11 класс движущие силы факторы антропогенеза
11 класс движущие силы (факторы) антропогенеза
— Антропогенез был вызван теми же движущими силами (факторами), которые обеспечили эволюцию органического мира. Наследственная изменчивость и естественный отбор считаются наиболее важными. Поскольку человек является не только биологическим, но и социальным существом, в его эволюцию внесли свой вклад специфические факторы, социальные факторы. (Страница 1).
Социальные факторы отбора наших предков включали групповое сотрудничество, орудия труда и использование оружия. Чтобы понять движущие силы эволюции человека, мы должны сосредоточиться на биосоциальных факторах, присущих только человеку.
Мутационная изменчивость — это основной материал для эволюционных изменений. Спонтанные мутации происходят редко, они случайны и ненаправлены по своей природе. Похоже, что мутации способствовали эволюции человека благодаря очень высокой частоте индуцированных мутаций. (Страница 3).
— Одна из гипотез такого высокого уровня мутаций у человека заключается в том, что 3 миллиона лет назад на родине человека, в Восточной Африке, происходили сильные движения земной коры и существовали глубокие каньоны длиной сотни или тысячи километров.
Естественный отбор является самым важным фактором, определяющим весь ход эволюции.
На ранних стадиях антропогенеза происходил индивидуальный отбор тех особей, которые лучше всего умели изготавливать орудия труда, чтобы прокормить себя и защититься от врагов.
Такой отбор сформировал морфофизиологические особенности предков человека, такие как вертикальный рост, изменения в строении рук и увеличение мозга. (p. 5).
На более поздней стадии эволюции значительное влияние начал оказывать групповой отбор, направленный на улучшение социальной организации первобытного человеческого стада.
Это позволило выжить даже физически слабым особям, количество людей увеличилось, и появились новые территории.
— Совместный акт индивидуального и группового отбора для лучшей организации человека как биосоциального существа называется биосоциальным отбором. (Страница 6).
Сотрудничество и общение в группах — Чтобы выжить, первобытным людям пришлось научиться сотрудничать.
Охотиться на крупных млекопитающих и защищаться в открытых ландшафтах, местах обитания предков человека, было трудно без группового сотрудничества.
Мы изготавливали орудия труда, растили детей и заботились о пожилых людях, охотясь группами, что позволяло нам хранить пищу для последующего использования. (p. 7).
Благодаря совместной жизни и работе наши предки выработали способы общения. Появилась речь, которая совершенствовалась параллельно с эволюцией мозга. Ее появление значительно расширило возможности обмена информацией, стало возможным передавать свой опыт следующим поколениям. (Страница 8).
Использование орудий труда и устройство постоянных жилищ. Использование орудий труда способствовало развитию мелких мышц рук и двигательных зон коры головного мозга у наших далеких предков. В результате создания орудий труда люди смогли выжить в борьбе с другими видами. (Страница 9).
Первобытные люди жили в пещерах. Укрытие от непогоды, спасение от хищников и сохранение запасов пищи — все это было важными причинами появления постоянных жилищ. — Мясная пища играла важную роль.
Животные белки с содержащимися в них незаменимыми аминокислотами оказывали большое влияние на развитие мозга. Косвенным путем мясные продукты способствовали доминированию самцов-охотников и их добычи, то есть развитию мозга.
Формирование патриархальной семьи. (Страница 10).
С появлением постоянных жилищ развился альтруизм — бескорыстное отношение к другим людям. В жилищах можно было поддерживать огонь для обогрева, приготовления пищи и защиты от хищников. Благодаря этому первобытные люди в борьбе за выживание имели больше шансов на эволюционный успех. (Страница 11. ).
Основные этапы антропогенеза — В формировании человека как вида выделяют четыре этапа: предшественник человека (архантроп), древний человек (архантроп), древний человек (палеоантроп) и современный человек (неоантроп). (Страница 12).
Дриопитекин — предок человека и человекообразных обезьян
— Ближайшими предками человека и человекообразных обезьян (горилл, шимпанзе, гиббонов и т.д.) были древесные обезьяны, называемые дриопитеки (древесные обезьяны), которые жили примерно 25-30 миллионов лет назад в Западной и Восточной Африке и в Южной Азии.
— Вероятным предком человека считается кениапитек, существовавший 12 — 14 миллионов лет назад на территории Кении. Объем мозга кениапитека составлял 380 см3.
— Дриопитеки жили на границе между лесом и саванной, где они, возможно, разделились на понгид и гоминид. Понгиды продолжали жить на деревьях, а гоминиды перешли к вертикальному положению.
От семейства Hominidae произошла эволюционная ветвь, давшая начало группе австралопитеков, предшественников человека. (Страница 14).
Протоантроп — предшественник человека. — Это австралопитек (южная обезьяна). Он существовал между 1,8 и 5,5 миллионами лет назад. Первые останки были обнаружены в Калахари. — Затем были найдены Presinjanthropus и Zinjanthropus 2 — 1,75 млн лет назад. — Наряду с ними было найдено значительное количество галечных инструментов и костей животных, разбитых этими инструментами для извлечения костного мозга. (Страница 15).
— Чтобы подчеркнуть важность способности презинджантропа изготавливать галечные орудия, ученые дали этому виду альтернативное название — Homo habilis (человек разумный).
— Эти галечные инструменты названы в честь места, где они были найдены, — культуры Олдоуэй. — Подручный имел объем мозга 650-680 см3 и высоту 130 см.
— Считается доказанным, что именно он был предшественником человека, а другие австралопитеки были тупиковыми ветвями эволюции. (Страница 16).
Люди — самый древний вид животных на Земле. — На стадии архантропа было обнаружено множество окаменелостей людей, названных Homo errectus (Гомо эректус). Э. Дюбуа сделал первую находку на острове Ява. Древних людей он назвал Pithecanthropes (обезьяны Homo erectus). — Аналогичную находку в Германии назвали гейдельбергским человеком, а в Китае — синантропом. (Страница 17).
— Homo sapiens жил между 0,5 и 1,9 миллиона лет назад. Его рост составлял 175 см, а объем мозга — от 800 до 1200 см3.
Несмотря на напряжение ног, они могли долгое время ходить на двух ногах, а руки использовали для труда. Они могли разводить огонь, потому что охотились на самых крупных животных.
— Были усовершенствованы технологии изготовления инструментов, впервые появилась речь, и люди начали перемещаться на большие расстояния. (p. 18).
Палеоантроп — древний человек. Этой стадии соответствует неандерталец, ископаемые останки которого были впервые обнаружены в Неандертальской долине, а затем в 400 других местах Европы, Азии и Африки.
— Большинство ученых относят их к виду Homo sapiens и считают ископаемым подвидом Homo neanderthalus.
Сравнительный генетический анализ фрагментов митохондриальной ДНК из костей неандертальца и современного человека позволяет предположить, что неандертальцы были отдельной, вымершей ветвью гоминид. (p. 19).
— Неандертальцы охотились вместе на крупных животных, жили в пещерах, имели сильные мышцы, звероподобные черты лица, рост 160 см и объем мозга 1200-1400 см3.
— Орудиями труда были костяные острия и более совершенные кремневые (орудия мустьерской культуры). — Он внезапно вымер между 40 000 и 30 000 лет назад.
Они были съедены или истреблены современными людьми. (p. 20).
Неоантроп — современный человек. — Неоантропная фаза (новый человек) включает как ископаемые формы современного человека (Homo sapiens fossilis), так и живого человека (Homo sapiens). — Ископаемые останки современного человека были впервые найдены в 1868 году в пещере Кро-Маньон во Франции и поэтому были названы кроманьонцами. (p. 21).
— Впоследствии окаменелости неоантропов (кроманьонцев) были найдены на всех континентах. Они появились около 35-40 000 лет назад и физически были неотличимы от современных людей. Объем мозга у них составлял от 1400 до 1600 см3 .
Кости стали менее громоздкими и более тонкими. Они жили в убежищах из деревьев и шкур или в естественных укрытиях. Совершенствовалась техника изготовления орудий труда. Они были хорошими охотниками. Животные и растения были одомашнены ими.
— Появляется примитивное искусство. Духовная жизнь человека обретает форму. Из первобытного человеческого стада формируется первобытное человеческое общество. Биологическая эволюция человека как вида замедляется и сменяется социальной эволюцией.
(стр. 23) и другую.
Эволюция современного человека — считается, что физический тип современного человека очень мало изменился за последние 35 000-40 000 лет
Преобладает ли социальная эволюция над биологической? — Значение биологической эволюции в антропогенезе уменьшилось, но не исчезло совсем.
Знания, передаваемые из поколения в поколение, являются главной движущей силой для дальнейшего развития человечества». (p. 24).
— Теперь выживали не самые физически развитые особи, а те, кто лучше всего использовал опыт предыдущих поколений в добывании пищи и т.д.
Эволюция человека как отдельного вида прекратилась, но эволюция индивидов продолжалась.
Движущие силы антропогенеза
Наука о происхождении и эволюции человека называется антропогенезом. Знания о человечестве объединены в область антропологии.
Антропогенез связан со следующими сферами:
- Приматология (изучение приматов);
- Палеонтология (изучение окаменелостей и отпечатков животных и растений);
- Археология (изучение истории древности на основе найденных материалов);
- Анатомия;
- Физиология;
- Генетика;
- Геология;
- Химия.
Рисунок 1: Скелет, найденный во время раскопок.
Археологи изучают различные методы датировки (радиоактивные, углеродные, генетические), чтобы определить период археологической находки. Во время раскопок важен не только объект, но и его положение в земле. После извлечения определить дату, не нарушив целостности находки, становится сложнее.
Наука поддерживает идею о том, что у современных людей был тот же предок, что и у других приматов. Эволюция человека не была линейной (вопреки хрестоматийному образу «от обезьяны к человеку»).
Существует несколько ветвей приматов, произошедших от одного предка. Род человека относится к гоминидам, в который входит род гоминид Homo. Разные виды людей могли существовать параллельно и даже скрещиваться, создавая метисов.
Современный вид человека представлен единственным видом — homo sapiens.
Рисунок 2: Происхождение человека.
Несколько ученых писали о взаимоотношениях между людьми и приматами. Жан Батист Ламарк был первым, кто предположил общее происхождение. Он предположил, что люди могли произойти от шимпанзе, но не стал развивать эту идею дальше. Однако Ламарк изучал влияние окружающей среды на изменчивость организмов и внес важный вклад в теорию эволюции.
Еще до Ламарка были сделаны осторожные предположения о том, что люди и обезьяны имеют много общих черт и, возможно, одного и того же предка. Клавдий Гален, древнеримский врач, первым заметил это сходство. За сравнение человека с обезьяной в 17 веке был казнен философ Джулио Ванини. В XVIII веке Карл Линней отнес человека к приматам.
