Реферат: Значення наземного середовища в житті людини
1. Вплив абіотичних факторів на організм людини. Механізми адаптації та акліматизації людського організму
1.1 Характеристика наземного середовища існування людини, його особливість в порівнянні з іншими середовищами
Живі організми нашої планети населяють чотири основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, грунт, а також організми інших істот. Наземно-повітряне середовище найрізноманітніше за своїми умовами. Провідна роль серед абіотичних факторів тут належить освітленості, температурі, вологості, газовому складу атмосфери.
Температура навколишнього середовища може на протязі кількох годин змінюватися на 10-20 градусів за Цельсієм, впливаючи на температуру тіла різних організмів. Людина відноситься до гомойотермних організмів, що здатні за рахунок складних механізмів терморегуляції підтримувати сталу температуру свого тіла. Температура довкілля визначає швидкість обміну речовин: низькі температури їх гальмують, але надто високі можуть призвести до порушення структури та денатурації білків. Тому для більшості організмів оптимальні значення температури знаходяться у вузьких межах - +10...30 градусів за Цельсієм, а екстремальні температури є стримуючим фактором в географічному поширенні видів.
Освітленість визначається дією сонячних променів і може суттєво змінюватись як на протязі доби, так і на протязі року. Ці зміни пов’язані з особливостями руху Землі як планети і є ритмічними. В зв’язку з цим у всіх наземних організмів в процесі еволюції з’явилась реакція фотоперіодизму, яка проявляється через зміну інтенсивності фізіологічних процесів, а також поведінки на протязі доби, або року.
Вологість повітря – відображає вміст водяної пари на одиницю об’єму (абсолютна вологість). Вологість повітря визначає потрапляння води через покриви, а також умови втрати води через цей шлях і з поверхні дихальних шляхів. Значні коливання умов забезпечення вологою в різних географічних регіонах викликало в процесі еволюції становлення у тварин і у людини широкого кола спеціальних адаптацій. На вологість повітря впливають також осади, які регулюють режим водойм і ґрунтову вологу. Розподіл опадів дуже нерівномірний по кліматичних зонах, а також по сезонах. Утворення адаптацій до дефіциту вологи є головним напрямком еволюції при засвоєнні різними групами організмів наземного середовища.
Газовий склад повітря – головними складовими нижніх шарів атмосфери є кисень (близько 21%), азот (майже 78%), аргон ( 0,093%).На всі інші гази, серед яких основну долю займає вуглекислий газ, припадає близько 0,03%. Вміст вуглекислого газу в повітрі змінюється в залежності від широти, місцевості, часу доби та пори року, місцевих умов. Локальні концентрації вуглекислого газу в повітрі можуть досягати 0,07%. Кисень потрібен організмам для забезпечення енергією, яка вивільняється у результаті реакцій окислення. Підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері гальмує ці процеси. Завдяки постійності газового складу атмосферного повітря організми наземного середовища не лімітовані по кількості повітря. Лише в деяких специфічних умовах газообмін може бути обмежений деякою нестачею кисню і зниженням парціального тиску цього газу ( наприклад, в умовах високогір’я)
1.2 Вплив температури на життєві процеси організму людини, механізми терморегуляції
Підтримання сталої температури тіла у людини досягається як і у всіх гомойотермних тварин завдяки активним регуляторним механізмам підтримання теплового гомеостазу внутрішнього середовища тіла. Завдяки цьому біохімічні та фізіологічні процеси завжди протікають в оптимальних температурних умовах.
Фізіологічні механізми, що забезпечують підтримання сталої температури поділяються на дві функціональні групи: механізми хімічної і фізичної терморегуляції. Хімічна терморегуляція регулює теплопродукцію організму за рахунок зміни інтенсивності метаболізму. Теплообмін організму з середовищем збалансовано і зміни температури довкілля понад межі комфортних температур викликають рефлекторне підвищення або пониження рівня обміну речовин. Фізична терморегуляція пов’язана з формуванням захисного теплоізоляційного прошарку жирової клітковини шкіри, а також з судинними реакціями і збільшенням або зменшенням потовиділення. Наприклад, природне схуднення на 1-1,5 кг при підвищенні середньодобових температур в весняно-літній період, і навпаки, збільшення ваги за рахунок більш інтенсивного відкладання жиру при переході до зимового періоду спостерігається в популяціях людей зони помірного клімату.
