Sistem dalam ekologi
MTWE50-092001-CAL
^
Prinsip teori sistem dalam ekologi
Mengingat subjek ekologi modern, kita langsung menjumpai konsep sistem. Itu terletak di jantung ekologi. Sistem ekologi merupakan objek utama ekologi. Menurut teori sistem umum suatu sistem dipahami sebagai kumpulan bagian-bagian (elemen) tertentu yang dapat dibayangkan atau nyata dengan hubungan (interaksi) di antara mereka. Hanya sistem material nyata yang dipertimbangkan di sini.
Beberapa sifat umum sistem:
Sifat-sifat suatu sistem tidak dapat dipahami hanya berdasarkan sifat-sifat bagian-bagiannya saja. Yang menentukan adalah koneksi atau interaksi antar bagian dari sistem. Tidak mungkin menilai pengoperasiannya hanya dengan melihat bagian-bagian mesin sebelum dirakit. Dengan mempelajari secara terpisah beberapa bentuk jamur dan alga, tidak mungkin memprediksi keberadaan simbiosisnya dalam bentuk lumut kerak. Pertimbangan independen terhadap hukum masyarakat manusia dan hukum bioekologi tidak memungkinkan kita untuk menilai sifat hubungan antara manusia dan alam yang hidup. Derajat sifat-sifat suatu sistem yang tidak dapat direduksi terhadap sifat-sifat elemen individual yang menyusunnya menentukan munculnya sistem.
Setiap sistem memiliki spesifik struktur. Ia tidak dapat terdiri dari unsur-unsur yang benar-benar identik; berlaku untuk sistem apa pun prinsip keberagaman yang diperlukan elemen. Batas bawah keanekaragaman paling sedikit adalah dua unsur (baut dan mur, protein dan asam nukleat, “dia” dan “dia”), batas atas adalah tak terhingga. Keanekaragaman bergantung pada jumlah elemen berbeda yang membentuk suatu sistem dan dapat diukur. Dalam ekologi biasanya dinilai dengan menggunakan indikator K. Shannon:
(2.1)
Di mana V- indeks keanekaragaman,
P Saya - menormalkan kelimpahan relatif spesies organisme ke-i secara agregat P spesies ( P Saya = 1).
Mengisolasi suatu sistem membagi dunianya menjadi dua bagian - sistem itu sendiri dan lingkungannya. Selain itu, kekuatan hubungan antar elemen dalam sistem lebih besar dibandingkan dengan elemen lingkungan. Berdasarkan sifat hubungan, khususnya jenis pertukaran materi dan/atau energi dengan lingkungan, pada prinsipnya hal-hal berikut dapat dipahami:
sistem yang terisolasi(penukaran tidak dapat dilakukan);
sistem tertutup(pertukaran materi tidak mungkin, tetapi pertukaran energi dimungkinkan);
sistem terbuka(pertukaran materi dan energi dimungkinkan). Di alam, hanya sistem terbuka yang benar-benar ada. Sistem yang antara unsur-unsur internalnya dan unsur-unsur lingkungan terjadi perpindahan materi, energi, dan informasi, disebut sistem dinamis. Sistem kehidupan apa pun - mulai dari virus hingga biosfer - adalah sistem dinamis terbuka.
Dominasi interaksi internal dalam sistem dinamis dibandingkan interaksi eksternal menentukannya stabilitas, kemampuan untuk mandiri. Jika gaya luar yang bekerja pada mesin ternyata lebih besar daripada gaya hubungan mekanis antara bagian-bagian mesin, maka mesin tersebut akan hancur. Demikian pula, pengaruh eksternal pada sistem biologis, melebihi kekuatan koneksi internal dan kemampuan beradaptasi, menyebabkan perubahan permanen dan kematian sistem. Stabilitas sistem dinamis dipertahankan oleh kerja siklik eksternal yang terus dilakukannya (“prinsip sepeda”).
Tindakan suatu sistem terhadap waktu disebut perilaku sistem. Perubahan perilaku di bawah pengaruh kondisi eksternal disebut sebagai reaksi sistem, dan perubahan yang kurang lebih terus-menerus dalam reaksi sistem - caranya perangkat, atau adaptasi. Perubahan adaptif dalam struktur dan hubungan suatu sistem dari waktu ke waktu dianggap sebagai perubahannya perkembangan, atau evolusi. Kemunculan dan keberadaan semua sistem material disebabkan oleh evolusi. Sistem dinamis mandiri berkembang menuju organisasi yang lebih kompleks dan munculnya hierarki sistem – pembentukan subsistem dalam struktur sistem. Dalam hal ini, urutan tertentu pembentukan sifat-sifat (kualitas) yang muncul dari sistem diamati - stabilitas, pengendalian dan pengorganisasian mandiri. Evolusi terdiri dari konsolidasi progresif adaptasi di mana aliran energi melalui suatu sistem dan potensi efisiensinya meningkat.
Ketika tingkat hierarki suatu sistem meningkat, kompleksitas struktur dan perilakunya juga meningkat. Kompleksitas sistem Racun ditentukan oleh nomor P hubungan antar elemennya:
H N = mencatat N (2.2)
Biasanya, sistem dengan hingga seribu koneksi (0 sederhana; hingga satu juta koneksi (3 kompleks; lebih dari satu juta (H n > 6) - k sangat sulit. Semua biosistem alami yang nyata sangatlah kompleks.
Kriteria kompleksitas lainnya berkaitan dengan sifat perilaku sistem. Jika sistem mampu melakukan tindakan pengambilan keputusan, mis. terhadap pilihan alternatif perilaku (termasuk sebagai akibat dari perubahan acak), maka sistem pengambilan keputusan seperti itu dianggap kompleks. Konsekuensi dari meningkatnya kompleksitas sistem selama evolusinya adalah percepatan evolusi, semakin cepat berlalunya tahapan-tahapannya, setara dengan perubahan kualitatif.
Ciri penting dari evolusi sistem yang kompleks adalah ketidakrataan dan kurangnya monoton. Periode akumulasi bertahap dari perubahan-perubahan kecil terkadang disela oleh lompatan kualitatif tajam yang secara signifikan mengubah sifat-sifat sistem. Mereka biasanya diasosiasikan dengan apa yang disebut titik bifurkasi - bifurkasi, pemisahan jalur evolusi sebelumnya. Banyak hal bergantung pada pilihan satu atau lain arah perkembangan pada titik percabangan, hingga munculnya dan kemakmuran dunia baru yang terdiri dari zat, organisme, masyarakat, atau, sebaliknya, matinya sistem. Bahkan untuk sistem yang menentukan, hasil dari pilihan tersebut seringkali tidak dapat diprediksi, dan pilihan itu sendiri pada titik bifurkasi dapat ditentukan oleh dorongan acak.
Setiap sistem nyata dapat direpresentasikan dalam bentuk kemiripan material atau gambaran simbolik, masing-masing disebut analog atau simbolik. model sistem. Pemodelan pasti disertai dengan penyederhanaan dan formalisasi hubungan dalam sistem. Formalisasi ini dapat dilakukan dalam bentuk hubungan logis (sebab-akibat) dan/atau matematis (fungsional).
^
Hukum utama ekologi
Ekologi modern memiliki aksioma luas yang berkaitan dengan semua tingkat organisasi sistem alam. Beberapa postulat, teorema, dan aturan yang cukup umum dipinjam dari disiplin ilmu terkait dan didasarkan pada hukum dasar ilmu pengetahuan alam. Demikianlah prinsip termodinamika, hukum kekekalan materi dan energi, hukum disipasi minimum (dissipasi) energi oleh L. Onsager - I. Prigogine, dll. Diantaranya ada beberapa prinsip yang penting untuk memahami perilaku. sistem ekologi, kemampuannya untuk mempertahankan diri dan mengatur secara otomatis.
Hukum bilangan besar: aksi gabungan dari sejumlah besar faktor acak, dalam kondisi umum tertentu, mengarah pada hasil yang hampir tidak bergantung pada kebetulan, yaitu. mempunyai sifat sistemik. Perilaku stokastik acak dari sejumlah besar molekul dalam volume gas tertentu menentukan nilai suhu dan tekanan yang pasti. Berjuta-juta bakteri di tanah, air, dan di dalam tubuh tumbuhan dan hewan menciptakan lingkungan mikrobiologis khusus yang relatif stabil yang diperlukan untuk keberadaan normal semua makhluk hidup. Kombinasi dari sejumlah besar tindakan acak penawaran dan permintaan membentuk perputaran dan penetapan harga yang relatif konstan di pasar bebas.
Prinsip Le Chatelier-Brown - Ketika pengaruh eksternal membawa sistem keluar dari keadaan keseimbangan stabil, keseimbangan ini bergeser ke arah penurunan efek pengaruh eksternal. Awalnya dikembangkan untuk kondisi kesetimbangan kimia, prinsip ini mulai digunakan untuk menggambarkan perilaku berbagai sistem mandiri. Pada tataran biologis diwujudkan dalam bentuk kemampuan sistem ekologi dalam melakukan autoregulasi. Di biosfer, mekanisme penerapan prinsip ini didasarkan pada berfungsinya seluruh organisme hidup dan berfungsi sebagai pengatur utama proses terestrial.
Ini berhasil di dunia hukum hubungan universal benda dan fenomena di alam dan masyarakat. Dia terikat dengan hukum kesatuan fisika dan kimia makhluk hidup, hukum perkembangan suatu sistem karena lingkungannya, dan hukum kekekalan jumlah makhluk hidup, dirumuskan oleh V.I
berkembang hanya melalui pemanfaatan kemampuan material, energi dan informasi lingkungannya; pengembangan diri yang terisolasi tidak mungkin dilakukan. Peningkatan jumlah suatu organisme secara signifikan dalam waktu yang relatif singkat hanya dapat terjadi karena berkurangnya jumlah organisme lain. Aturan ini juga berlaku untuk jumlah spesies organisme. Di dunia makhluk hidup, totalitas hubungan memanifestasikan dirinya dengan sangat jelas, karena dengan kesatuan material kehidupan, sistem kehidupan dicirikan oleh transisi materi, energi, dan informasi yang paling beragam, bercabang, dan intens. Mereka terbentuk jaringan ekologi hubungan. Kekayaan koneksi tidak hanya berlaku pada ekosistem lokal. Siklus global zat, angin, arus laut, sungai, migrasi burung dan ikan lintas benua dan lintas samudera, perpindahan benih dan spora, aktivitas manusia dan pengaruh faktor antropogenik - semua ini, pada tingkat tertentu, menghubungkan kompleks alam yang jauh secara spasial dan memberi biosfer karakteristik sistem komunikasi terpadu.