Биосфера и ноосфера взаимосвязаны. Поэтому антропогенные факторы являются одновременно социальными и биологическими. Так же, как и другие животные, люди зависят от факторов окружающей среды. Однако они также могут развивать сознание и коммуникацию, создавая сложное сообщество.
Очевидно, что человек является биологическим видом, о чем свидетельствует ряд общих признаков:
- Анатомия и физиология — расположение, строение и функции органов;
- Биохимическая структура — одни и те же вещества (водород, кислород, углерод, азот) необходимы для построения и функционирования организма;
- Эмбриональное сходство — раннее эмбриональное развитие человека неотличимо от эмбрионов других позвоночных;
- Рудименты — уменьшенные органы, указывающие на связь с животным миром (хвостовая кость — уменьшенный хвост, волосы на теле — остатки шерсти и т.д.). Атавизмы — это органы, которые были утрачены в ходе эволюции и могут встречаться у отдельных организмов (хвост, развитые клыки, волосы на лице).
Рисунок 3. Рудименты и атавизмы.
Биологические факторы включают:
- Наследственная изменчивость;
- Борьба за существование;
- Естественный отбор
Развитие хватательной функции в руке, наряду с вертикализацией, выпадением волос на теле — все это биологические факторы.
Социальные факторы:
- Творческая деятельность — решение сложных проблем, создание произведений искусства, изобретательство;
- Мышление — эволюция шла в направлении увеличения мозга и расширения возможностей разума;
- Речь — способность точно взаимодействовать друг с другом посредством слов;
- Труд — совершенствование рук, ума, общения в коллективной физической работе и изготовлении инструментов;
- Социальный образ — жизнь в общине способствовала развитию общественных навыков и культуры.
В то время как биологические характеристики живых организмов одинаковы для всех, социальные характеристики свойственны людям.
С помощью различных смежных наук антропогенез изучает эволюцию человека. В современном антропогенезе считается, что люди являются потомками общего предка с другими приматами.
Социальные и биологические факторы эволюции способствовали появлению современного человека. Биологические факторы повлияли на физический облик человека.
Человеческое развитие зависит от социальных факторов.
Движущие факторы антропогенеза
Биологические факторы в эволюции человека — антропогенез. Дарвин показал, что основные факторы эволюции органического мира, а именно наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор, применимы и к эволюции человека. Эволюция древних человекообразных обезьян претерпела ряд морфофизиологических изменений, которые привели к развитию вертикальной походки и разделению функций рук и ног.
Одних только биологических законов недостаточно для объяснения антропогенеза. Качественная специфика была открыта Ф. Энгельсом, который указал на социальные факторы: труд, общественная жизнь, сознание и речь.
Для эволюции человека труд должен играть важную роль. Труд начинается с изготовления орудий труда. Следовательно, труд является необходимым условием всей человеческой жизни, более того, в такой степени, что в некотором смысле он является источником всех человеческих существ. Антропогенез человека был обусловлен главным образом трудом, в котором орудия труда создаются самим человеком. Наиболее организованные животные могут изготавливать и использовать готовые орудия труда, но не могут создавать свои собственные.
Животные лишь используют дары природы, а человек изменяет ее посредством труда. Даже животные изменяют природу, но не сознательно, а в результате того, что живут в природе и находятся рядом с ней. По сравнению с человеком они оказывают незначительное влияние на природу.
Морфологические и физиологические преобразования наших обезьяноподобных предков правильнее было бы назвать антропоморфозами, поскольку основной фактор, вызвавший их, — труд — был характерен только для эволюции человека. Особенно значимым было появление вертикальной походки. Увеличились размеры и масса тела обезьян, появился S-образный изгиб позвоночного столба, придавший ему гибкость, сформировалась сводчатая пружинистая стопа, расширился таз, укрепился крестец, облегчился челюстной аппарат и т.д. Прямохождение возникло не сразу. Это был очень длительный процесс отбора наследственных изменений, полезных в трудовой деятельности. Предположительно, он продолжался миллионы лет. Человек по своей природе имеет много сложностей при вертикальной ходьбе. Он не может двигаться быстро, его крестец обездвижен, что затрудняет роды; длительное стояние вызывает плоскостопие и расширенные вены на ногах во время беременности. Вертикальное положение также освобождало руки для работы с орудиями труда.
Возникновение правового государства было, по мнению Ф. Энгельса, а ранее К. Дарвин — решающий шаг на пути от обезьяны к человеку. Обезьяноподобные предки человека были избавлены от необходимости поддерживать тело при передвижении по земле, а благодаря вертикальному положению обрели способность передвигаться самыми разными способами.
В начале развития человека рука была слабо развита и могла выполнять только простейшие действия. Люди с наследственными изменениями верхних конечностей, полезными для трудовой деятельности, были в значительной степени сохранены естественным отбором. Ф. Энгельс писал, что рука — это не только орган труда, но и продукт труда.
По сравнению с человекообразными обезьянами, рука человека значительно отличается: даже самый простой каменный нож не может быть создан рукой обезьяны. Нашим обезьяноподобным предкам понадобилось много времени, чтобы сделать орудия труда из предметов, найденных в природе.
Самые примитивные орудия труда облегчают зависимость человека от природы, расширяют его кругозор, открывая новые и неизвестные свойства у природных объектов, и используются для дальнейшего совершенствования орудий труда.
Развитие профессиональной деятельности приводит к ослаблению биологических закономерностей и возрастанию роли социальных факторов в антропогенезе.
Эволюция человека и социальное поведение. Труд всегда был общественным, так как обезьяны живут стадами. Ф. Энгельс отмечал, что было бы неправильно искать предков человека среди необщественных животных, так как они являются самыми социальными существами в природе.
Предки обезьян эволюционировали в общество под влиянием одного конкретного фактора. Этим фактором был труд, тесно связанный с превращением руки в рабочий орган.
Работа помогала объединить членов организации; вместе они защищались от животных, ходили на охоту и растили детей. Старшие члены общины учили младших находить природные материалы и изготавливать инструменты, а также охотиться и разжигать костры. По мере продвижения работы преимущества взаимной поддержки и помощи становились все более очевидными.
Первые орудия охоты и рыболовства свидетельствуют о том, что наши предки очень рано стали употреблять мясную пищу. При обработке и приготовлении на огне он снижал нагрузку на жевательный аппарат. Теменной гребень, к которому крепятся мощные жевательные мышцы обезьян, потерял свое биологическое значение, стал бесполезным и постепенно исчез в процессе естественного отбора; точно так же переход от растительной пищи к смешанной привел к укорочению кишечника. Использование огня обеспечивало защиту от холода и зверей.
Каждое поколение приобретало более глубокое понимание природы благодаря совокупному жизненному опыту. Очевидно, что в обществе существовали большие возможности для общения: совместная деятельность его членов привела к необходимости сигнализировать друг другу жестами и звуками. Первые слова были связаны с трудовыми операциями и обозначали действие, работу, а названия предметов появились позже. В результате наследственной изменчивости и естественного отбора недоразвитые гортань и ротовой аппарат обезьян превратились в членораздельные органы человеческой речи. Животные также воспринимают сигналы из окружающего мира с помощью органов чувств — это первая сигнальная система. Однако человек воспринимает сигналы с помощью слуха — у него вторая сигнальная система. Из-за этого различия люди и животные проявляют более высокий уровень нервной активности.
Речь возникла на определенном этапе психического развития наших предков и повлияла на дальнейшее развитие мозга и мыслительного процесса. Речь позволяет нам абстрагироваться от существующих объектов и обобщать, т.е. мыслить абстрактно, что является характерной чертой человека. Слова являются основным средством общения между людьми, передачи опыта старших поколений младшим и обучения людей.
Появление речи активизировало общение между нашими предками на основе общего труда и, в свою очередь, способствовало развитию общественных отношений. Эволюция наших предков была обусловлена сочетанием социальных и биологических факторов. Естественный отбор постепенно утратил свое значение в эволюции человеческого общества. Все более сложные трудовые процессы изготовления орудий труда и предметов быта, членораздельная речь и жесты, а также мимика способствовали развитию мозга и органов чувств.
Развитие мозга, мышления, сознания стимулировало одновременно совершенствование труда и речи. С поколениями трудовой опыт становился все более полным и совершенным. Только в обществе человеческое мышление могло достичь такого высокого уровня развития.
Морфологические и физиологические характеристики человека наследуются, но, в отличие от них, способность мыслить и говорить никогда не наследовалась и не наследуется сейчас. Эти специфические качества человека исторически возникли и совершенствовались под влиянием социальных факторов и развиваются у каждого человека в процессе воспитания и образования по мере его становления как личности. Было показано, что если ребенка с раннего возраста изолировать от человеческого общества на достаточно длительное время, то при возвращении в нормальные условия определенные человеческие качества развиваются очень слабо или не развиваются вовсе. Понятно, что эти качества не могут передаваться по наследству. В процессе воспитания и образования пожилые люди передают свои знания, опыт и духовные убеждения будущим поколениям.
Через труд, сознание и речь предки человека-симы вступили в особый режим развития — человеческий режим — на основе новых законов, законов человеческого общества — социальных законов, открытых К. Маркс и Ф. Энгельс. Люди установили новые социальные отношения друг с другом, а их работа стала более разнообразной. Они уже не только собирали растения, охотились и рыбачили, но и выращивали урожай и разводили животных. Появились отрасли, связанные с производством предметов повседневного пользования: прядение, ткачество, гончарное дело, металлургия и т.д. Появились торговля, искусство, религия и наука. Племена образовали нации и государства.
Таким образом, движущими силами антропогенеза были биологические факторы (наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор) и социальные факторы (труд, общественный образ жизни, мышление и речь).
80. Раса — это систематическое подразделение внутри вида. Концепция рас и видового единства человечества. Современная классификация и распределение человеческих рас. Критика положений социал-дарвинизма, антропосоциологии и других биологических концепций в понимании природы человека и факторов исторического развития человечества.
Расы — это систематические подразделения внутри вида Homo sapiens. Каждая раса характеризуется набором наследственных признаков (цвет кожи, глаз, волос, рост, особенности мягких частей лица, черепа и т.д.).
Как показывает разделение по расам, Homo sapiens является резко политипичным видом, состоящим из трех основных человеческих рас:
— Австрало-негроидная (экваториальная);
— Кавказский (евразийский) ;
— Монголоид (азиатско-американского происхождения).
Нередко выделяют пять основных рас:
— Черный,
— австралоидную,
— европеоидную,
— Монголоиды,
— Американский.
В рамках каждой из основных пород выделяются более мелкие породы или подпороды. Так, внутри австрало-негроидной (экваториальной) расы существуют негроидная, негроидная, бушменская, австралийская и другие расы; внутри европеоидной расы — атланто-балтийская, индо-средиземноморская, центрально-европейская и другие малочисленные расы; внутри монголоидной расы — северо-азиатская, южно-азиатская, арктическая и другие малочисленные расы.