Антропологами виділені регіональні адаптивні типи населення різних регіонів. Люди півночі мають більші розмірі тіла, вагу, ніж південні популяції людей. На півночі більша маса тіла сприяє кращому збереженню тепла, оскільки поверхня тіла сприяє втратам тепла, а об’єм – його збереженню. Таку ж саму роль виконує і прошарок жиру. В умовах півночі він значно товщий, виконує функцію теплоізоляції. В північних районах люди потребують більшу кількість їжі, у них метаболізм проходить інтенсивніше. На півдні в корінних жителів середня вага тіла менше, ніж у людей півночі, підшкірна жирова клітковина незначна, вони мають худорляву постать, довгі кінцівки.
1.3 Водно – сольовий обмін людини в різних кліматичних зонах та особливості пристосування до умов існування в них
В наземних умовах наявність води та відповідна вологість повітря дуже непостійний фактор середовища і суттєво коливається в різних кліматичних та географічних умовах.
Для тропічної зони характерні середньомісячні температури +24...29 градусів за Цельсієм, високий рівень сонячної інсоляції, але головне, повітря, насичене водяними парами (відносна вологість складає 80-90%). В результаті процесів гниття опалого листя в приземних шарах повітря значно зростає вміст вуглекислого газу (від 0,04% до 0,3%), чому люди, що опинились в тропічному лісі нерідко скаржаться на відчуття нестачі кисню. Висока температура в поєднанні з високою вологістю повітря в тропіках ставить організм людини в дуже несприятливі умови теплообміну. Висока вологість зводить до мінімуму можливість позбутися зайвого тепла потовиділенням, оскільки піт не випаровується, а стікає по шкірі. Все це створює умови перегрівання організму при відносно невеликій температурі повітря. В джунглях при фізичних навантаженнях значні втрати солей разом з потом призводять до порушення водно-сольового балансу і дегідратації організму.
Як правило, райони з нестачею вологи пов’язані з високими температурами - райони пустель, напівпустель та прилеглих до них районів. За даними ЮНЕСКО, пустелі складають приблизно п’яту частину площі всіх континентів. Для пустель характерна велика інтенсивність сонячної радіації (температура в затінку досягає +50 градусів за Цельсієм), невелика кількість осадів, сухість повітря. В умовах, коли організм отримує велику кількість тепла, основна фізіологічна задача - підвищення тепловіддачі для збереження гомеостазу, що супроводжується розширенням судин шкіри і відповідно збільшенням потовиділення. Внаслідок збільшення потовиділення відбувається дегідратація, з організму вимиваються не тільки солі, а й водорозчинні вітаміни. В результаті порушується водно – сольовий баланс організму, змінюється осмотичний тиск крові. При цьому компенсація втрат води супроводжується збільшенням добових потреб у воді. Місцеве населення адаптовано до цих умов. Наприклад, в умовах Середньої Азії добові водні потреби у людей складають 2550-1120 мл, а у людей що переїхали в ці кліматичні умови з зони помірного клімату вони сягають 3850- 3930 мл. В умовах пустель змінюється і раціон людей, який містить невелику кількість білків та жирів, і відповідно більше енергетично містких вуглеводів. Для людей, що працюють в умовах аридної зони збільшується добова потреба в вітамінах та мікроелементах.
Адаптивний тип людей з помірних широт характеризується середніми значеннями інтенсивності метаболізму та морфологічними особливостями та займає проміжне значення між людьми півночі та півдня.
1.4 Особливості газообміну в умовах високогір’я
Один з найбільш складних в екологічному відношенні районів існування людини є високогір’я. Деякі міста розміщені на значній висоті над рівнем моря
(Мехіко- 2277м, Адіс-Абеба - 2000м.), багато сільських поселень на Памірі, Гімалаях. В цілому, в умовах високогір’я живуть десятки мільйонів людей різних рас та національностей. В цих умовах людина повинна пристосуватися до понижених температур, зменшеного барометричного тиску, гіпоксії внаслідок зниженого парціального тиску кисню.