Jaringan koneksi dan ketergantungan yang padat dan dinamis juga merupakan ciri masyarakat manusia. Dibandingkan dengan alam, ia diperkaya berkali-kali lipat karena arus informasi. Ada banyak contoh mediasi multi-tahap dan intensifikasi perubahan tertentu dalam proses teknologi dan produksi. Dalam ilmu ekonomi, semuanya saling terkait; penilaian apa pun bergantung pada penilaian ekonomi lainnya dan, pada gilirannya, memengaruhi penilaian tersebut. Anda tidak boleh membayangkan pola-pola ini seolah-olah segala sesuatu terhubung dengan segala sesuatu secara terpisah di alam dan secara terpisah dalam masyarakat, dalam perekonomian. nyatanya baik alam maupun masyarakat berada dalam jaringan interaksi sistemik yang sama.
Terdapat konsekuensi hubungan universal, hukum keseimbangan dinamis, dan prinsip Le Chatelier-Brown yang penting bagi ekologi.
Hukum reaksi berantai. Setiap perubahan tertentu dalam sistem pasti mengarah pada perkembangan reaksi berantai, bergerak menuju netralisasi perubahan yang dilakukan atau pembentukan hubungan baru dan hierarki sistem baru. Karena interaksi antara komponen-komponen sistem ketika berubah, pada umumnya, bersifat nonlinier secara signifikan, sedikit perubahan pada salah satu parameter sistem dapat menyebabkan penyimpangan yang kuat pada parameter lain atau menyebabkan perubahan pada keseluruhan sistem secara keseluruhan.
Hukum optimalitas. Sistem apa pun beroperasi paling efisien dalam batas spatiotemporal tertentu yang menjadi ciri khasnya.
Aturan “tekanan hidup” maksimum. Pada saat yang sama, di alam yang hidup, aturan “tekanan hidup” maksimum berlaku: organisme berkembang biak dengan intensitas yang menjamin jumlah maksimumnya. Namun, tekanan kehidupan dibatasi oleh kapasitas lingkungan, hubungan antarspesies, dan kemampuan beradaptasi timbal balik dari berbagai kelompok organisme. Pola ini kadang-kadang disebut sebagai hukum resistensi lingkungan hidup, atau hukum pertumbuhan terbatas Bab Darwin. Darwin juga memiliki aksioma ekologi adaptasi: setiap spesies biologis beradaptasi dengan serangkaian kondisi kehidupan spesifik yang ditentukan secara ketat, yang kemudian diberi nama tersebut ceruk ekologis. Hubungan antara posisi ini dan hukum optimalitas terlihat jelas.
Hukum ekodinamik. Selain keteguhan jumlah materi hidup di alam yang hidup, terdapat kelestarian struktur material, energi, dan informasi yang konstan, meskipun hal itu agak berubah selama evolusi. Properti ini ditetapkan oleh Yu. Goldsmith (1981) sebagai hukum ekodinamik. Yang pertama adalah hukum kekekalan struktur biosfer, Kedua - hukum keinginan menopause, itu. untuk mencapai kematangan ekologi dan keseimbangan ekosistem.
Ada generalisasi sistemik lain yang lebih spesifik dalam ekologi. Banyak manual yang sering mengutip pernyataan aksioma ilmuwan terkenal Amerika B. Commoner (1974), yang oleh penulisnya disebut sebagai “hukum ekologi”:
"semuanya terhubung dengan segalanya"
"semuanya harus pergi ke suatu tempat"
"alam tahu yang terbaik"
“tidak ada yang gratis.”
Meskipun lebih berkaitan dengan dasar-dasar pengelolaan lingkungan, namun mencerminkan beberapa postulat penting ekologi.
^
. Objek lingkungan utama
Biasanya, ada enam tingkat organisasi makhluk hidup, membentuk hierarki: molekuler, seluler, organisme, populasi (populasi-spesies), ekosistem, biosfer.
Sifat dasar sistem kehidupan - organisasi struktural, kemampuan untuk bereproduksi dan merakit diri, metabolisme dan energi, mudah tersinggung, menjaga lingkungan internal yang konstan, kemampuan beradaptasi, dll. (lihat § 3.1) - sudah terwujud dalam sistem seluler tingkat. Namun kelengkapan seluruh manifestasi alam kehidupan hanya terwakili pada dua tingkat terakhir - ekosistem (atau bahkan hanya di biosfer), karena tidak ada satu sel pun, tidak ada organisme, tidak ada spesies, tidak ada ekosistem yang dapat ada tanpa banyak sel, organisme, spesies, ekosistem, dan kondisi kehidupan lain yang diciptakannya.
Tingkat organisme. Pada tingkat paling bawah dari hierarki objek lingkungan adalah organisme(individu, perseorangan) sebagai wakil spesies biologis - sekelompok makhluk hidup yang homogen secara genetis, morfologis dan ekologis, dipisahkan dari spesies lain menurut kriteria yang sama. Organisme individu - perwakilan dari spesies yang berbeda - digunakan dalam studi ekologi komparatif eksperimental. Pada saat yang sama, ciri-ciri spesifik dari perilaku dan reaksi fisiologis organisme di bawah pengaruh berbagai faktor lingkungan terungkap, dan berdasarkan data ini, kebutuhan ekologis spesifik organisme diidentifikasi. Misalnya, nilai optimal dan suhu minimum dan maksimum yang diizinkan, kelembaban, penerangan, konsentrasi zat di lingkungan, interaksi dengan organisme lain, dll.
Tingkat populasi. Setiap spesies biologis di alam hampir selalu diwakili oleh beberapa, seringkali banyak populasi.
Populasi (dari lat. populus - populasi) - ini kumpulan individu dari spesies yang sama yang mendiami suatu ruang tertentu untuk waktu yang lama dan memiliki kumpulan gen yang sama * kemampuan untuk kawin silang secara bebas dan sedikit banyak terisolasi dari populasi spesies lainnya. Populasi adalah bentuk dasar keberadaan suatu spesies di alam. Populasi berevolusi dan merupakan unit evolusi dan spesiasi spesies. Dengan memiliki seluruh ciri-ciri suatu sistem biologis, suatu populasi bagaimanapun juga merupakan kumpulan organisme-organisme, seolah-olah terisolasi dari sistem alam, karena di alam, individu-individu suatu spesies selalu hidup berdampingan dengan individu-individu dari spesies lain. Hanya dalam kondisi buatan atau dalam eksperimen khusus yang memungkinkan untuk menangani populasi “murni”, misalnya, budidaya mikroorganisme, tanaman yang disemai, keturunan hewan, dll.
Tingkat ekosistem. Objek utama ekologi adalah sistem ekologi, atau ekosistem - sekumpulan organisme dari spesies berbeda dan habitatnya yang ditentukan secara spasial, disatukan oleh interaksi material-energi dan informasi.
Istilah “ekosistem” diperkenalkan ke dalam ekologi oleh ahli botani Inggris A. Tansley (1935). Konsep ekosistem tidak terbatas pada karakteristik peringkat, ukuran, kompleksitas atau asal usul. Oleh karena itu, dapat diterapkan keduanya secara relatif sederhana palsu(akuarium, rumah kaca, ladang gandum, pesawat luar angkasa berawak), dan hingga kompleks alami kompleks organisme dan habitatnya (danau, hutan, padang rumput, laut, samudera, biosfer). Ada ekosistem perairan dan darat. Semuanya membentuk mosaik beraneka ragam di permukaan planet ini. Selain itu, dalam satu kawasan alami terdapat banyak ekosistem yang serupa - baik yang tergabung dalam kompleks yang homogen, maupun dipisahkan oleh ekosistem lain. Misalnya, kawasan hutan gugur yang diselingi hutan jenis konifera, atau rawa di antara hutan, dll.
Setiap ekosistem terestrial lokal memilikinya komponen abiotik - biotope, atau ecotop - ruang, kawasan dengan bentang alam, iklim, kondisi tanah, dan yang sama komponen biotik - masyarakat, atau biocenosis - totalitas semua organisme hidup yang menghuni biotope tertentu. Biotope adalah habitat umum bagi semua anggota komunitas. Biocenosis terdiri dari perwakilan banyak spesies tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Hampir setiap spesies dalam biocenosis diwakili oleh banyak individu dari jenis kelamin dan usia yang berbeda. Mereka membentuk suatu populasi atau bagian dari populasi spesies tertentu dalam suatu ekosistem.
Anggota komunitas berinteraksi sangat dekat dengan habitat sehingga biocenosis seringkali sulit untuk dianggap terpisah dari biotope. Misalnya, sebidang tanah bukan hanya sekedar “tempat”, tetapi juga berbagai organisme tanah dan produk limbah tumbuhan dan hewan. Oleh karena itu mereka digabungkan dengan nama tersebut biogeocenosis:“biotope + biocenosis = biogeocenosis” (Gbr. 2.1). Konsep biogeocenosis diperkenalkan oleh V.N.Sukachev (1942).
Biogeocenosis
-
Ini adalah ekosistem dasar terestrial, bentuk utama keberadaan ekosistem alami. Di semua ekosistem darat, massa tumbuhan selalu berkali-kali lipat lebih besar daripada massa organisme lain. Oleh karena itu, untuk sebagian besar biogeocenosis, ciri yang menentukan adalah jenis tutupan vegetasi tertentu, yang digunakan untuk menilai apakah biogeocenosis homogen termasuk dalam komunitas ekologi tertentu (komunitas hutan birch, bakau, padang rumput bulu, rawa sphagnum, dll.). Kumpulan komunitas-komunitas pada suatu wilayah geografis yang luas disebut biota daerah, dan penyatuan ekosistem di salah satu zona iklim alami (tundra, taiga, stepa, gurun, hutan tropis, dll.) - bioma.
^ Tingkat biosfer. Pada tingkat tertinggi hierarki biosistem adalah ekosistem global - lingkungan - totalitas semua organisme hidup dan lingkungan ekologisnya di planet ini.
