Читайте также:
|
|
Методическая основа современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования.
Количественные методы – измерения, расчеты, математический анализ.
1.Методы регистрации и оценки состояния среды - являются необходимой частью любого экологического исследования. Метеорологические наблюдения, определения показателей качества природной воды, определение состояния почв, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериологической загрязненности среды. К этой группе методов относятся мониторинг – периодическое или непрерывное слежение за качеством окружающей среды. При этом используются современные методы физико-химического анализа, биоиндикация (использование для контроля состояния среды организмов, особо чувствительных к изменениям среды и к появлению в ней вредных примесей), дистанционного зондирования, телеметрии и компьютерной обработки данных.
2.Методы количественного учета организмов - оценки биомассы и продуктивности растений и животных лежат в основе изучения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках. В объёмах воды или почвы, маршрутные учеты, отлов и мечение животных, наблюдения за их перемещениями с помощью телеметрии и другие средства вплоть до аэрокосмической регистрации, численности стад, скоплений рыб, густоты древостоя, состояния посевов и урожайности полей.
3.Методы имитационного моделирования - основные на применении современной вычислительной техники. Все большее значение приобретают такие новые компьютерные методы, как применение технологии нейронных сетей и аппарата теории нечётких множеств. Быстро совершенствуются приёмы глобального моделирования, доведенные до моделей, основных на проблемно – прогнозном подходе. Они позволяют рассматривать варианты сценариев и строить обоснованные прогнозы глобального развития.
4.Методы прикладной экологии быстро развиваются. С её помощью можно осуществлять:
· Создание геоинформационных систем и банков экологической информации, относящихся к различным регионам, территориям, ландшафтам, агросистемам, промышленным центрам, городам;
· Комплексный эколого – экономический анализ состояния территорий для целей экологической диагностики и оздоровления экологической обстановки;
· Проводить инженерно – экологические изыскания. Необходимые для оптимального размещения, проектирования, строительства и реконструкции гражданских и хозяйственных объектов;
· Проводить экологически ориентированное проектирование хозяйственных и гражданских объектов, основанное на принципах и расчетах экологического соответствия;
· Снижать коэффициенты вредного действия производственных комплексов, процессов, устройств и изделий
5.Метод исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов – наиболее разнообразная группа методов экологии. В лабораторных условиях регистрируется воздействие контролируемого фактора, функции растений и животных. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные условия существования. Так определяются критические или летальны дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают предельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в основе экологического нормирования. Экология смыкается с физиологией, биохимией, токсикологией.
Эта экспериментальная техника и методы используются при определении устойчивости экосистем и изучении адаптаций – приспособлений растений, животных и человека к различным условиям среды.
6.Методы изучения взаимоотношений между организмами в сообществах – часть системной экологии. Натурные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого поведения с применением метода «меток» радиоактивными изотопами.
Можно определить, какое количество органического вещества переходит от одного звена пищевой цепи к другому: от растений – к травоядным, от них – к хищникам.
7 .Экспериментальная методика создания и исследования искусственных сообществ и экосистем, т.е. лабораторное натурное моделирование взаимодействий организмов друг с другом и с окружающей средой.
Создают искусственные, частично замкнутые самоподдерживающиеся многовидовые системы.
8.Кибернетические исследования и методы математического моделирования используют для управления и прогнозирования. Существуют близкие к реальным процессам математические модели техногенных эмиссий, распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки; экологических процессов.
2. Биочипы. Получение гибридизационных микро и наночипов.
Биочип - это микроматрица различных соединений, главным образом биополимеров,
иммобилизованных на поверхности стекла, в микрокаплях геля, в микрокапиллярах и
т.п. Эффективность биочипов обусловлена возможностью параллельного проведения
огромного количества специфических реакций и взаимодействий молекул
биополимеров, таких как ДНК, белки, полисахариды и др. Биочип позволяет получить
огромное количество биологической информации.
На пластине биочипа наносится до нескольких тысяч различных микротестов
(биологические макромолекул - ДНК, белков, ферментов), способных избирательно
связывать вещества, содержащиеся в анализируемом растворе. Обычно технология
биочипа основана на принципе высоко специфического взаимодействия нуклеиновых
оснований. В ходе реакции происходит взаимодействие комплементарных цепей ДНК:
одна из них (ДНК-проба) с известной последовательностью нуклеотидов
зафиксирована на подложке, а другая одноцепочечная ДНК-мишень (зонд), меченная
флуоресцентной меткой, вносится в ДНК-чип. На рис. 6.3.1 показан принцип действия
ячейки ДНК или олигонуклеотидного биочипа, основанный на комплементарных
взаимодействиях основания аденина (А) с тимином (Т) или/и гуанина (G) с цитозином
(С) в двух нитях ДНК. Если последовательность оснований в одной нити ДНК (или
олигонуклеотида) полностью комплементарна последовательности другой нити, то
образуется стабильная двухнитчатая спираль - дуплекс. Однако присутствие в дуплексе
даже одной неправильной пары, например G-G, предотвращает образование дуплекса.
Если иммобилизовать в одном из элементов микрочипа специфическую
одноцепочечную ДНК или, положим, олигонуклеотид (пробу) содержащий 20
оснований, то при добавлении к микрочипу меченных флуоресцентными красителями
фрагментов ДНК, например генома человека, будет происходить их
высокоспецифичное взаимодействие. Заданный олигонуклеотидный элемент биочипа
специфически свяжет только одну комплементарную последовательность из
420≈1.09H1012 всех возможных последовательностей этой длины в ДНК. В результате
флуоресцентное свечение наблюдается только на этом комплементарном элементе
биочипа. Таким образом, один элемент биочипа производит одну выборку примерно из
множества возможных вариантов.
Билет 3
1. Современные технологии экологического мониторинга. Привести содержательные примеры.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 38 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |