Чем география связана с биологией

Биогеография : гео и био добавить по вкусу.

А.И.Кафанов предложил четко разделять биологическую и географическую части биогеографии, так как каждая из них имеет свой предмет, свои задачи и масштаб исследований. География занимается описанием местностей в терминах таксономии или экологии; предметом исследования становится территория или акватория. Биология занимается выяснением происхождения видов и фаун того или иного района, выявлением причин устойчивости фаун и динамики их пространственного распределения. Предметом исследования становятся таксоны и фауны, а ареал, наряду с экологией и морфологией, выступает как один из признаков развивающегося вида.

Перед нами последняя статья известного российского специалиста по биогеографии Александра Ивановича Кафанова, работавшего до своих последних дней в институте биологии моря им. Жирмунского. Она посвящена обсуждению биологических и географических аспектов биогеографии: какой из двух аспектов признать главным. Это обсуждение является продолжением раздумий ученого о предмете биогеографии, и завершением цикла публикаций А.И. Кафанова на страницах ЖОБ (см. например, дискуссию о предмете биогеографии).

При этом любопытно, что биологи, в свою очередь, искренне считают биогеографию «своей» дисциплиной. Книга Дарвина «Происхождение видов» воспринимается ими как своеобразный биогеографический «Новый Завет». В ней заложены основы островной биогеографии, поставлены проблемы исторической биогеографии, предложены биологические механизмы для объяснения распространения видов. С появлением этого труда распределение биологического разнообразия по Земле обрело биологическую базу, описанием фаун и флор занялись таксономисты и экологи. Теперь число биогеографических провинций принимается как один из показателей биоразнообразия, это так называемое гамма-разнообразие (альфа-разнообразие – это среднее число видов сообщества, бета – отражает число экологических группировок местности или региона, гамма – число биогеографических провинций). Таким образом, для биологов биогеография решает вопрос о причинах и механизмах эволюции биологического разнообразия.

Географ считает предметом биогеографии живой компонент определенной местности или ландшафта. Границы биогеографических выделов географ найдет, скорее всего, на стыке двух географических ландшафтов – гор и лугов, сухих равнин и прибрежных областей. Биолог предметом этой науки будет считать таксон или фауну, он увидит границу биогеографических районов по разнице в комплексе видов. По-видимому, результаты биогеографического дробления сойдутся у наших двух ученых на иерархическом уровне провинций. При этом географа будут интересовать группы территорий со сходным населением, а биолога – биокомплексы со сходным географическим распространением. Представим, что у нас есть простая таблица с распространением видов:

Таким образом, задачи биогеографии для биолога видятся в сфере исторической и генезисной, что предполагает анализ больших областей пространства и длительных интервалов времени. Время измеряется десятками и сотнями тысяч лет и больше, а пространство – размером ареала таксона. География будет рассматривать ландшафты, биогеоценозы, биомы, выделенные по преобладанию жизненных форм. Она определит распространение видов в зависимости от климата, широтного и температурного районирования и других физико-географических параметров. Более мелкий масштаб позволит географу выявить причины пространственного распределения экологических комплексов. Для более наглядного представления предметной области биогеографии Кафанов предлагает использовать куб с отдельными ячейками, предложенный Мордковичем, 2005.

Здесь желтым цветом закрашена область интересов биологов, а зеленым – географов. Верхняя грань отражает описание населения планеты, правая грань – различные по масштабу экологические подразделения планеты. Самая верхняя строка – география биологических видов – предполагает регистрацию ареалов видов и их экологических свойств. Желтая биологическая грань предлагает разбирать генезис населения островов, суши, океанов и материковых вод. Кафанов замечает, что методологическая часть «биологической» биогеографии разработана пока мало. Среди используемых подходов – дисперсионная, викариантная, историческая и региональная биогеография.