Vernadsky mendekati pemahaman ini dari perspektif geokimia. Menurut gagasannya, biosfer terdiri dari tiga kategori zat:
materi hidup - totalitas semua organisme hidup - mikroorganisme, tumbuhan dan hewan, biomassa aktifnya; materi hidup dikontraskan dengan materi mati dan inert - batuan, mineral yang sama sekali tidak terkait dengan aktivitas organisme hidup (batuan beku dan metamorf kerak bumi, bijih beku, produk transformasi abiogeniknya, dll.);
gizi - bahan organik mati, segala bentuk detritus, gambut, batu bara, minyak dan gas yang berasal dari biogenik, serta karbonat sedimen, batu kapur, dll.;
zat bioinert - campuran makhluk hidup dan unsur hara dengan batuan mineral yang berasal dari non-biogenik (tanah, lanau, air alam, serpih gas dan minyak, pasir tar, bagian batuan sedimen).
Pendekatan teoritis modern mengubah pemahaman tentang struktur dan fungsi biosfer. Dengan demikian, biosfer modern mencakup seluruh rangkaian organisme hidup (materi hidup) dan semua substansi litosfer, hidrosfer, dan atmosfer yang berada di bawah kendali konsumsi, transformasi, dan produksi oleh organisme hidup (yaitu “materi biogenik” modern).
Pemahaman ini bertepatan dengan konsep yang diperkenalkan sebelumnya dan kadang-kadang digunakan sekarang ekosfer - kumpulan ekosistem modern di planet ini.
Timbul pertanyaan: haruskah manusia dan seluruh perekonomiannya dimasukkan ke dalam ekosfer? Penulis istilah L. Cole (Cole, 1958) menunjuknya keseluruhan kehidupan di Bumi, beserta lingkungan dan sumber dayanya. Namun umat manusia dan hasil produksi serta konsumsinyalah yang mempunyai dampak serius terhadap proses biosfer, mengganggu siklus alam, mengubah dan mengganggu keseimbangan dan keselarasan. Pada saat yang sama, zat-zat asing secara kimiawi yang tidak pernah berpartisipasi dalam siklus biosfer alami atau merupakan “sampah” biosfer masa lalu, terkubur selamanya atau untuk jangka waktu skala geologis, berakhir di dalam biosfer saat ini dan dipaksakan secara artifisial padanya. Misalnya timbal, merkuri, uranium, batu bara, minyak, banyak bahan sintetis, dll.
V.I. Vernadsky percaya bahwa umat manusia adalah bagian dari sistem biosfer sebagai bagian integralnya: “Umat manusia sebagai makhluk hidup terus menerus terhubung dengan proses material dan energi dari cangkang geologis tertentu di bumi - dengan biosfernya. Ia tidak bisa mandiri secara fisik selama satu menit pun.” Namun “materi hidup” umat manusia tidak dapat dipisahkan dari produksi material manusia dan peradaban teknis yang diciptakan oleh manusia.
Saat ini, Bumi berisi bola-bola benda buatan yang berlapis-lapis dan jenuh. Istilah yang paling tepat untuk menggambarkan semua ini adalah teknosfer - totalitas global alat, benda dan produk produksi manusia. Teknosfer akan dijelaskan lebih rinci nanti. Pada skala planet, teknosfer memiliki lingkungan yang sama dengan biosfer dan berinteraksi dengannya dalam banyak proses.
Jadi, ekosfer = biosfer modern + teknosfer. Dalam pengertian ini, ekosfer muncul sebagai arena interaksi antara manusia dan alam, di mana semua masalah dan konflik lingkungan modern terkonsentrasi. Ekosfer menjadi objek utama “ekologi* besar” modern.
Mereka dihubungkan oleh ketergantungan kausal positif dan negatif. Tanda (+, -) dalam hal ini bukan menunjukkan hasil kualitatif dari hubungan tersebut, bukan “baik” atau “buruk”, melainkan searah (+) atau berlawanan arah (-). Semakin besar populasi mangsa, semakin banyak pula makanan yang tersedia bagi predator dan jumlah mereka pun meningkat (hubungan langsung positif, +). Namun semakin banyak predator maka semakin banyak pula korban yang dimusnahkan dan jumlah korban semakin berkurang (umpan balik negatif, -). Jika kita berbicara tentang satu jenis predator dan satu jenis mangsa, maka predator tidak mampu memusnahkan semua korbannya, karena seiring dengan menurunnya kepadatan mangsa, biaya energi untuk mencari dan memburu mereka mulai melebihi nilai energi dari mangsa. menangkap mangsa. Kebanyakan korban biasanya menghindari pertemuan dengan predator.
Secara umum, kontur seperti itu mempunyai tanda negatif (-): “plus dan minus menghasilkan minus”. Ini berarti bahwa sistem tersebut mampu mendukung dirinya sendiri, meskipun berfluktuasi pada tingkat yang kurang lebih stabil. Bisa dikatakan pada periode tertentu jumlah korbannya berkurang karena pada periode sebelumnya meningkat. Masing-masing anggota sistem yang terhubung dengan cara ini menjadi penyebab perilakunya sendiri seiring berjalannya waktu.
Mari kita perhatikan perilaku rangkaian yang lebih kompleks (Gbr. 2.2).
Dalam sistem ekologi reservoir tertutup, komponen-komponen berikut dapat dibedakan: nutrisi mineral yang terlarut dalam air (kami menyebutnya sebagai M); alga yang mengkonsumsinya ( DI DALAM); hewan yang memakan alga dan hewan lainnya ( DAN); sisa-sisa organisme dan produk aktivitas vitalnya - detritus ( D) dan bakteri yang menguraikan detritus menjadi mineral ( B).
Beras. 2.2. Skema interaksi (hubungan sebab akibat) antar komponen utama ekosistem waduk
M - nutrisi mineral,B - rumput laut, F - binatang,
D -
sisa-sisa, B –
bakteri
Mari kita asumsikan bahwa di bawah pengaruh faktor eksternal, misalnya, suhu yang menguntungkan atau masuknya bahan organik ke dalam reservoir, peningkatan perkembangan alga - fitoplankton - dimulai. Hal ini menyebabkan penurunan pasokan mineral dan peningkatan jumlah hewan - mulai dari zooplankton hingga ikan. Peningkatan penggembalaan fitoplankton yang diakibatkannya, setelah beberapa waktu, menyebabkan terbatasnya reproduksi hewan. Peningkatan sementara biomassa organisme akuatik menyebabkan peningkatan massa detritus. Menjadi makanan bagi bakteri, detritus menyebabkan peningkatan reproduksi dan diubah menjadi produk mineral. Siklusnya selesai. Kontur secara keseluruhan mempunyai tanda negatif. Sistem ini mampu mandiri. Proses pemurnian diri badan air didasarkan pada mekanisme serupa.
Namun jika terlalu banyak unsur hara yang masuk ke dalam reservoir (misalnya, air limbah dari pabrik pupuk mineral dibuang secara sistematis), maka siklusnya akan terganggu. Pertumbuhan alga yang cepat dimulai, ketebalan lapisannya meningkat tajam, aliran cahaya ke lapisan bawah reservoir berkurang, dan proses fotosintesis melambat. Pada saat yang sama, pembusukan sejumlah besar sel mati semakin intensif. Penguraiannya menghabiskan semua oksigen yang terlarut dalam air, dan kemudian tidak hanya hewan yang mati, tetapi juga bakteri yang menguraikan detritus tersebut. Rantainya putus. Jika air limbah yang berbahaya bagi reservoir tidak dihentikan, mekanisme pemurnian alami akan menurun.
Penting untuk menekankan pentingnya yang luar biasa masukan negatif untuk sistem apa pun di mana regulasi dilakukan. Umpan balik negatif adalah elemen utama dari setiap pengatur teknologi. Semua mekanisme untuk mengatur fungsi fisiologis dalam organisme apa pun dan menjaga keteguhan lingkungan internal dan hubungan internal dibangun berdasarkan prinsip umpan balik negatif, yaitu. homeostatis sistem autoregulasi apa pun. Semua sistem ekologi mencakup putaran umpan balik negatif.
Sebaliknya, kontur masukan positif bukan saja hal-hal tersebut tidak memberikan kontribusi terhadap regulasi, namun sebaliknya, hal-hal tersebut menimbulkan destabilisasi sistem, yang menyebabkan penindasan dan kematian, atau percepatan pertumbuhan, hingga “percepatan” sistem, yang biasanya diikuti oleh kerusakan dan kehancuran sistem.
Jadi, dalam komunitas tumbuhan mana pun, kesuburan tanah, hasil tanaman, jumlah sisa tanaman mati - detritus, dan jumlah humus yang terbentuk darinya membentuk kontur hubungan positif. Sistem berada dalam keseimbangan yang tidak stabil, karena penghilangan sebagian tanaman tanpa pengembalian jumlah unsur hara yang dibutuhkan ke dalam tanah sudah cukup untuk memulai proses degradasi tanah dan penurunan produktivitas tanaman.
Mekanisme perekonomian modern didasarkan pada putaran umpan balik positif, ketika pertumbuhan produksi didukung oleh upaya pemasaran, perintah pasokan, dan iklan mengganggu yang secara artifisial memicu kebutuhan dan permintaan baru. Contoh mencolok dari fatalnya umpan balik positif adalah perlombaan senjata, di mana peningkatan jumlah senjata meningkatkan risiko terkena senjata dan kebutuhan akan peningkatan perlindungan bersenjata, yang mengarah pada babak baru produksi senjata. senjata yang lebih kuat. Umpan balik positif juga berlaku ketika seseorang atau masyarakat tidak dibimbing oleh kriteria kesejahteraan yang obyektif dan sejati, namun oleh keinginan sesaat yang nyata. Akibatnya, kondisi kesehatan seseorang atau masyarakat justru memburuk. Mekanisme perilaku ini disebut oleh D. Meadows (1992) struktur "mania".
Dalam sistem yang kompleks, kontur kedua tanda selalu digabungkan. Harus ditekankan bahwa perilaku sistem autoregulasi yang kompleks lebih ditentukan oleh adanya putaran umpan balik daripada oleh kekuatan masing-masing koneksi individu. Untuk mengubah perilaku sistem, tidak cukup hanya mengubah kekuatan sambungan; yang lebih penting adalah menambah atau menghilangkan beberapa lingkaran sambungan yang dapat mengubah tanda kontur sistem.