У австралийцев темная кожа, курчавые и шерстяные или волнистые волосы, толстые губы и широкий, слегка выдающийся вперед нос с поперечными ноздрями. У европеоидов светлая или темная кожа, прямые или волнистые волосы, хорошо развитые волосы на лице, узкий, выдающийся нос и тонкие губы. Монголоиды характеризуются светлой или темной кожей, прямыми и часто прямыми волосами, уплощенным лицом с выдающимися скулами, косой глазной щелью, выраженным «третьим веком» (эпикантусом) и средней ширины носом и губами.
Представители разных рас также отличаются по некоторым физиологическим и биохимическим признакам: основной обмен веществ у негров и большинства народов экваториальной зоны ниже, чем у европейцев. Ученые считают, что монголоидная и европеоидно-негроидная расы первоначально отделились от общего штамма сапиенса (Homo sapiens). Они дали начало европеоидной и австралоидно-черной расам. Это расообразование произошло на переходном этапе между палеоантропоидами и неоантропоидами. Особенно интересно отметить, что все человеческие расы принадлежат к одному виду — Homo sapiens. Об этом свидетельствует рождение взрослого и плодовитого потомства в браках между представителями разных рас.
Единство вида основывается на трех основных характеристиках:
1) Положение тела в положении стоя;
2. тип захвата верхней конечности ;
Необходимо развивать способность говорить и абстрактно мыслить.
Между расами не существует биологических или ментальных различий, и все расы достигли одинакового уровня эволюции. Представители всех человеческих рас одинаково способны достичь величайших высот в развитии культуры и цивилизации. Поэтому любые расистские взгляды противоречат современной науке. Человеческие расы не следует путать с такими понятиями, как «нация», «народ», «языковая группа». Одна и та же раса может одновременно принадлежать к нескольким нациям.
81. НЕТ!!! 😀
82. понятие «генетический груз» в человеческих популяциях и его виды. Полиморфизм в человеческих популяциях. Типы полиморфизма в зависимости от механизма обслуживания. Примеры полиморфных признаков у человека.
Полиморфизм — это существование двух или более четко различающихся фенотипов в одной и той же популяции пан-миксов. Они могут быть нормальными или аномальными. Полиморфизм — это внутрипопуляционное явление.
Есть полиморфизм:
— жизни
— хромосомный;
— Поперечный разрез;
— уравновешенный.
Генетический полиморфизм возникает, когда ген представлен более чем одним аллелем. В качестве примера можно привести системы групп крови.
Хромосомный полиморфизм: существуют различия между людьми на уровне хромосом. Это результат хромосомного несоответствия. Существуют различия в регионах гетерохроматина. Если изменения не имеют патологических последствий — хромосомный полиморфизм, то природа мутаций нейтральна.
Переходный полиморфизм предполагает замену старого аллеля в популяции на новый, более полезный в данной ситуации. У человека есть гены гаптоглобина — Hp1f, Hp 2fs. Старый аллель — Hp1f, новый аллель — Hp2fs. Hp образует комплекс с гемоглобином и вызывает слипание эритроцитов в острой фазе заболевания.
При сбалансированном полиморфизме ни один генотип не получает преимущества, и естественный отбор благоприятствует многообразию.
Полиморфизм в природе встречается очень часто в популяциях всех организмов. В популяциях организмов, размножающихся половым путем, полиморфизм присутствует всегда.
Рассмотрение структуры подразумевается в корневом слове «морфизм». «.
В настоящее время термин полиморфизм относится к любому признаку, который определяется генетически и не является следствием фенокопии. Мы говорим о диморфизме, когда есть два альтернативных признака. Например, половой диморфизм.
До середины 1960-х годов двадцатого века (точнее, до 1966 года) полиморфизм изучался с помощью мутаций с морфологическими признаками. Они происходят с небольшой частотой, приводят к серьезным изменениям и поэтому очень заметны.
Исследование цветочных морф в берлинской популяции божьей коровки Тимофеева-Рисовского. 8 типов окраски. (Черные пятна на красном фоне) чаще встречаются — красные морфы, если встречаются противоположные морфы. Определено, что красные — доминантные, а черные — рецессивные. Летом больше красных, а зимой больше черных. Адаптивный полиморфизм происходит внутри популяций.
В Европе проводится исследование по изучению окраски садовых улиток.
В 1960 году Хабби и Левонтин предложили использовать электрофорез для определения морфологии белков человека и животных. Он распределяет белки по слоям с помощью заряда. Метод является очень точным. Пример изоферментов. Организмы одного вида имеют различные формы ферментов, которые катализируют одну и ту же химическую реакцию, но отличаются по структуре. Их активность также различна. Их физико-химические свойства также отличаются. 16% локусов структурных генов являются полиморфными. Глюкозо-6-фосфатаза имеет 30 форм. Оно часто связано с полом. В клинической практике уже давно проводится различие между лактатдегидрогеназами (ЛДГ), которых существует 5 форм. Этот фермент преобразует глюкозу в пируват. Различают концентрацию того или иного изофермента в различных органах, на которой основывается диагностика заболевания в лаборатории.
Беспозвоночные животные более полиморфны, чем позвоночные. Чем более полиморфной является популяция, тем более эволюционно пластичной она является. В популяции большие популяции аллелей не обладают максимальной приспособленностью в данном месте и в данное время. Эти популяции встречаются в небольшом количестве и в гетерозиготном состоянии. Когда условия существования меняются, они могут стать полезными и начать накапливаться — переходный полиморфизм. Большие генетические запасы помогают популяциям реагировать на изменения в окружающей среде. Одним из механизмов, поддерживающих разнообразие, является доминирование гетерозигот. При полном доминировании нет экспрессии, при неполном доминировании есть гетерозис. В популяции отбор поддерживает генетически нестабильную гетерозиготную структуру, и такая популяция содержит 3 типа особей (AA, Aa, aa). В результате естественного отбора происходит генетическая потеря, снижающая репродуктивный потенциал популяции. Население уменьшается. Поэтому генетические потери являются бременем для популяции. Его также называют генетической нагрузкой.
Генетический груз — это та часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление менее приспособленных особей, подверженных селективной гибели в результате естественного отбора.
Существуют три типа генетической нагрузки:
1. мутационный бетинг.
Сегрегацию.
3. заменять.
Различные типы генетической нагрузки связаны с различными типами естественного отбора.
Мутантная генетическая нагрузка является побочным эффектом процесса мутации. Стабилизирующий естественный отбор удаляет из популяции пагубные мутации.
Сегрегационный генетический груз — характеристика популяций, эксплуатирующих гетерозиготы. Хуже приспособленные гомозиготные особи удаляются. Половина потомства погибает, если обе гомозиготы летальны.
Генетическая нагрузка замещения: старый аллель заменяется новым аллелем. Соответствует способу естественного отбора и переходного полиморфизма.
Генетический полиморфизм создает все условия, при которых может происходить эволюция. Когда в окружающей среде появляется новый фактор, популяция способна адаптироваться к новым условиям. Например, устойчивость насекомых к различным видам инсектицидов.
Генетический груз в человеческой популяции был впервые выявлен в северном полушарии в 1956 году на уровне 4%. То есть 4% детей родились с наследственным заболеванием. В последующие годы в биосферу было введено более миллиона соединений (более 6000 в год). Каждый день — 63 000 химических соединений. Воздействие радиоактивных источников возрастает. Структура ДНК изменяется.
3% детей в США страдают врожденной умственной отсталостью (они даже не учатся в средней школе).
По данным медицинских генетиков, с 2000 года количество врожденных аномалий увеличилось в 1,5-2 раза (на 10%).
Заключение: защита окружающей среды.
Полиморфизм в зависимости от группы крови.
Антигены групп крови приобретают все большее значение в медицине. В некоторых случаях переливание крови вызывает агглютинацию, возникающую в результате взаимодействия между антигеном донора и антителами реципиента.
В системе ABO существует четыре группы крови. Каждому человеку присваивается одна группа крови.
3 аллеля — А, В, О.
JªJª, JªJ° — А
JªJв, Jв J° — В
Я….
J° J° — О
Во всех человеческих популяциях существует несколько групп крови, но частота встречаемости среди них различна. В Швеции распространена группа О. Группа B полностью отсутствует у коренных американцев. Параллельный полиморфизм групп крови ABO был обнаружен и у человекообразных обезьян. Полиморфизм начался еще до эволюции человека, что означает, что предки человечества уже имели разные группы крови.
Существует связь между группами крови и заболеваниями.
Группа O. Ревматизм встречается редко, но язвы желудка и двенадцатиперстной кишки более распространены в популяциях, если они долгое время находились в изоляции. Например, аборигены, индейцы, коренные народы Австралии. Они подверглись естественному отбору, вызванному инфекционными заболеваниями: холерой, туберкулезом, сифилисом.
Алкоголизм является важным фенотипическим признаком. Она может быть острой или хронической. Чаще встречается у мужчин. Долгое время считалось, что алкоголизм развивается в окружающей среде, при этом вклад наследственности не учитывался. Однако было доказано, что генотип имеет большое значение.
Например, в случае принятия ребенка из детского дома в семью, получаются следующие результаты
Настоящие и приемные родители — алкоголики — 46% детей, неалкоголики — 8%.
Настоящий родитель — алкоголик, приемный — нет — 50% алкоголики.
Настоящий неалкоголик, принятый алкоголик, составляет 14%.
Ферменты, расщепляющие этиловый спирт в организме человека, — это алкогольдегидрогеназы. Существуют ADH1 и ADH2. Когда алкоголь быстро распадается, люди хуже переносят его, поскольку образуется альдегид, обладающий токсичными свойствами. Люди с ADH2 не переносят алкоголь, поскольку ADH1 менее активна, чем ADH2.
Однако существует еще один фермент, который расщепляет альдегид, и его активность также определяет толерантность человека к алкоголю.
Генетический полиморфизм широко распространен и лежит в основе наследственной предрасположенности к заболеваниям. Однако наследственные предрасполагающие заболевания возникают только при взаимодействии генов и окружающей среды. Условия окружающей среды: недостаток или избыток питательных веществ, наличие психогенных факторов, токсических веществ и т.д. Клиническое течение заболеваний может быть разнообразным. Чем сильнее влияние факторов окружающей среды, тем больше число пациентов, предрасположенных к заболеванию. Чем тяжелее заболевания (гипертония, ревматизм, сахарный диабет и т.д.),
Есть как одногенные, так и полигенные заболевания.
При наследственной предрасположенности моногенные заболевания проявляются в результате мутации одного гена (аутосомно-рецессивные, Х-сцепленные) или под влиянием одного фактора окружающей среды.
Он появляется при воздействии внешних факторов:
— физический;.
— Химикалии;
— Продукты питания;
— загрязнение окружающей среды.
