Тваринний та рослинний світ

Ріст та розмноження мікроорганізмів. Як і все живе, одноклітинні мікроорганізми ростуть. Досягнувши певної величини, клітина перестає рости. Під мікроскопом можна спостерігати, як у певний момент вона ділиться на дві частини, які стають самостійними організмами. Так із одної материнської клітини з’являються дві дочірні. Виростаючи, вони теж діляться, утворюючи чотири клітини, потім вісім, шістнадцять і надалі так само у геометричній прогресії.

Першим вченим, який побачив під мікроскопом, як мікроб ділиться навпіл, був Лазаро Спаланцані (1729 ¾ 1799 рр.) Було це у 1776 р. Час від виникнення клітини до її поділу називається часом генерації. У природі спостерігається певна закономірність: чим дрібніший організм, тим скоріше з’являється у нього потомство. Так, час генерації кишкової палички Escherichia coli та збудника холери Vibrio cholerae складає всього 20 хвилин. Користуючись формулами геометричної прогресії a_n = a₁×q^n-1 та S_n = (a_nq-a) / (q-1), де а₁ та а_n ¾ відповідно перший та будь-який інший члени прогресії, q ¾ знаменник прогресії; n ¾ номер взятого члена; S_n ¾ сума перших n-членів, можна підрахувати кількість бактерій, що утворюються за певний час. Підрахунки показують, що вже через добу з однієї бактерії утворюється нереально велика кількість клітин. Відповідно, процес розмноження мікробів обмежений певними умовами. Французький учений Ж. Моно досліджував ріст бактерій і встановив наступну закономірність. У перший час бактерії пристосовуються до середовища та розмножуються дуже повільно. Цей період називають лаг-фазою. Потім іде фаза швидкого розмноження за логарифмічним законом (лог-фаза), після чого настає стаціонарна фаза, коли середовище збагачується продуктами життєдіяльності бактерій, що гальмують процес розмноження і насамкінець бактерії починають відмирати (фаза відмирання).

Причиною загибелі бактерій є несприятливі умови середовища:

1) звичайно мікроорганізми нормально живуть при температурі 0 ¾ 90 ⁰С. Для деяких видів ця межа набагато ширша: від ¾ 270 до + 400 ⁰с;

2) прямі промені сонця для більшості бактерій згубні;

3) мікроорганізми життєздатні в умовах дуже низького тиску (всього 5 мм рт. ст.) та дуже високого (більше 5 атм.);

4) на життєздатність мікроорганізмів впливає реакція середовища pH. Найсприятливіше нейтральне (pH = 7) або лужне (pH > 7) середовище.

Субстратами (носіями) біологічних небезпек можуть бути елементи середовища мешкання (повітря, вода, грунт), рослини, тварини, люди, обладнання, інструменти, сировина, переробні матеріали та ін.

Бактерії живуть у воді, у тому числі також у гарячих джерелах, у льодах, у повітрі на різній висоті від Землі. Особливо багато бактерій у грунтах. У 1 г орного грунту міститься від 1 до 20 млрд мікробів. Мікроби супроводжують людину все життя. Без мікробів життя неможливе. Але патогенні мікроби для людини небезпечні. Тому людина наполегливо шукає способи захисту від патогенних мікробів. Ще Спалланцані довів, що за тривалого кип’ятіння рідин, мікроби, які знаходяться в них, гинуть. Німецький вчений Шванн встановив, що висока температура вбиває і мікробів, що перебувають у повітрі. Фізик Тиндаль довів, що мікроби у рідинах гинуть після кількох повторних кип’ятінь. Повторне короткочасне нагрівання рідини до точки кипіння, запропоноване Тиндалем називають тиндалізацією. Усі методи знищення мікробів під впливом високої температури мають загальну назву ¾ стерилізація. Часткова стерилізація молока нагріванням до 60 ⁰С протягом 30 хв називається пастеризацією.

Для уловлювання мікробів із рідин та газів застосовують спеціальні фільтри, що мають дуже мілкі пори.

Мікроорганізми не безсмертні. Розмноження їх не безмежне. Багато клітин гинуть не доживаючи до поділу. Мікроби ворогують між собою (антагонізм). Мікроби гинуть від сонячного світла, ультрафіолету. Деякі мікроби живляться відмерлими частинами рослин. Це сапрофіти. Інші нападають на живі організми ¾ це паразити.

Хвороботворні мікроби виділяють ферменти, які порушують нормальний стан людини.

Бактерициди ¾ хімічні речовини, що вбивають бактерії.

Бактеріоситаз ¾ тимчасова зупинка розмноження бактерій під впливом різних речовин (у тому числі й ліків).

Уловлювачі бактерій ¾ пристосування для відбору проб повітря з метою визначення ступеню та характеру бактеріального забруднення.

Бактеріоносії та вірусоносії ¾ люди або тварини, що мають у собі збудників інфекційних захворювань при відсутності ознак захворювання.

Бактеріологічне нормування. Принцип нормування бактеріолог­гіч­них забруднень може бути реалізований на практиці на основі прямих та непрямих показників.

Прямі методи полягають у встановленні залежності між фактом захворювання та знаходженні відповідних патогенних мікробів. Однак через тривалий інкубаційний період та порівняно малу частоту захворювань прямі методи визнаються недостатньо надійними.

У зв’язку з цим стали застосовуватися непрямі показники бактеріального нормування якості води. Одним з перших непрямих показників небезпечного для здоров’я бактеріального забруднення води було запропоновано вважати загальну кількість бактерій, вирощуваних на живильному середовищі з 1 мл нерозведеної води. При вирішенні питання про те, яку кількість бактерій, що осіли у воді, можна вважати безпечною, була рекомендація Р. Коха, зроблена ним на основі вивчення холерної епідемії у Гамбурзі у 1892 р. Порівнюючи якість питної води, якою постачалося населення гамбурга, з якістю води сусіднього міста Альтона, яке зостався вільним від епідемії холери, Р. Кох відзначив, що очищення води на фільтрах м. Альтона до вмісту в ній не більше 100 мікробів у 1 мл забезпечувала населенню безпеку під час холерної епідемії.

У 1914 р. у першому стандарті якості питної води у США показник не більше 100 бактерій у 1 мл був використаний у якості нормативу допустимого загального бактеріального забруднення. Другого разу у світовій практиці це було зроблено в СРСР у 1937 р. Надалі цей показник був прийнятий у стандартах майже всіх європейських країн.

Другим непрямим показником є кількість кишкових паличок. Дослідженнями вчених було доведено, що кишкова паличка може слугувати санітарно-показниковим мікроорганізмом.

У 1937 р. було прийнято тимчасовий стандарт якості води, що подається у водопровідну мережу, згідно якому кількість кишкових паличок у 1 л води повинна бути не більше 3. Цей норматив перевірено багатолітньою практикою централізованого водопостачання. Дотримання цього нормативу створює необхідний ступінь безпеки у відношенні інфекцій, які можуть розповсюджуватися водним шляхом. Було доведено, що коли кількість кишкових паличок наближається до 3 в 1 л, досягається відсутність у воді життєздатних та вірулентних (хвороботворних) мікроорганізмів.

У людському організмі містяться різноманітні мікроорганізми. Якісь з них нешкідливі, інші навіть корисні. Хвороботворні мікроби відрізняються тільки тим, що виділяють ферменти, які розкладають кров’яні тільця, м’язи, слизові оболонки, порушуючи тим самим нормальний стан організму. Особливу групу утворюють хвороботворні мікроби, які виділяють сильнодіючі отрути (токсини), що отруюють уражений організм. Руйнуючу дію на організм людини справляють також агресини, що містяться в бактеріях.

Мікроби проникають в організм людини найчастіше трьома шляхами: через органи дихання, травний тракт та шкіру. Зараження через шляхи дихання називається крапельною інфекцією.

Носіями хвороботворних мікробів є тварини, комахи. Місцем розмноження мікробів, що виробляють токсини, можуть бути продукти живлення. Clostridium botulinum розмножується у м’ясній їжі і виділяє токсин ботулізму, дуже сильну отруту. Хвороботворні мікроби зберігають життєздатність у воді дуже довго. Але людина не може довго існувати без води. Звідси постійна загроза інфекції. Сильна епідемія холери спалахнула у Петербурзі в 1908 - 1909 р. Причина ¾ надходження стічної води з каналу у водопровідну мережу.

Людина має добрий природний захист від хвороботворних мікробів. Перша лінія захисту ¾ наша шкіра. Але найменша ранка відкриває доступ мікробам в організм. У носовій порожнині мікроорганізми затримуються дрібними волосками. У ротовій порожнині бактерії затримуються слиною, у якій містяться бактерицидна речовина, відома під назвою лізоцим. Лізоцим є також в сльозах. Це встановив А. Флеммінг. У 1965 р. біохіміки визначили склад лізоциму, в молекулі якого знаходиться 129 різних амінокислотних залишків. Лізоцим розчиняє клітинні стінки ряду бактерій, знищує бактерії. Але якщо мікробам все-таки вдається проникнути в організм, то їх чекає кисле середовище шлунку, яке знищує більшу частину мікроорганізмів. Деякі мікроби все-таки проникають у кишечник. Тут їх чекає чергова перешкода. І.І. Мечников у 1883 р. показав, що білі кров’яні тільця (лейкоцити) здатні активно захоплювати та поглинати сторонні мікроби, які проникли в організм. Це явище Мечников назвав фагоцитозом, а білі кров’яні тільця ¾ фагоцитами. На основі цих фактів розроблена фагоцитарна теорія імунітету.

Імунітет буває набутий та природний, або природжений. У 1796 р. англійський лікар Дженнер відкрив метод запобіжних щеплень, який він назвав вакцинацією, а матеріал для щеплень вакциною (від лат. vacca ¾ корова). Несприйнятливість до інфекцій, створювана штучним шляхом, називається імунізацією. Імунізація сироваткою є пасивною, вакциною ¾ активною.

У боротьбі з мікробами велике значення має гігієна. Піт, пил, бруд ¾ добре поживне середовище для мікроорганізмів. Ефективним середовищем боротьби з мікробами є дезинфекція. У якості засобів дезинфекції застосовується настойка йоду, ультрафіолетові промені, хлор та ін. Дезинфекція є безпосереднім засобом боротьби з мікробами.

Дезинсекція та дератизація спрямовані проти переносників мікробів. Дезинсекція ¾ засіб боротьби з комахами. Препарати, які застосовуються при дезинфекції називаються інсектицидами. Їх багато. Всі вони мають у якості складової частини хлор.

Боротьба з гризунами називається дератизацією. При цьому застосовують хімічні, механічні та біологічні засоби. ГОСТ 12.1.008-76 «Біологічна безпека» зобов’язує приймати відповідні засоби під час роботи з біологічними об’єктами, щоб попередити виникнення у працюючих захворювання, стану перенесення, інтоксикації, сенсибілізації й травм, викликаних мікроорганізмами.

Гриби ¾ відокремлена група нижчих рослин, що позбавлені хлорофілу і живляться готовими органічними речовинами. Існує більше 100 тисяч видів грибів. Від бактерій гриби відрізняє наявність ядра у клітині. Патогенні гриби викликають хвороби рослин, тварин та людини.

Наука про гриби ¾ мікологія. Мікози (від грец. mykes ¾ гриб) ¾ хвороби людини та тварин, що викликаються паразитичними грибами. Токсичні гриби викликають харчові отруєння людини й тварин, які називаються мікотоксикозами.

Гриби мають три форми розмноження: вегетативну, безстатеву та статеву. Самий отруйний гриб на світі ¾ бліда поганка. Отрута блідої поганки не руйнується ні при кип’ятінні, ні при жаренні. Цей гриб являє собою смертельну небезпеку для людини. Людина може отруїтися червоним мухомором, але смертельні наслідки рідкі. Майже кожний їстівний гриб має свого неїстівного або отруйного двійника. Це являє небезпеку для недосвідченого грибника.

На життя людей вже багато сторіч мають вплив гриби-паразити рослин. Кожен рік людство втрачає через ці гриби близько п’ятої частини світового врожаю рослин. Паразитичний гриб фітофтора уражає картоплю, що прирікає населення на голод. Так, у 1845 р. був значний неврожай картоплі в Ірландії.

Небезпечний також гриб ¾ паразит споринья. Він росте на колосках жита. Містить відомий і дуже небезпечний наркотик ЛСД. У людини викликає важке захворювання ¾ «антонів вогонь».

Деякі тварини являють потенційну небезпеку для людини.

Кліщі. Живляться кров’ю великих тварин і людини. Кліща, що присмоктався, не можна витягувати. Його голова зостанеться у шкірі і викличе запалення, більш небезпечне ніж сам укус. Краще рясно змочити кліща спиртом або одеколоном і кліщ сам відпаде. Дуже шкідливі маленькі коростяні кліщі, що викликають хворобу ¾ коросту. Головна шкода кліщів ¾ не у їх укусах, а у хворобах, що переносяться кліщами, наприклад, кліщовому енцефаліті. Надійним захистом від цієї хвороби є щеплення.

Скорпіони. Зловісна слава скорпіона пов’язана з його отруйністю. Для дрібних тварин укус скорпіона смертельний. Для людини укол жала скорпіона дуже болісний (виникає пухлина, людину морозить, підвищується температура), але життю не загрожує. Достеменно відомо тільки кілька випадків загибелі дітей, вкушених великими тропічними скорпіонами.

Павуки. Павук каракурт (у перекладі чорна смерть), довжиною трохи більше одного сантиметра, один із самих небезпечних. Смертність від його укусів складає близько 4 %. Укус каракурта викликає психічне збудження укушеного, болі у всьому тілі, порушення роботи серця та утруднене дихання. Спеціальна сироватка проти каракурта не завжди доступна. У польових умовах рекомендується зразу після укусу припікати ранку сірником. Отрута павука під час нагрівання руйнується. Інші небезпечні павуки (наприклад, тарантул) серйозної загрози для людини не становлять, хоча їх укус болісний.

Сарана. Небезпечна тим, що знищує урожай, всю рослинність, може приректи на голод весь тваринний світ і людину.

Акули та скати. За різними оцінками спеціалістів нараховується від 250 до 350 видів акул. За офіційною статистикою від акул гине 35 людей за рік. Акули нападають на людину не тільки у відкритому морі, а й на глибині 1 ¾ 1,5 м недалеко від берега.

Поведінка акул непередбачувана. Іноді люди знаходяться довго у відкритому морі, яке кишить акулами, а ті їх не чіпають. Жак-Ів Кусто, який більше ста разів зустрічався з акулами, свідчить, що іноді неможливо передбачити, що зробить акула. Під час другої світової війни у Тихому океані загинуло більше тисячі моряків. Транспорт торпедували вночі, а вранці рятувальні кораблі, що прибули на місце катастрофи, виявили на воді багато трупів у рятувальних жилетах. Усі тіла були без ніг. Ф. Рузвельт у 1942 р. дав розпорядження почати розробку заходів, щодо відлякування акул. Препарат, який отримав гучну назву «винищувач акул», входив у рятувальний комплект американських військовослужбовців. Як показала практика, апарат виявився ненадійним. Кінцеве рішення поки що не знайдено. Жак-Ів Кусто запропонував для захисту від акул оригінальний пристрій ¾ захисток від акул. Це металева клітка, у якій íèðåöü занурюється під воду. Ефективним колективним засобом захисту від акул виявилися сітки, розставлені у морі недалеко від пляжів.

Піраньї.Це невеликі, до 30 см у довжину, рибки, що живуть у річках і озерах Південної Америки. Піраньї нападають на усе живе, що опинилося у межах їх досяжності: великих риб, домашніх та диких тварин, людину. Алігатор ¾ і той намагається уникати з ними зустрічі. Зграя піраній здатна у лічені хвилини обгризти бика, залишивши тільки голий скелет. Пастухи,щопереганяютьхудобу через річки, де водяться піраньї, змушені віддавати їм на поталу оду з тварин. Поки піраньї розправляються з нещасною жертвою, стадо може перейти на протилежний берег. 19 вересня 1981 р. більше 300 людей були з’їдені піраньями біля бразильського порту Обідус. Люди опинилися у воді у результаті аварії пасажирського судна.

Електричні риби. До них відносяться близько 30 видів електричних скатів, електричний вугор, електричний сом. Характерними особливостями цих тварин є наявність у них електричних органів. Електричні органи ¾ це видозмінені м’язи. Напруга електричних зарядів досягає 220 В, а в електричних вугрів ¾ навіть 600 В. Як відомо, така напруга небезпечна для людини.

Земноводні.У джунглях Південної Америки живе жабка кокоі. Це маленька істота, яка поміщається у чайній ложці. Її отрута у тисячу разів сильніша ціанистого калію і у 35 раз сильніше отрути середньоазіатської кобри. Отрути однієї жабки вистачило б для вбивства 1500 людей. Це сама сильна отрута із відомих тваринних отрут. Через шкіру вона не проникає, але будь-яка подряпина може призвести до біди.