^
Model ekosfer
Sekarang mari kita beralih ke hubungan sebab akibat yang menggambarkan hubungan antara manusia dan alam. Tugas ini sangat kompleks dan, pada saat yang sama, dalam kondisi dan syarat tertentu, dapat direduksi menjadi model sistem yang sangat sederhana yang menggunakan metode yang dijelaskan untuk membangun hubungan sebab akibat. Mari kita lakukan pendekatan dalam dua langkah.
Pertama, mari kita ambil kontur interaksi “alam - manusia” yang “sederhana”:
PH (–)
Mengingat keseimbangan, ia tidak dapat dibedakan dari pasangan “mangsa-predator”. Sebagai sistem dengan umpan balik negatif (-), sistem ini juga harus mandiri dan bersifat autoregulasi. Dalam arti bahwa manusia (pengeksploitasi), yang menggunakan alam sebagai sumber daya, mau tidak mau membatasi dan dengan demikian menindas dirinya sendiri melalui penindasan terhadap alam. Ini adalah kesimpulan yang penting, namun sulit untuk membatasi diri pada tingkat analisis ini. Faktanya, saat ini sistem ini tidak berada dalam keseimbangan dan tidak stabil: hubungan negatif yang kuat H------- ---
P tidak diimbangi dengan koneksi positif yang lemah H +
-------- P.
Beras. 2.3. Skema hubungan antar komponen utama ekosfer
Penjelasan dalam teks
Sekarang mari kita terapkan komponen sistem sebagai berikut (Gbr. 2.3). "Alam" diwakili oleh modern lingkungan dan dibagi menjadi biota biosfer – totalitas seluruh organisme hidup di biosfer dan lingkungannya, termasuk lingkungan manusia. Pemisahan lingkungan hidup menjadi suatu blok tersendiri, seolah-olah setara dengan unsur-unsur lainnya, dalam hal ini dilakukan hanya untuk kemudahan pertimbangan formal. Pada kenyataannya, semua elemen sistem berada dalam satu lingkungan yang sama. Subsistem “manusia” disorot sebagai teknosfer dan dibagi menjadi manusia itu sendiri, manusia, kemanusiaan dan ekonomi manusia - ekonomi, produksi, teknologi.
Teknologi dalam arti luas adalah seperangkat sarana aktivitas manusia yang diciptakan untuk menjalankan proses produksi dan melayani kebutuhan non-produktif masyarakat. Ini memediasi interaksi antara manusia dan alam. Dalam perkembangan teknis alam, manusia menggunakan teknologi yang semakin canggih - seperangkat metode yang digunakan dalam pembuatan produk. Sebagaimana biota biosfer merupakan sekumpulan biocenosis, demikian pula perekonomian manusia modern dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan teknocenosis - kompleks teknologi yang diciptakan oleh manusia. Masyarakat modern mengubah alam melalui teknologi dalam skala yang menentukan pembentukan teknosfer.
Tampaknya kategori ekonomi di blok ini mubazir, karena manufaktur dan teknologi terwakili di dalamnya. Dalam arti bahwa alam “tidak peduli” terhadap bagian ekonomi yang tidak berwujud – uang, harga, pinjaman, sewa, keuntungan, dll. Aliran material buatan manusialah yang mempunyai dampak langsung terhadap alam. Namun untuk memahami penyebab, sumber, mekanisme tekanan teknogenik terhadap alam, perlu mempertimbangkan keseluruhan perekonomian manusia dalam konteks interaksi ekonomi manusia dan ekonomi alam.
Sirkuit teknosfer memiliki tanda positif, karena saling ketergantungan antara manusia dan ekonomi serta teknologinya adalah positif: umat manusia tumbuh dan produksi sumber daya meningkat untuk pertumbuhan lebih lanjut, yaitu. koneksi maju dan umpan balik positif. Sepanjang sejarah modern dan khususnya di abad ke-20. sistem ini telah dan terus berada dalam kondisi pertumbuhan eksponensial, yang hanya sebagian tertahan oleh kekurangan sumber daya dan faktor lingkungan yang membatasi. Garis besar biosfer memiliki tanda negatif, karena interaksi antara organisme dan lingkungan di alam secara keseluruhan seimbang sempurna: biota biosfer mempunyai fungsi pembentuk lingkungan dan secara tepat mengontrol sifat-sifat lingkungannya sendiri (koneksi +), dan kondisi lingkungan (terutama jumlah terbatas zat yang dapat digunakan oleh biota) membatasi pertambahan massa biota (koneksi -).
Hubungan antara ekonomi manusia, teknologi, dan biota biosfer membentuk lingkaran umpan balik negatif: biota, termasuk produsen pertanian, merupakan sumber daya penting untuk produksi dan konsumsi (koneksi +), dan penarikan sebagian dari sumber daya ini akan memiskinkan dan menekan biota (koneksi -). Pengaruh produksi dan teknologi terhadap biosfer juga dimediasi oleh lingkungan umum, dan umpan balik negatif yang kuat dan positif yang lemah tidak seimbang dalam hal ini. Dampak manusia terhadap biota dan lingkungan hampir seluruhnya dimediasi oleh produksi dan teknologi. Interaksi langsung antara manusia dan lingkungan ditandai dengan umpan balik positif yang hampir satu arah. Terakhir, hubungan “biota - manusia” menggabungkan pengaruh positif biota yang relatif lemah (bagian dari sumber daya konsumsi yang tidak dimediasi oleh produksi dan teknologi, serta nilai informasi biota bagi ilmu pengetahuan dan seni) dan pengaruh negatif (racun alami, patogen, dan pembawa penyakit).
Seperti telah disebutkan, secara umum, sistem ekosfer memiliki sifat putaran umpan balik negatif dan harus mampu melakukan autoregulasi. Kesejahteraan umat manusia ditentukan oleh dua hubungan positif yang kuat: satu dari sisi ekonomi, yang lain dari lingkungan ekologis. Orang-orang sendiri memberikan preferensi yang jelas kepada yang pertama - menerima nilai-nilai yang dihasilkan. Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dan kebutuhannya, maka pertumbuhan ekonomi juga meningkat. Peningkatan ini masih terjadi jauh lebih cepat dibandingkan dengan pertumbuhan efisiensi perekonomian, yaitu perbandingan jumlah manfaat (nilai) yang dihasilkan dengan jumlah zat dan energi yang digunakan untuk itu. Akibatnya, pertumbuhan ekonomi disertai dengan peningkatan dampak buruknya - peningkatan tekanan negatif teknogenik terhadap alam dan lingkungan, dan melalui tekanan tersebut terhadap manusia.
Kemampuan seluruh sistem untuk mengatur dan menstabilkan secara otomatis didasarkan pada hukum alam yang obyektif. Ini memenuhi sifat-sifat sistem alami dan menjamin stabilitasnya. Namun kemampuan ini tidak cocok untuk seseorang, karena ia tidak suka membatasi dirinya. Dia memperoleh kekuatan konsumen yang belum pernah ada sebelumnya bagi makhluk hidup dan terbiasa “menaklukkan alam,” mengambil lebih banyak darinya, terlepas dari perlawanan dan serangan balasannya. Oleh karena itu, sekarang keseluruhan sistem menjadi sangat tidak seimbang. Tapi ini adalah kondisi sementara. Hal ini tidak bisa berlangsung terus-menerus.
Biosfer yang stabil telah ada selama ratusan juta tahun, dan nenek moyang kita baru memasuki komunitasnya secara alami. Selama dua juta tahun mereka hidup selaras dengan alam, hanya mengonsumsi apa yang diberikan hukum alam kepada mereka. Namun lambat laun mereka menciptakan teknosfer yang tidak stabil dan berkembang pesat. Dan hanya 2 abad - sebuah momen dalam skala evolusi - meningkatkan persaingan dengan sistem alam yang melahirkannya, menindas spesies lain, merampas sumber daya orang lain, melakukan globalisasi. ekosida, itu. kehancuran sistem ekologi. Rupanya, dalam skala waktu yang sama, menurut hukum umpan balik, seluruh sistem ekosfer harus stabil dan mencapai keseimbangan. Itu tidak bisa dihindari. Satu-satunya pertanyaan adalah apakah seluruh struktur, mirip dengan yang sekarang, akan dilestarikan, atau apakah hanya “monumen” teknosfer yang mati dan biosfer yang berubah yang akan tersisa - sifat planet yang dijarah dan dirusak oleh manusia, yang mana akan membutuhkan jutaan tahun untuk menyembuhkan lukanya, tapi luka itu tidak akan pernah sama lagi.
Psikologi sosial menolak pilihan ini - jalan kiamat, kehancuran umat manusia. Namun kemudian muncul pertanyaan kedua: seperti apa seharusnya kombinasi biosfer dan teknosfer yang stabil dan seimbang, dan peran apa yang harus diambil oleh manusia, sebagai elemen paling aktif dari sistem, dalam stabilisasi ini? Apakah masyarakat memahami dan setuju bahwa stabilisasi harus dilakukan dengan mengorbankan mereka? Bagaimanapun, manusialah yang meluncurkan bumerang teknogenesis dan kini berada di bawah pengaruhnya, yang dimediasi oleh lingkungan. Seluruh sistem – baik alam maupun umat manusia – kini berada pada titik percabangan, mungkin yang paling dramatis dalam sejarah Bumi. Penting untuk memilih strategi baru yang benar-benar masuk akal. Pilihan ini menjadi tugas terpenting umat manusia.
* Kumpulan gen - totalitas genotipe seluruh individu dalam suatu populasi.
Genotip - totalitas semua gen suatu organisme.
Gen - unit dasar hereditas.
Mata pelajaran ekologi
Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara organisme dengan lingkungannya, serta kondisi keberadaan organisme tersebut. Ekologi sebagai ilmu bermula pada paruh kedua abad ke-19, setelah karya ilmiah para naturalis, ahli biologi, dan ahli zoologi: Darwin, Haeckel, Humboldt, Roulier. Ekologi termasuk dalam ilmu-ilmu alam, menggunakan prestasi dan metode pengetahuan fisika, kimia, dan matematika. Misalnya, perkembangan sistem kehidupan tunduk pada hukum termodinamika sistem terbuka, peredaran zat dijelaskan oleh hukum kimia, hukum hereditas, migrasi hewan, dan dinamika populasi dijelaskan menggunakan teori probabilitas. Selain itu, ekologi mencakup unsur geologi dan geofisika (evolusi bumi), biologi (hukum perkembangan makhluk hidup), genetika (hukum hereditas makhluk hidup), fisiologi manusia, dan sosiologi.
