2017-10-25
694
Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить приспосабливается к этим изменениям. Воздействие среды воспринимается организмами через факторы, называемые экологическими.
Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы – это совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь животных и растений. Среди них различают физические (температура, влажность, освещенность, ветер и т.д.), химические (соленость воды, содержание кислорода и т.д.) и эдафические (почвенные) – имеют значения для организмов, для которых почва является средой обитания (температура, влажность, структура почвы, содержание гумуса и т.д.).
Среди абиотических факторов довольно часто выделяют климатические (температура, влажность воздуха, ветер и т.д.) и гидрографические – факторы водной среды (вода, течение, соленость и т.д.). Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Например, климатические – в течение суток, сезона, по годам (температура, освещенность и т.т.). Факторы, изменение изменение которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические – приливы и отливы. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана) называются непериодическими.
|
|
|
Биотические факторы – это влияние жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других. Может быть внутривидовое взаимодействие – между особями одного и того вида – конкуренция за пища. Межвидовые взаимодействия – значительно более разнообразны. Возможные виды межвидовых взаимодействий:
нейтрализм – оба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга (например, белки и лоси, обезьяны и слоны и т.д.);
конкуренция – каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие;
1) мутуализм (симбиоз) – виды не могут существовать друг без друга (симбиоз водоросли и гриба – лишайники);
2) протокооперация (содружество) – оба вида образую сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу (краб «сажает» себе на спину кишечнополостное, которое маскирует и защищает его, но. В совою очередь, оно получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство);
3) комменсализм – один вид, комменсал, извлекает пользу от сожительства, а другой вид – хозяин не имеет никакой выгоды (взаимная терпимость) (в океанах и морях в каждой раковине – организмы, которые получают здесь укрытие, но абсолютно безобидны для «владельца» этой раковины;
|
|
|
4) аменсализм – один вида, аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножения (с/з водоросли, вызывая цветение воды, тем самым отравляют водную фауну, другие виды водорослей выделяют хинон, антибиотики и другие вещества, которые ядовиты даже в малых дозах);
5) паразитизм – паразитический вид тормозит рост и размножение своего хозяина и даже может вызвать его гибель;
6) хищничество – хищный вид питается своей жертвой.
Антропогенные факторы – факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т.д.).
Научно-техничесий прогресс и хозяйственная деятельность человека привела к исчерпанию природных ресурсов, что приводит к деформации сформировавшихся на протяжении миллионов лет естественного круговорота веществ и энергии на планете. Вследствие этого началось прогрессирующее разрушение биосферы Земли. Это может привести к необратимым процессам, а окружающая среда может стать непригодной для жизни.
Современная экологическая ситуация на Земле оценивается как глобальный экологический кризис. В настоящее время выделяют 6 основных глобальных экологических проблем:
1) загрязнение окружающей среды;
2) кислотные дожди;
3) глобальное потепление климата;
4) разрушение озонового слоя атмосферы;
5) вырубка тропических лесов;
6) сокращение видового разнообразия фауны и флоры планеты.
Загрязнения – это внесение в о.с. или возникновение в ней новых не характерных химических или биологических веществ, негативно влияющих на природную среду и человека, от которых природные экосистемы не способны самоочиститься.
Загрязнения бывают естественными (наводнение, сели, извержениевулканов ) и антропогенными.
Антропогенные загрязнение – это процесс техногенного внесения в природные системы веществ и соединений, в результате чего изменяются свойства этих систем.
Различают 4 вида антропогенных загрязнений:
1) механическое загрязнение – это вещества и соединения, которые, попадая в окружающую среду, не изменяют своих первичных свойств (например, продукты неполного сгорания топлива – сажа, зола; пыль различного происхождения и т.д.). Источники этого вида загрязнения: тепловые электростанции, промышленные предприятия, автотранспорт и т.д.
2) химическое загрязнение – вещества и соединения, которые попадая в окружающую среду, способны вступать в химические реакции Основными видами химического загрязнения атмосферы являются следующие химические вещества: угарный газ (СО), сернистый газ (SO2), соединения азота (NOх, NH4) и др. Источники химического загрязнения: промышленные предприятия, автотранспорт, крупные сельскохозяйственные хозяйства и т.д. Химическое загрязнение атмосферы привело к возникновению таких явлений как смог и кислотные дожди. Смог – это соединение твердых частиц и газов с туманом или аэрозольной дымкой. Причины образования смога: загрязнение атмосферы (механическое или химическое); застаивание воздушных масс (тихая, без ветра погода).
3) физическое загрязнение – это шум, вибрация, тепло, электромагнитное излучение и т.д.