В заключении автор подчеркивает, что биогеография разделилась на две области знания со своими предметами и задачами, естественно, тесно связанными между собой. Он предлагает во избежание путаницы вернуться к изначальному наименованию данной области знания как география растительности, география животного мира, биотическая география. Ее будет уравновешивать таксономическая и биотическая биогеография. Это повлечет введение самостоятельного подраздела «Биогеография» в раздел «Биологические науки» различных рубрикаторов и классификаторов научно-технических направлений государственной деятельности (ВАК, РФФИ, ВИНИТИ и т.д.).

Источник

Статья-доклад по географии на тему: «Связь элементов географии и биологии в курсе средней школы»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Опалиховская средняя школа

Выполнила: учитель географии Козлова Татьяна Анатольевна

Раздел: «Межпредметные связи в изучении наук естественного цикла».

Тема: «Связь элементов географии и биологии в курсе средней школы»

1. Краткая историческая справка…………………………..………………………….……3

2.1. Элементы географии на уроках биологии …………………………………………..4

2.2. Применение материалов из курса биологии на уроках географии…………. 6

2.3. Роль растений классной комнаты в изучении биологии и географии…………..8

Современная школа представляет собой многофункциональный комплекс, объединивший в себе не только функции «Дома Знаний». Существование этого комплекса недопустимо без чётко слаженного механизма взаимодействия всех его структурных компонентов. В современном мире изучение каких-либо процессов и явлений связано с интеграцией между различными науками. Мы живём во времена системного подхода к знаниям. Курс любого школьного предмета буквально пронизан межпредметными связями. Изучение многих тем невозможно без дополнительных знаний и материалов из сопредельных наук. Поэтому я решила показать значение интеграции на примере биологии для географии как наиболее прогрессивных направлений в современном процессе школьного образования. Основная цель этой работы – на основе собственного опыта работы доказать значимость межпредметных связей в процессе обучения и необходимости этого процесса. Ведь наиболее ярко это явление наблюдается именно в предметах естественного цикла. Это сложилось исторически.

Какие задачи преследует интеграция наук на одном уроке? Прежде всего, это необходимо для создания целостного образа понятия. Дополнительные сведения из смежных наук помогают органично дополнить этот образ и закрепить его в сознании учащихся. Помимо этого, интеграция нужна для расширения или уточнения понятия, установления причинно-следственных связей, систематизации и обобщения знаний.

Данная работа состоит из введения, основной части и заключения. В основной части раскрываются исторические причины возникновения межпредметных связей, их роль, приводятся многочисленные примеры, подтверждающие эффективность данного процесса.

1. КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.

2.1. ЭЛЕМЕНТЫ ГЕОГРАФИИ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ.

Можно ли в процессе изучения школьного курса биологии применять знания, полученные на уроках географии? Если подойти к этому процессу творчески, то, безусловно, да. И это очевидный факт, так как эти две науки входят в одну область знаний – Естествознание. А это значит, что и точек соприкосновения у этих двух предметов будет больше всего. В этом разделе я постараюсь показать значимость интеграции данных предметов.

ПРИМЕР 1. В курсе 9 класса можно найти несколько тем, где могут пригодиться знания, полученные учениками на географии, в частности, при изучении темы «Приспособленность организмов к условиям внешней среды» можно очень интересно показать зависимость внешнего вида или строения от условий проживания. Это и цветовая маскировка животных под условия внешней среды (песчано-жёлтый или бурый цвет у многих пустынных животных, белоснежный у многих полярных), и чередование фаз жизненной активности в зависимости от смены условий (спячка у пустынных животных как способ переживания неблагоприятных условий, миграция животных и птиц в поисках корма и т.д.) и географические различия у животных одного вида, обитающих в разных природных зонах, например, лисицы юга (степей, пустынь) имеют более длинные уши для выделения в окружающую среду избытков тепла, «облегченный» шерстяной покров, более бледный по сравнению со своими северными сестрами цвет и прочие признаки. Таким образом, изучая приспособленческие реакции животных и растений мы невольно возвращаемся к повторению условий формирования природных зон и их отличительных особенностей. Соответственно, ученику, хорошо владеющему этой темой курса географии, будет несложно разобраться в особенностях естественного отбора на уроках биологии.