Місцеві популяції людей мають завдяки адаптації організму: підвищений вміст гемоглобіну, вміст еритроцитів в крові збільшується до 8 млн. в 1 мл крові. Для горців характерні добрий розвиток дихальної системи, збільшення життєвої ємності легень, підсилення легеневої вентиляції. Адаптація до гіпоксії здійснюється і на молекулярному рівні: підвищена активність окисних ферментів, гемоглобін швидше зв’язується з киснем і легше віддає його тканинам, в м’язах збільшений вміст міоглобіну. В популяціях киргизів – жителів Паміру спостерігається пригнічення активності щитоподібної залози. Така помірна гіпофункція має пристосувальне значення, оскільки гальмує основний обмін, більш економно витрачаючи кисень. Існує думка, що добір в місцевих популяціях відбувався на стадії пренатального розвитку, коли ембріон найбільш чутливий до нестачі кисню. У європейців, що недавно живуть в гірських умовах Перу відмічається велика кількість мертво новонароджених в порівнянні з аборигенами. Це свідчить про те, що в умовах високогір’я має місце не просто акліматизація, а генетична адаптація.
1.5 Освітленість та біологічні ритми
Багато природних явищ в неживій природі мають певну періодичність, яка пов’язана з космічним походженням Землі. Ритмічність дії факторів зовнішнього середовища, що підпорядкована суровій періодичності стала фізіологічно і спадково обумовлена для багатьох організмів, в тому числі і для людини. Реакції організмів на періодичні зміни навколишнього середовища отримали назву біоритмів. Багато біоритмів піддається систематизації. За ступенем залежності від зовнішніх умов вони поділяються на екзогенні та ендогенні. За сучасними уявленнями в основі біоритмів лежить внутрішня генетична програма, на яку впливає складний комплекс зовнішніх факторів. Освітленість являє собою первинно-періодичний фактор і зумовлює спадково закріплені стереотипи активності на протязі доби. Циклічні зміни загальної активності на протязі доби пов’язані з відповідними ритмами фізіологічних процесів. Генетично закріплені ендогенні цикли фізіологічних процесів з періодом, близьким до 24 год. називаються циркадіанними (циркадними). Характер активності фізіологічних реакцій організму людини в різний час доби різний і залежить в основному від факторів зовнішнього середовища. Так, більшість людей на протязі доби мають два піки активності(підвищеної працездатності): перший спостерігається ранком з 8 до 12 години, другий ввечері - між 17-19 годинами. Найслабкіша активність спостерігається в 2-5годин ранку і в 13-15 годин. З врахуванням фізіологічних ритмів нашого організму побудована також тривалість навчальних занять в школах та інших навчальних закладах.
Хронобіологами виділені серед людей три типи за переважанням періоду активності : ранковий (15%), проміжний ( 50%), нічний ( 35%). Темп життя сучасної людини призводить до швидкої зміни тимчасового середовища: трансконтинентальні перельоти із зміною часових поясів, штучна освітленість міст з порушенням добового ритму. Такі зміни можуть викликати стан десинхрозу. Типовий десинхроз спостерігається у окремих професійних груп (льотчики, космонавти, учасники полярних експедицій) і викликає поступове накопичення фізіологічних порушень з розвитком захворювань. Румунські вчені проаналізували біоритмологічний аспект в житті довгожителів планети і прийшли до висновку про безпосередній зв’язок підтримання циркадних ритмів з довголіттям. Довгожителі ніколи не працювали за гнучким графіком роботи, в нічні зміни, не перелітали на літаках в інші часові пояси, підтримували сталий добовий режим активності.
Біологічні ритми людини відображають не тільки добові природні ритми, але можуть мати і більш довгу тривалість. Рух Землі навколо Сонця призводить до річних біоритмів, що пов’язані з сезонними змінами, а, відповідно, із змінами усіх фізико-хімічних параметрів наземно-повітряного середовища. Зміна тривалості світового дня викликає у багатьох людей відчуття осіньо-зимової депресії, пригнічення емоційного стану. Доведено, що пік інфаркту міокарду спостерігається в період з пізньої осені до зими, а мінімум – в серпні-вересні. Сезонні зміни проявляються також у підвищенні в організмі людини інтенсивності метаболізму навесні, і в зниженні його взимку; в збільшенні вмісту гемоглобіну крові і в зміні збудливості дихального центру в весняно - літній період року. В якості прикладу сезонних впливів можна привести зміну кількості еритроцитів, частоту серцевих скорочень, швидкість осідання еритроцитів в залежності від пори року. Місяць, обертаючись навколо Землі викликає зміни в гравітаційному полі планети, спричиняючи припливно-відпливні процеси. Цей вплив відчувають і рідинні середовища організму людини. Доведено, що Місяць створює двогодинні ритми діяльності 12 органів людини.
