Эволюция черноморской экосистемы

Эволюция черноморской экосистемы
Цель:
познакомить
учащихся
с
эволюционными
изменениями
черноморской экосистемы, обобщить и закрепить знания учащихся,
полученные на занятии.
Задачи:
образовательные: мотивировать школьников к самообразованию,
изучению естественнонаучных дисциплин, способствовать формированию
знаний о природе, ее закономерностях;
развивающие: способствовать развитию мышления, внимания;
воспитательные: воспитывать экологическую культуру, развивать
эмоционально-чувственную сферу личности школьников, способствовать
сплочению детского коллектива.
Оборудование:
Мультимедийный проектор, экран, презентация, доска, секундомер,
карточки с заданиями.
Структура занятия:
1. Организационный момент (5 минут).
2. Лекция (30 минут).
3. Игра (30 минут).
3. Подведение итогов, награждение победителей и участников игры (10
минут).
Ход занятия
Каждое место на нашей планете по-своему уникально. Черное море не
похоже на другие моря, его особенности особенны до такой степени, что
делают его единственным и неповторимым.
Около 250 миллионов лет назад, на том месте, где сейчас располагается
Черное море, находился океан Тетис. Он занимал всю территорию нынешних
Тихого и Атлантического океанов, а так же территорию Азии. Около 6
миллионов лет назад океан Тетис распался. Причиной этому послужило
возникновение огромных горных хребтов. В результате образовалось
Сарматское море, которое расположилось на месте современных Черного,
Аральского и Каспийского морей. Данное море просуществовало около 3-4
миллионов лет. За это время в нем сформировались пресноводные флора и
фауна, часть которых сохранились до сих пор. Довольно интересный факт,
что современные Крым и Кавказ начали формироваться уже тогда и являлись
островами в Сарматском море.
Позже, в результате движения земной коры, Сарматское море получило
связь с океаном, в результате чего море стало соленым, и флора и фауна в
нем значительно изменились. Образовавшееся море было переименовано в
Меотическое. Учеными доказано, что в этом море водились гигантские киты,
скелеты которых в наше время исследуют специалисты.
Около 20 тысяч лет назад на месте Черного моря образовалось
небольшое пресное море-озеро, которое получило название Новоевксинское.
И только 5 тысяч лет назад в результате землетрясения, оно соединилось со
Средиземным морем, посредством пролива Босфор. Место, где расположен
пролив Босфор и в наши дни считается сейсмически активным. Там до сих
пор велика вероятность подземных толчков непредсказуемой силы.
Пролив Босфор в настоящее время служит соединительной точкой
между Европой и Азией. Их между собой соединяет мост. Длина пролива
составляет 30 километров, наименьшая ширина 750 метров, а минимальная
глубина - 32 метра. Вокруг Босфора расположен город Стамбул, численность
жителей которого около 15 миллионов человек, вместе с пригородом.
Существует интересная гипотеза Черноморского потопа, которая объясняет
образование Босфорского пролива. Судя по ней, пролив Босфор издавна был дамбой, так
как уровень воды в Новоевсксинском море был ниже уровня воды в Средиземном море.
Около 4-5 тысяч лет назад произошел прорыв дамбы, смывший своей мощностью все
берега Черного моря, на котором к тому времени уже жили различные народы и племена.
Огромная волна смыла с побережий все поселения, хозяйства, пастбища. Таким образом, с
лица земли исчезло несколько народов.
Однако такую теорию образования Босфорского пролива разделяют не все.
Параллельно с этим, существует мнение, согласно которому средиземноморская вода
постепенно поступала в пресное Черное море. До сих пор не известно, какую именно
теорию считать основной, каждый выбирает для себя наиболее понравившийся вариант.
Однако тот факт, что водная биота сменялась в море не один раз, подтверждается
безоговорочно. После прерывания связи с океаном вода становилась пресной и
наполнялась пресноводными представителями флоры и фауны и наоборот.
На сегодняшний день очертания Черного моря так же подвержены изменениям. В
настоящий момент это связано с повышением уровня моря.
Некоторые представители флоры и фауны, населяющие в настоящий момент
Черное море, существовали в нем задолго до того, как море получило свое название.
Среди таких экземпляров наиболее известен азово-черноморский осётр Acipenser
guldenstadti colchicus. Около 80% современных черноморских видов пришли сюда из
средиземного моря, через Босфорский пролив.