А если творчески подойти к процессу обучения, то даже классический урок биологии можно превратить в интегрированный урок, ведущая роль в котором будет принадлежать географии. В 7 классе при изучении темы «Размножение и развитие рыб» тоже можно провести урок с применением географической карты. Всем известна рыба, обитающая в реках Европы – угорь обыкновенный. На нерест он уходит за сотни километров в Саргассово море, а через некоторое время вылупившихся из икринок личинок приносит обратно в Европу течение Гольфстрим. Работу на таком уроке можно построить с помощью школьных атласов и настенной карты мира. Во время рассказа учитель наглядно демонстрирует местообитание и места нереста угря, показывает и обратный путь в Европу. После того, как будет озвучена главная вспомогательная сила обратной доставки личинок к берегам Европы, учащимся предлагается немного проявить свою фантазию. Ведь европейский угорь – не единственная рыба, размножающаяся подобным способом. Учитель приводит ещё несколько примеров таких рыб и предлагает ученикам самим вычислить место нереста в других океанах, используя полученные знания. Если случайно заглянуть на такой урок, то можно сразу и не догадаться, что в данном кабинете идёт не урок биологии, а урок географии. Последующие задания на закрепление тоже проходят с картой, но уже используется карта России. В итоге ребята помимо необходимых знаний по биологии заодно и изучают карту, что, несомненно, пригодится на уроках географии.

Особенно хорошо прослеживается роль курса географии для уроков биологии в 6 классе. Дело в том, что в конце учебного года по программе идут темы, которые перекликаются между собой в курсе географии и биологии. Покажу это в виде таблицы:

Тема: Организмы на Земле. Взаимосвязи компонентов природы

Тема: Организма и среда

Разнообразие организмов. Взаимосвязь организмов. Распределение по суше и в толще океана.

Экологические факторы: факторы неживой природы (свет, вода, температура), факторы живой природы

Воздействие организмов на земные оболочки.

Экологические факторы: факторы живой природы

Географическая оболочка. Биосфера. Природный комплекс.

Природные сообщества. Экосистема.

Воздействие человека на природный комплекс.

Экологические факторы: деятельность человека

Путём простого сравнения видно, что есть много общих точек соприкосновения. Поэтому, объединяя некоторые разделы, проводя интегрированные уроки, учитель имеет возможность освободить час-другой для повторения пройденного материала за год или для проведения по данным темам единой комплексной экскурсии. Единственное отличие между этими темами: в курсе биологии делается упор на влияние неживой природы на живую, а курсе географии – наоборот, влияние живых организмов на остальные компоненты природы. То есть практически науки «меняются местами»!

2.2. РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ КУРСА БИОЛОГИИ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ

Каждому учителю географии приходится пользоваться на своих уроках дополнительными материалами и знаниями, полученными учащимися на других предметах. Но больше всего из этой информации приходится на знания, которые школьники добыли на уроках биологии. И я утверждаю это, показав на следующих примерах.

Начну с домашнего задания. Каждый учитель знает, что часто успешное проведение уроков зависит от того, как учащиеся подготовились к нему. Поэтому нередки случаи, когда педагог даёт перспективное домашнее задание на повторение определённых тем, которые понадобятся на уроке. Одной из таких тем в курсе географии 9 класса является «Лесная промышленность России». И вот как раз перед изучением этой темы учащимся полезно повторить тему из курса биологии 7 класса «Голосеменные растения», где рассматриваются особенности строения древесины хвойных пород, коры, наличие смолы, свойства хвои и т.д. Данная информация пригодится и окажет серьёзное подспорье при изучении лесной промышленности России. Да и учитель на уроке биологии, зная о том, что этот материал пригодится в дальнейшем, сделает на него более сильный акцент при изучении.