З усіх геофізичних ритмів на людину найсильніше діють періодичні зміни активності Сонця, які впливають на магнітне поле Землі, іоносферу, погоду. Доведено, що під час сонячної активності різко погіршується стан хворих з серцево-судинними захворюваннями. Сонце суттєво впливає на магнітне поле Землі з періодичністю тижня. Виявляється, що такі періодичні зміни викликають зміни рН-середовища організму, емоційного стану, самовідчуття людини.
Таким чином всі біоритми людини можна поділити на фізіологічні та екологічні. Фізіологічні, як правило, мають періоди від долі секунди до кількох хвилин. Екологічні ритми співпадають з геофізичними ритмами і завчасно адаптують організм до періодичних змін умов існування.
1.6 Загальні принципи адаптації. Особливості адаптації людини
Людина при взаємодії з навколишнім середовищем реагує на нього індивідуально за допомогою фізіологічних реакцій. Система саморегуляції внутрішнього середовища забезпечує швидку реакцію організму людини, підвищуючи його стійкість. Саморегуляція здійснюється за допомогою нервової системи і біохімічних процесів і є детекторною системою, що ловить різкі зміни у навколишньому середовищі і подає сигнал про небезпеку. У силу загальних соматичних властивостей фізіологічного пристосування організм може адаптуватись або акліматизуватись, виробити імунітет до найрізноманітніших зовнішніх факторів. Усі люди здатні проявляти необхідну пластичність реакцій у відповідь на зміни зовнішніх умов. Це комплекс механізмів, які виробились у процесі еволюційного розвитку живих організмів і дозволяють їм існувати у природі, пристосовуючись до зміни умов навколишнього середовища. Адаптація допомагає підтримувати гомеостаз і тоді, коли параметри деяких факторів довкілля виходять за межі оптимальних. Адаптація залежить від сили дії факторів навколишнього середовища і від індивідуальної реактивності організму. Критерієм ступеня адаптації є збереження гомеостазу незалежно від тривалості дії фактора, до якого сформувалась адаптація.
У людини, як і у всіх ссавців в процесах адаптації важливу роль відіграють нервові механізми, гіпоталамо - гіпофізарна і симпатико-адреналінова системи. Під час фізіологічної адаптації спостерігається сукупність реакцій, що сприяють пристосуванню організму до змін навколишнього середовища і направлених на збереження гомеостазу. Внаслідок цього підвищується стійкість організму к низьким або високим температурам, зміні тиску, фізичним навантаженням та інше. При дії значних за силою та тривалістю подразників в організмі виникає комплекс неспецифічних реакцій - так званий загальний адаптаційний синдром
(див. вчення Г. Сельє про стрес). Оскільки абіотичні фактори середовища впливають на організм людини на рівні обміну речовин, то відповідно у людини в процесі еволюції виникли активні шляхи адаптації. При цьому адаптивні механізми підтримують гомеостаз внутрішнього середовища. Але одночасно, людина за рахунок діяльності в процесі соціальної еволюції змогла адаптуватись до значних коливань абіотичних факторів за рахунок створення одягу, житла, забезпечення себе харчовими запасами при несприятливих умовах. Врешті решт це зумовило географічне поширення людини як виду на всіх континентах Землі, за виключенням окремих екстремальних в кліматичному плані регіонах. Тому особливістю адаптації людини є як успадковані механізми фізіологічної адаптації, так і застосування штучних механізмів захисту та пристосуваннь до дії факторів зовнішнього середовища, які відсутні у тварин. Особливості одягу, житла, харчування, поведінки різних популяцій людей відображають специфіку існування в тих, чи інших умовах і є довготривалим результатом соціальної адаптації до них.