Sejak lahirnya ilmu ini telah mengalami perubahan yang signifikan dan terus berkembang pesat hingga saat ini. Saat ini mata pelajaran ekologi sebagai suatu ilmu terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut:
1. Sistem kehidupan dan interaksinya dengan lingkungannya.
2. Alam secara keseluruhan dan interaksinya dengan masyarakat.
3. Pendekatan ilmiah umum khusus untuk mempelajari masalah interaksi antara organisme, biosistem dan lingkungan (pendekatan ekologi).
4. Masalah ilmiah dan praktis hubungan manusia dengan alam (masalah lingkungan).
Struktur ekologi. Sistematisitas kehidupan
Struktur ekologi modern diilustrasikan pada Gambar 1.1. Ekologi modern diwakili oleh empat bagian besar: bioekologi, geoekologi, ekologi terapan, ekologi sosial. Kursus kami akan mengeksplorasi secara singkat masing-masing bagian ini. Para ilmuwan telah menetapkan bahwa kehidupan di Bumi memiliki struktur yang sistemik. Artinya, kehidupan ada dalam bentuk sistem yang mandiri dan mengatur dirinya sendiri. Karena kehidupan di Bumi mempunyai struktur yang sistemik, ekologi dicirikan oleh studi tentang objek-objeknya sebagai SISTEM. Apalagi sistem kehidupan tidak tertutup (terbuka) dan mematuhi hukum termodinamika sistem terbuka. SISTEM adalah sekumpulan elemen identik yang saling berinteraksi dan membentuk satu kesatuan yang utuh. Ada sistem material dan abstrak. Sistem material dibagi menjadi anorganik (fisika, kimia, geologi) dan kehidupan organik (biologis, sosial, ekosistem, populasi, organisme). Sistem abstrak: logis, linguistik, matematika. Sistem dicirikan oleh hierarki dan keteraturan elemen. Ukuran kuantitatif keteraturan - informasi SAYA, entropi S. Lebih-lebih lagi SAYA sebanding dengan 1/ S. Sistem itu sendiri mungkin merupakan bagian dari sistem (subsistem) yang lebih kompleks. Atau mungkin memasukkan sistem lain sebagai komponennya (supersistem). Contoh sistem dalam fisika: sistem dengan parameter terdistribusi, dengan parameter yang disatukan, sistem benda yang berinteraksi.
Hukum seluruh sistem
Bagaimana kita mempelajari ekologi? Sistem kehidupan berbeda dalam ukuran, cara berinteraksi dengan lingkungan, dan metode hubungan internal. Secara umum, sistem berbeda dalam tingkat organisasinya. Biosfer bumi mempunyai organisasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan populasinya. Ada hierarki sistem tertentu - subordinasi dari atas ke bawah. Dalam kuliah kita, kita akan beralih dari atas ke bawah - dari biosfer ke organisme, dari organisasi sistem tingkat tinggi ke organisasi tingkat rendah. Semua sistem di bidang distribusi kehidupan di Bumi - BIOSFER - disajikan pada Gambar. 1.2. Mereka mematuhi hukum fisika, kimia, genetika, dan ekologi. Semua sistem hidup yang tidak tertutup mematuhi teori sistem dan hukum termodinamika sistem terbuka.
Yang utama adalah: hukum kesamaan bagian dan keseluruhan, hukum keragaman yang diperlukan, hukum disipasi energi minimum.
HUKUM KESAMAAN BAGIAN DAN KESELURUHAN: suatu bagian adalah salinan mini dari keseluruhan, oleh karena itu semua bagian pada tingkat hierarki sistem yang sama adalah serupa. Misalnya model atom Rutherford mirip dengan tata surya, atau organisme multiseluler kompleks mirip dengan organisme bersel tunggal karena secara genetik setiap sel mengandung informasi tentang organisme tersebut.
HUKUM KEBERAGAMAN ESENSIAL. Tidak ada sistem yang dapat terdiri dari elemen-elemen yang benar-benar identik. Misalnya, atom-atom dalam kisi kristal berbeda posisinya dalam kisi; elektron dalam orbit yang sama - arah putaran (prinsip Pauli).
ATURAN KEmunculan KONSTRUKTIF: sistem yang andal dapat terdiri dari elemen atau subsistem yang tidak dapat diandalkan yang tidak mampu berdiri sendiri. Misalnya sarang semut atau segerombolan lebah.
TEOREMA KONSERVASI ORDER: dalam sistem terbuka (yang semuanya merupakan sistem kehidupan), entropi tidak bertambah, tetapi turun hingga nilai konstan tertentu S 0 > 0 atau tetap konstan. Akibatnya, informasi I meningkat hingga nilai tertentu I 0 > 0 atau tetap konstan. Artinya, sistem berusaha menjaga ketertiban dengan memanfaatkan masuknya energi dari lingkungan.
HUKUM DISIPASI ENERGI MINIMUM atau HEMAT ENERGI: apabila suatu proses dapat berkembang ke beberapa arah yang diperbolehkan oleh hukum termodinamika, maka proses tersebut akan menuju ke arah disipasi energi minimum (atau kenaikan entropi minimum).
Hukum komprehensif ini berlaku untuk semua sistem, baik yang hidup maupun yang tidak hidup.
Dalam mempelajari ekologi digunakan prinsip-prinsip dasar sebagai berikut: Istilah dan Definisi:
BIOSPHERE adalah sejenis cangkang bumi, yang berisi seluruh organisme hidup dan bagian materi yang berinteraksi dengannya. Doktrin biosfer dikembangkan pada tahun 1926 oleh Akademisi Vernadsky. Ia memahami biosfer sebagai wilayah keberadaan makhluk hidup.
EKOSISTEM - sekumpulan berbagai jenis organisme yang hidup bersama dan kondisi keberadaannya, yang berada dalam hubungan yang erat dan berkesinambungan satu sama lain. Ekosistem yang ada cukup terisolasi dari biosfer lainnya. Ini mencakup lanskap, perairan, tumbuhan dan hewan. Ekosistem dapat bervariasi ukurannya - dari pohon hingga bumi. Biosfer bumi disebut ekosistem global.
POPULASI - kumpulan individu-individu dari spesies yang sama yang berinteraksi satu sama lain, bersama-sama menghasilkan keturunan dan mendiami wilayah yang sama. Populasi berfungsi dalam satu ekosistem dan merupakan bagian dari komunitas. Mungkin ada populasi tumbuhan dan hewan.
KOMUNITAS - sekumpulan populasi yang saling berinteraksi yang hidup dalam kondisi iklim yang sama dalam ekosistem yang sama. Misalnya, serangga dan pedagang kaki lima di padang rumput menjadi makanan bagi burung dan serigala.
SPESIES – sekumpulan individu (organisme hidup) yang mampu memiliki keturunan bersama yang mampu melakukan fungsi reproduksi.
ORGANISME HIDUP - terdiri dari bahan organik, dibedakan berdasarkan metabolismenya dengan lingkungan dan kemampuannya untuk mereproduksi jenisnya sendiri.
Metode ekologi sebagai ilmu
Saat mempelajari ekologi, metode berikut digunakan:
1. Deskriptif, ketika sains menggambarkan hubungan eksternal dan perilaku suatu objek. Ini telah diterapkan sejak zaman kuno dalam botani, geografi, dan zoologi.
2. Metode fungsional atau “kotak hitam”. Memungkinkan Anda memprediksi perilaku objek yang dipilih berdasarkan pengamatan dan analisis data masukan dan keluaran kotak hitam. Namun, belum ada analisis mengenai struktur internal kotak hitam tersebut.
3. Pendekatan analitis. Struktur internal suatu objek yang terdiri dari unsur-unsur yang lebih sederhana dipelajari.
4. Pendekatan sistemik (ekologis) merupakan metode utama dalam memahami ekologi modern sebagai suatu ilmu.
PENDEKATAN SISTEM adalah metode pengetahuan ilmiah yang didasarkan pada gagasan tentang objek yang dipelajari sebagai sistem. Peneliti harus mempelajari jenis-jenis hubungan dalam sistem, interaksi sistem dengan sistem lain, dan membangun gambaran teoritis umum tentang hubungan tersebut. Pendekatan sistem digunakan tidak hanya dalam ekologi, tetapi juga dalam sibernetika, teknologi, manajemen, dan ekonomi. Contoh pendekatan sistem dalam ekologi ditunjukkan pada Gambar. 1.3. Ekosistem secara mental dibagi menjadi objek dan lingkungan, dan interaksi di antara keduanya dipelajari - pertukaran materi, energi dan informasi, unsur-unsur penyusunnya, perilaku dan perubahan sistem dari waktu ke waktu - dinamika.
Eksperimen di bidang ekologi sejauh ini berdampak negatif bagi biosfer bumi. Misalnya, penggundulan hutan untuk memperoleh lahan subur telah menyebabkan penggurunan tanah. Ribuan tahun yang lalu, terdapat tumbuhan subur di lokasi Sahara.
Saat ini lingkungan hidup, yaitu masalah lingkungan interaksi manusia dengan lingkungan hidup, menjadi komponen yang sangat penting dalam mata pelajaran ekologi sebagai suatu ilmu. Permasalahan lingkungan hidup meliputi pencemaran lingkungan, menipisnya sumber pangan dan energi di biosfer, terganggunya keberlanjutan dan menurunnya keanekaragaman spesies (Buku Merah). Masalah lingkungan harus ditangani baik oleh individu maupun organisasi besar.
Dengan demikian, ekologi modern sebagai ilmu tidak hanya mencakup metode mempelajari ilmu-ilmu alam lainnya, tetapi juga membentuk tanggung jawab dalam benak generasi sekarang terhadap generasi mendatang terhadap keadaan lingkungan dan kesehatan manusia. Yang terakhir menghubungkan ekologi dengan etika, budaya, dan psikologi.
Maksud dan tujuan kursus.
