Kimyoviy ekologiya – Chemical ecology

В науке выделяются большой и малый круговороты веществ.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум – 2018

В основе жизни, как и в основе изменения химического состава биосферы, лежат химические процессы, для описания и управления динамическим равновесием в биосфере необходимо знание химических механизмов взаимодействия между отдельными подсистемами. Эта область экологии оформилась в отдельную научную дисциплину – химическую экологию, под которой понимается наука о химических взаимодействиях между живыми организмами и неживой природой. В задачи химической экологии входят вопросы о степени влияния отдельных видов антропогенных воздействий на живую природу, предсказания возможных экологических последствий химических загрязнений. Доминирующим аспектом здесь является биологический.

В настоящее время экология представляет собой сложный интегрированный комплекс наук. Специалисты-химики должны иметь достаточно ясное понимание вопросов взаимоотношения современного технизированного общества и окружающей среды, функционирования биосферы в условиях все усиливающегося антропогенного давления, методов анализа природных объектов, контроля качества окружающей среды и места химии в экологической науке.

Целью данного реферата является рассмотрение взаимосвязи химии и экологии в аспекте химических процессов, протекающих в биосфере, как глобальной экосистеме Земли.

На основе цели можно выделить ряд задач реферата: рассмотреть роль и место химии в науке экологии, проанализировать строение биосферы и химические процессы, протекающие в ее компонентах: атмосфере, гидросфере, литосфере и почве.

Для выполнения реферата были использованы учебные пособия по химической экологии, химии окружающей среды и статьи из периодических изданий по теме реферата.

Роль и место химии в науке экологии

Экология – это наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Экология – это раздел биологии, изучающий взаимосвязи между организмами и их средой обитания, о круговороте веществ в природе и потоках энергии, делающих возможной саму жизнь на Земле. Главная задача современной экологии – изучение и прогнозирование антропогенных изменений в среде обитания, обоснование и разработка методов ее сохранения и улучшения в интересах человечества.

Современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук таких, как география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура. Приставка эко- появляется у многих естественных и общественных наук.

Что касается сочетания двух понятий «экология» и «химия», то здесь выделяются такие дисциплины, как биохимия и химическая экология:

– вещества, входящие в состав организма, их структуру, распределение, превращение и функции изучает наука биохимия;

– с точки зрения биологии в рамках экосистемы существует понятие химической экологии – это наука о химических взаимоотношениях живых организмов между собой и с живой и неживой природой.

Предмет химической экологии – это химизм и принципы взаимодействия животных и растительных организмов между собой и неорганической средой посредством взаимно перекрещивающегося действия различных молекул.

Природные вещества в биосфере, их превращение и транспорт в естественных условиях и под воздействием антропогенного фактора изучает экологическая химия. Однако иногда особо выделяется антропогенное химическое воздействие на процессы в биосфере посредством действия любых химических веществ – продуктов деятельности человека, например, СО₂, и действия веществ не свойственных природе, например, пестициды, и называют этот раздел экологической химией, однако такое представление слишком узко.

В настоящее время понятия «Химическая экология» и «Экологическая химия» в общественном и научном сознании отождествляются, но однозначного определения этой науки нет. Чаще всего биологическая составляющая химической экологии опускается, и под этими терминами подразумевается наука о процессах трансформации и миграции химических соединений природного и антропогенного происхождения в биосфере.

На рисунке 1 схематически представлены области исследования химической, биологической и экологической наук и их взаимосвязь.

Рис. 1. Связь химических, биологических и экологических наук 1

Роль химической экологии в общей системе экологических знаний и природоохранной деятельности возрастает по нескольким причинам.

1. Среди факторов, нарушающих природные равновесия, химические вещества различного происхождения имеют первостепенное значение.

2. Химические факторы более заметны и легче поддаются анализу, чем, например, изменения биологического или географического фактора.

3. Химическим методам и средствам (химической технологии) принадлежит ведущая роль в охране окружающей среды.

Задачи химической экологии как любой науки – это описание, объяснение тех или иных процессов в системе и предсказание поведения системы в заданных условиях. В случае химической экологии объектом внимания является конкретная экосистема или биосфера в целом. 2

Строение и химический состав биосферы

Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой) как и любая экосистема, состоит из биотической и абиотической частей. Биотическая часть состоит из живых организмов таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов.

Абиотическая часть представлена:

– почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород, и физической средой порового пространства.

– атмосферным воздухом до высоты, на которой возможны еще проявления жизни.

– водной средой океанов, рек, озер.

Биосферу слагают три категории субстанций.

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов: микроорганизмы, растения и животные, их активная биомасса.

Под живым веществом В.И. Вернадский, автор учения о биосфере, понимает все количество живых организмов планеты как единое целое. Его химический состав подтверждает единство природы – он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов различное и строение молекул другое.

Общим свойством жизни является присутствие в живом веществе активных белковых молекул. С химической точки зрения, живое и биогенное вещество биосферы представлено 3 :

– аминокислотами, составляющими основу белка

Последние являются составными частями нуклеиновых кислот, содержащихся в каждой клетке (дезоксирибонуклеиновые кислоты – ДНК – в ядре клетки и рибонуклеиновые – РНК – в цитоплазме). Из названных органических соединений образуются сложные молекулы углеводов, белков, жиров, и нуклеиновых кислот.

2. Биогенное вещество – мертвая органика, все формы детрита, а также биогенные горные породы, включая часть ископаемого топлива. Биогенными элементами называют растворимые элементы, жизненно необходимые организмам.