2. Вплив біотичних факторів на організм людини
2.1 Класифікація біотичних факторів
Біотичні фактори (їжа, хижаки, збудники хвороб, конкуренти, паразити) не тільки впливають на організми інших видів, але одночасно являються об’єктом впливу з їхньої сторони. Тому краще говорити про біотичну взаємодію організмів одного чи різних видів. Такі взаємодії можуть бути антагоністичними (конкуренція, паразитизм, хижацтво), взаємовигідними (мутуалізм), чи нейтральними. Кожен з організмів постійно взаємодіє з особинами свого (внутрішньовидові зв’язки) та інших (міжвидові зв’язки) видів. Усі форми співіснування організмів різних видів називаються симбіозом. За характером взаємозв’язків розрізняють паразитизм, коменсалізм, мутуалізм.
2.2Основні різновиди взаємодії людини з іншими організмами
Особливості еволюції людини, переважання соціальних факторів в історичному розвитку суспільства призвели до того, що людина займає особливе місце серед інших живих організмів Землі. Це зумовлює і особливості біотичних взаємозв’язків людини. Засвоєння знарядь праці, активна зміна довкілля, створення штучного середовища призвели до того , що ми все частіше кажемо по хижацьке відношення людини до природи. Екологи постійно б’ють на спалах про щоденне зникнення багатьох видів тварин та рослин внаслідок антропогенної діяльності, які не витримують подібного тиску. В цьому відношенні у людини не має конкурентів в біологічному світі. Тобто, можна вважати, що вона зайняла домінуюче положення, активно впливаючи на чисельність популяцій інших видів, змінючи та скорочуючи їх середовища існування.
На стадії первісних племен людина почала одомашнювати диких тварин, а потім завдяки штучному добору створила багато сортів рослин, порід тварин, які без постійного догляду не змогли б існувати в дикій природі. На сучасному етапі людина досягла такого рівня знань, що може створювати нові види організмів. Все більше використовуються в нашому житті трансгенні культури мікроорганізмів, рослин, тварин.
Таким чином, ми можемо сказати, що все різноманіття взаємовідносин з іншими організмами у людини зводиться до таких форм: хижацьке по відношенню до потенційних конкурентів за середовище існування та їжу, та співіснування з іншими видами організмів в вигляді сімбіотичних зв’язків різного напряму.
2.3 Вплив тварин на людину. Види - коменсали. Синантропні види тварин і їх значення
Фактично, зараз майже не залишилось незмінних природних біоценозів, що оточують людину. Людина активно створює різні штучні ценози в вигляді різновидів антропоекосистем: сільськогосподарські угіддя, міста, промислові екосистеми та інше. Особливості біорізноманіття в них характеризуються зменшенням видового різноманіття, відповідними пристосуваннями організмів до співіснування з людиною в цих екосистемах. Серед тварин можна виділити три групи видів:
1. Види – коменсали. Це організми, що використовують харчові та просторові можливості штучних екосистем, не завдаючи помітної шкоди людині. Цікавим є те, що такі види організмів характеризуються певною психофізіологічною пластичністю, легше адаптуються до небезпеки, стресових умов. Наприклад, птахи родини горобцевих відрізняються пластичністю поведінки в міських умовах, що дозволяє їм завжди знаходити їжу.
2. Види – паразити.
3. Синантропні види - види які пристосувались до існування виключно в поселеннях людини. Типовим прикладом є гризуни (сірий пацюк, миша хатня), деякі комахи (мурашки, таргани). В процесі сумісної з людиною еволюції у них виробились певні особливі риси поведінки, які дозволяють їм витримувати жорсткий тиск з боку людини, і досягати значної чисельності.
Будь - який живий організм може бути носієм різних збудників хвороб, або їх переносником. Довготривала адаптація до співіснування з людиною синантропних видів призвела до того, що людина не може позбутися їх, не зважаючи на те, що діяльність цих організмів суттєво впливає на наше життя: псування осель, їжі, осередки різних хвороб. Така стійкість до жорсткого тиску з боку людини (застосування фізичних, хімічних, біологічних засобів боротьби) пов’язана з закріпленням в процесі еволюції певних пристосувальних рис на морфофізіологічному та поведінковому рівнях у видів, що співіснують з людиною тривалий час. Наприклад, неофобія у щурів, легке засвоювання тримірного простору у мишей, більша стійкість до окремих хімічних засобів боротьби у тарганів. Особливість такого складу фауни в поселеннях людини призводить до поширення деяких видів зоонозів(ехінококоз, туляремія), геогельмінтозів.