Отруйні ящірки ¾ ядозуби, або хелодерми, володіють сильнодіючою отрутою, від якої швидко гинуть дрібні тварини. Небезпечна отрута і для людини. Близько третини гине від укусів.

Змії. Самою отруйною змією довгий час вважався австралійський тарпан. Усі відомі випадки укусу людини тарпаном закінчувалися її загибеллю. За новими дослідженнями отруйними вважаються тигрові та морські змії. Гюрза ¾ велика гадюка, завдовжки до 2 м, небезпечна для людини. Королівська кобра є самою довгою отруйною змією на Землі. Рекордна довжина досягає 5,7 м. Укушена цією коброю людина може померти дуже швидко, всього через півгодини після укусу.

Змій дуже багато, лише невелика частина серед них є отруйною. Отрута змії діє тільки під час попадання у кров. Зміїна отрута використовується у медицині. Зараз існують спеціальні розплідники змій (серпентарії), у яких беруть отруту.

Ññàâö³ (звірі).Єдиними носіями отрути серед звірів на нашій планеті вважаються єхидни та качкодзьоби. Хижаки ¾ леви, гієни, тигри, леопарди та інші за певних умов можуть становити собою небезпеку для людини.

Рослини (PLANTAE). Здавна люди помічали, що деякі види рослин володіють лікарськими і отруйними властивостями. Але, як стверджував Парацельс, тільки доза робить речовину отрутою або ліками.

Тютюн.Появу в XV ст. тютюну в Європі пов’язують з іменем француза Жана Ніко, який начебто привіз насіння цієї рослини з острова Тобаго. Звідси латинська назва тютюну - Nikotiana tabacum. У тютюні міститься отруйний алкалоїд нікотин. Смертельна доза нікотину міститься приблизно у 20 цигарках, але оскільки вона поступає в організм поступово, смерть курця не наступає. Нікотин дуже швидко розноситься по тілу курця. У мозок він потрапляє через 5-7 с після першої затяжки. Смола, що утворюється під час згоряння тютюну, викликає пухлини. Серед курців рак легень зустрічається у кілька разів частіше, ніж серед тих, хто не курить. Один із англійських королів так охарактеризував куріння: «звичай, огидний для очей, ненависний для носа, шкідливий для грудей, небезпечний для легень». Знаменитий поет Гете казав: «Освічена людина не курить». Був час, коли в Росії за куріння карали батогами. Існував звичай нюхати і жувати тютюн. З Америки в Європу було завезено багато культур - картоплю, томати, соняшники тощо. Тютюн - найнепотрібніша з них. Однак тютюнову пилюку використовують з користю у сільському господарстві для боротьби з шкідливими комахами.

Конопля. Із смолистих виділень коноплі отримують небезпечні наркотики, відомі як гашиш, марихуана, анаша, споживання яких призводить до розвитку найтяжчого захворювання - наркоманії.

Кропива.Весною зелений борщ з молодої кропиви допомагає заповнити нестачу вітамінів у організмі. Листки кропиви покриті волосками з їдким соком. Волоски просочені кремнеземом і дуже крихкі. При найменшому дотику головки волосків обламуються, їдкий сік потрапляє у ранки, викликаючи опіки і подразнення шкіри.

Мак. Людина розпочала розводити мак заради їстівного насіння, в якому більше 50 % відмінного масла. Але ще у давнину люди робили надрізи на неспілих головках маку, із яких виступав білий сік (опій або опіум). Засохлий сік зшкрібали і отримували гіркий коричневий порошок ¾ опій (опіум). З давніх пір, на жаль, опій використовують не тільки як ліки, але і як наркотик. Куріння опіуму забрало тисячі життів курців і навіть послужило причиною опіумних війн. Зараз висівання опіумних сортів маку заборонене рішенням ООН.

У величезному світі рослин, крім рослин, які являють потенційну небезпеку для людини, є рослини ¾ хижаки і рослини ¾ паразити. Існують навіть легенди про рослини ¾ людоїди. Герберт Уеллс на основі цих легенд написав оповідання «Страшна орхідея».

Існує ряд садових рослин і квітів, які отруйні або настільки токсичні, що викликають отруєння. Більша частина постраждалих ¾ діти.

Дурман. Усі частини цієї рослини містять алкалоїд з наркотичним ефектом. Дурман легко відрізнити від інших рослин по великих лійкоподібних квітах.