Наблюдается парамиотомия, в сырую погоду мышечные спазмы на холоде стихают, когда становится жарко. Заболевание связано с термочувствительным белком. Оно появляется в младенчестве и сохраняется на протяжении всей жизни человека.
Кожа, пораженная пигментной ксеродермой, отличается особой веснушчатостью. Она проявляется в возрасте 4-6 лет. Вредное воздействие ультрафиолетовых лучей приводит к образованию злокачественных опухолей у детей, которые вскоре умирают от метастазов. Гамма-лучи также не переносятся ими.
Команда Блюма. Пигментированное «лицо бабочки», низкий рост, вытянутая голова. Евреи, поляки, белорусы, австрийцы. Умирает в возрасте до 18 лет. Не переносит УФ-излучения, гамма-излучения.
Альфа-1 антитрипсин при загрязнении воздуха, табачном дыме проявляется в острой бронхиальной заложенности или циррозе печени.
Люди, не переносящие молоко, составляют 10-20% кавказцев и 70-80% африканцев.
Влияние лекарства: Лекарства на основе сульфаниламидов вызывают нарушения в крови.
Существуют полигенные заболевания наследственного происхождения — такие заболевания, которые возникают под действием многих факторов (мультифакториальные) и в результате взаимодействия многих генов. В этом случае диагностика затруднена, поскольку в процесс вовлечено множество факторов, а взаимодействие между ними делает проблему еще более сложной.
Широко распространенный полиморфизм помогает популяциям адаптироваться к условиям окружающей среды. У здоровых людей нет противоречия между средой и генотипом; если же такое противоречие возникает, то проявляются нарушения, обусловленные наследственной предрасположенностью. Все классификации болезней включают группу таких заболеваний.
Генетическая структура человеческих популяций и факторы, влияющие на их динамику. Демографические признаки и их влияние на генофонд популяций. Эволюционные факторы, нарушающие концентрацию аллелей, и их специфические эффекты в человеческих популяциях.
Вид — это группа особей, которые похожи друг на друга по основным морфологическим и функциональным характеристикам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеют общее происхождение, населяют определенную территорию (местообитание), скрещиваются исключительно в естественных условиях и при этом дают плодовитое потомство.
Наиболее важным фактором в объединении организмов в виды является половой процесс. Представители одного вида скрещиваются друг с другом и обмениваются генетическим материалом. Это приводит к рекомбинации в каждом поколении генов (аллелей), составляющих генотипы особей. В половом процессе гены (аллели), рассеянные между генотипами разных особей, также объединяются в общий для вида генофонд (пул аллелей).
Популяция — это минимальная, самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, живущих на определенной территории (ареале) в течение достаточно длительного периода времени (на протяжении многих поколений).
С генетической точки зрения, популяция характеризуется своим генетическим наследием (пулом аллелей). Он представлен набором аллелей, которые формируют генотипы организмов в данной популяции. Наследственное разнообразие — это одновременное присутствие в генофонде различных аллелей отдельных генов.
Генетическое единство популяции является результатом достаточного уровня панмиксии. В условиях случайного отбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов в последующих поколениях является весь генофонд популяции.
В ходе эволюции мы постоянно наблюдаем замену одного генотипа другим путем изменения численного соотношения качественно различных генотипов в популяции, что составляет суть динамики генетической структуры популяций. В популяции мутационная и комбинаторная изменчивость составляют генетическую изменчивость.
Баланс между генотипами в панмиктической популяции, основанный на сохранении относительных частот генов, изменяется под влиянием ряда факторов, таких как мутационный процесс, отбор, размер популяции, изоляция и некоторые другие.
91. Биогеоценоз — элементарная единица биогеоценотического уровня организации жизни.
Биогеоценоз — это динамичное и стабильное сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Биогеоценоз состоит из биотической части (биоценоз) и абиотической части (экотоп), которые связаны между собой непрерывным обменом веществом, и является открытой системой с точки зрения энергии и вещества. Он получает энергию от солнца, минералы из почвы, газы из атмосферы и воду. При этом высвобождается тепло, кислород, углекислый газ, питательные вещества, содержащиеся в воде и гумусе.
Biogeocenosis содержит следующие компоненты:
(1) абиотические неорганические и органические вещества в окружающей среде
2) автотрофные организмы — производители органических веществ биотического происхождения;
3) гетеротрофные организмы (потребители) — потребители готовых органических веществ первого порядка (травоядные животные) и второго порядка (плотоядные животные);
4) Детритоядные организмы разлагают органические вещества.
Через биогеоценоз движется регулируемый поток энергии, как и в любой диссипативной (рассеивающей энергию) системе. Система развивается и поддерживает свою целостность, используя энергию, затраченную на постоянную циркуляцию веществ. Трофические уровни — это звенья пищевой цепи, по которым происходит передача энергии.
Основным источником энергии является солнечная радиация, которую поглощают растения. Растения используют 30-70% поглощенной энергии для собственных жизненных функций и для синтеза органических веществ.
Энергия, запасенная в биомассе растений, представляет собой чистую первичную продукцию биогеоценоза. Фитобиомасса используется в качестве источника энергии и материала биомассы для потребителей первого порядка — травоядных и далее по пищевой цепи. Количество энергии, используемой для поддержания собственной жизнедеятельности, увеличивается по цепочке трофических уровней, а продуктивность снижается. Обычно производительность на следующем трофическом уровне не превышает 5-20% от предыдущего уровня. Это отражается в соотношении растительной и животной биомассы на нашей планете.
Постепенное снижение поглощения энергии на различных трофических уровнях отражено в структуре экологических пирамид.
Производство живого вещества травоядными животными составляет в этом случае 12,5%, а человеком — 0,6% от производства растений. Уменьшение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом уровне сопровождается уменьшением биомассы и числа особей. Соответственно, для данного биогеоценоза пирамида биомассы и пирамида численности являются зеркальным отражением пирамиды продуктивности.
Биогеоценозы, выделенные экологами, различаются по размеру. Совокупности некоторых биогеоценозов образуют основные природные экосистемы, имеющие глобальное значение в обмене энергией и веществом на планете.
К ним относятся: 1) тропические леса; 2) леса умеренного пояса; 3) луга (степи, саванны, тундры, пастбища); 4) пустыни и полупустыни; 5) озера, болота, реки, дельты; 6) горы; 7) острова; 8) океаны.
Биоценоз — это основной компонент биогеоценоза, от состояния которого зависит его существование и изменения во времени. Наиболее характерной чертой биоценозов является непрерывное прямое или косвенное взаимодействие между популяциями организмов. Взаимодействие с конкурентами, хищниками и жертвами распространяет влияние любой популяции на экологически удаленные элементы. Например, насекомоядные птицы не оказывают прямого воздействия на растения, но, уменьшая количество насекомых, питающихся листьями и опыляющих растения, они влияют на воспроизводство фитобиомассы. Последняя необходима для состояния популяций и продуктивности травоядных, хищников и паразитов. Экологическое влияние отдельных популяций распространяется в биоценозе во всех направлениях, но по мере прохождения последовательных звеньев в цепи взаимодействия эффект ослабевает.
Разнообразие видов, количество трофических уровней, первичная продуктивность, интенсивность потока энергии и рециркуляции материала определяют структуру и функционирование биоценозов. Структура биоценозов формируется в процессе эволюции, при этом каждый вид эволюционирует, чтобы занять определенное место в биоценозе. В регионе, где многие виды исторически развивались вместе, виды специализируются на использовании ограниченного количества пищевых ресурсов и мест обитания. Это приводит к состоянию взаимной адаптации видов, что служит предпосылкой стабильности биоценоза.
Биогеоценозы с наибольшим видовым разнообразием, наличием неспециализированных видов, слабой степенью обособленности от соседних экологических систем и большой биомассой являются наиболее устойчивыми.
Различные трофические уровни экологической пирамиды укрепляются за счет видов, которые не являются специализированными, способны адаптироваться к изменяющимся условиям и используют различные источники пищи. Даже значительно нарушенное экологическое равновесие может быть восстановлено путем обмена видами между соседними биоценозами. Большое количество вещества, накопленного в виде биомассы, обладает свойствами буфера, обеспечивая систему веществом и энергией во время длительного воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, например, во время полярной ночи в высоких широтах или во время длительных сезонных наводнений в странах с муссонным климатом.
Тесная коадаптация популяций разных видов, составляющих биоценоз, проявляется, как и любое другое эволюционное событие, на фенотипическом уровне, но по сути является результатом микро- и макроэволюционных процессов, которые в основном затрагивают их генофонды. Таким образом, экологический гомеостаз основывается на коадаптации наборов генов в популяциях и проявляется как выражение свойства наследственности на уровне биогеоценоза. Приобретение экологической системой новых видов или их исчезновение, изменения скорости и объема циркуляции веществ, связанные с изменением генофондов популяций биоценоза, а также их адаптация как системы к изменяющимся экологическим факторам являются проявлениями свойства изменчивости. На этом уровне организации жизни проявляются и другие характеристики живых систем, такие как обмен веществ, который принимает форму биогенного круговорота, и самовоспроизведение, которое приводит к возникновению дочерних экосистем из исходного биогеоценоза. Это позволяет биогеоценозам достичь такого фундаментального свойства живых существ, как способность к эволюции.
92. Эволюция биогеоценозов. Экологические сукцессии, стадии и типы.
Сукцессия — это последовательная закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества и т.д.) другим на определенном участке среды с течением времени в результате действия природных факторов (в том числе внутренних сил) или влияния человека.
В последовательности существует множество классификаций, основанных на переменных, которые могут меняться, или причинах изменений:
По временным масштабам (быстрый, средний, медленный, очень медленный),
— на обратимость (обратимые и необратимые),
— степень длительности процесса (постоянная и непостоянная),
— По происхождению (первичная и вторичная),
— тенденциями производительности труда (прямыми и обратными),
— в соответствии с тенденцией видового богатства (прогрессивной и регрессивной),
— антропогенностью (техногенной и естественной),
— в зависимости от характера изменений, происходящих во время сукцессии (автотрофные и гетеротрофные)
Если классифицировать преемственность на основе вовлеченных процессов, то можно выделить две основные группы: эндогенные, возникающие в результате функционирования общества, и экзогенные, возникающие под воздействием внешних факторов. Эндогенная сукцессия обусловлена неустойчивым обменом между сообществами.
Этапы преемственности
Первичная последовательность
Известным примером первичной сукцессии является отложение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после того, как лавина разрушила весь профиль почвы. Сейчас такие явления редки, но все участки суши в определенное время подвергались первичной сукцессии.
Первичные сукцессии развиваются параллельно с образованием почвы под влиянием постоянного притока семян извне, гибели проростков, не отвечающих экстремальным условиям, и только с определенного момента под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного сообщества в ряду и его эволюция в основном определяются содержанием азота в почве и степенью деградации ее минеральной части.
