
AZ EMBER EVOLÚCIÓJA
Neander-völgyi vadászok (rekonstrukció)
da a zord idõjárás elõl barlangokba húzódott. A hordatagok együtt vadásztak. Pattintott kõszerszámai voltak, közöttük fõképpen kaparókat és szúró szerszámokat találtak. Csontból vagy agancsból fegyvereket, illetve eszközöket még nem készített. A nagyobb állatokat vermek segítségével ejtette el, a vermek megásásához kihegyezett karókat használhatott. Az elejtett vadat kõeszközökkel szabdalta szét. Az állat húsát megsütötte, bõrébõl ruhát készített. A barlang szájánál éjjel-nappal lobogott a tûz. A beszéd a Homo erectushoz viszonyítva sokkal magasabb fokot ért el. Számos lelet bizonyítja, hogy nem vetette meg az emberevést. Ugyanakkor a halottaikat már eltemették, sõt egyes neander-völgyi sírokba a halottakkal együtt bizonyos tárgyakat is eltemettek. A Neandervölgyi emberek körülbelül 40 000 évvel ezelõtt kihaltak. Ezt feltehetõleg vagy a jégkorszak okozta, vagy az anatómiailag modernebb másik fejlõdési ág fejlettebb embertípusa pusztította el õket. A Homo erectustól a ma élõ emberig vezetõ fejlõdést több elmélet is magyarázza. A leginkább elfogadott szerint a korai Homo erectusok egy csoportja kivándorolt Afrikából, és belõle alakult ki a Neander-völgyi ember. Az Afrikában maradt Homo erectusokból viszont valódi Homo sapiens alakult ki, amely Afrikából kivándorolva kiszorította a Neander-völgyieket és elterjedt a kontinenseken. A jégkorszak végi Homo sapiens már semmiben sem különbözött tõlünk. A cro-magnoni ember (az egyik legismertebb lelet a franciaországi Cro-magnonnál került elõ) ember magas termetû (170 cm feletti) és magas homlokú volt. Agykoponyájának az ûrtartalma megegyezett
Neander-völgyi ember (rekonstrukció)
Pattintott kõbalták
Cro-magnoni ember (rekonstrukció)
133
AZ ÉLÕVILÁG TÖRZSFEJLÕDÉSE
Cro-magnoni horda (rekonstrukció)
Kõszáli kecskére vadászó cro-magnoni emberek (rekonstrukció)
a ma élõ emberekével (1300 1500 cm3). Beszéd- és gondolkodáskészsége a Neander-völgyiekénél fejlettebb lehetett. A finoman, mívesen kidolgozott kõeszközökön kívül az elejtett állatok csontjaiból csonttûket, lándzsahegyeket és nyílhegyeket is készített. A mai ember a jégkor végén az egész Földet benépesítette. A szétterjedés és az eltérõ környezeti feltételekhez való alkalmazkodás eredményeként alakultak ki az emberfajták. A ma élõ embereket külsõ és belsõ, de nem lényegi tulajdonságok alapján négy emberfajtába (nagyrasszba) sorolhatjuk, ezek a sötét bõrszínû néger (negrid) és ausztráliai (veddo-ausztrálod), a világos bõrû európai (europid) és a sárga bõrû mongol (mongolid) fajta. Ezeken a nagyrasszokon belül az antropológusok még számos típust különböztetnek meg. Az emberfajták földrajzi elkülönülése ma kisebb mértékû, mint régen. Az elkülönülés megszûnésével az emberek a párjukat viszonylag gyakran egy másik fajtájú populációból választják. A különbözõ fajtájú emberek nagyon jól sikerült és sikeres gyermekei, illetve unokái az élõ bizonyítékai annak, hogy a ma élõ emberek egy fajba tartoznak, és az emberfajtákat megkülönböztetõ sajátosságok csak alárendelt jelentõségûek. Szellemileg és testileg valamenynyi emberfajta tökéletesen egyenértékû. Kérdések, feladatok
Õskori mûvészet
134
Milyen tényezõk játszottak szerepet az emberré válás folyamatában? Milyen hatások játszhattak szerepet a beszéd és a fejlett gondolkodás megjelenésében és fejlõdésében? Nézz utána, hogy Magyarországon hol és milyen emberelõd maradványát találták meg! Készíts térképet, ahol feltünteted a leletek helyét és legfontosabb adatait!