Макробиогенными элементами называют элементы, требующиеся организмам в сравнительно больших количествах.

Микробиогенными элементами называют элементы и их соединения, которые хотя и необходимы для жизнедеятельности биосистем, но требуются в крайне малых количествах. Для растений, например, наиболее важны 10 микроэлементов: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, Co, V.

Для фотосинтеза необходимы: Fe, Mn, Cl, V.

Для азотного обмена необходимы: Fe, Mо, В.

Для других метаболических функций необходимы: Mn, В, Co, Cu, Si.

Все эти элементы кроме бора необходимы и животным, кроме того им может требоваться Se, Cr, Ni, F, I, Sn.

Между макро- и микроэлементами нельзя провести четкую границу, так же как и между различными группами организмов.

3. Биокосное вещество – смеси живого вещества и биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески, часть осадочных пород; сюда же можно отнести и земную атмосферу).

Биогеохимические принципы Вернадского включают в себя следующие положения:

1) биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Этот принцип в наши дни нарушен человеком.

2) эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Этот принцип при антропогенном измельчении средних размеров особей биоты земли, к примеру, когда лес сменяется лугом, а крупные животные мелкими, начинает действовать аномально интенсивно.

3) живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей средой, создающейся и поддерживающейся не Земле космической энергией Солнца.

Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.

Для того, чтобы понять роль химических элементов в функционировании биосферы, необходимо также рассмотреть явление биогеохимических циклов, которые совершают химические элементы в биосфере.

Биогеохимические циклы химических элементов

Чтобы жизнь продолжала существовать, химические элементы должны постоянно циркулировать из внешней среды в живые организмы и обратно, переходя из протоплазмы одних организмов в усвояемую для других организмов форму. Таким образом, перемещения и превращения веществ и элементов в природе под действием биологических и геологических факторов, сопровождающиеся перераспределением энергии, поступающей от Солнца, образуют биогеохимические циклы.

Существование биогеохимических циклов создает возможность для саморегуляции системы, что придает экосистеме устойчивость – постоянство процентного состава различных элементов в ней или так называемый гомеостаз. Механизмы, обеспечивающие восстановление равновесия в круговороте, возвращение элементов в круговорот, во многих случаях основаны на биологических процессах. Вещества в круговоротах постоянно трансформируются, перестраиваются, обмениваясь атомами, а сами атомы остаются неизменными.

В науке выделяются большой и малый круговороты веществ.

В основе большого или геологического (абиотического) круговорота веществ лежит процесс переноса минеральных соединений из одного места в другое в масштабах планеты. Около половины падающей на Землю лучистой энергии расходуется на перемещение воздуха, выветривание горных пород, испарение воды, растворение минералов. Движение воды и ветра приводит к эрозии, транспорту, перераспределению, осаждению и накоплению механических и химических осадков на суше и в океане. В течение длительного времени образующиеся в море напластования могут возвращаться на сушу – и процессы возобновляются.

В основе малого или биологического (биотического) круговорота веществ в природе лежат процессы синтеза и разрушения органических соединений. Все организмы экосистемы связаны между собой и абиотическим окружением потоками вещества и энергии. В отличие от геологического, биологический круговорот характеризуется ничтожным количеством энергии. На создание органического вещества затрачивается всего около 1 % падающей на Землю лучистой энергии. Однако эта энергия, вовлеченная в биологический круговорот, совершает огромную работу по созиданию живого вещества.

Большой и малый круговорот веществ составляют биогеохимические циклы элементов – это перемещения и превращения элементов через косную и органическую природу при активном участии живого вещества. Эти процессы обеспечивают жизнь и составляют одну из главных ее особенностей. Общая схема и взаимосвязь потоков в глобальном круговороте веществ представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема круговорота веществ в природе (биогеохимических циклов элементов) 4

В каждом биогеохимическом цикле, то есть для каждого отдельного элемента, можно выделить два фонда:

1) резервный – большая масса медленно движущихся веществ, содержащих данный элемент, в основном в составе абиотического компонента;

2) обменный (подвижный) – меньший фонд, но более активный. Для него характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением. Цикл представлен пищевой цепью и связан с резервным фондом.

Среди биогеохимических циклов элементов выделяют циклы двух типов: циклы газообразных веществ и цикл осадочных веществ. Такое деление основано на проявлении склонности химических элементов образовывать газообразные соединения (С, О, N, S) и не газообразные вещества (Р, Са, Fe) в условиях Земли.

Нарушения в циклах первого типа могут быстро устраняться за счет крупных атмосферных или океанических подвижных фондов. Циклы газообразных веществ с их громадными атмосферными фондами можно считать хорошо «забуференными», так как их способность возвращаться в исходное состояние велика.

Самоконтроль циклов второго типа затруднен, они легче нарушаются в результате местных перетрубаций, поскольку в этих циклах основная масса вещества сосредоточена в малоактивном резервном фонде. В связи с хозяйственной деятельностью человека и вовлечением в биосферный поток техногенных продуктов этой деятельности возникли проблемы, обусловленные нарушением природных биогеохимических циклов. Циклы некоторых элементов, например, азота, серы, фосфора, калия, стали природно-антропогенными, характеризующимися значительной незамкнутостью. Некоторые же соединения и материалы, созданные человеком, например, пластмассы, вообще не способны включаться в природные или природно-антропогенные циклы, так как не перерабатываются в экосистемах, загрязняя их.