Вторичное наследование
В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят лес из елей, уничтоженный пожаром. Ранее занятый почвой и семенами, участок остается прежним. На следующий год формируется травяное сообщество. Вариации включают: во влажном климате доминирует черника, затем малина, затем береза, затем вейник; в сухом климате доминирует вейник, затем шиповник, затем береза. Осиновые или березовые леса служат средой обитания для еловых растений, со временем вытесняя лиственные виды.
93.Экология человека. Характеристика экологии человека как биосоциальной науки. Его методы и междисциплинарный характер.
Как наука, экология человека изучает закономерности взаимодействия человека с динамичной, постоянно изменяющейся окружающей средой, а также проблемы сохранения и укрепления здоровья.
Человек — биосоциальное существо. Он вышел из природы, но остается в ней. В соответствии с ее законами он рождается, стареет и умирает, хотя в определенной степени формируется под влиянием социальных обстоятельств его жизни. Человек получает от природы все необходимое, включая пищу, воду и воздух. Климат, погода, солнечная и космическая радиация влияют на него. Но в то же время человек является субъектом общественно-исторического процесса, развития материальной и духовной культуры на Земле. Человек, как биологический объект, является также частью общества в результате эволюции жизни на Земле. С появлением человека изменилась окружающая среда Земли. Он стал не только приспосабливать жизнь к себе, но и производить необходимые для жизни средства. Труд создал человека, и он же определил дальнейший ход человеческой истории.
( Sujet, задачи, методы). Экологически зависимые заболевания, их особенности.
Медицинская экология рассматривает все аспекты влияния окружающей среды на здоровье населения, уделяя особое внимание экологическим заболеваниям.
В медицинской экологии мы изучаем свойства медико-экологических систем, оказывающих влияние на здоровье, экологические детерминанты здоровья и заболеваний человека.
Техническое задание по медицинской экологии
— Показатели (параметры) различных функций и систем организма как критерий оценки качества окружающей среды
— Роль и место факторов окружающей среды в их влиянии на здоровье с точки зрения их вклада в совокупное воздействие
— Экологические аспекты совместного воздействия на человека негативных и позитивных факторов окружающей среды
— Оценка медико-экологического риска и медико-экологической способности ландшафтов
— Развитие законодательства в сфере здравоохранения и охраны окружающей среды
§
— Мониторинг здоровья и окружающей среды (наблюдение).
— Медико-экологический диагноз.
— Описание (характеристика) областей (явлений), относящихся к здоровью и окружающей среде.
— Составление карты здоровья и окружающей среды.
— Зоны здоровья и окружающей среды.
— Моделирование здоровья и состояния окружающей среды.
— Современная информационная технология в медицинской экологии.
— Медицинские и экологические прогнозы.
Изучая окружающую среду, патологические формы и генный состав человека в связи с болезнью, медицинская экология стремится установить причину заболевания. Физические, химические агенты являются распространенными загрязнителями окружающей среды. Учет факторов образа жизни (злоупотребление алкоголем, курение) также может быть включен в список факторов риска.
Болезни у людей могут иметь различные причины. С одной стороны, существуют генетические дефекты наследственного аппарата, которые проявляются в виде пигментной ксеродермы, синдрома Дауна и т.д. С другой стороны, влияние окружающей среды в сочетании с генетическими мутациями порождает огромное количество заболеваний. Исходя из этого, можно сделать вывод, что развитие хронических заболеваний во многом определяется факторами окружающей среды (абиотическими и биологическими). По данным ВОЗ, 75% (по состоянию на 2002 год) всех смертей в мире в год вызваны экологическими факторами и неправильным образом жизни, 90% всех злокачественных новообразований вызваны экологическими факторами и только 10% — другими факторами. Анализ причин возникновения рака показывает, что основными причинами являются экологически вредные продукты питания и курение.
Человеческие этиологические факторы: диета; курение; инфекции; алкоголь; окружающая среда; геофизические факторы; промышленные выбросы; пищевые добавки; лекарства и медицинские процедуры; неизвестные причины ~ 3%.
К наиболее известным и распространенным в мире экологическим заболеваниям относятся.
Это заболевание людей и животных, вызываемое соединениями, содержащими ртуть. Впервые она была обнаружена у рыбаков в Японии в 1950-х годах. Это заболевание проявляется различными симптомами, такими как головные боли, паралич, мышечная слабость, потеря зрения и даже смерть.
— Болезнь Итай-Итай — это отравление у людей, вызванное употреблением риса, содержащего соединение кадмия. (Это заболевание известно в Японии с 1955 года). Эти люди страдают от повреждения почек и костей, многие из них умерли. Типичные «кадмиевые» заболевания включают гипертонию, ишемическую болезнь сердца, почечную недостаточность, бронхит, фарингит и другие респираторные заболевания.
— Болезнь Юшо — отравление людей полихлорированными бифенилами — известна в Японии с 1968 года. Он вызывает серьезные повреждения внутренних органов (печени, почек, селезенки) и развитие злокачественных опухолей.
— Болезнь «желтых младенцев» возникла в 1989 году в России, в Тальменском районе Алтая, где были уничтожены первые межконтинентальные ракеты и в окружающую среду попали токсичные компоненты ракетного топлива — гентил, тетроксид азота. В Тальменском районе Алтая увеличилось число новорожденных с поражением центральной нервной системы. Новым фактором в патологии взрослого населения Алтайского края стала гангрена нижних конечностей.
— Чернобыльская болезнь вызвана воздействием радионуклидов, особенно радиоактивного йода-131, выброшенного в результате взрыва четвертого реактора Чернобыльской атомной электростанции (26 апреля 1986 года). Этот элемент попадает в организм человека в основном через дыхательные пути, концентрируясь в щитовидной железе. Симптомами могут быть головные боли, сухость во рту, увеличение лимфатических узлов, раковые опухоли гортани и щитовидной железы. Среди наиболее загрязненных районов России — Брянская, Калужская, Орловская и Тульская области, где за последнее десятилетие значительно возросла заболеваемость раком щитовидной железы. В местах захоронения радиоактивных отходов вблизи российских городов отмечаются симптомы «чернобыльской болезни». «.
95.Медицинская экология (предмет, цели, методы). Биогеохимические провинции и экологические заболевания у человека
Медицинская экология — это научная дисциплина, которая занимается всеми аспектами того, как окружающая среда влияет на здоровье населения.
Медицинская экология изучает характеристики медико-экологических систем, влияющих на здоровье и болезнь, их экологические предпосылки.
Объем задач медицинской экологии :
— Показатели (параметры) различных функций и систем организма как критерии оценки качества среды обитания
— Роль и место экологических факторов в здоровье с точки зрения их вклада в кумулятивный эффект
— Экологические аспекты совместного воздействия негативных и позитивных факторов окружающей среды на человека
— Оценка медико-экологических рисков и медико-экологической емкости ландшафтов
— Разработка стандартов в области здравоохранения и экологии
§
Адаптивный тип — это определенный стандарт реагирования на сложившиеся условия жизни, проявляющийся в развитии комплекса морфофункциональных, биохимических и иммунологических признаков, обеспечивающих повышенную биологическую приспособляемость человека к данной физической среде.
Выделяют следующие типы адаптации: арктическая, умеренная, горная, тропическая, пустынная и полупустынная и др.
Характеристики адаптивного типа не связаны с расовой или этнической принадлежностью. Например, жители города Ростова относятся к адаптивному типу людей, живущих в умеренном климатическом поясе, и узнать о месте своего проживания они могут на сайте «Ростовские новости». Адаптивные признаки включают в себя как специфические, так и общие признаки. К общим признакам относятся мышечная и костная масса, белки иммунной сыворотки и масса тела. Повышая общую устойчивость организма к неблагоприятным условиям окружающей среды, общие признаки повышают иммунитет организма. Сочетание специфических признаков определяет тип адаптивного человека. Специфические признаки разнообразны и зависят от условий окружающей среды в данном месте (гипоксия, жара). Холодный климат и преимущественно животный рацион питания сыграли решающую роль в формировании арктического адаптивного типа. Арктический комплекс адаптивных признаков характеризуется сильным развитием костно-мышечного компонента тела, большими размерами грудной клетки, большим пространством, занимаемым костным мозгом и высоким уровнем гемоглобина, высоким содержанием белка и холестерина в крови, повышенной способностью к окислению жиров и усиленным энергетическим обменом в целом, со стабильными показателями в условиях переохлаждения. Например, при охлаждении у канадских индейцев резко снижается температура кожи, но уровень обмена веществ изменяется незначительно, тогда как у белого населения, наоборот, степень снижения температуры кожи меньше, но обмен веществ усиливается (появляется сильный озноб). Совокупность признаков тропического адаптивного типа сформировалась под влиянием таких преобладающих экологических факторов, как жаркий и влажный климат, диета с относительно низким содержанием животного белка. Тропический адаптивный тип характеризуется следующим комплексом признаков: относительно сниженная масса тела при увеличенной длине конечностей, уменьшенная окружность грудной клетки, увеличенное количество потовых желез на 1 см2 кожи и более интенсивное потоотделение, низкие показатели основного обмена и синтеза жира, сниженная концентрация холестерина в крови. Тропический адаптивный тип характеризует почти все население планеты, что означает необычайный диапазон расового, этнического, экономического и географического состава в этом типе.
99. Антропогенные экологические системы. Город как среда обитания человека.
К повреждению лесов может привести целый ряд антропогенных факторов: вырубка лесов, осушение болот, строительство плотин, выброс в атмосферу различных химических веществ и т.д. (т.е. деятельность человека). (т.е. деятельность человека). Различные факторы окружающей среды по-разному влияют на организмы. В результате у организмов возникают адаптации, которые касаются их морфологии, физиологии и поведения. Город во многом похож на такие экологические системы, как пещеры, глубинные воды и другие биогеохимические системы, которые зависят в основном от энергии и веществ, поступающих извне. В гетеротрофных организмах нет или есть только ограниченное количество продуцентов, отсюда и название.
Город отличается от большинства природных экосистем по следующим признакам
1) более интенсивный метаболизм на единицу площади, использующий в основном энергию топлива и электричества, а не солнечную энергию;
2) более активная миграция веществ, включающая перемещение металлов, пластмасс и т.д. не столько внутри системы, сколько внутри и вне ее;
(3) Более мощный поток отходов, многие из которых вообще не перерабатываются и являются более токсичными, чем натуральное сырье, из которого они получены.
Следовательно, для эффективного функционирования города как экологической системы необходима более тесная связь с окружающей средой и большая зависимость от нее. Во многих городах органические продукты питания не составляют значительную часть зеленых насаждений в городе. Выделяемый ими кислород не может покрыть затраты людей, животных и промышленных процессов, которые на него полагаются.