В настоящий момент экосистема Черного моря достаточно чувствительна к
различного рода воздействиям. Она продолжает изменяться и по сей день.
Особенности Черного моря
Самая важная особенность Черного моря - множество впадающих в
него рек. Нет ни одного другого внутреннего моря в мире, в которое втекает
столько пресной воды - её приносят и крупнейшие реки Европы Дунай,
Днепр, Буг, Днестр, Дон, Кубань, Риони и тысячи мелких речек и ручьёв.
Всего 350 кубических километров речной воды в год. Земная поверхность, с
которой реки собирают эту воду, в 5 раз больше площади самого Черного
моря.
Очень большой речной сток - ключевой физический фактор,
определяющий свойства вод Черного моря и его биологическую структуру. В
результате в черноморской воде в два раза меньше соли, чем в океане или в
соседнем Средиземном море. В литре нормальной океанической воды
растворено до 38 граммов соли, в Черном море -
только 18. Низкая
соленость Черного моря имеет важное следствие для его живой природы.
Большинство морских видов животных и растений не могут выживать при
солености ниже 18 промилле. Поэтому в Черном море количество видов
растений приблизительно в два раза, животных в пять раз, планктонных
организмов в полтора раза меньше, чем в соседнем Средиземном море.
Сниженное биоразнообразие Черного моря - следствие его низкой солености.
Относительно малому биоразнообразию способствует и сероводородный
слой Черного моря, подробнее о котором ниже.
Но те же реки приносят огромное количество питательных веществ,
нужных для развития морской жизни - поэтому Черное море продуктивней,
урожайней большинства других морей, включая Средиземное - здесь выше
плотность планктона, гуще растут водоросли по берегам.
Черное море буквально "цветет" планктоном по сравнению со
Средиземным. Эти же питательные вещества и делают прозрачность
черноморской воды относительно низкой. Также отметим, что Черное море
глубокое, центральную часть его дна занимает илистая равнина, лежащая на
глубине 2-х километров. Склоны черноморской
впадины круты, и обмен водой между глубинами
моря и его поверхностью происходит очень
медленно. По этой причине кислорода для жизни
животных и растений достаточно только в
верхних 150-200 метрах моря. В глубинах же
Черного моря кислород практически отсутствует,
там живут только бактерии; некоторые из них выделяют сероводород вещество ядовитое и для животных, и для растений. Вот так и получается,
что 90% водной массы Черного моря - почти безжизненны. Но ведь и в
любом море или океане большая часть жизни сосредоточена в верхнем, 200метровом слое воды - как и у нас.
Истории вселения различных видов в экосистему Черного моря
Основным способом вселения новых видов в Черное море является
деятельность человека, случайная или целенаправленная.
Брюхоногий моллюск рапана был впервые замечен в Черном море
после проникновения его из Тихого океана в 40х годах прошлого столетия.
Его питание основано исключительно на двустворчатых моллюсках, поэтому
он уничтожил большую часть гребешков и устриц обитающих в Черном
море. Распространение в Черном море он получил за счет того, что тут нет
его главных естественных врагов, позволяющих сохранить пищевое
равновесие - морских звезд. Для хищников Черного моря доступны лишь
личинки этого моллюска, и молодые особи, размер которых не превышает
нескольких миллиметров. Позже из Черного моря рапана отправился в
Средиземное море.
В 2007 году турецкими зоологами были обнаружены несколько
красных морских звезд недалеко от пролива Босфор. Они часто встречаются
в Белом море, а вот для Черного это довольно удивительно. Как они туда
попали, выяснить так и не удалось, известно лишь, что они вряд ли смогут
освоиться в пределах недостаточно соленых вод Черного моря.
Крупные планктоядные гребневики - еще одни новые обитатели
Черного моря. Они прибыли сюда от Атлантического побережья Северной
Америки, вероятнее всего, из Чесапикского залива. Гребневики Ctenophora желетелые морские животные, похожие на медуз, хотя ничего общего с ними
они не имеют. Планктоядный гребневик впервые был замечен в Черном море
в начале 1980-х годов, а уже в 1988 году их развелось такое количество, что
не заметить их было невозможно. Это произошло за счет поедания
планктона. При этом пищи были лишены планктоядные рыбы, численность
которых сразу уменьшилась. После освоения Черного моря мнемиопсис
проник в Каспийское море, где в настоящий момент происходит что-то
похожее.
Случаи развития планктоядных гребневиков и рапанов очень похожи.