Особливе місце в біотичних зв’язках людини займають свійські тварини. Їх значний вклад в існування людини, наявність певних спільних збудників хвороб і самих хвороб зумовлює постійний нагляд з боку ветеринарної та санітарно-епідеміологічної служби.
Науковцями доведено, що збіднене біорізноманіття урбоекосистем само по собі може бути стресогенним фактором, який людина намагається зняти за допомогою домашніх улюбленців: собак, кішок, птахів.
2.4 Основні паразити людини та їх вплив на хазяїна
Особливе місце у взаємозв’язках людини з іншими тваринами займає паразитизм. Паразитизм – це форма антагоністичного співіснування організмів, що відносяться до різних видів, при яких один організм (паразит) використовує інший організм (хазяїна) в якості середовища існування, джерела їжі, існуючи за рахунок нього, чим шкодить хазяїну, але не настільки, аби призвести до смерті останнього. Паразити можуть бути облігатними (постійними) та факультативними (тимчасовими), а також ендопаразитами та ектопаразитами. На протязі еволюції у паразитів спостерігається спрощення будови з розвитком значної плодючості та інших особливостей, що дозволяють знаходити хазяїна та існувати в ньому. В природі практично всі організми вражені різними паразитами. З тварин паразитичний спосіб життя ведуть переважно найпростіші, черви, членистоногі.
Вплив паразитів на людину різноманітний. Перш за все це механічне подразнення (аскариди, ціп’яки можуть викликати кишкову непрохідність), виділення токсинів та продуктів життєдіяльності в тіло хазяїна. Ряд паразитів сприяє проникненню в організм людини хвороботворних мікроорганізмів. Патогенна дія гельмінтів може проявлятися в вигляді алергічних реакцій враженого організму, призводити до порушення регулюючих систем хазяїна, впливати на нейрогуморальну систему.
Зараження людини може відбуватись класичними шляхами потрапляння в організм : через дихальні шляхи, травний тракт, контактно, трансмісивно. Серед Найпростіших поширені як внутрішньоклітинні так і міжклітинні паразити. Наприклад, дизентерійна амеба вражає слизову оболонку тонкого кишечнику людини, малярійний плазмодій – еритроцити, трипаносома - спинний мозок, лейшманія - шкіру. Деякі найпростіші передаються статевим шляхом – трихомонади, сприяючи розвитку запальних процесів статевих шляхів і знижуючи репродуктивну функцію людини. Лямблії можуть закупорювати жовчні протоки. Цікаво, що в популяціях людей спостерігаються певні адаптації до співіснування в осередках тих чи інших паразитів. Наприклад, в деяких популяціях людей Тропічної Африки генетично закріплена серповидноклітинна анемія, яка підвищує стійкість до захворювання малярією. Завдяки досягненню медицини людина може запобігати дії паразитів, постійно контролюючи себе, свійських тварин на наявність паразитів за допомогою аналізів, проводячи профілактичні засоби.
2.5 Антропонозні захворювання. Зоонозні захворювання. Трансмісивні та природноосередкові хвороби
Захворювання, збудники яких вражають тільки організм людини називаються антропонозами. Захворювання, збудники яких вражають організм людини або тварин називаються зоонозами. Джерелом збудників захворювань є домашні та дикі тварини. Більшості зоонозних захворювань властива природна осередковість. Вчення про природно-осередкові хвороби було розроблено видатним радянським вченим – паразитологом Е.Н Павловським. Природно-осередковими захворюваннями є хвороби, пов’язані з комплексом природних умов і обумовлені наявністю 3-х груп організмів: а) збудників хвороби, б) хазяїв збудників, в) переносників збудників. Збудники природно - осередкових хвороб є ланкою природних біоценозів. Коли людина потрапляє в такі біоценози, то стає однією з ланок циркуляції збудника і починає хворіти. Особливе місце серед таких хвороб займають трансмісивні. Трансмісивні хвороби – це хвороби в яких збудник попадає безпосередньо в кров хазяїна через укуси кровосисних комах. Більшість природно-осередкових хвороб передається трансмісивно і обмежена ареалом існування переносників збудників хвороби, або їх проміжних хазяїв. Незважаючи на сучасні досягнення людства в природі є такі території, які людина так і не змогла використати саме через наявність природно-осередкових хвороб: наприклад, деякі райони Африки є резервуаром сонної хвороби, тропічні джунглі–осередками тропічної лихоманки, малярії, ліси Далекого Сходу –кліщового енцефаліту, і які є тим біотичним чинником, що стримує географічне поширення людини в цих районах. На Черкащині в змішаних лісах поширені кліщі, які можуть бути переносниками збудників небезпечних хвороб, і тому при перебуванні в лісі треба дотримуватися правил особистої безпеки: захисний одяг, періодичні огляди себе та товаришів на предмет наявності кліщів.