Для более подробного изучения вопроса круговорота химических веществ в биосфере можно рассмотреть особенности химических реакций, протекающих в отдельных ее компонентах, а именно атмосфере, гидросфере, литосфере и почве.

Экологическая химия атмосферы и гидросферы

Атмосфера – это газовая оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие в ее суточном и годовом вращении. С химической точки зрения она представляет собой смесь молекулярных, диссоциированных и ионизированных газов, находящихся на различных высотах, между которыми происходят постоянные реакции, обусловливающие возникновение как более легких, так и тяжелых частиц. Все это приводит к «перемешиванию» атмосферы и к постоянству ее основного состава.

Общий состав атмосферы почти одинаков по всей Земле в результате высокой степени перемешивания в пределах атмосферы и представлен в табл. 1.

Таблица 1 – Валовой состав незагрязненного воздуха 5

Kimyoviy ekologiya – Chemical ecology

Kimyoviy ekologiya tirik organizmlar o’rtasidagi kimyoviy vositachilik ta’sirini va bu o’zaro ta’sirlarning demografiya, xulq-atvor va oxir-oqibat ishtirok etgan organizmlarning evolyutsiyasiga ta’sirini o’rganadi. Shunday qilib, bu juda katta va yuqori darajadagi fanlararo sohadir. [1] [2] Kimyoviy ekologlar ma’lum molekulalarni aniqlashga intilishadi (ya’ni.) yarim kimyoviy moddalar ) vositachilik qiluvchi signal sifatida ishlaydi jamiyat yoki ekotizim jarayonlari va ushbu signallarning evolyutsiyasini tushunish. Bunday rollarda ishlaydigan moddalar odatda kichik, osonlikcha tarqaladi organik molekulalar, shuningdek kichik peptidlarni ham o’z ichiga olishi mumkin.

Amalda kimyoviy ekologiya ko’p jihatdan bog’liqdir xromatografik usullar, kabi yupqa qatlamli xromatografiya, yuqori mahsuldor suyuq kromatografiya va gaz xromatografiyasi, bioaktiv metabolitlarni ajratish va aniqlash uchun. Molekulalarni izlanadigan faoliyat bilan aniqlash uchun kimyoviy ekologlar ko’pincha bioassay tomonidan boshqariladigan fraktsiyadan foydalanadilar. Bugungi kunda kimyoviy ekologlar buni tushunish uchun genetik va genomik metodlarni ham o’z ichiga olgan biosintez va signal uzatish kimyoviy vositachilik ta’sirida yotadigan yo’llar. [3]

Mundarija

• 1 O’simliklar kimyoviy ekologiyasi
  • 1.1 O’simlik va hasharotlarning o’zaro ta’siri
  • 1.2 O’simliklar va mikroblarning o’zaro ta’siri
  • 1.3 O’simliklar va o’simliklarning o’zaro ta’siri
    • 1.3.1 Allelopatiya
    • 1.3.2 O’simlik-o’simlik aloqasi
    • 2.1 Mudofaa
    • 2.2 Ko’paytirish
    • 2.3 Hukmronlik
    • 3.1 Zararkunandalarga qarshi kurash
    • 3.2 Giyohvand moddalarni ishlab chiqish va biokimyo kashfiyotlari
    • 4.1 1950 yildan keyin

    O’simliklar kimyoviy ekologiyasi

    Monarx kapalagi tırtıl yoqilgan sutli o’t o’simlik.

    O’simliklardagi kimyoviy ekologiya – bu o’simliklarning kimyoviy va biologik xususiyatlarini va ularning biotik muhit bilan o’zaro ta’sirini (masalan, mikroorganizmlar, fitofag hasharotlar va changlatuvchilar) o’rganishdir.

    O’simlik va hasharotlarning o’zaro ta’siri

    Qo’shimcha ma’lumotlar: O’simliklarni o’simliklardan himoya qilish

    Tomonidan olib borilgan tadqiqotlar seriyasi Eisner va tergov qilayotgan hamkasblar mudofaa purkash bombardimon qo’ng’izlari. Qog’ozga ega bo’lishi uchun maxsus ishlov beriladi rang reaktsiyasi odatda aniq bo’lgan buzadigan amallar bilan.

    O’simliklar va hasharotlar o’zaro ta’sirining kimyoviy ekologiyasi kimyoviy ekologiyaning muhim subfedridir. [2] [4] [5] Xususan, o’simliklar va hasharotlar ko’pincha kimyoviy moddaga aralashadilar evolyutsion qurollanish poygasi. O’simliklar o’tli o’tlarga qarshi kimyoviy himoyani rivojlantirar ekan, ular bilan oziqlanadigan hasharotlar bu zaharlarga qarshi immunitetni rivojlantiradi va ba’zi hollarda bu zaharlarni o’zlari uchun maqsad qilib qo’yadi. kimyoviy mudofaa yirtqichlarga qarshi. Buning taniqli misollaridan biri bu monarx kapalak, tırtıllar bilan oziqlanadigan sutli o’t o’simlik. Sut o’tlari tarkibida kardenolid toksinlar, ammo monarx kapalak tırtılları bor rivojlangan toksin ta’sir qilmasdan qolish. Buning o’rniga, ular lichinka davrida toksinlarni ajratib olishadi va zahar kattalarda qoladi, bu yirtqichlar uchun yoqimsiz bo’ladi. Bunga o’xshash ko’plab boshqa misollar, shu jumladan tamaki shoxli qurti ham mavjud Manduca sexta faol ravishda sekvestr qiladigan tırtıllar nikotin topilgan tamaki o’simlik; [4] va bella kuya, ajratadigan a kinon – ovqatlanishdan olingan potentsial yirtqich hayvon bezovta bo’lganda, uning boshidan ko’pikni o’z ichiga oladi Krotalariya tırtıl sifatida turlari.