Без постоянной поставки продовольствия, строительных материалов, топлива, электричества и воды город вскоре прекратил бы свое существование. На рисунке 17.2 показаны диаграммы двух гетеротрофных экологических систем: устричного дна и города. Отметим, что 1 м2 городской системы потребляет в 70 раз больше энергии, чем эквивалентная площадь естественного биогеоценоза, а поток энергии и материи в систему и из нее более интенсивен.
В разных частях мира города занимают разную долю территории. Однако их влияние на окружающую среду огромно. Города могут влиять на окружающие биогеоценозы не только как потребители органического вещества и кислорода, но и как мощные загрязнители, которые часто действуют на огромных расстояниях. Например, продукты питания и промышленное сырье могут доставляться в города с расстояния в несколько тысяч километров. Загрязнение воздуха вредными промышленными выбросами в Центральной Европе приводит к кислотным дождям в Скандинавии, что ухудшает местные лесные биогеоценозы. В США было подсчитано, что городу с населением в 1 миллион человек, занимающему 259 км2 земли, для пропитания требуется около 0,8 миллиона гектаров или 8090 км2 гектаров. Города в слаборазвитых странах потребляют меньше вещества и энергии, однако отсутствие оборудования для переработки бытовых и промышленных отходов приводит к тому, что они оказывают большее воздействие на окружающую среду, чем города в развитых странах.
Современный город сам не производит пищу и другие органические вещества, не обогащает воздух кислородом и почти не возвращает воду и неорганические материалы в круговорот веществ. Соответственно, как широкую экологическую систему город рассматривать нельзя. Для того чтобы рассматривать город как биогеоценоз с присущими ему чертами устойчивости, саморегуляции и саморазвития, необходимо расширить его границы, учитывая те ближние и дальние среды, которые определяют его жизнеобеспечение. Поэтому экологические проблемы городов необходимо изучать не только в самих городах, но и далеко за их пределами.
§
Термин «биосфера» был введен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 году для обозначения особой оболочки Земли, образованной разнообразными живыми организмами, что соответствует биологическому понятию биосферы. В этом смысле данный термин используется многими учеными и сегодня.
Представление о том, что живые организмы влияют на природу, было сформулировано В. В. Докучаевым. Способность почвы к формированию зависит не только от погоды, но и от совместного воздействия растений и животных. Докучаев высказал такую мысль.
В. Вернадский разработал концепцию биосферы как глобальной системы нашей планеты, в которой основной ход геохимических и энергетических преобразований определяется живым веществом. Он распространил понятие биосферы не только на сами организмы, но и на окружающую их среду, придав таким образом понятию биосферы биогеохимический смысл. Ранее большинство явлений, изменяющих облик Земли в масштабах геологического времени, считались чисто физическими, химическими или физико-химическими (эрозия, растворение, осадконакопление, изменение пород и т.д.). В.И. Вернадский создал учение о геологической роли живых организмов и доказал, что их деятельность является важнейшим фактором преобразования минеральных слоев планеты.
С именем В.И. Вернадского связано и формирование социально-экономической концепции биосферы, отражающей ее превращение на определенном этапе эволюции в ноосферу в результате превращения человеческой деятельности в автономную геологическую силу. Системный принцип организации биосферы и то, что в основе ее функционирования лежат циклы движения вещества и энергии, лежат в основе биохимической, термодинамической, биогеоценотической и кибернетической концепций биосферы, сформулированных современной наукой.
Биосфера — это часть Земли, которая населена и активно изменяется живыми организмами. Согласно Вернадскому, биосфера — это среда, в которой существует или существовала жизнь и которая подвергалась или подвергается воздействию живых организмов. Она включает: 1) живое вещество, образованное рядом организмов; 2) биогенное вещество, образованное и переработанное в процессе жизнедеятельности организмов (атмосферные газы, уголь, нефть, сланец, известняк и т.д.); 3) компактное вещество, образованное без участия живых организмов (продукты тектонической деятельности, метеориты); 4) биокосное вещество, являющееся совместным результатом жизнедеятельности и абиогенных процессов организмов (почва).
101BILET: СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ БИОСФЕРЫ
Биосфера представляет собой многоуровневую систему, состоящую из подсистем разной степени сложности. Границы биосферы определяются распределением организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере (рис. 24.1). Таким образом, живые организмы рассеиваются в тропосфере и нижней стратосфере. Ограничивающим фактором для рассеивания в этой среде является возрастающая с высотой интенсивность ультрафиолетового излучения. Практически все живое, проникающее выше озонового слоя атмосферы, погибает. В гидросфере биосфера простирается на всю глубину мирового океана, что подтверждается обнаружением живых организмов и органических отложений на глубине 10-11 км. В литосфере распространение жизни в значительной степени определяется уровнем проникновения жидкой воды: живые организмы были обнаружены на глубине около 7,5 км.
Атмосфера. Эта атмосфера состоит в основном из азота и кислорода. В меньших концентрациях он содержит углекислый газ и озон. Состояние атмосферы оказывает значительное влияние на физические, химические и особенно биологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в водной среде. Наиболее важными с точки зрения биологических процессов являются: атмосферный кислород, используемый для дыхания организмов и минерализации мертвого органического вещества, углекислый газ, используемый в фотосинтезе, и озон, который защищает поверхность Земли от жесткого ультрафиолетового излучения. Без атмосферы существование живых организмов невозможно. Иллюстрацией этого является безжизненная Луна, не имеющая атмосферы. В прошлом эволюция атмосферы была связана с геохимическими процессами и жизнедеятельностью организмов. Например, азот, углекислый газ и водяной пар образовались в процессе эволюции нашей планеты (в основном) в результате вулканической деятельности, а кислород — в результате фотосинтеза.
Гидросфера: Вода — очень важная составляющая всех частей биосферы. Она необходима для выживания живых организмов. Большая ее часть (95%) содержится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности Земли. Общая масса океанических вод превышает 1 300 млн км3. Антарктида имеет ледяной покров, покрывающий 24 млн км3 воды. Большая часть этого объема находится в ледниках. Под землей находится такое же количество воды. Озера содержат поверхностные воды в объеме около 0,18 млн км3 (половина из которых соленые), а реки — 0,002 млн км3.
Количество воды в телах живых организмов составляет около 0,001 млн км3. Из газов, растворенных в воде, наиболее важными являются кислород и углекислый газ. Количество кислорода в морской воде сильно варьируется в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа также изменяется, и общее количество углекислого газа в море в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера сформировалась в результате эволюции литосферы, которая в ходе геологической истории Земли высвободила значительное количество водяного пара и так называемой ювенильной воды (подповерхностной магмы).
Литосфера. В литосфере, которая, как правило, находится в почвенном слое, сосредоточено большое количество организмов, живущих в ней. Почвы, являясь, по терминологии В. И. Вернадского, биокосмосом, представлены минералами, образовавшимися в результате разрушения горных пород, и органическим веществом — продуктами жизнедеятельности организмов.
В настоящее время количество видов растений и животных составляет около 300 000 и 1,5 миллиона. Из этого числа 93% приходится на наземные и 7% на водные виды животных. Биомасса растений составляет 99,2% от общей биомассы наземных организмов (2,4-1012 тонн), в то время как биомасса животных и микроорганизмов составляет менее 0,1% (0,22-1011 тонн). Напротив, в океане на растения приходится 6,3% (0,2 — 109 т), а на животных и микроорганизмы — 93,7% (0,3 — 1010 т) от общей биомассы. Несмотря на то, что океан занимает более 70% поверхности Земли, на его долю приходится лишь 0,13% мировой биомассы.
Расчеты показывают, что на долю растений приходится около 21% всех зарегистрированных видов. Однако на их долю приходится более 99% биомассы, в то время как доля животных в биомассе почвы (79% видов) составляет менее 1%. 96% животных — беспозвоночные и только 4% — позвоночные, из которых млекопитающие составляют около 10%.
Приведенные соотношения показывают фундаментальную закономерность в организации биосферы: в количественном отношении в биосфере преобладают формы, относительно молодые в процессе эволюции.
Живое вещество составляет от 0,01 до 0,02% биосферы по массе, но играет важную роль в биогеохимических процессах благодаря метаболизму живых организмов. Поскольку организмы получают субстраты и энергию для своего метаболизма из окружающей среды, они уже в процессе своего существования преобразуют ее, используя ее компоненты.
Годовое производство живого вещества в биосфере составляет 232,5 миллиарда тонн сухого органического вещества. В течение этого периода в масштабах планеты производится 46 миллиардов тонн органического углеродного вещества. Для этого требуется 170-109 тонн С02 для реакции с 68-109 тоннами Н20.
Таким образом, в результате фотосинтеза образуется 115 х 109 т сухого органического вещества и 123 х 109 т 02. В течение года в фотосинтезе участвуют 6 x 109 т азота, 2 x 109 т фосфора и другие элементы, такие как калий, кальций, сера и железо. Эти цифры показывают, что живое вещество является наиболее активным компонентом биосферы. Он выполняет гигантскую геохимическую работу, способствуя преобразованию других оболочек Земли в масштабе геологического времени.
Жизненный цикл
Основная функция биосферы — обеспечение круговорота химических элементов. Глобальный биотический цикл включает в себя все организмы, живущие на нашей планете. Он включает в себя круговорот веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Биотический цикл позволяет жизни выживать и процветать в условиях ограниченного предложения доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения создают органические вещества из солнечной энергии, которые разрушаются другими живыми организмами (гетеротрофами — потребителями и разлагателями), чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.
Важной частью глобального цикла является циркуляция воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. Испаряющаяся вода переносится воздушными потоками на многие километры. Дожди разрушают земные породы, делая их полезными для растений и микроорганизмов, размывают почву, смывают растворенные химические вещества и взвешенные органические частицы в океаны и моря. Миллиард тонн воды испаряется с поверхности Земли каждую минуту (на испарение 1 г воды затрачивается 2248 кДж). При испарении воды энергия возвращается в атмосферу (рис. 24.2). Циркуляция воды между Мировым океаном и сушей — важнейшее звено в поддержании жизни на Земле и главное условие взаимодействия растений и животных с неживой природой.
Этот процесс отвечает за постепенное разрушение литосферы и перенос ее компонентов глубоко в океаны.
Солнечная энергия используется для создания органических веществ в незначительной степени, всего 0,1-0,2%. Химические элементы перемещаются с помощью этой энергии.
Подумайте о циклах углерода и азота в биосфере как о примерах биотического цикла. Круговорот углерода начинается с фиксации атмосферного углекислого газа в процессе фотосинтеза. Часть углеводов, которые производят растения, используются ими самими в качестве энергии, а часть потребляется животными. Когда растения и животные вдыхают углекислый газ, они выделяют его в атмосферу. Когда растения и животные умирают, их углеродные ткани окисляются, и они возвращаются в атмосферу в виде углекислого газа. Аналогичный процесс происходит и в океане.