Материалы смежной науки можно активно привлекать и в процессе объяснения новых тем на уроках географии. В частности, при объяснении темы «Агропромышленный комплекс» в курсе географии 9 класса в процессе рассказа об основных зерновых культурах, выращиваемых на территории России, полезно применить знания из курса биологии. Ребятам интересно будет узнать об основных фазах развития зерновых (кущение, выход в трубку, колошение), условиях прорастания и созревания, причинах их деления на озимые и яровые, достижения селекции и другие полезные биологические особенности.

Благодаря тому, что многие процессы и явления на земной поверхности можно рассмотреть с точки зрения разных наук, биология и география имеют множество параллельных тем. И знания, полученные на одном предмете, можно с успехом применять на другом. Здесь в качестве примера можно привести тему «Изучение и охрана Океана» из курса географии 6 класса. Дело в том, что помимо информации, взятой из учебника по географии, ребята уже обладают достаточным багажом знаний по этой теме, изучая похожие по смыслу темы «Три среды обитания» и «Жизнь в морях и океанах» в курсе «окружающий мир» 5 класса и в курсе биологии 6 класса. Добавив уже к имеющимся знаниям свои собственные впечатления, у ребят получаются довольно интересные и любопытные творческие отчёты.

Другой пример – при изучении темы «Моря России» один из разделов урока – биологические ресурсы морей – можно дать на самостоятельное изучение т.к. у ребят накоплен довольно богатый материал из предыдущего курса биологии, в котором есть большая тема «Надкласс Рыбы». Учащиеся могут самостоятельно рассказать об основных видах промысловых рыб России, их распределению по бассейнам морей и значению.

2.3. РОЛЬ РАСТЕНИЙ КЛАССНОЙ КОМНАТЫ В ИЗУЧЕНИИ БИОЛОГИИ И ГЕОГРАФИИ

Связь биологии с географией можно увидеть даже в тех случаях, когда, казалось бы, и нет прямой зависимости между этими предметами. Я иллюстрирую роль комнатных растений, стоящих в классе, которые могут напрямую помочь усвоению школьного материала по обоим предметам.

Практически в каждом кабинете как биологии, так и географии учителем создается своя неповторимая атмосфера. И далеко не последнее значение в этом играют комнатные цветы, стоящие в классной комнате. Но многие учителя даже не догадываются о том, что помимо чисто эстетической роли, эти растения могут существенно помочь в изучении многих тем географии 6 и 7 класса, в частности, темы «Природные зоны». Ведь большинство растений несёт в себе признаки, которые сформировались под влиянием того климата, в котором они произрастают. Для примера предлагаю ознакомиться с использованием этого приёма на уроке «Природные зоны Южной Америки» (география, 7 класс). Кроме того, ребятам будет интересно увидеть эти растения вживую, а не только на картинках учебника. Причём, в соседнем кабинете другой учитель может разводить совершенно иные растения. Это может превратиться в своеобразную игру, когда, путешествуя из кабинета в кабинет, сравнивая растения друг с другом, выделяя типичные признаки на совершенно других представителях «классной флоры», они смогут определять, из какой природной зоны они попали в класс и в каких условиях произрастают. А это пойдёт только на пользу учителю-географу и биологу, ведь ребята непроизвольно многократно повторяют и запоминают материал темы, который пригодится им и в дальнейшем.

Сейчас я приведу другой пример. Одной из самых сложных тем в школьном курсе географии остаётся изучение климата. Учащиеся очень долго пытаются вникнуть в особенности того или иного типа климата, но всё равно периодически в ответах проскакивают ошибки. Особенно это касается смены увлажнения по сезонам в том или ином типе климата. Но это легко показать с помощью растений, которые произрастают в данных условиях, используя комнатных представителей флоры.