    Kimyoviy ekologlar shu bilan bog’liq bo’lgan kimyoviy ta’sirlarni ham o’rganadilar o’simliklarning bilvosita himoyasi kabi jalb qilish kabi yirtqichlar va parazitoidlar o’txo’rlar tomonidan qo’zg’atilgan uchuvchi organik birikmalar (VOC).

    O’simliklar va mikroblarning o’zaro ta’siri

    O’simliklar ham o’zaro ta’sir qiladi mikroorganizmlar. Buning uchun mikroblar o’simlik bilan uning yuzasi orqali o’sib, o’simlik bilan o’zaro bog’lanishni o’rnatishi kerak. Buning uchun mikroblar himoya vositasini sindirishlari kerak hidrofob o’simlik yuzasida mumsimon qatlam. Buning uchun mikroorganizmlar kutikuladan yog’larni parchalaydigan maxsus suyuqliklarni chiqaradi. [6]

    Ko’p hollarda o’simliklarning kimyoviy ekologiyasi o’z ichiga oladi mutalitalistik o’zaro ta’sirlar boshqa organizmlar bilan. Ulardan biri qo’ziqorinlar bilan o’zaro aloqalarni o’z ichiga oladi, xususan, mikorizalar – bu erda qo’ziqorinlar ildizlarning tashqi qismida qobiq hosil qiladi yoki ildiz hujayralari orasida o’sadigan ildizlarga kirib boradi va hatto alohida ildiz hujayralarining hujayra devorlari orqali itariladi. Shu munosabat bilan qo’ziqorinlar ildiz atrofida tuproqdagi organik moddalarni parchalaydigan kimyoviy moddalar ishlab chiqaradi, shu bilan ajralib chiqqan noorganik ozuqalarni o’zlashtiradi. parchalanish ildizlarning singdiruvchi yuzasi bilan taqqoslaganda zamburug’lar iplari sirtining ancha kattaligi tufayli o’simlik va suvning bir qismini o’tqazadi, shu bilan o’simlik ildizlarining tuproqdan ozuqa moddalari va suv olish qobiliyatini ancha oshiradi. Qo’ziqorinlar kimyoviy himoya ham qilishi mumkin (antibiotiklar ) tuproqdagi zararli bakteriyalar va zamburug’larga qarshi. [7]

    O’simliklar va o’simliklarning o’zaro ta’siri

    Allelopatiya

    Asosiy maqola: Allelopatiya

    Ko’plab misollar allelopatik musobaqa tabiiy sharoitda allelopatik moddalar va o’simliklarning ishlashi o’rtasidagi nedensel aloqani ijobiy namoyish etish qiyinligi sababli bahsli bo’lgan, [8] ammo fitokimyoviy moddalar o’simliklarning o’zaro ta’sirida ishtirok etishi keng tarqalgan. Allelopatiyaning aniq misollaridan biri bu juglone tomonidan yong’oq daraxtlari qo’shni o’simliklarga kuchli raqobatbardosh ta’siri qadimgi dunyoda miloddan avvalgi 36-yillarda tan olingan. [9]

    O’simlik-o’simlik aloqasi

    Asosiy maqola: O’simlik aloqasi

    O’simliklar bir-biri bilan havodagi va er osti signallari orqali aloqa qilishadi. Ushbu aloqa o’zaro manfaat tufayli faol selektsiya tarixini aks ettiradi, aksincha qo’shni o’simliklar tomonidan bexosdan chiqarilgan signallarni “tinglash” dan farqli o’laroq muhokama qilinadi. [10]

    Dengiz kimyoviy ekologiyasi

    Dengiz kimyoviy ekologiyasi – bu dengiz muhitidagi organik hayot mikroskopik fitoplanktondan tortib qisqichbaqasimonlar, gubkalar, marjon va baliqlarning ko’plab turlariga qadar ovqatlanish, o’zaro ta’sir o’tkazish, ko’payish va yashash uchun kimyoviy moddalardan qanday foydalaniladi.

    Mudofaa

    Zoanthus sociatus palitoksin ishlab chiqaradi

    Kimyoviy moddalardan foydalanish ko’pincha dengiz organizmlari uchun omon qolish vositasidan foydalaniladi. Biroz qisqichbaqasimonlar va mezograzerlar kabi Pseudamphithoides incurvaria, xususan foydalaning suv o’tlari va dengiz o’simliklari bu o’simliklarda o’z tanalarini yopib to’sqinlik qilish vositasi sifatida. Ushbu o’simliklar hosil beradi spirtli ichimliklar paxidiktyol-A va diktiyol-E kabi oldini olish mumkin yirtqichlik qisqichbaqasimon Agar bu dengiz o’ti yo’q bo’lganda yoki ushbu alkogolsiz boshqa dengiz o’tlari kiyilsa, bu qisqichbaqasimonlar iste’mol qilish darajasi ancha yuqori bo’ladi. Boshqa qisqichbaqasimonlar o’zlarini himoya qilish uchun tabiiy himoya vositalarini ishlab chiqarilgan kimyoviy moddalar bilan birgalikda ishlatadilar. Siydik tarkibidagi kimyoviy moddalar ularni guruhlarga muvofiqlashtirishga yordam beradi. Bu ularning boshoqlari bilan birlashganda ularni yirtqichlar uchun juda qiyin nishonga aylantiradi. [11] Boshqalar yashiradilar mukus yoki toksinlar yirtqichlar ularni yeyishni qiyinlashtiradigan, masalan, bepoyon taglik, Pardachirus marmoratus, bu bo’lajak yirtqichning jag’larini falaj qilishga qodir bo’lgan toksinni ishlatadi. Ko’pchilik zoanthids kabi kuchli toksinlarni ishlab chiqaradi palitoksin, ma’lum bo’lgan eng zaharli moddalardan biri. Zooanthidlarning ayrim turlari juda yorqin rangga ega, bu esa buni ko’rsatishi mumkin apozematik mudofaa. [12]