4) радиационное загрязнение возникает в середине ХХ столетия. В настоящее время этот вид загрязнения считается самым опасным. Опасность радиационного загрязнения обусловлена: всепроникающим характером его действия (легко распространяется в любой среде – газообразной, жидкой, твердой) и длительность действия (период полураспада некоторых радиоактивных веществ несколько миллионов лет).
|
|
|
3. Прикладные аспекты экологии как науки. Экология человека в аспекте целостных представлений о биосфере. Влияние на здоровье человека образа жизни и качества окружающей среды.
Цель прикладной экологии – обеспечение устойчивого динамического естественного равновесия в биосфере, способного на самовосстановление и саморегулирование. Во второй половине ХХ века на основе медицинской географии и гигиены сформировался новый раздел экологии – экология человека (антропоэкология).Экология человека изучает взаимодействие человека с природой как биологического существа на уровне организма и популяйии. По современным представлениям это обший научный подраздел социоэколог и медицины, который изучает медико-биологические аспекты гармонизации взаимоотношений между человеком и природой. Обектом изучения екологии человека можно считать систему «человек-окружающая среда».
Здоровье человека формируется под влиянием окружающей среды. Существуют адаптационные механизмы организма человека. Здоровье человека обеспечивается гомеостазом его организма. – относительное динамическое равновесие внутренней среды и физиологических функций организма человека или животного, которое поддерживается механизмами саморегуляции в условиях колебаний внутренний и внешний раздражителею.
В системе экологии человека существует социальная экология, которая изучает взаимоотношения элементарных социальных групп общества и человечества вообще с жизненной средой.
Человек тесно связан с живой природой происхождением, своими материальными и духовными потребностями. С развитием человеческого общества, с научно-техническим прогрессом весь живой покров планеты в настоящее время вовлечен в жизнеобеспечение современного промышленно развитого общества.
Человек — биосоциальное существо. Как существо биологическое он зависит от физических факторов среды и связан со средой его обитания через питание, дыхание, обмен веществ. Он обладает, высокими приспособительными возможностями. (связанными с непрерывно возрастающим уровнем технического и социального развития). Техническая мощь человека достигает масштабов, соизмеримых с биосферными процессами. Человеческая деятельность на Земле изменяет климат, состав атмосферы, вод океана, почвы, влияет на магнитное поле Земли и т.д.
|
|
|
Промышленное предприятие забирает из окружающей среды сырье, солнечную энергию, топливо, кислород, воду, а отдает не только продукцию, но и отходы производства, в большинстве плохо очищенные и загрязняющие атмосферный воздух, воду и почву (рис.1).
Во всем мире заводы извергают за год более 30 млрд. м3 неочищенных вод, 200 млн. т пыли, более 200 млн. т оксида углерода, более 53 млн. т оксидов азота, более 70 млн. т неочищенных ядовитых газов и т.д. Из года в год загрязняется воздушная среда планеты, среда жилых и общественных зданий. По данным последних лет, объем выбросов на единицу выпускаемой продукции возрос на 10,6 %.
Суммарный выброс от подвижных источников загрязнения (в основном автотранспорт) по 615 городам РФ составил более 15,6 млн. т в год. В последние годы увеличилось загрязнение атмосферы тяжелыми металлами. Около 30% жителей городов РФ подвержены воздействию сверхнормативных уровней шума более 55— 65 дБ.
Уместно вспомнить, что все условия среды, необходимые для поддержания жизни, имеют равную роль и любой фактор может ограничить возможность существования организма. Справедливость этого подтверждается данными о здоровье населения России. Так, в 1994 г. коэффициент рождаемости снизился на 24,4%, на 69 территориях РФ выявлялся отрицательный прирост населения, 85% городского населения проживало в условиях высокого уровня шума, сильного загрязнения атмосферного воздуха, плохого качества питьевой воды и т.д. В результате в нашей стране здоровы только 23% детей до 7 лет и 14% в семнадцатилетнем возрасте; 50% юношей призывного возраста не способны к службе в армии; дети в возрасте до года умирают в 2 раза чаще, чем в США. Мужчины в Сибири живут на 22 года, а женщины — на 14 лет меньше, чем в северных европейских странах.
| Шум, ЭКИ, УЗ, вибрация, ЭМП, лазеры, ионизирующие излучения |
| Топливо, электроэнергия |
| Сырье, материалы, оборудование |
| Солнечная радиация |
| О2 |
| Н2О |
| ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ |
| Выбросы в атмосферу |
| Сточные воды, твердые отходы |
| Продукция |
| Оксиды серы, азота, углерода, углеводороды, пыль |
| Газы, аэрозоли, пары |
| Почва, вода |
Рис.1. Взаимоотношение промышленного предприятия с окружающей средой
Привнесение в какую-либо среду новых, нехарактерных для нее в рассматриваемое время физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде называется загрязнением).