ПРИМЕР: Всем хорошо известно, что цикличность развития растений напрямую зависят от условий произрастания, т.е. от смены температуры и увлажнения. Почему, например, у достаточно распространённого растения Цикламен персидский ( Cyclamen persicum ) период покоя приходится на летний сезон, когда наземная часть растения полностью отмирает и остается только подземный клубень, а у другого не менее известного комнатного растения Гиппеаструм гибридный ( Hippeastrum hybrida ) (который в обиходе называют амариллисом) период покоя протекает в зимний сезон. А ответ очевиден: просто родиной цикламена являются области Земли с субтропическим климатом, а гиппеаструма – с субэкваториальным. Период покоя у этих растений соответствует сухому сезону этого климатического пояса. Более того, если сравнить эти растения с Монстерой деликатесной ( Monstera deliciosa ), обитающей во влажных тропиках, то можно показать ещё одну особенность. Монстера не только не сбрасывает листву в течение года, так как обитает в постоянно влажных условиях, но и использует это свойство климата в своих целях, выпуская дополнительные воздушные корни, способные впитывать влагу прямо из воздуха. Таким образом, у детей появляется возможность ассоциативного запоминания, повышающего эффективность изучения темы и курса.

Здесь же можно объяснить ученикам, почему комнатные растения цветут в разные сезоны. Ведь цветение – процесс, показывающий, что растение пробуждается от зимнего сна, выходит от покоя, оно имеет достаточно сил для продолжения рода. Ребята привыкли, что почти все уличные растения нашей полосы цветут весной или в начале лета. Почему же тогда некоторые комнатные цветы распускаются не по графику? Самые распространённые осеннецветущие и зимнецветущие комнатные растения – Эухарис крупноцветковый ( Eucharis grandiflora ) (цветёт в конце лета и начале зимы), Шлумбергера усечённая ( Schlumbergera truncata ) (или декабрист, цветёт в начале зимы) – выходцы из Южного полушария, поэтому, когда в наших краях начинает желтеть на деревьях листва и наступает осень, в это время в южном полушарии природа пробуждается от зимнего сна и наступает весна. Этим примером учащимся можно показать различия северного и южного полушарий, ведь многие ребята долгое время полагают, что смена времен года происходит на всей Земле одновременно.

географ: дождь – составная часть круговорота воды, основной источник поступления влаги на сушу, один из типов питания рек и т.д.

биолог: дождь – необходимый компонент жизни растений, входящий в процесс почвенного питания растений…

физик: дождь – одно из физических состояний воды, результат конденсации водяного пара из воздуха…

химик: дождь – состоит из капель воды, химическая формула Н ₂ О …

Можно привести множество примеров явлений природы – испарение, роса, солнечный свет и другие – и каждый из них определённая наука охарактеризует по-своему. И именно эта работа, как никакая другая, показывает, что все естественные науки очень тесно между собой взаимосвязаны и невозможно изучать одну из них изолированно от другой.

Источник

Что изучает биогеография? История становления науки и основные разделы

Биогеография – это географическая наука, которая изучает особенности распределения живых организмов по планете как в прошлом, так и в настоящем. Наука считается частью физической географии, поскольку специализируется на изучение физической среды и ее влиянии на флору и фауну.

Таким образом, наука биогеография занимается изучением биомов и таксономии (классификации видов). Она тесно связана с биологией, экологией, эволюционными исследованиями, климатологией, и почвоведением, так как они изучают живые организмы и факторы, которые позволяют им процветать в определенных регионах земного шара.

Область биогеографии может быть разбита на конкретные исследования, связанные с популяциями животных, включая историческую, экологическую и природоохранную биогеографию. Также включать в себя как фитогеографию (прошлое и настоящее распределение видов растений), так и зоогеографию (прошлое и настоящее распределение видов животных).

История становления биогеографии

Изучение биогеографии стало популярным благодаря работе Альфреда Рассела Уоллеса в середине-конце XIX века. Уоллес, родом из Англии, был натуралистом, исследователем, географом, антропологом и биологом, который сначала подробно изучил реку Амазонку, а затем Малайский архипелаг (острова, расположенные между материком Юго-Восточной Азии и Австралией).