    Ko’paytirish

    Dengiz organizmlarining ko’payishi uchun kimyoviy aloqa juda muhimdir. Ba’zi jarayonlar nisbatan sodda, masalan, bir shaxsni boshqasiga jalb qilish. Erkak lampalar ovulyatsiya qilingan urg’ochilarni oqimning past qismida ko’p metrlarda aniqlanishi mumkin bo’lgan safro chiqarib, jalb qilish. [13] Boshqa jarayonlar murakkabroq bo’lishi mumkin, masalan, qisqichbaqalarning juftlashish odatlari. Juftlik faqat ayoldan ko’p o’tmay amalga oshirilishi mumkinligi sababli naychalar

    uning qobig’idan, feromonlar mollash jarayonidan oldin va keyin ishlab chiqariladi va siydik orqali tarqaladi.

    Amerika omar (Homarus americanus )

    Erkaklar qisqichbaqasi bularni aniqlaydi va qobiq eritmaguncha potentsial turmush o’rtog’ini himoya qiladi. Biroq, Qisqichbaqa kannibalistik tendentsiyalari tufayli, ayol bu istakni bostirish uchun qo’shimcha feromon ishlab chiqaradi. Ushbu feromonlar juda kuchli bo’lib, erkak qisqichbaqalar ushbu feromonlarga ta’sirlangan toshlar yoki gubkalar bilan ko’payishga harakat qilgan misollarni keltirib chiqardi. [11]

    Hukmronlik

    Aniqlash ustunlik qisqichbaqasimonlar orasida kimyoviy belgilar bilan chambarchas bog’liqdir. Qisqichbaqasimonlar ustunlikni aniqlash uchun kurashganda, ular g’olibni aniqlashga yordam beradigan siydik chiqaradilar. Jang tugagandan so’ng, ikkala shaxs ham kelajakda siydik orqali bir-birlarini taniydilar va ikkalasining kim ustunligini eslaydilar va shu bilan janjaldan qochishadi. Bu kelajakdagi janglarga ham ta’sir qilishi mumkin. Shaxs dominant qisqichbaqasimon siydigiga duch kelganida, u subdominant shaxs siydigi ta’sirida ko’proq itoatkor va aksincha harakat qiladi. Agar shaxslar siydik bilan aloqa qila olmasa, janjallar uzoqroq va oldindan aytib bo’lmaydi. [11]

    Kimyoviy ekologiyaning qo’llanilishi

    Zararkunandalarni ushlash uchun ishlatiladigan feromon tuzoq Lymantria monacha.

    Zararkunandalarga qarshi kurash

    Barqaror zararkunandalarga qarshi kurash strategiyasini ishlab chiqishda kimyoviy ekologiyadan foydalanildi. Yarimkimyoviy moddalar (ayniqsa hasharotlar jinsiy feromonlar ) da keng ishlatiladi zararkunandalarga qarshi kompleks kurash kuzatuv uchun, tuzoqqa tushirish va juftlikning buzilishi zararli hasharotlar. [14] An’anaviy hasharotlardan farqli o’laroq, zararkunandalarga qarshi kurashish feromoniga asoslangan usullar odatda turlarga xos, toksik bo’lmagan va juda kuchli. O’rmon xo’jaligida daraxtlarning o’limini kamaytirish uchun ommaviy tuzoqdan muvaffaqiyatli foydalanilmoqda qobiq qo’ng’izi qoraqarag’ay va qarag’ay o’rmonlarida va undan palma qushqo’nmas palma plantatsiyalarida. [14] Suv tizimida invazivdan jinsiy feromon dengiz chiroqlari Amerika Qo’shma Shtatlari atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi tomonidan tuzoqqa tushirish uchun ro’yxatdan o’tgan. [15] Keniyada qoramollardan himoya qilish strategiyasi ishlab chiqilgan tripanozomiya tomonidan tarqatilgan Tsetse fly uy egasi bo’lmagan hayvondan olinadigan itaruvchi hidlar aralashmasini qo’llash orqali suv paqir. [16]

    Muvaffaqiyatli push-pull qishloq xo’jaligi zararkunandalariga qarshi kurash tizim qishloq xo’jaligi hosildorligini barqaror oshirish uchun o’zaro ekiladigan o’simliklarning kimyoviy belgilaridan foydalanadi. Push-pull qishloq xo’jaligining samaradorligi kimyoviy aloqaning ko’p shakllariga asoslanadi. Push-pull texnikasi uchuvchan manipulyatsiya orqali zerikarli kuya nazorat qilish strategiyasi sifatida ixtiro qilingan bo’lsa-da uy egalarini topish uchun ko’rsatmalar, keyinchalik allelopatik moddalar ildizi bilan ajralib chiqqanligi aniqlandi Desmodium spp. zararli parazitar o’tlarni yo’q qilishga hissa qo’shadi, Striga. [17]