Наибольшее число загрязнителей среды обитания человека имеют химическую природу. По данным ВОЗ (1980), человек контактирует с 60 тыс. химических веществ, количество которых ежегодно пополняется 200—1000 новыми.
Установлено, что длительное контактирование с химическими загрязнителями атмосферного воздуха сопровождается снижением устойчивости организма к инфекционным заболеваниям, повышением опасности возникновения злокачественных заболеваний, ростом аллергических заболеваний, увеличением числа часто болеющих детей, что свидетельствует о снижении иммунологической реактивности организма.
Химические загрязнители оказывают как непосредственное, так и опосредованное воздействие на иммунную систему. Непосредственное их влияние проявляется в изменении структуры и функции иммунокомпетентной ткани. Так, бензол, четыреххлористый углерод и другие вещества тормозят выход полипотентных стволовых клеток из костного мозга; этанол, продукты переработки нефти уменьшают число Т- и В-лимфоцитов; свинец, многие антибиотики угнетают функцию Т-лимфоцитов-супрессоров, а ртуть — Т-лимфоцитов-хелперов; метаболиты бензола избирательно элиминируют тимоциты, клетки памяти; нитраты вызывают дисбаланс субпопуляций лимфоцитов и т.д. Наиболее чувствительны к химическим воздействиям предшественники В- и Т-лимфоцитов и более устойчивы Т-лимфоциты.
Химические вещества, попадая в организм, могут соединяться с аутологичным белком, и тогда гаптен (неполноценный антиген) превращается в полноценный антиген, способный вызвать состояние сенсибилизации организма и аутоиммунные реакции.
Ксенобиотики (чужеродные организму химические вещества) обладают способностью соединяться с активными группировками биокомплексов: группами ОН, СООН, НРО3, SH и аминокислот. Начальные эффекты воздействия химических веществ на организм человека проявляются изменениями на биохимическом уровне. Химические вещества могут образовывать комплексные соединения не только с белками, азотом, серосодержащими фрагментами аминокислот, но также с витаминами и гормонами, блокируя их действие (Г.И.Сидоренко с соавт.,1995).
Большинство ксенобиотиков являются водорастворимыми; меньшая часть — жирорастворимыми (обладают сродством к жировой ткани и ткани мозга). Жирорастворимые вещества проходят этап биотрансформации в эндоплазматических мембранах печеночных клеток, где претерпевают ферментную конверсию в водорастворимые метаболиты, и выделяются из организма. При нарушении функции печени они депонируются в организме в определенных тканях, поддерживая тем самым относительное постоянство коллоидно-осмотического давления. Покровные ткани концентрируют кремний, мышьяк, титан; ткани мозга — свинец, ртуть, медь, марганец, алюминий. Последний еще недавно считался безвредным. Однако этот микроэлемент, накапливаясь в организме, вызывает нарушение мозговой деятельности, заболевания костей, анемию, различные неспецифические синдромы. Депонирующая способность барьерных тканей увеличивается с возрастом в отношении свинца, алюминия, кадмия и других элементов.
Сила токсического действия химического вещества на организм определяется: а) химической структурой; б) физико-химическими свойствами;в) путями поступления в организм;г) способностью к кумуляции; д)концентрацией; е) временем воздействия.
Непосредственное неблагоприятное влияние ксенобиотиков проявляется в общетоксическом, раздражающем и сенсибилизирующем действии. Отдаленные последствия воздействия химических факторов обусловлены их гонадотропным (бензол, хлорпрен, капролактам, свинец и др.), эмбриотропным, мутагенным и канцерогенным действием. Общей чертой воздействия химических факторов на организм является то, что все они иммунодепрессанты
Физические факторы внешней среды (климат, погода, высокая и низкая температура, ветер и т.д.) вызывают в первую очередь напряжение системы терморегуляции организма.
В условиях воздействия повышенной температуры и влажности воздуха отдача тепла из организма в окружающую среду затруднена и может происходить только при напряжении механизмов физической терморегуляции (усиление потоотделения, расширение периферических сосудов). При повышении температуры окружающей среды до 33°С, что соответствует температуре кожи, отдача тепла посредством проведения становится неэффективной, совершается только за счет испарения, а при увеличении влажности атмосферного воздуха затрудняется и этот путь теплоотдачи — в результате возможно перегревание организма.