2.6 Вплив мікроорганізмів на людину. Інфекційні захворювання. Поняття про особливо небезпечні захворювання
Зв’язки людини з мікроорганізмами досить різноманітні. Деякі з мікроорганізмів є природними облігатними сімбіонтами людини (наприклад, кишкова паличка), що забезпечують процеси перетравлення рослинної їжі. Їх знищення може викликати порушення діяльності травної системи і розлади травлення. Застосування антибіотиків при лікуванні хвороб часто призводить до знищення корисних мікроорганізмів людини, і як наслідок до розвитку дисбактеріозу. Завдяки досягненням мікробіології в багатьох галузях народного господарства використовуються різноманітні мікроорганізми (харчова, медична промисловості).
Віруси і більшість бактерій є паразитами. Захворювання, які вони викликають називаються інфекційними. Інфекційні захворювання займають важливе місце в житті сучасної людини. Це пов’язано з багатьма факторами біології хвороботворних мікроорганізмів: швидкістю поширення і легкістю проникнення в організм людини, здатності швидко пристосовуватися до дії лікарських препаратів, утворенню нових форм завдяки мутаціям. З’являються нові вірусні хвороби (атипічна пневмонія, спід). Завдяки транспортним потокам та пасажирським пересуванням деякі інфекційні хвороби з локальних осередків швидко поширюються в інші регіони, викликаючи епідемії серед населення.
Серед інфекційних хвороб особливе місце займають особливо небезпечні захворювання. До них відносяться інфекційні хвороби, які швидко поширюються, легко проникають і швидко вражають організм людини і призводять до її смерті. До особливо небезпечних захворювань відносять віспу, чуму, холеру, сибірську виразку, лихоманку Ебола і ряд інших.
Особливе занепокоєння викликає той факт, що деякі з інфекційних хвороб, яких, як вважалось, людство вже позбулося, знов набувають актуальності. Так, наприклад, сучасна епідемія туберкульозу. Вона спостерігається не тільки в соціально - неблагополучних країнах СНД, але серед розвинутих країн Європи. Як доводять дослідження, паличка Коха, впродовж тривалої боротьби з нею набула особливої стійкості і традиційні методи лікування туберкульозу не завжди приносять успіх. Якщо раніше, лікування туберкульозу проводилось одним лікувальним препаратом на протязі півроку, то зараз необхідно п’ять лікарських препаратів, а саме лікування триває два роки. Висока здатність до мутацій хвороботворних мікроорганізмів не дає самому організму людини виробити стійкий імунітет і залишає загрозу виникнення епідемій серед населення в урбанізованих екосистемах дуже актуальною.
Серед вчених існує думка, що поява значної кількості нових інфекційних хвороб останнім часом пов’язана з швидким втручанням людини в екосистеми тропічного лісу, і відповідно, включенням в природні осередки хвороб, які людині раніше не були відомі. Інші вважають, що це наслідок роботи бактеріологічних наукових лабораторій, коли людина не завжди може передбачити наслідки створення нових мікроорганізмів для військових завдань.