    Giyohvand moddalarni ishlab chiqish va biokimyo kashfiyotlari

    Asosiy maqola: Tabiiy_mahsulot § Tibbiy maqsadlarda foydalanish

    Tijorat dori-darmonlarining katta qismi (masalan, aspirin, ivermektin, siklosporin, taksol ) ekologik ta’sir o’tkazishda ishtirok etganligi sababli rivojlangan tabiiy mahsulotlardan olinadi. Tabiiy tarixni o’rganish yangi kashfiyotlarga hissa qo’shishi mumkin degan taklif mavjud edi giyohvand moddalar, tabiiy mahsulotlardan olinadigan dorilarning aksariyati ularning ekologik funktsiyalarini oldindan bilganliklari sababli topilmadi. [18] Biroq ko’plab fundamental biologik kashfiyotlarga o’simlik toksinlarini o’rganish yordam berdi. Masalan, ning xarakteristikasi nikotinik atsetilxolin retseptorlari, birinchi neyrotransmitter ta’sir mexanizmlarini tekshirishdan kelib chiqadigan retseptor aniqlanishi kerak kurare va nikotin. Xuddi shunday, muskarin asetilkolin retseptorlari uning nomini qo’ziqorin toksinidan oladi muskarin. [19]

    Kimyoviy ekologiya tarixi

    1950 yildan keyin

    Ipak kuya (Bombyx mori)

    1959 yilda, Adolf Butenandt birinchi o’ziga xos kimyoviy signalni aniqladi (bombykol ) ipak kuya dan, Bombyx mori, 500000 kuya parchalanish natijasida olingan material bilan. [20] Xuddi shu yili Karlson va Lyuscher ushbu signal turini tavsiflash uchun “feromon” atamasini taklif qilishdi. [21] Shuningdek, 1959 yilda Gottfrid S. Fraenkel o’zining “Ikkilamchi o’simlik moddalarining Raison d’être” (“Ikkilamchi o’simlik moddalarining Raison d’être”) nomli muhim maqolasini nashr etdi va o’simlik ikkilamchi metabolitlari o’simliklarni o’txo’rlardan himoya qilish uchun rivojlandi. [22] Ushbu hujjatlar birgalikda zamonaviy kimyoviy ekologiyaning boshlanishini belgiladi. 1964 yilda, Pol R. Erlich va Piter H. Raven ularning nufuzli nazariyasini taklif qiluvchi bir maqola yozgan qochish va koevolyutsiyani tarqatish o’simlik va hasharotlar o’rtasidagi evolyutsion “qurol poygasi” o’simliklar va hasharotlarning nihoyatda xilma-xilligini tushuntirishi mumkin degan fikrni ilgari surdi. [23] O’simliklar metabolitlari nafaqat alohida o’simliklarning omon qolishiga hissa qo’shishi, balki keng ta’sir qilishi ham mumkin degan fikr makroevolyutsion naqshlar juda ta’sirli bo’lib chiqadi.

    1960-1970 yillarda bir qator o’simlik biologlari, ekologlari va entomologlari o’simliklarning ikkilamchi metabolitlarining ekologik rollari bo’yicha ushbu tadqiqot yo’nalishini kengaytirdilar. Ushbu davr mobaynida, Tomas Eisner va uning yaqin hamkori Jerrold Maynvald o’simliklar va hasharotlarda kimyoviy himoya to’g’risida ketma-ket seminal nashrlarni nashr etdi. [24] [25] Korneldagi boshqa bir qator olimlar ham ushbu davrda kimyoviy ekologiya bilan bog’liq mavzular ustida ish olib bordilar, shu jumladan Pol Feni, Vendell L. Roelofs, Robert Uittaker va Richard B. Root. 1968 yilda Kornelda kimyoviy ekologiyaning birinchi kursi boshlandi. [26] 1970 yilda Eisner, Whittaker va chumoli biolog Uilyam L. Braun kichik, bu shartlarni ilgari surdilar allomon (qabul qiluvchiga emas, balki emitentga foyda keltiradigan semiokimyoviy moddalarni tavsiflash uchun) va kyromone (faqat qabul qiluvchiga foyda keltiradigan semiokimyoviy moddalarni tavsiflash uchun). [27] Whittaker va Feeny nufuzli sharh qog’ozini nashr etishdi Ilm-fan keyingi yili turli xil o’simlik va hayvonlarda kimyoviy himoyaning ekologik rollari bo’yicha o’tkazilgan so’nggi tadqiqotlarni sarhisob qilib, Uittakerning yangi semiokimyoviy taksonomiyasini keng ilmiy auditoriyaga taqdim etdi. [28] Shu vaqt atrofida, Linkoln Brover kardenolidlarni monarx sekvestratsiyasi bo’yicha bir qator muhim ekologik tadqiqotlar nashr etdi. Brower nashr etgan maqolasi nomida paydo bo’lgan “ekologik kimyo” atamasini ommalashtirishda katta xizmat ko’rsatgan Ilm-fan 1968 yilda [29] va keyingi yil yana u yozgan maqolasida Ilmiy Amerika, bu erda bu atama ham muqovada ikkita monarx kapalak ustida ko’tarilgan ulkan moviy tasviri ostida paydo bo’lgan. [21] [30]