Во время своего пребывания на Малайском архипелаге, Уоллес изучил флору и фауну, и придумал линию Уоллеса – условную линию, которая разделяет животный мир Индонезии на отдельные регионы в зависимости от климатических условий, а также близости к азиатской или австралийской природе. Считалось, что виды, которые обитают ближе к Азии, больше связаны с азиатской фауной, а виды встречающиеся ближе к Австралии, с австралийскими животными. Из-за обширных ранних исследований Уоллеса часто называют «Отцом биогеографии».

После Уоллеса были и другие ученые, которые также изучали распределение видов, и большинство этих исследователей рассматривали историю в своих работах, тем самым относя биогеографию к описательной области. В 1967 году Роберт Макартур и Эдвард Осборн Уилсон опубликовали «Теорию биогеографии острова». Их книга изменила то, как биогеографы рассматривали виды и сделала изучение экологических особенностей того времени важным для понимания их пространственных моделей.

В результате островная биогеография и фрагментация мест обитания, вызванная островами, стали популярными областями исследований, поскольку было проще объяснить растительные и животные модели на микрокосмах, выделенных на изолированных островах. Изучение фрагментации среды обитания в биогеографии привело к развитию природоохранной биологии и ландшафтной экологии.

Историческая биография

Сегодня биогеография разделена на три основные области исследований:

Однако, каждая область рассматривает фитогеографию (прошлое и настоящее распространение флоры) и зоогеографию (прошлое и настоящее распределение фауны).

Историческая биогеография называется палеобиогеографией и изучает прошлые распределения видов. Она рассматривает их эволюционную историю и такие события, как изменения климата в прошлом, чтобы определить, почему некоторые виды могли развиваться в определенной области. Например, исторический подход мог бы сказать, что в тропиках больше видов, чем в высоких широтах, потому что тропики испытали менее серьезные изменения климата в ледниковые периоды, которые привели к меньшим вымираниям и более стабильным популяциям с течением времени.

Раздел исторической биогеографии называется палеобиогеографией, поскольку он часто включает в себя палеогеографические понятия, в первую очередь тектонику плит. Этот тип исследований использует окаменелости, чтобы изучить передвижение видов в пространстве вместе движением континентальных плит. Палеобиогеография также учитывает различные климатические условия в зависимости от физического расположения территории с учетом присутствия различных видов растений и животных.

Экологическая биогеография

Экологическая биогеография рассматривает текущие факторы, ответственные за распределение растений и животных. Наиболее распространенными областями исследований в рамках экологической биогеографии являются:

Климатический баланс рассматривает вариацию между дневной и ночной температурой, поскольку многим видам трудно выжить в районах с сильными колебаниями суточной температуры. Из-за этого в высоких широтах обитает меньше видов, так как им требуется больше приспособлений, чтобы выжить там.

Напротив, тропики имеют более устойчивый климат с меньшими колебаниями температур. Это означает, что живым организмам не нужно тратить свою энергию на согревание, ждать сезона размножения, запасаться пищей, а также приспосабливаться к экстремально жарким или холодным условиям.

Первичная продуктивность учитывает скорость эвапотранспирации растений. Там, где эвапотранспирация высока, есть рост растений. Исходя из этого, такие регионы, как тропики, где преобладает тепло и влажность имеют больше растительности. В высоких широтах климатические условия более прохладные, а влажность ниже, поэтому разнообразие растений меньше.

Природоохранная биогеография

В последние годы ученые и любители природы еще больше расширили область биогеографии, включив в нее природоохранную биогеографию – защиту или восстановление природы, ее флоры и фауны, разрушение которых часто вызвано вмешательством человека в природный цикл.

Ученые в области природоохранной биогеографии изучают способы, с помощью которых люди могут помочь восстановить естественный порядок жизни растений и животных. Часто это включает в себя введение видов в районы, предназначенные для коммерческого и жилого использования, путем создания общественных парков и заповедников на окраинах городов.

Наука биогеография важна как отрасль географии, которая проливает свет на естественные среды обитания во всем мире. Она также необходима для понимания того, почему виды находятся в их нынешних местах обитания и ​​насколько важно развивать, и защищать естественные среды обитания по всей планете.

Источник