Mata kuliah ini dirancang selama satu semester dan terdiri dari tiga modul:
1. Bioekologi - 9 kuliah.
2. Pengaruh aktivitas manusia terhadap biosfer - 5 kuliah.
3. Metode rekayasa perlindungan lingkungan - 3 kuliah.
Tujuan kursus: mempelajari hukum-hukum dasar ekologi sebagai suatu ilmu, menguasai terminologi, mempelajari pola-pola perilaku ekosistem dari berbagai tingkatan, kesadaran akan permasalahan lingkungan modern, pengetahuan tentang metode-metode perlindungan lingkungan.
Tujuan kursus:
1. Perlunya menjaga alam.
2. Mengetahui istilah-istilah dasar dan hukum-hukum ekologi.
3. Mengetahui metode rekayasa lingkungan.
4. Mengetahui prinsip pola hidup sehat.
Tes
1. Sistem kehidupan secara bersamaan mematuhi:
1. Hukum kesamaan bagian dan keseluruhan, hukum pertama termodinamika.
2. Hukum kedua termodinamika, teorema kekekalan keteraturan.
3. Hukum keanekaragaman yang diperlukan, teorema konservasi
ketertiban.
2. Pilih disiplin ilmu yang merupakan bagian dari ekologi:
2. Genetika.
3. Geoekologi.
3. Fenomena apa saja yang menjadi pokok bahasan ekologi sebagai ilmu:
1. Aktivitas kehidupan manusia.
2. Perkembangan tanaman.
3. Hubungan makhluk hidup dengan lingkungannya.
4. Suatu populasi dapat disebut:
1. Fauna danau.
2. Sekelompok serigala.
3. Vegetasi dan fauna taiga.
5. Suatu ekosistem dapat disebut:
1. Sungai beserta ikan, alga dan mikroorganisme yang menghuninya.
2. Kawanan anjing laut di pantai Kamchatka.
3. Penjual di padang rumput dan elang memakannya.
6. Komunitas dapat disebut:
1. Keluarga manusia.
2. Biosfer bumi.
3. Singa dan antelop yang tinggal di dekatnya.
7. Ekologi modern sebagai ilmu yang digunakan sebagai metode kognisi:
1. Metode analisis.
2. Metode “kotak hitam”.
3. Pendekatan sistematis.
8. Pilih tujuan mata kuliah kita:
1. Pelajari flora dan fauna cagar alam Rusia.
2. Mengetahui metode rekayasa lingkungan.
3. Menyelamatkan lautan dunia dari polusi minyak.
4. Mengurangi polusi gas di atmosfer.
9. Pilih tujuan mata kuliah kita:
1. Menyelamatkan paus biru dari kepunahan.
2. Perlakukan alam dengan hati-hati.
3. Ciptakan filter untuk pengolahan air limbah.
| Sebelumnya |
Dan teknologi komputer kini sangat menentukan potensi ilmu pengetahuan dan teknis suatu negara, tingkat perkembangan perekonomian nasional, cara hidup dan aktivitas manusia.
Untuk penggunaan informasi yang bertujuan, informasi harus dikumpulkan, diubah, ditransmisikan, diakumulasikan, dan disistematisasikan. Kami akan menyebut semua proses ini terkait dengan operasi informasi tertentu proses informasi.
Penerimaan dan transformasi informasi adalah kondisi penting bagi kehidupan organisme mana pun. Bahkan organisme bersel tunggal yang paling sederhana pun terus-menerus memahami dan menggunakan informasi, misalnya, tentang suhu dan komposisi kimia lingkungan untuk memilih kondisi kehidupan yang paling menguntungkan. Makhluk hidup tidak hanya mampu memahami informasi dari lingkungan dengan menggunakan indranya, tetapi juga bertukar informasi satu sama lain.
Seseorang juga merasakan informasi melalui indera, dan bahasa digunakan untuk bertukar informasi antar manusia. Dalam perjalanan perkembangan masyarakat manusia, banyak sekali bahasa seperti itu yang bermunculan. Pertama-tama, ini adalah bahasa asli (Rusia, Tatar, Inggris, dll.), yang digunakan oleh banyak orang di dunia. Peran bahasa bagi kemanusiaan sangatlah besar. Tanpanya, tanpa pertukaran informasi antar manusia, kemunculan dan perkembangan masyarakat tidak mungkin terjadi.
Proses informasi tidak hanya merupakan karakteristik kehidupan alam, manusia, dan masyarakat. Umat manusia telah menciptakan perangkat teknis - mesin otomatis, yang pekerjaannya juga dikaitkan dengan proses penerimaan, transmisi, dan penyimpanan informasi. Misalnya, perangkat otomatis yang disebut termostat menerima informasi tentang suhu ruangan dan, tergantung pada suhu yang disetel oleh seseorang, menyalakan atau mematikan perangkat pemanas.
Aktivitas manusia yang berhubungan dengan proses penerimaan, transformasi, pengumpulan dan transmisi informasi disebut aktivitas informasi.
Selama ribuan tahun, objek kerja manusia adalah objek material. Semua perkakas mulai dari kapak batu hingga mesin uap pertama, motor listrik, atau mesin bubut dikaitkan dengan pemrosesan materi, penggunaan, dan transformasi energi. Pada saat yang sama, umat manusia harus memecahkan masalah manajemen, masalah pengumpulan, pemrosesan dan transmisi informasi, pengalaman, pengetahuan, muncul sekelompok orang yang profesinya dikaitkan secara eksklusif dengan kegiatan informasi; Pada zaman kuno, misalnya, para pemimpin militer, pendeta, penulis sejarah, kemudian ilmuwan, dll.
Namun, jumlah orang yang dapat menggunakan informasi dari sumber tertulis sangat sedikit. Pertama, melek huruf adalah hak istimewa dari kalangan yang sangat terbatas dan, kedua, manuskrip kuno dibuat dalam satu salinan (terkadang hanya).
Era baru dalam perkembangan pertukaran informasi adalah ditemukannya alat percetakan. Berkat mesin cetak yang diciptakan oleh J. Gutenberg pada tahun 1440, pengetahuan dan informasi dapat direplikasi secara luas dan dapat diakses oleh banyak orang. Hal ini menjadi insentif yang kuat untuk meningkatkan literasi penduduk, mengembangkan pendidikan, ilmu pengetahuan, dan produksi.
Seiring berkembangnya masyarakat, lingkaran orang-orang yang aktivitas profesionalnya terkait dengan pemrosesan dan akumulasi informasi terus berkembang. Volume pengetahuan dan pengalaman manusia terus bertambah, begitu pula jumlah buku, manuskrip, dan dokumen tertulis lainnya. Ada kebutuhan untuk membuat penyimpanan khusus untuk dokumen-dokumen ini - perpustakaan, arsip. Informasi yang terkandung dalam buku dan dokumen lain tidak hanya harus disimpan, tetapi juga diorganisasikan dan disistematisasikan. Ini adalah bagaimana pengklasifikasi perpustakaan, katalog subjek dan abjad serta cara lain untuk mensistematisasikan buku dan dokumen muncul, dan profesi pustakawan dan arsiparis muncul.
Sebagai hasil dari kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, umat manusia telah menciptakan sarana dan metode baru untuk mengumpulkan, menyimpan, dan mengirimkan informasi. Namun hal terpenting dalam proses informasi - pemrosesan, transformasi informasi yang bertujuan - hingga saat ini hanya dilakukan oleh manusia.
Pada saat yang sama, peningkatan teknologi dan produksi yang terus-menerus telah menyebabkan peningkatan tajam dalam jumlah informasi yang harus digunakan seseorang dalam proses aktivitas profesionalnya.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan pendidikan telah menyebabkan pesatnya pertumbuhan volume informasi dan pengetahuan manusia. Jika pada awal abad terakhir jumlah total pengetahuan manusia meningkat dua kali lipat setiap lima puluh tahun, maka pada tahun-tahun berikutnya - setiap lima tahun.
Jalan keluar dari situasi ini adalah penciptaan komputer, yang secara signifikan mempercepat dan mengotomatiskan proses pemrosesan informasi.
Komputer elektronik pertama, ENIAC, dikembangkan di Amerika pada tahun 1946. Di negara kita, komputer pertama diciptakan pada tahun 1951 di bawah kepemimpinan akademisi
Saat ini, komputer tidak hanya digunakan untuk memproses informasi numerik, tetapi juga jenis informasi lainnya. Berkat ini, ilmu informasi dan teknologi komputer telah tertanam kuat dalam kehidupan masyarakat modern dan banyak digunakan dalam produksi, pekerjaan desain, bisnis, dan banyak industri lainnya.
Komputer dalam produksi digunakan di semua tahap: mulai dari konstruksi masing-masing bagian suatu produk, desain hingga perakitan dan penjualan. Sistem produksi berbantuan komputer (CAD) memungkinkan Anda membuat gambar, segera mendapatkan gambaran umum objek, dan mengontrol mesin untuk produksi suku cadang. Sistem produksi yang fleksibel (FPS) memungkinkan Anda merespons dengan cepat perubahan situasi pasar, dengan cepat memperluas atau membatasi produksi suatu produk, atau menggantinya dengan produk lain. Kemudahan pemindahan konveyor ke produksi produk baru memungkinkan untuk menghasilkan banyak model produk yang berbeda. Komputer memungkinkan pemrosesan informasi dengan cepat
berbagai sensor, termasuk dari keamanan otomatis, dari sensor suhu untuk mengatur konsumsi energi untuk pemanasan, dari ATM yang mencatat pengeluaran uang oleh pelanggan, dari sistem tomografi kompleks yang memungkinkan Anda untuk “melihat” struktur internal organ manusia dan membuat a diagnosa yang benar.
Komputer terletak di desktop seorang spesialis dalam profesi apa pun. Hal ini memungkinkan Anda untuk menghubungi bagian mana pun di dunia melalui surat komputer khusus, terhubung ke koleksi perpustakaan besar tanpa meninggalkan rumah, menggunakan sistem informasi yang kuat - ensiklopedia, mempelajari ilmu-ilmu baru dan memperoleh berbagai keterampilan melalui program pelatihan dan pelatihan .-Zherov. Ia membantu perancang busana mengembangkan pola, penerbit menyusun teks dan ilustrasi, seniman membuat lukisan baru, dan komposer menciptakan musik. Eksperimen yang mahal dapat dihitung dan disimulasikan sepenuhnya di komputer.
Perkembangan metode dan teknik penyajian informasi, teknologi pemecahan masalah dengan menggunakan komputer, telah menjadi aspek penting dalam aktivitas manusia di berbagai profesi.
Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini
Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.
Diposting pada http://www.allbest.ru/
Penerimaan dan konversi informasi adalah kondisi penting bagi kehidupan organisme mana pun. Bahkan organisme bersel tunggal yang paling sederhana pun terus-menerus memahami dan menggunakan informasi, misalnya, tentang suhu dan komposisi kimia lingkungan untuk memilih kondisi kehidupan yang paling menguntungkan. Makhluk hidup tidak hanya mampu memahami informasi dari lingkungan dengan menggunakan indranya, tetapi juga bertukar informasi satu sama lain. Seseorang juga merasakan informasi melalui indera, dan bahasa digunakan untuk bertukar informasi antar manusia. Selama perkembangan masyarakat manusia, banyak bahasa seperti itu yang muncul. Pertama-tama, ini adalah bahasa asli (Rusia, Tatar, Inggris, dll.), yang digunakan oleh banyak orang di dunia. Peran bahasa bagi kemanusiaan sangatlah besar. Tanpanya, tanpa pertukaran informasi antar manusia, kemunculan dan perkembangan masyarakat tidak mungkin terjadi. Proses informasi tidak hanya merupakan karakteristik satwa liar, manusia, dan masyarakat. Umat manusia telah menciptakan perangkat teknis - automata, yang pengoperasiannya juga dikaitkan dengan proses penerimaan, transmisi, dan penyimpanan informasi. Misalnya, perangkat otomatis yang disebut termostat menerima informasi tentang suhu ruangan dan, tergantung pada suhu yang disetel oleh seseorang, menghidupkan atau mematikan perangkat pemanas.
Tindakan yang dilakukan dengan informasi disebut proses informasi.
Ada tiga jenis proses informasi:
* penyimpanan,
* pemindahan
* dan pemrosesan informasi.
Dengan bantuan inderanya, orang memahami informasi, memahaminya dan, berdasarkan pengalaman, pengetahuan yang ada, dan intuisi, membuat keputusan tertentu. Keputusan-keputusan ini diterjemahkan ke dalam tindakan nyata yang mengubah dunia di sekitar kita.
Informasi di masyarakat. Manusia adalah makhluk sosial; untuk berkomunikasi dengan orang lain, ia harus bertukar informasi dengan mereka. Dalam kehidupan sehari-hari, konsep “informasi” digunakan secara sinonim dengan kata: informasi, pesan, kesadaran akan keadaan.
Proses informasi tidak hanya terjadi dalam masyarakat manusia. Mengapa daun-daun berguguran di musim gugur, dan semua tumbuhan tertidur selama cuaca dingin, dan dengan datangnya musim semi, dedaunan dan rumput muncul kembali? Ini semua adalah hasil dari proses informasi. Sel tumbuhan mana pun merasakan perubahan di lingkungan luar dan bereaksi terhadapnya.
Informasi genetik sangat menentukan struktur dan perkembangan organisme hidup dan diwariskan. Informasi genetik disimpan dalam struktur molekul DNA. Molekul DNA terdiri dari empat komponen berbeda (nukleotida) yang membentuk alfabet genetik. sibernetika proses informasi
Dalam sibernetika (ilmu pengendalian), konsep “informasi” digunakan untuk menggambarkan proses pengendalian dalam sistem dinamis yang kompleks (organisme hidup atau perangkat teknis).
Aktivitas vital organisme apa pun atau fungsi normal perangkat teknis dikaitkan dengan proses kontrol, berkat nilai parameternya dipertahankan dalam batas yang diperlukan. Proses manajemen meliputi penerimaan, penyimpanan, transformasi dan transmisi informasi. Dalam setiap proses manajemen, selalu ada interaksi antara dua objek - manajer dan yang dikendalikan, yang dihubungkan melalui saluran langsung dan umpan balik.
Sinyal kontrol ditransmisikan melalui saluran komunikasi langsung, dan informasi tentang keadaan objek yang dikendalikan ditransmisikan melalui saluran umpan balik. Kita ambil contoh pengaturan suhu pada suatu ruangan dengan menggunakan AC. Objek pengendalinya adalah manusia, dan objek yang dikendalikan adalah AC. Termometer dapat ditempatkan di dalam ruangan, yang memberi tahu seseorang tentang suhu di dalam ruangan (saluran umpan balik). Ketika suhu di dalam ruangan naik atau turun melebihi batas tertentu, seseorang menyalakan AC (saluran komunikasi langsung beroperasi). Dengan demikian, suhu ruangan tetap terjaga dalam kisaran suhu tertentu. Demikian pula, Anda dapat menganalisis pekerjaan seseorang (objek pengontrol) di komputer (objek terkelola). Seseorang dengan bantuan inderanya (penglihatan dan pendengaran) menerima informasi tentang keadaan komputer melalui saluran umpan balik menggunakan perangkat keluaran informasi (monitor, speaker). Informasi ini dianalisis oleh seseorang yang membuat keputusan tentang tindakan kontrol tertentu, yang dikirimkan ke komputer melalui saluran komunikasi langsung menggunakan perangkat input informasi (keyboard atau mouse).
Definisi proses informasi (IP) tidak jauh lebih sedikit daripada definisi informasi. Banyaknya definisi tersebut menjadi bukti yang meyakinkan akan kekurangannya, menunjukkan sifat khusus dan orientasi masing-masing definisi terhadap rentang tugas yang sempit.
Suatu proses, dalam kasus yang paling umum, adalah jalannya, terjadinya suatu fenomena, perubahan keadaannya secara berurutan. Proses yang diciptakan kembali secara artifisial memiliki tujuan utilitarian, oleh karena itu proses tersebut dipahami sebagai serangkaian tindakan yang bertujuan dan berurutan (sesuai, misalnya, dengan DSTU 2938-94. Sistem pemrosesan informasi. Konsep dasar. Istilah dan definisi). Implementasi buatan dari suatu proses melibatkan konstruksi suatu teknologi di mana urutan operasi dari proses tersebut dicocokkan dengan urutan cara yang saling berhubungan untuk mengimplementasikan operasi ini (operasi di sini dipahami sebagai tindakan dasar yang terpisah (tidak dapat dibagi), tindakan terpisah yang selesai. bagian dari proses).
Karena beberapa alasan, artikel ini tidak membahas teknologi informasi, tetapi IP. Pertama, ketika mengembangkan teknologi informasi baru, Anda harus terlebih dahulu menentukan jenis IP apa yang akan diterapkan oleh teknologi tersebut. Kedua, karena hanya implementasi proses buatan yang dianggap sebagai teknologi, tidak semua proses diimplementasikan dalam bentuk teknologi. Dan yang terpenting, ketiga, teknologi yang berbeda dapat mengimplementasikan proses yang sama dengan menggunakan cara yang berbeda. Dan karena seperangkat sarana untuk mengimplementasikan setiap operasi suatu proses selalu terbuka (tanpa batasan pada prinsipnya), tidak mungkin untuk membuat klasifikasi lengkap teknologi yang mengimplementasikan satu proses saja. Selain itu, klasifikasi seperti itu selalu tidak produktif dan tidak mampu menghasilkan sesuatu yang baru secara signifikan, karena klasifikasi tersebut hanya berisi kombinasi cara-cara yang diketahui untuk melaksanakan operasi.
Pada saat yang sama, himpunan proses yang terdiri dari himpunan operasi yang dapat dihitung juga dapat dihitung, yaitu. asalkan totalitas semua operasi yang mungkin ditentukan, membangun klasifikasi proses yang lengkap adalah tugas yang sepenuhnya dapat diselesaikan.
Untuk mendapatkan klasifikasi yang lengkap dan produktif yang tidak hanya berisi IP yang diketahui, tetapi juga semua IP yang mungkin (dapat dibayangkan), perlu mengandalkan properti invarian (atribut) dari setiap IP. Prasyarat awal untuk menemukan atribut tersebut. IP melayani, pertama, ketidakterpisahan informasi dari hubungan subjek-objek, dan, kedua, fakta bahwa kumpulan IP terlengkap diimplementasikan dalam subjek itu sendiri (semua IP yang dibuat secara artifisial hanya mereproduksi, menduplikasi beberapa IP yang dilakukan oleh subjek; subjeklah yang menetapkan program untuk memfungsikan dan mengendalikan sistem buatan). Oleh karena itu, untuk menemukan ciri-ciri yang mendefinisikan seorang wirausahawan perorangan, perlu dikaji subjeknya dan khususnya kegiatan informasinya.
Diposting di Allbest.ru
...Dokumen serupa
Kesamaan proses informasi dalam satwa liar, teknologi, dan masyarakat. Pengertian konsep “subjek”, struktur ruang semantik subjek. Klasifikasi proses informasi, proses informasi kognitif, informasi dalam sibernetika.
abstrak, ditambahkan 27/03/2010
Proses dalam bidang aktivitas intelektual (transfer informasi). Proses informasi merupakan suatu tempat penyimpanan yang dilengkapi dengan tata cara pemasukan, pencarian, penempatan dan pengeluaran informasi. Kesamaan proses informasi dalam satwa liar, teknologi, dan masyarakat.
abstrak, ditambahkan 27/02/2009
Metodologi analisis struktural dan desain sistem informasi. Standar dasar untuk proses siklus hidup perangkat lunak. Tujuan dan prinsip pembentukan profil sistem informasi. Pengembangan model proses bisnis yang ideal.
presentasi, ditambahkan 12/07/2013
Kajian konsep umum teori sistem dan analisis sistem. Metodologi untuk membangun repositori objek sistem informasi terbuka. Prinsip persepsi informasi visual. Alat untuk pemodelan visual alur kerja integrasi data.
tugas kursus, ditambahkan 06/04/2015
Pendekatan klasifikasi IP, jenis arsitektur. Tahapan pengembangan dan standar dasar kekayaan intelektual yang menjamin interkoneksi proses produksi dan hasil keuangannya. Arahan yang menjanjikan dalam penggunaan teknologi informasi dalam perekonomian.
mata kuliah perkuliahan, ditambah 26/03/2017
Fitur produk dan layanan informasi. Basis Data (DB) saat ini menjadi dasar dukungan komputer untuk proses informasi yang mencakup hampir semua bidang aktivitas manusia. Sistem manajemen basis data.
tugas kursus, ditambahkan 05/04/2008
Informatika sebagai kesatuan ilmu pengetahuan dan teknologi, tahapan perkembangannya dan alatnya. Klasifikasi jenis teknologi informasi dan penerapannya. Model proses informasi dan struktur produk perangkat lunak. Desain berorientasi objek.
mata kuliah perkuliahan, ditambah 12/12/2011
Pengembangan proyek paket perangkat lunak untuk mengotomatisasi proses informasi dalam layanan penjualan makanan. Pengembangan database informasi dan karakterisasi proses pembuatan bagian klien dan layanan aplikasi menggunakan teknologi ASP.NET.
tesis, ditambahkan 24/06/2011
Pengembangan sistem informasi yang memecahkan permasalahan manajemen operasional suatu perusahaan, dibangun atas dasar database yang mencatat seluruh informasi perusahaan. Teknologi langkah demi langkah solusi perangkat lunak untuk mengotomatisasi proses bisnis tertentu.
tugas kursus, ditambahkan 21/08/2011
Definisi informasi, sumbernya, sifat-sifat penting secara sosial, ciri-ciri persepsi manusia. Bentuk penyajiannya. Proses informasi dasar. Informasi dalam sistem alam hidup dan mati.