    Ixtisoslashgan Kimyoviy ekologiya jurnali 1975 yilda tashkil etilgan va jurnal, Kimyoekologiya, 1990 yilda tashkil etilgan. 1984 yilda Xalqaro Kimyoviy Ekologiya Jamiyati tashkil topgan va 1996 yilda Maks Plank nomidagi kimyoviy ekologiya instituti Germaniyaning Yena shahrida tashkil etilgan. [21]

    Shuningdek qarang

    • Kimyoviy himoya
    • Feromon
    • May Berenbaum
    • Linkoln Brover
    • Tomas Eisner
    • Jerrold Maynvald
    • Vendell L. Roelofs
    • Kevolyutsiyadan qochib qutuling

    Adabiyotlar

    1. ^“Kimyoviy ekologiya nima? | Kimyoviy ekologiya”. NCBS . Olingan 2017-12-10 .
    2. ^ ab Dayer, Li A .; Filbin, Keysi S.; Ochsenrider, Kaitlin M.; Richards, Lora A.; Massad, Tara J.; Smilanich, Angela M.; Forister, Metyu L.; Parchman, Tomas L.; Galland, Lani M. (2018-05-25). “Kimyoviy ekologiyada o’simlik va hasharotlarning o’zaro ta’sirini o’rganishning zamonaviy yondashuvlari”. Tabiat sharhlari Kimyo. 2 (6): 50–64. doi:10.1038 / s41570-018-0009-7. ISSN2397-3358.
    3. ^ Meinvald, J .; Eisner, T. (2008 yil 19 mart). “Kimyoviy ekologiya retrospektiv va istiqbolda”. Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 105 (12): 4539–4540. doi:10.1073 / pnas.0800649105. ISSN0027-8424. PMC2290750 . PMID18353981.
    4. ^ ab Mitfer, Aksel; Boland, Vilgelm; Maffei, Massimo E. (2008), “O’simliklar va hasharotlar o’zaro ta’sirining kimyoviy ekologiyasi”, O’simlik kasalliklariga qarshilik ko’rsatishning molekulyar jihatlari, Uili-Blekuell, 261–291 betlar, doi:10.1002 / 9781444301441.ch9, ISBN9781444301441
    5. ^ Dayer, Li A .; Filbin, Keysi S.; Ochsenrider, Kaitlin M.; Richards, Lora A.; Massad, Tara J.; Smilanich, Angela M.; Forister, Metyu L.; Parchman, Tomas L.; Galland, Lani M. (2018-05-25). “Kimyoviy ekologiyada o’simlik va hasharotlarning o’zaro ta’sirini o’rganishning zamonaviy yondashuvlari”. Tabiat sharhlari Kimyo. 2 (6): 50–64. doi:10.1038 / s41570-018-0009-7. ISSN2397-3358.
    6. ^ Myuller, Kerolin; Riderer, Markus (2005). “Kimyoviy ekologiyada o’simliklarning sirt xususiyatlari”. Kimyoviy ekologiya jurnali. 31 (11): 2621–2651. doi:10.1007 / s10886-005-7617-7. ISSN0098-0331. PMID16273432.
    7. ^ Spiteller, Peter (2015). “Qo’ziqorinlarning kimyoviy ekologiyasi”. Tabiiy mahsulotlar haqida hisobotlar. 32 (7): 971–993. doi:10.1039 / C4NP00166D. PMID26038303.
    8. ^ Dyuk, S. O. 2010. Allelopatiya: tadqiqotning hozirgi holati va fanning kelajagi: sharh.
    9. ^ Willis, R. J. 2000. Juglans spp., Juglon va allelopatiya. Allelopatiya jurnali 7: 1-55.
    10. ^ Xeyl, M. va R. Karban. 2010. O’simliklar aloqasi evolyutsiyasini havo signallari bilan izohlash. Ekologiya va evolyutsiya tendentsiyalari 25: 137–144.
    11. ^ abv Hay, Mark E. (2009). “Dengiz kimyoviy ekologiyasi: kimyoviy signallar va signallarning tuzilishi dengiz aholisi, jamoalari va ekotizimlari”. Dengizchilik fanining yillik sharhi. 1: 193–212. Bibcode:2009ARMS . 1..193H. doi:10.1146 / annurev.marine.010908.163708. ISSN1941-1405. PMC3380104 . PMID21141035.
    12. ^ Bakus, Jerald J .; Targett, Nensi M.; Shulte, Bryus (1986). “Dengiz organizmlarining kimyoviy ekologiyasi: umumiy nuqtai”. Kimyoviy ekologiya jurnali. 12 (5): 951–987. doi:10.1007 / bf01638991. ISSN0098-0331. PMID24307042.
    13. ^ Li, Veyming; Skott, Aleksandr P.; Siefkes, Maykl J.; Yan, Xonggao; Lyu, Qin; Yun, San-Seon; Geyg, Duglas A. (2002-04-05). “Jinsiy feromon vazifasini bajaruvchi erkak dengiz lempri tomonidan chiqarilgan safro kislotasi”. Ilm-fan. 296 (5565): 138–141. doi:10.1126 / science.1067797. ISSN1095-9203 0036-8075, 1095-9203 Tekshiring | issn = qiymati (Yordam bering) . PMID11935026 . Olingan 2020-10-19 .
    14. ^ ab Vitzgall, P., P. Kirsch va A. Kork. 2010. Jinsiy feromonlar va ularning zararkunandalarga qarshi kurashga ta’siri. J Chem Ekol 36: 80-100.