Они оба основаны на отсутствии хищников, способных контролировать их
численность. Однако в 1990 году в Черном море появился другой гребневик берое. Берое питается исключительно мнемиопсисом, что позволило
восстановить стабильность в развитии видов в Черном море. Вообще случай
с берое служит отличным примером уравновешивания видов морской фауны.
С их появлением в Черном море восстановилось количество медуз (в годы
вспышки численности мнемиопсиса - их было в несколько раз меньше), стал
заметен прирост ставриды. В 2000 году выросло количество ракообразных,
что означает, что ему удалось удачно вписаться в природную картину
черноморской экосистемы.
Воздействие человека на экосистему Черного моря
Самые значительные изменения, произошедшие с природой Черного
моря, связаны в той или иной степени с деятельностью человека. Самый
большой ущерб, который человек нанес черноморской экосистеме - это
эвтрофикация и вылавливание рыбы. Эвтрофикация - это многократное
увеличение концентрации минеральных веществ (солей азота и фосфора) в
морской воде, большинство из этих веществ необходимо для роста морских
растений.
Особенное обострение эта проблема получила в 70х годах прошлого
столетия, когда нормой было вылавливать по 300-400 тысяч тонн рыбы в год.
В 80е годы эта цифра достигла 800 тысяч тонн в год. В результате подобных
действий из пищевой цепи исчезло несколько звеньев.
Увеличение использования азот- и фосфорсодержащих удобрений так
же повлияло на состояние экосистемы. Вот несколько результатов подобных
воздействий:
- началось цветение фитопланктона;
- уменьшилась прозрачность воды, из-за увеличения числа водорослей;
- цветение фитопланктона на мелководье стало заканчиваться
гниением;
- увеличилась кормовая база зоопланктона, однако это звено пищевой
цепи было утеряно в результате развитого рыболовства.
В результате уменьшения прозрачности воды, глубина проникновения
света значительно уменьшилась, что привело к гибели многих видов
водорослей, среди которых заросли красной водоросли филлофоры, которая
наиболее распространена на мелководье между Восточным Крымом и устьем
Днестра, бурая водоросль цистозиры, нитчатые водоросли, и многие другие.
При
гниении
водорослей
активно
расходовался
кислород,
содержащийся в воде. От его нехватки стали погибать многие виды морской
фауны, некоторые из них утеряны безвозвратно.
Уничтожение частей пищевой цепи привело к значительному ее
упрощению, а так же привлечению новых видов морской фауны из вод
Средиземного моря.
Несмотря на все предпринимаемые меры, уничтожение рыбы и
переудобрение вод Черного моря остается основной угрозой.
Вдобавок ко всему довольно популярной проблемой в наши дни
становится загрязнение воды моющими средствами из неочищенных стоков,
загрязнение воды нефтепродуктами и тяжелыми металлами, уничтожение
прибрежных растительных сообществ и многое другое. Данный перечень
можно продолжать бесконечно.
В результате совокупности всех фактов, воздействующих на природу
Черного моря, в этом месте так и не удалось сложиться стабильному
сообществу видов. Однако при такой скорости развития, как у черноморской
экосистемы, впереди нас ждет много всего интересного.
Для закрепления полученных знаний предлагается игра «Брейн-ринг».
В игре принимают участие команды, сформировать которые можно тут
же по любой методике.
Учитель. Сегодня «Брейн-ринг» для тех, кто хочет больше узнать о
том, что окружает нас. Ведь удивительное рядом, надо только посмотреть
вокруг! Сегодня нас ждёт путешествие по черноморской экосистеме.
Правила игры:
Командам предлагается ответить на вопросы по выбору. За каждый
правильный ответ на вопрос команда получает 10 баллов. На обдумывание
ответа отводится не более одной минуты. Если ответ неправильный, то право
ответа на вопрос предоставляется другой команде.
Вопросы:
Как называется пролив, соединяющий в настоящее время Черное и
Средиземное моря? (Босфор)
Назовите главную особенность Черного моря. (Впадает множество рек)
Во сколько раз в Черном море меньше соли, чем в океане? (Примерно в 2
раза)
Почему в Черном море не наблюдается такого биоразнообразия, как в
других морях и океанах? (Низкий уровень солености)
Почему продуктивность (урожайность) Черного моря высока? (Реки
приносят большое количество питательных веществ)
С чем связана низкая прозрачность черноморской воды? (С высокой
продуктивностью)
Какова глубина Черного моря? (Примерно 2 км)
Кто живет в Черноморских глубинах? (Бактерии)
На каких глубинах сосредоточена жизнь в морях и океанах? (200 метровый
слой)
Как называется брюхоногий моллюск, проникший в Черное море из Тихого
океана в 40-х годах прошлого столетия? (Рапана)
Почему рапана получила в Черном море широкое распространение? (Нет
естественных врагов – морских звезд)
Из-за чего в 80-х годах прошлого столетия резко уменьшилась численность
планктоноядных
рыб?
(Появление
планктоноядных
гребневиков
из
Атлантики)
К каким последствия привело появление гребневика берое в Черном море?
(Уравновесил
виды
морской
фауны,
питаясь
планктоноядными
гребневиками, в частности мнемиопсисом)
Что
означает
термин
эвтрофикация?
(Многократное
увеличение
концентрации минеральных веществ в морской воде)
Как повлияло использование азот и фосфорсодержащих удобрений на
экосистему Черного моря? (Бурное развитие фитопланктона, уменьшение
прозрачности воды, гниение водорослей, нехватка кислорода)
Назовите основные угрозы экосистеме Черного моря. (Переудобрение вод,
уничтожение рыбы, загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами,
неочищенными
стоками,
уничтожение
прибрежных
растительных
сообществ)
А пока жюри подводит итоги игры, поиграем с участниками и со
зрителями.
За каждый правильный ответ вы получите 1 балл, который можете
отдать команде, за которую болели:
1. Если мне на место «а»
Мягкий знак дадите,
Сразу сорную траву
В птицу превратите. (Лебеда - лебедь.)
2. Меня за аромат давно ты ценишь, Всюду я красой своей горда,
Но если «р» на «к» ты переменишь,
То вырастут рога и борода (Роза - коза.)
3. Первое - нота, второе - тоже,
А в целом я на горох похожа. (Фа - соль.)
4. Три простеньких слова –
Нота, круг, союз –
Дают нам вместе овощ,
Приятный всем на вкус. (Ре - диск - а.)
5. Местоимение, предлог,
Меж них - фамилия поэта.
А целое - известный плод,
Что зреет на исходе лета. (Я- блок - о.)
6. На поляне, у реки гордо держат стебельки,
Как фарфоровые чашки, белоснежные... ромашки.
7. Ветка в гроздья разодета, фиолетового цвета.
Это в жаркий летний день расцвела в саду... сирень.
8. Он стоит на ножке длинной, Будто в пачке балерина.
Как букет, цветок один, темно-красный ... георгин.
9. Вот шершавый стебелек, в середине уголек,
Лепестки блестят, как лак, распустился красный... мак.
10. Если летом на болоте нежные цветы найдете,
Не теряйте ни минутки, собирайте... незабудки.
11. На кустах в саду растет,
Запах сладкий, словно мед,
Но нередко льются слезы
Тех, кто рвет руками... розы.
12. Летом посреди реки, трепеща, как поплавки,
По воде плывут пушинки, темно-желтые... кувшинки.
13. Холод. Все сады пусты.
Ну какие тут цветы?
Но у нас, назло морозу, в марте продают... мимозу.
14. Чтоб отгадать - имей терпенье. С «л» - часть лица, а с «б» растение. (Лоб - боб.)
15. Личное местоимение - первый слог.
Пение лягушки - слог второй.
Все - растение, у которого плод - ягода. (Ты - ква.)
16. Первый слог - орган растения для питания,
Второй - соединительная буква,
Третий - найдешь в танцах,
Целое - явление в жизни растения. (Лист-о-па-д.)
17. Буква шипящая, гласная буква, нота,
Назойливое двухкрылое насекомое,
Все - дерево с белоснежными пахучими цветами
И вяжущими плодами. (Че - ре -муха.)
18. Первый слог - песня весенней капели, Второй - губы.
Все - растение, про которое сложена загадка:
«Был ребенок, не знал пеленок,
Стар стал, пеленаться стал». (Капуста.)
19. Река в Италии течет,
За ней две ноты, еще буква,
А в целом - вышел вкусный плод,
Но только не арбуз, не тыква, а ...по- ми -до-р.
20. Царь зверей, предлог, междометье
В цветке душистом встретил я.
Найти цветок поторопись
И ароматом насладись. (Левкой.)
Подведение итогов, объявление победителей.
Мы надеемся, что предложенные вам вопросы были интересны и
полученная информация не будет сразу же забыта при выходе из кабинета.
До свидания.