Азотный цикл также затрагивает все области биосферы. Хотя в атмосфере имеется практически неисчерпаемый запас азота, высшие растения могут использовать его только в сочетании с водородом или кислородом. Азотфиксирующие бактерии играют чрезвычайно важную роль в этом процессе. Когда эти микроорганизмы расщепляют свои белки, азот снова попадает в атмосферу.
Показателем масштаба биотического цикла является преобразование углекислого газа, кислорода и воды. В общей сложности весь атмосферный кислород проходит через организмы примерно за 2 000 лет, весь атмосферный углекислый газ — за 300 лет, а вся атмосферная вода — за 2 миллиона лет.
Через биотический цикл биосфера выполняет определенные геохимические функции: газообразную — биогенная миграция газов в результате фотосинтеза и фиксации азота; концентрационную — накопление живыми организмами в своих телах химических элементов, рассеянных в окружающей среде; окислительно-восстановительную — превращение веществ, содержащих атомы различной валентности (например, F, Mn); биохимическую — процессы, происходящие внутри живых организмов.
Биосфера представляет собой сложную экологическую систему, функционирующую в режиме устойчивого состояния. Стабильность биосферы обусловлена уравновешиванием результатов деятельности трех групп организмов, выполняющих различные функции в биотическом цикле — производителей (автотрофов), потребителей (гетеротрофов) и разлагателей (переваривателей органических остатков). Тот факт, что биосфера сохраняет свои основные характеристики (гомеостаз), не исключает ее способности к эволюции.
ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ.
Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории происходила под влиянием двух основных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового состава и численности живых существ в процессе биологической эволюции. На современном этапе, в третичном периоде, к ним присоединяется третий фактор — развивающееся человеческое общество.
Происхождение жизни и различные этапы и механизмы ее эволюционного развития были описаны выше (см. главу 1). Жизнь зародилась на Земле более 3,5 миллиардов лет назад. Первые живые существа были анаэробными организмами, которые получали энергию за счет ферментации. Поскольку ферментация является относительно непродуктивным способом получения энергии, примитивная жизнь не могла развиться дальше одноклеточной формы организации. Питание этих примитивных организмов зависело от органических веществ, которые опускались на дно водоемов и синтезировались абиогенно в поверхностном слое воды.
Отсутствие органического вещества создало давление отбора, которое привело к появлению фотосинтеза. Постепенное увеличение количества кислорода в воде в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и его распространение в атмосфере вызвало изменения в химическом составе оболочки Земли, в первую очередь атмосферы, что, в свою очередь, сделало возможной как эволюцию более сложных, организованных форм жизни, так и быстрое распространение жизни по планете. По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере образовался довольно толстый слой озона, защищающий поверхность Земли от проникновения жесткого ультрафиолетового излучения. В таких условиях жизнь может развиваться на поверхности моря. Развитие аэробного дыхания позволило появиться многоклеточным организмам. Стоит отметить, что первые из этих организмов возникли, когда концентрация кислорода в атмосфере нашей планеты достигла примерно 3%, что произошло около 600 миллионов лет назад (ранний кембрий).
В процессе эволюции, благодаря способности фотосинтезирующих морских организмов производить такое количество кислорода, которое превышало потребности обитателей планеты, стало возможным появление организмов более высокого уровня структурной и физиологической организации, их широкое расселение и проникновение Жизни в различные места обитания. В палеозойскую эру живые существа населяли не только океан, но и сушу. Зеленые растения обеспечивали большое количество кислорода, а также органического вещества, что создавало благоприятные условия для последующего эволюционного прогресса.
В середине палеозоя скорость потребления кислорода живыми организмами и его потребления в абиотических процессах, а также скорость его образования выровнялись. С этого периода истории Земли содержание кислорода в атмосфере стабилизировалось на уровне примерно 20%.
С возникновением человеческого общества происходит переход в развитии биосферы от биогенеза, определяемого факторами биологической эволюции, к ноогенезу, то есть развитию под влиянием разумной творческой активности человека,
104.Человек как активный элемент биосферы.Ноосфера — высшая стадия эволюции биосферы.Медико-биологические аспекты ноосферы.Учение В.И. Вернадского о ноосфере.
Биосфера, совокупность всех биогеоценозов (экосистем) на Земле, представляет собой огромную экологическую систему. Пределы жизни на Земле — это пределы биосферы. Биосфера — это часть геологической оболочки, населенная живыми организмами. Верхняя граница находится в стратосфере, нижняя — в литосфере, на глубине 2-3 км. Гидросфера занимает до 71% поверхности Земли. Человек, как часть биомассы биосферы, уже давно находится в прямой зависимости от природы. С развитием мозга сам человек стал мощным эволюционным фактором на Земле. Овладение человеком различными формами энергии — механической, энергетической и атомной — способствовало значительным изменениям в земной коре и биогенной миграции атомов. Но деятельность человека часто приводит к нарушению природных закономерностей. Нарушение и изменение биосферы вызывает озабоченность. Ноосфера — это «разумная оболочка» Земли. Вернадский считал, что человечество создает новую оболочку Земли, изменяя состав атмосферы, рек и океанов. Академик Вернадский (1863-1945) является основателем учения о биосфере и метода определения возраста Земли по периоду полураспада радиоактивных элементов. Он первым выявил огромную роль растений, животных и микроорганизмов в перемещении химических элементов в земной коре. Ноосфера, по мнению В.И. Вернадского, — это биосфера, преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью. Биосфера, как утверждал В.И. Вернадский, должна превратиться в ноосферу, поскольку человечество, познавая законы природы и развивая технику, должно придать ей черты новой высшей организации. В этом случае человечество становится мощной силой, сравнимой по своему влиянию с геологической силой.
Экологический кризис и как его решить.
Экологический кризис — это нарушение естественных процессов биосферы, которое приводит к быстрому изменению окружающей среды. Напряженность в отношениях между человечеством и природой возникает из-за несоответствия между потреблением человеческим обществом природных компонентов и ограниченными ресурсами и экологическими возможностями биосферы. Важно осознавать разницу в масштабах между глобальным, общебиосферным экологическим кризисом и местными или региональными экологическими нарушениями и локальными экологическими катастрофами.
К счастью, научно-технический прогресс дает нам возможность определить пути, методы и средства для решения или хотя бы смягчения экологического кризиса:
Создание эффективных станций очистки сточных вод и развитие безотходных (замкнутый цикл) и низкоотходных технологий;
Переход к циклическому использованию ресурсов, прежде всего воды; развитие технологий комплексной переработки сырья;
Предотвратить перепроизводство энергии, которое может дестабилизировать геофизические системы на Земле;
Радикальное ограничение добычи химических веществ из недр планеты, выбросов и загрязнения мест обитания
Снизить материалоемкость готовой продукции: количество природного вещества в средней единице общественного продукта должно быть уменьшено (миниатюризация продукции, разработка и использование ресурсосберегающих технологий и др. );
Повысить скорость обновления соответствующих природных ресурсов, особенно в контексте развития безотходных технологий;
Исключить из производства пестициды, которые могут накапливаться в организме животных и растений;
Лесовосстановление, улучшение использования лесополос (они увеличивают снегозадержание, птицы строят в них гнезда, что способствует уничтожению вредителей сельскохозяйственных культур и т. д.)
Расширение сети природных заповедников и охраняемых территорий;
Разводить исчезающих животных и растения в естественной среде обитания, а затем возвращать этих животных и растения обратно;
Разрабатывать биологические методы защиты сельскохозяйственных культур и леса, а также экологические биотехнологии
Разработать методы планирования роста населения;
Совершенствования правового регулирования охраны природы;
Развитие международного экологического сотрудничества и создание правовой базы для международной глобальной экологической политики;
Развитие систем экологического просвещения, образования и подготовки кадров.
Отношения в природе биологические. Паразитизм как биологическое явление. Примеры. Основные понятия паразитологии. Система паразит-хозяин.
Паразитизм — это форма взаимоотношений между организмами (растениями, животными, микроорганизмами) разных видов, один из которых (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника пищи, оставляя (полностью или частично) хозяину регулирование его взаимоотношений с внешней средой. Качественной особенностью П. по сравнению с другими формами организмов является специфичность среды обитания, которой для паразита является другой живой организм (хозяин), активно реагирующий на присутствие паразита. Внешняя среда паразита бывает двух типов. Различают среду первого порядка — органы и ткани хозяина, окружающие паразита, — и среду второго порядка, окружающую хозяина. Взаимодействие паразита со средой второго порядка в основном регулируется хозяином, хотя факторы окружающей среды (например, температура) оказывают прямое влияние на паразита (в разной степени для разных форм P.). Между паразитом и хозяином устанавливаются более или менее глубокие метаболические связи. Многие паразиты обладают антигенами, которые вызывают выработку антител в организме хозяина, что в свою очередь приводит к иммунологическим реакциям. Различают внешний или эктопаразитизм (паразит живет на поверхности хозяина) и внутренний или эндопаразитизм (паразит живет внутри хозяина). В зависимости от продолжительности паразитизма различают временный П. и стационарный П., который включает периодический П. и постоянный П.
Пути возникновения П. в эволюции различны. Оно могло возникнуть в результате приспособления, хищничества, комменсализма, симбиоза, случайного поселения одного организма на теле другого, проглатывания и т.д. Паразиты часто (но не всегда) вызывают более или менее серьезные повреждения хозяина и являются причиной различных заболеваний у людей, животных и растений. Паразитология, микробиология, вирусология и фитопатология изучают П. и разрабатывают меры борьбы с паразитами.
Паразитизм животных. Паразитические виды встречаются в большинстве групп животных, за исключением иглокожих и перепончатокрылых. Среди хордовых полупаразитический образ жизни ведут гольяны и миксины, а также некоторые гематофаги — летучие мыши. Существуют классы и категории, представленные только паразитами (среди простейших — споровики; среди плоских червей — трематоды, моногенеи, ленточные черви; среди аскарид — скребни; среди насекомых — блохи, вши и т.д.).
Паразитизм растений. Существует множество паразитических грибов, бактерий, вирусов, микоплазм, паразитических цветковых растений и несколько водорослей. Паразиты среди мхов, папоротников и ангиоспермов не известны. Паразитические растения могут быть хозяевами не только для растений, но и для животных и человека (на последних паразитируют в основном бактерии и некоторые грибы). У человека паразитические бактерии вызывают туберкулез, дифтерию, тонзиллит, дизентерию, чуму, холеру, септицемию и т.д;
Паразитизм — это экологическое явление. Экологическая паразитология изучает взаимоотношения паразитов и их популяций друг с другом, с организмом хозяина и с окружающей средой. «Паразитоценоз» относится ко всем паразитам (разных видов) одного и того же организма-хозяина. Например, в пищеварительной системе могут жить протисты, плоские черви, круглые черви и различные бактерии. Между ними устанавливаются определенные отношения:
При синергизме гельминты сочетаются с вирусами, бактериями и протистами (дизентерийная амеба, выходя из своей цисты, заглатывает кишечные бактерии хозяина, без которых она не приобретает патогенности);
— антагонизм: для большинства гельминтов увеличение численности одного вида приводит к снижению численности другого;
— Антибиоз: несколько видов не могут жить в одной среде из-за выделения ими продуктов метаболизма (возбудитель куриной холеры и ленточные черви не сочетаются; малярийные паразиты и круглые черви).