    15. ^ KleinJan. 20, K., 2016 va 13:30. 2016. Shuncha uzoq so’rg’ichlar! Jinsiy feromon buzg’unchilar bilan kurashishi mumkin.
    16. ^ Saini, R. K., B. O. Orindi, N. Mbaxin, J. A. Andoke, P. N. Muasa, D. M. Mbuvi, C. M. Muya, J. A. Pikket va C. V. Borgemeister. 2017. Sharqiy Afrikadagi mayda fermer xo’jaliklarida sigirlarni tetsse pashshalaridan himoya qilish, mezbon bo’lmagan bovidning hid profilini taqlid qilish. PLOS beparvo qilingan tropik kasalliklar 11: e0005977. Ilmiy jamoat kutubxonasi.
    17. ^ Xan, Z., C. Midega, J. Pittchar, J. Pikket va T. Bryus. 2011. Push-pull texnologiyasi: hasharotlar zararkunandalari, begona o’tlar va o’simliklarni kompleks boshqarish uchun qishloq xo’jaligini saqlash yondashuvi tuproq salomatligi Afrikada. Xalqaro qishloq xo’jaligi barqarorligi jurnali 9: 162-170. Teylor va Frensis.
    18. ^ Caporale, L. H. 1995. Kimyoviy ekologiya: farmatsevtika sanoatining ko’rinishi. Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari 92: 75-82.
    19. ^ Martindeyl, R. va R. A. J. Lester. 2014. Nikotinik asetilkolin retseptorlari kanalining kashf etilishi to’g’risida. Pp. 1-16 da R. A. J. Lester, ed. Nikotin retseptorlari. Springer, Nyu-York, Nyu-York.
    20. ^ Wyatt, T. D. 2009. Ellik yillik feromonlar. Tabiat 457: 262-263. Tabiatni nashr etish guruhi.
    21. ^ abv Bergström, G. 2007. Kimyoviy ekologiya = kimyo + ekologiya! Sof va amaliy kimyo 79: 2305-2233.
    22. ^ Fraenkel, G. S. 1959. Ikkilamchi o’simlik moddalarining Raison d’Être: Ushbu g’alati kimyoviy moddalar o’simliklarni hasharotlardan himoya qilish vositasi sifatida paydo bo’lgan va endi hasharotlarni oziq-ovqatga yo’naltiradi. Fan 129: 1466–1470. Amerika ilm-fanni rivojlantirish bo’yicha assotsiatsiyasi.
    23. ^ Ehrlich, P. R. va P. H. Raven. 1964. Kelebeklar va o’simliklar: koevolyutsiyada o’rganish. Evolyutsiya 18: 586-608.
    24. ^ Eisner, Tomas (1964-12-04). “Catnip: uning Raison d’Être”. Ilm-fan. 146 (3649): 1318–1320. doi:10.1126 / science.146.3649.1318. ISSN1095-9203 0036-8075, 1095-9203 Tekshiring | issn = qiymati (Yordam bering) . PMID14207462 . Olingan 2020-10-25 .
    25. ^ Eisner, Tomas; Meinvald, Jerrold (1966). “Artropodlarning himoya sekretsiyasi”. Ilm-fan. 153 (3742): 1341–1350. ISSN0036-8075. JSTOR1719969 . Olingan 2020-10-25 .
    26. ^http://www.chemicalecology.cornell.edu/historyandintro.html
    27. ^ Brown, W. L., T. Eisner va R. H. Whittaker. 1970. Allomonlar va Qayromonlar: Transpesifik kimyoviy xabarchilar. BioScience 20: 21-21. Oksford akademik.
    28. ^ Whittaker, R. H. va P. P. Feeny. 1971. Allelokimyo: Turlar o’rtasidagi kimyoviy o’zaro ta’sir. Ilm 171: 757-770. Amerika ilm-fanni rivojlantirish bo’yicha assotsiatsiyasi.
    29. ^ Brower, L. P., W. N. Ryerson, L. L. Coppinger va S. C. Glazier. 1968. Ekologik kimyo va lazzatlanish spektri. Ilm-fan 161: 1349-1350. Amerika ilm-fanni rivojlantirish bo’yicha assotsiatsiyasi.
    30. ^https://monarchwatch.org/blog/2018/08/02/dr-lincoln-brower/

    Qo’shimcha o’qish

    • Berenbaum MR va Robinson GE (2003). “Genomdan keyingi dunyoda kimyoviy aloqa [Kollokvium kirish maqolasi]”. Amerika Qo’shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 100 (Qo’shimcha 2, 25-noyabr): 14513. Bibcode:2003 PNAS..10014513B. doi:10.1073 / pnas.2335883100. PMC304109 . PMID14595008.
    • Vaynberg, Erik; Colazza, Stefano (2013). Hasharot parazitoidlarining kimyoviy ekologiyasi. Blekvell. ISBN978-1118409527 .
    • Putnam, A. R. (1988). “Gerbitsid sifatida o’simliklardan olingan allelokimyoviy moddalar” Yovvoyi o’tlar texnologiyasi. 2(4): 510-518.

    Related posts:

    1. 4cü sinif azrbaycan dili vsait müllim üçün
    2. Azərbaycan qaz ehtiyyatları
    3. Dünyanın qaynar nöqtələri
    4. Novruzov fitosenologiyanın sasları