Bagaimana hal itu terwakili dalam masyarakat? Bagaimana dengan teknologi? Semua pertanyaan ini dapat dijawab dalam kerangka artikel ini.
Pentingnya informasi
Menerima dan mengubah data diperlukan untuk kehidupan organisme mana pun. Bahkan organisme bersel tunggal yang paling sederhana pun tidak dapat hidup tanpanya. Jadi, mereka mengumpulkan data tentang suhu dan komposisi kimia lingkungan untuk memilih kondisi yang paling sesuai bagi keberadaan mereka. Selain itu, makhluk hidup tidak hanya dapat mempersepsikan informasi yang diterima dari lingkungan melalui inderanya, tetapi juga menukarnya. Ini sepenuhnya berlaku untuk manusia. Jadi, untuk menerima data digunakan indera yang ada lima, dan pertukarannya dilakukan dengan menggunakan bahasa (gestur, natural, formal).
Proses informasi
Hal tersebut dapat dilakukan tidak hanya di alam yang hidup (antara manusia dan masyarakat pada khususnya). Dengan demikian, umat manusia telah menciptakan berbagai perangkat - automata. Pekerjaan mereka berkaitan erat dengan proses penerimaan, penyimpanan dan Misalnya, ada perangkat otomatis seperti termostat. Dia bekerja dengan informasi tentang suhu ruangan. Tergantung pada suhu yang diatur oleh orang tersebut dan situasi saat ini, ia dapat menghidupkan/mematikan alat pemanas. Ada tiga jenis proses informasi:
- Perlakuan.
- Siaran.
- Penyimpanan.
Seperti yang Anda lihat, informasi dari alam hidup dan mati memiliki banyak kesamaan. Harus dikatakan bahwa manusia masih terorganisir lebih kompleks daripada teknologi yang sama, meskipun beberapa orang mungkin sulit mempercayai hal ini. Berkat indra kita, kita dapat melihat data, memahaminya dan, dengan menggabungkan pengalaman, pengetahuan, dan intuisi kita, membuat beberapa keputusan. Hal-hal tersebut kemudian diterjemahkan ke dalam tindakan nyata yang mengubah dunia di sekitar kita.
Informasi tentang satwa liar
Ini adalah topik yang sangat menarik. Penyimpanan paling signifikan dalam hal ini adalah genom. Ini berisi data yang menentukan struktur dan perkembangannya. Itu disimpan dalam molekul DNA. Mereka terdiri dari empat komponen yang disebut nukleotida. Bersama-sama mereka membentuk alfabet genetik. Jika kita berbicara tentang contoh, ini memungkinkan kita menyajikannya dengan sebaik-baiknya. Area individu bertanggung jawab atas struktur dan fungsi bagian tubuh tertentu. Gen menentukan kemampuan dan kecenderungan terhadap bakat atau penyakit keturunan. Semakin kompleks suatu organisme, semakin banyak bagian individu yang dapat dibedakan dalam molekul DNA. Jadi, genom manusia memiliki lebih dari 20 ribu gen, yang mengandung lebih dari 3 miliar residu nukleotida. berlangsung selama beberapa dekade. Meskipun penggunaan teknologi komputer meluas, sebagian besar pekerjaan baru selesai pada tahun 2000an. Tapi ini bukan satu-satunya contoh informasi di alam yang hidup. Mari kita pikirkan tentang pepohonan dan tumbuh-tumbuhan secara umum. Pada musim dingin mereka tertidur, dan pada musim semi mereka bangun. Ini adalah transfer informasi yang nyata di alam yang hidup: sel tumbuhan merasakan bahwa kondisi sedang berubah dan mulai membatasi aktivitasnya. Contoh serupa dapat diberikan ketika berbicara tentang binatang. Jadi, lihatlah beruang-beruang itu. Transmisi informasi pada satwa liar dalam hal ini diwujudkan dalam kenyataan bahwa mereka menumpuk lemak, dan ketika cuaca dingin masuk, mereka masuk ke mode hibernasi. Di sini proses terjadi baik pada tingkat keseluruhan organisme maupun sistem individu. Ada satu aspek menarik di sini yang dimiliki oleh informasi di alam yang hidup. Ilmu komputer merupakan ilmu yang mempelajari segala proses yang berhubungan dengan data. Saat ini hal ini dipahami terutama sebagai arahan teknis, dan arahan biologis hampir tidak dipertimbangkan dalam kerangkanya. Untuk tujuan ini, mikrobiologi, biokimia, biofisika dan sejumlah ilmu lain yang berhubungan dengan proses dalam organisme hidup diciptakan secara khusus.
Informasi di masyarakat
Manusia adalah makhluk sosial. Untuk berkomunikasi dengan orang lain, Anda perlu bertukar data dengan mereka. Dalam masyarakat kita, ada sebutan untuk mereka: pesan, informasi, kesadaran akan keadaan. Yang menarik adalah bahwa proses informasi bukanlah hak prerogatif eksklusif masyarakat manusia. Mengapa rumput menguning pada musim gugur, daun-daun rontok, dan secara umum semua tumbuhan masuk ke mode tidur selama musim dingin? Dan mengapa semuanya terlahir kembali di musim semi? Ini semua merupakan hasil proses informasi yang terjadi pada tumbuhan. Dengan demikian, sel-sel mereka dapat merasakan perubahan yang terjadi di lingkungan eksternal dan bereaksi sesuai dengan perubahan tersebut.
Informasi dalam teknologi
Sibernetika menangani bidang ini. Dalam ilmu ini, manajemen sendiri digunakan untuk menggambarkan proses organisasi dalam berbagai sistem dinamis (yang dapat berupa organisme hidup atau perangkat teknis). Aktivitas vital atau fungsi normalnya berkaitan erat dengan proses manajemen. Oleh karena itu, semua proses yang diperlukan didukung dalam rentang nilai parameter yang diperlukan. Ini termasuk menerima, menyimpan, mengubah dan mengirimkan informasi. Dalam setiap proses jenis ini, dua objek selalu berinteraksi - manajer dan yang dikelola. Mereka terhubung melalui saluran langsung dan umpan balik. Yang pertama mentransmisikan sinyal kontrol. Dengan bantuan mereka, objek kontrol dibawa ke rentang parameter yang diperlukan. Saluran umpan balik mengirimkan informasi tentang status dan keadaan terkini.
Mari kita lihat bagaimana hal ini dilakukan dengan menggunakan contoh pengaturan suhu dalam ruangan berkat AC. Dalam hal ini seseorang berperan sebagai objek pengelola. AC dikontrol. Termometer ditempatkan di dalam ruangan, yang memberikan data suhu kepada seseorang. Ini adalah saluran umpan balik. Untuk menaikkan atau menurunkan suhu, atau mengubah kisarannya, seseorang dapat menyalakan atau mematikan AC. Ini adalah contoh cara kerja saluran feedforward. Alhasil, suhu ruangan tetap terjaga pada kisaran tertentu yang nyaman bagi manusia. Pekerjaan komputer dapat dianalisis dengan cara yang sama. Manusia di sini kembali berperan sebagai pengelola (dan teknologi sebagai objek yang dikendalikan). Berkat indera (seperti penglihatan dan pendengaran), informasi tentang keadaan komputer diperoleh melalui perangkat keluaran informasi (monitor atau speaker), yang bertindak sebagai saluran umpan balik. Seseorang menganalisis data yang diterima dan membuat keputusan untuk mengambil tindakan pengendalian tertentu. Dengan bantuan alat input informasi (mouse atau keyboard), yang berfungsi sebagai saluran komunikasi langsung, dibuat relatif terhadap komputer. Anda melihat fitur apa saja yang dimiliki informasi dari alam hidup dan mati.
Persepsi manusia terhadap data
Perlu disebutkan secara khusus mereka yang memberikan kepentingan terbesar - manusia. Mengenai kita, kita dapat mengatakan bahwa hal yang paling berharga, yang menjadikan kita makhluk yang sangat terorganisir, adalah pemikiran manusia. Ini adalah proses pemrosesan informasi yang sangat berkembang - saat ini, yang terbaik di dunia. Seseorang dapat berperan sebagai pembawa sejumlah besar data, yang disajikan dalam bentuk gambaran visual, berbagai fakta, teori, dan sejenisnya. Seluruh proses kognisi, yang terjadi hampir terus menerus, terdiri dari perolehan dan pengumpulan informasi.
Pendekatan ilmiah
Sibernetika mempelajari aspek teknis. Secara umum, arahan ini diterapkan dalam kerangka ilmu komputer, yang berkaitan dengan studi data dan segala fiturnya. Namun kekhasan sibernetika adalah ilmu ini mengkhususkan diri pada pengendalian proses yang terjadi. Dia mengeksplorasi pengaruh dan pemantauan yang cermat terhadap pergerakan dan optimalisasi informasi.
Kesimpulan
Seperti yang Anda lihat, ada informasi di alam, masyarakat, teknologi, diri kita sendiri - di mana pun Anda melihat, Anda dapat menemukannya. Tidak mungkin dilakukan tanpanya. Dan jika ada informasi yang hilang, seseorang seringkali mengalami kesulitan yang berarti.