Система паразит — хозяин.
Система хозяин-паразит состоит из хозяина и одной или группы паразитических особей данного вида. Для формирования этой системы необходимы следующие условия:
(a) Контакт между хозяином и паразитом;
B) обеспечить хозяину условия, необходимые для процветания паразитов;
(c) способность паразита противостоять реакции хозяина. Основное направление эволюции — развитие системы, находящейся в равновесии;
(d) уменьшаются противоречия между партнерами и повышается надежность системы. Это объясняет двойственность системы паразит-хозяин — с одной стороны, между партнерами существует антагонистическая связь, а с другой — происходит стабилизация их отношений. Антагонизм смягчается путем совместной адаптации («совместная» означает взаимная):
— у паразита являются морфологические и биологические адаптации;
— в организме хозяина: увеличение сложности защитных механизмов. Направление эволюции (коэволюции) также различно:
Существуют механизмы осложнения для паразитов в хозяине, так как они являются паразитизмами;
— Защитные реакции хозяина усиливаются на всех уровнях (чтобы уничтожить паразита).
§
Онтогенез паразитов часто более сложен, чем у живых видов. На самом деле, свободноживущие организмы относительно легко преодолевают проблемы размножения и рассеивания, что гораздо сложнее у паразитов. Поэтому большинство паразитов обычно развиваются через сложный метаморфоз, включающий множество личиночных стадий, которые обитают в разных средах и выполняют различные функции: рассеивание, активный рост, пассивное ожидание попадания в другую среду обитания, а иногда и размножение.
Все стадии онтогенеза паразита и пути его передачи от одного хозяина к другому называются жизненным циклом. Личинки могут быть свободноживущими или паразитическими. Хозяин, в котором живут личинки паразита, называется промежуточным хозяином. Промежуточные хозяева очень важны в циклах паразитов: они являются источником инфекции для окончательных хозяев, часто играют роль рассеивателя и иногда обеспечивают выживание популяций паразитов, когда окончательные хозяева временно исчезают.
В течение цикла развития паразита он может менять хозяев дважды, трижды или даже больше. Точнее, это хозяин, в котором паразит развивается и размножается в половозрелой форме. Заражение вирусами происходит либо при контакте с промежуточным хозяином, либо при употреблении его в пищу.
Существует также понятие «резервуар паразита» или «резервуарный хозяин». Это хозяин, в котором патоген может жить долгое время, накапливаться, размножаться и распространяться на окружающую территорию.
Биогельминт (биогельминт) — общее название гельминтов, которым для завершения жизненного цикла требуется смена хозяина; многие B. являются возбудителями гельминтозов человека.
Геогельминты (от гео. и гельминты), группа паразитических червей человека и животных, развивающихся (в отличие от биогельминтов) без промежуточных хозяев. Яйца Г. с фекалиями попадают в почву, где в теплое время года развиваются до личиночной стадии. Заражение человека происходит либо через немытые овощи, фрукты, руки, на которых есть инвазионные яйца (например, аскариды, человеческий хвощ, острицы), либо при непосредственном контакте с землей, где живут личинки (например, анкилостомиды).
Пятнистые и трансмиссивные заболевания. Понятие об антропонозах и зоонозах. Теория академика Е. Н. Павловского о природной очаговости паразитарных болезней. Передача болезней и природная очаговость могут контролироваться биологическими методами.
Для большой группы паразитарных и инфекционных заболеваний характерны природные очаги. Они характеризуются следующими особенностями: 1) возбудители циркулируют в природе от одного животного к другому независимо от человека; 2) дикие животные служат резервуаром возбудителя; 3) болезни распространены не повсеместно, а на ограниченной территории с определенным ландшафтом, климатическими факторами и биогеоценозами.
Компонентами природной вспышки являются: 1) возбудитель; 2) восприимчивые животные, являющиеся резервуарами возбудителя; 3) комплекс соответствующих природно-климатических условий, в которых существует рассматриваемый биогеоценоз.
Вирусоносительство, включая лейшманиоз, трипаносомоз, клещевой энцефалит и т.д., образует особую группу природно-очаговых заболеваний. Поэтому обязательным компонентом природной очаговости трансмиссивных болезней является также наличие переносчика.
Антропонозы (от антропо. и греч. nosos — болезнь), группа инфекционных заболеваний, возбудители которых могут поражать только человека (брюшной тиф, малярия, скарлатина и т.д.).
Зоонозы (от зоо. и греч. nosos — болезнь), инфекционные и паразитарные болезни животных. Человек также может заразиться зоонозами от животных (например, бешенством, бруцеллезом, чумой).
Теория Павловского. С учетом теории Е. Н. Павловского возбудители болезней могут существовать в природе без какой-либо связи с человеком. Этот паразит встречается в различных биоценозах и попадает в организм животных через кровососущих эктопаразитов, и наоборот.
Особую сложность представляет профилактика очаговых заболеваний, возникающих естественным образом. Рекультивация заброшенных земель и создание на их месте орошаемых рыночных садов, а также борьба с грызунами и комарами в пустыне могут резко снизить заболеваемость населения лейшманиозом. Однако в большинстве случаев природно-очаговых заболеваний профилактика должна быть направлена в первую очередь на индивидуальную защиту (избегание укусов кровососущих членистоногих, термическая обработка пищи и т.д.), в соответствии с путями циркуляции конкретных возбудителей в природе.
§
Для обнаружения гельминтов, их фрагментов (проглоттид. с кодексов), личинок или яиц исследуют кал, мочу, мокроту, дуоденальное содержимое, кровь.
Исследование испражнений (копрологическое исследование) является наиболее распространенным, так как большая часть гельминтов паразитирует у человека в кишечнике или органах, связанных с ним протоками, поэтому их яйца или части тела выделяются с испражнениями.
При копрологическом анализе необходимо строго соблюдать правила личной гигиены, обжигать петли и стеклянные палочки, стерилизовать посуду, стекла и инструментарий, содержать в чистоте рабочее место.
Испражнения исследуют макроскопически или микроскопически хотя обнаружения в них паразитических червей или их частей (гельминтоскопия), а главным образом — яиц гельминтов (гельминтоовоскопия).
Осмотр испоражений
При осмотре испражнений в них можно обнаружить гельминтов, их сколексы, обрывки стробилы, проглоттиды, выделяющиеся самостоятельно или после дегельминтизации.
Микроскопические методы.
Микроскопия — основной метод исследования испражнений для обнаружения яиц и личинок гельминтов.
Нативный мазок.
Небольшой кусочек испражнений переносят палочкой на предметное стекло в каплю 50% водного раствора.
Толстый мазок с целлофаном (метод Като).
Принцип метода: яйца гельминтов обнаруживают в толстом мазке испражнений, просветленном глицерином и подкрашенном малахитовой зеленью.
Методы обогащения.
Методы обогащения основаны на разности удельного веса яиц и применяемого солевого раствора, что позволяет обнаруживать небольшое их количество..
Метод Калантарян.
Вместо насыщенного раствора поваренной соли используют насыщенный раствор азотнокислого натрия (1 кг селитры заливают; литром дистиллированной воды и кипятят до полного растворения). Удельный вес раствора около 1,4.
Достоинства метода: быстро всплывают и обнаруживаются в поверхностной пленке яйца большинства гельминтов, что исключает необходимость исследования осадка. Не всплывают онкосферы тениид и яйца трематод, что следует учитывать при исследованиях с целью диагностики указанных гельминтозов. Высокая стоимость нитрата натрия ограничивает применение данного метода.
Метод Красильникова.
Под действием поверхностно-активных веществ, входящих а состав моющих средств (детергентов), яйца гельминтов освобождаются от испражнений и концентрируются в осадке.
Метод Горячева (метод осаждения) используется для диагностики описторхоза. Удельный вес яиц описторха высок, поэтому они не всплывают в солевых растворах
Для диагностики энтеробиоза используется ленточный метод. Кусок прозрачной полиэтиленовой ленты длиной 4-5 см накладывается через анус на перианальные складки, затем сразу же снимается и приклеивается к предметному стеклу.
Метод биопсии мышц.
Метод биопсии мышцдля диагностики трихинеллеза. Исследуют мышцы больного и остатки мяса животных, послуживших причиной заражения человека. Для анализа чаще берут кусочек (несколько граммов) дельтовидной или икроножной мышцы в асептических условиях.
Мышцу измельчают ножницами и помещают между двумя толстыми стеклами (компрессорий) слегка раздавливают и просматривают на малом увеличении микроскопа. Внутри мышечных волокон обнаруживаются спирально свернутые личинки трихинелл в округлых или лимонообразных капсулах.
Метод мазка крови и толстой капли.
Данный метод применяетсядля диагностики фиряриатозов. Большинство видов микрофилярий локализованы в крови, поэтому для их обнаружения применяют исследование крови — мазок или толстую каплю.
ОБСЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖИМОГО ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ
Если яйца паразитов не обнаружены в кале, но есть подозрения на заражение глистами в печени, желчном пузыре или двенадцатиперстной кишке, исследуется дуоденальный сок.
ИЗУЧЕНИЕ МОКРОТЫ
Личинки мигрирующих аскарид и анкилостомид могут быть найдены в мокроте
140. насекомые. Систематика. Организационные характеристики. Медицинское значение.
Они являются самым многочисленным классом животных по количеству видов. Их общее число достигает одного миллиона.
Тело подразделяется на голову, грудную клетку и брюшко. Помимо органов чувств, таких как усики и глаза, голова содержит сложный ротовой аппарат, строение которого связано со способом питания: грызть, лизать, сосать, колоть-сосать и так далее. Грудная клетка насекомых состоит из трех сегментов, каждый из которых несет пару ходильных ног, построенных по-разному, в зависимости от способа передвижения и двигательной активности. Обычно у свободноживущих насекомых на груди имеются две пары крыльев, но у некоторых паразитических групп они отсутствуют. Брюшко не имеет конечностей.
У насекомых дыхательная система состоит из трахей. Органные системы встречаются и у членистоногих.
Развитие насекомых происходит через метаморфоз — неполный, когда личинка вылупляется из яйца и после нескольких изменений постепенно превращается во взрослую особь или имаго, и полный, когда яйцо, личинка, куколка и имаго сменяют друг друга в течение онтогенеза.
Среди насекомых медицинского значения мы выделяем следующие группы:
(a) Синантропные виды, не относящиеся к паразитам;
(b) временных кровососущих эктопаразитов;
(c) постоянные кровососущие паразиты ;
D) Личиночные паразиты тканей и полостей