Влияние высокой температуры на организм сопровождается ослаблением внимания, нарушением точности и координации движений, изменением иммунологической реактивности организма (в крови образуются особые антитела — тепловые агглютинины и гемолизины, вызывающие склеивание и гибель собственных эритроцитов). Развиваются анемия, а также гипоавитаминозы по группам С и В (витамины теряются с потом).
Местное воздействие на организм высокой температуры вызывает ожоги.
Влияние низкой температуры внешней среды также приводит к напряжению системы терморегуляции, вызывая при его Общем длительном воздействии состояние переохлаждения (гипотермию). В стадии гипотермии тесно переплетаются патологические и приспособительные реакции: угнетение центральной нервной системы снижает чувствительность нервных клеток к недостатку кислорода и дальнейшему понижению температуры тела; снижается обмен веществ, что уменьшает потребности в кислороде, организм становится менее чувствительным к инфекции и интоксикации и т.д.
Местное воздействие низкой температуры на организм вызывает обморожения.
Биологческое воздействие. Мир населяют около 100 000 бактерий, вирусов, грибов и простейших, из которых примерно 3000 патогенных. В организме человека присутствуют около 500 видов микроорганизмов, не считая персистирующих вирусов, простейших и грибов. Микробами заселены все поверхности организма, соприкасающиеся с внешней средой: кожа, слизистые верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного и урогенитального трактов.
Каждый вид микробов занимает свою экологическую нишу в организме, удовлетворяющую его биологические потребности. В процессе эволюции сложилось равновесие как между отдельными видами микроорганизмов, так и с организмом хозяина, в основе которого лежит гомеостаз.
Микрофлора организма способствует поддержанию определенного тонуса иммунной системы, участвует в синтезе необходимых для организма биологических активных веществ (витаминов, гормонов и пр.), детоксикации экзо- и эндогенных субстратов и метаболитов, в обмене веществ, поддерживает Мышечный тонус кишечника, препятствует распространению гнилостных бактерий, токсических веществ.
Взаимоотношения в биосистеме макроорганизм-микроорганизм характеризуются взаимной адаптацией и совершенствованием системы паразитизма.
Организм человека — открытая для окружающей среды биосистема, важнейшей стратегической задачей которой является сохранение гомеостаза, что связано с нормальным функциональным состоянием его распознающих систем. В отношении биологических факторов такой системой служит система иммунитета. Снижение иммунологической реактивности организма вследствие воздействия деформированной среды обитания, а также общей реактивности способствует возникновению гнойно-воспалительных процессов, вызываемых условно-патогенными микробами, возможности сенсибилизации организма, формирования банка плазмид, мутагенного воздействия и др.
Загрязнение среды обитания человека многочисленными физическими, химическими, биологическими и другими ингредиентами прежде всего влияет на регуляторные системы организма, защитный механизм клетки, угнетая или усиливая ее восстановительную функцию. Предполагается возможность активации факторами внешней среды так называемых молчащих или нейтральных генов, которые в свою очередь могут вызвать повышение порога чувствительности к физическим, химическим и биологическим факторам внешней или внутренней среды организма (рис.2).
Чем неблагоприятнее окружающая среда, тем ниже уровень здоровья населения. Изучение механизмов взаимодействия природы в широком ее понимании, агротехнических ее преобразований и популяций человека способствует более глубокому осознанию вопросов общей патологии, этиологии и онтогенеза состояния антропогенного напряжения, адаптации и болезни.
Экологизация жизни человека становится настоятельной необходимостью, в противном случае людей ждет катастрофа. Экологизация человеческого общества имеет главный лейтмотив — снижение давления человека на среду жизни, локальную и глобальную.
Развитие экологии человека привело к пониманию того, что человеческое общество как сложная система в своих связях с природой подчиняется всем экологическим законам, положениям и принципам. Это определило ответственность человека за свои действия на Земле, в решении проблем рационального использования природных ресурсов и обеспечении устойчивости среды жизни.
| Экологический кризис |
| Деформация среды обитания |
| Генетические изменения |
| Изменение иммунологической реактивности (иммунодефициты) |
| Снижение общей реактивности организма |
| Социальное напряжение |
| Ухудшение условий жизни |
| Усиление восприимчивости организма к неблагоприятным факторам среды (химическим, бактериологическим, физическим) |
| Экологические заболевания |
Рис.2. Схема формирования экологозависимых заболеваний
Обретение каждым человеком экологических знаний будет оказывать содействие заботливому отношению к природе, сохранению ее и меньшему количеству ударов с ее стороны в ответ за бездумное отношение к ней. Все больше людей принимает участие в деятельности по охране окружающей среды, а экология становится все более важной для жизни человека и его существование на планете.