2.7 Роль пандемій на історію розвитку та розселення людства
Епідемія – це інфекційне захворювання, що за короткий час вражає значну кількість людей. Наприклад, епідемії грипу. Епідемії, що поширюються на кілька географічних регіонів, або навіть материків отримали назву пандемій. Історія людства тісно пов’язана з пандеміями особливо небезпечних хвороб: віспи, чуми, холери. Пандемії на початку зародження цивілізації були потужним фактором природної регуляції чисельності людства, особливо в урбоекосистемах. В історію людства відомий вклад несли пандемії чуми. Чумна паличка циркулює в крові гризунів, переносником збудника є блохи, тобто це типове природно - осередкове захворювання. Батьківщина - Азія. Маршрут першої пандемії чуми захватив весь цивілізований стародавній світ, вона панувала близько 50 років, і за цей час загинуло біля 100 мільйонів людей. Особливих втрат зазнала Візантійська імперія, в якій вимерла половина населення, що прискорило її занепад. Друга епідемія чуми суттєво вплинула на розвиток середньовічної Європи (Х-ХІ ст.), забравши приблизно 75 мільйонів людей. Третя пандемія чуми виникла в кінці ХІХ ст. Тоді чуму поширювали корабельні щури, що призвело до виникнення епідемій більше ніж у 100 портах Світу. Лише в останні роки ХІХ ст. вчені знайшли збудника та шляхи поширення цієї хвороби. І все ж навіть в ХХ ст. великі епідемії чуми реєструвались в Індії, де в період 1898-1963 р. від чуми померло понад 12 млн. людей.
Цікаво, що більшість природно-осередкових хвороб поширена в тих географічних районах Світу, де найбільш оптимальні умови існування(незначні коливання температури, слабко виражені сезонні зміни, середня вологість повітря) для організмів. Саме в цих районах відбувалось формування локальних поселень людей: відомі осередки стародавніх цивілізацій: Месопотамія, Індія, Єгипет, Китай. Виникнення значної скупченості людей і поширення інфекцій повітряно - крапельним шляхом, або через воду провокувало періодичні спалахи епідемій, а висока смертність природним шляхом стримувала різке зростання чисельності людських популяцій.
В ХХ ст. завдяки досягненням медицини загроза виникнення пандемій була ліквідована . Розуміння шляхів поширення інфекційних хвороб викликало появу сурових законів карантинної служби, постійний санітарно-епідеміологічний нагляд за природними осередками хвороб. Саме завдяки цьому була швидко локалізована епідемія атипічної пневмонії в Південно-Східній Азії наприкінці ХХ ст. І все одно загроза появи та поширення нових інфекційних хвороб не виключена.
2.8 Вплив рослин на людину. Рослини - фітонциди
Значення рослин в житті людини надзвичайно важливе і різноманітне. Саме завдяки першій зеленій революції первісна людина перейшла до осідлого способу життя. Екологічне, біологічне, сільськогосподарське, медичне і інші значення рослин висвітлено в багатьох підручниках. Розглянемо, як самі рослини використовують штучні біоценози і, відповідно, яких змін зазнає рослинність урбоекосистем. Як і серед тварин, так і серед рослин є види, що на протязі історичного часу пересуваються разом за людиною, легко адаптуючись до спрощених умов існування в поселеннях людини. Особливе місце серед цих рослин займають бур’яни. Це рослини, які мають високу плодючість, легко поширюються вегетативно, переважно анемофільні. Вони швидко витісняють місцеву рослинність, спрощуючи рослинне біорізноманіття. Бур’яни, як правило, більш стійкіші до забруднення довкілля різними хімічними сполуками, до нестачі води, родючості грунту. В одних випадках такі переселення корисні людині, в інших - це може становити небезпеку для її життя. До таких видів відносяться рослини–алергени. Відомо, що пилок більшості вітрозапильних рослин є потужним алергеном, і здатен викликати небезпечні патологічні стани людини. До таких рослин відноситься амброзія американська, яка агресивно витісняє місцеві види.
В зв’язку з особливостями житлового інтер’єру сучасної людини виявилося, що деякі кімнатні рослини впливають на мікроклімат приміщень, очищуючи повітря. З другої половини ХХ ст. дослідженнями вчених було доведено, що рослинні аромати здатні впливати на дихання, збудливість м’язів, нервову систему, мозкові біоритми. Вживання гострих та пряних страв в їжу може стимулювати репродуктивні функції людини. Деякі рослини є прекрасними релаксантами, їх перебування в кімнаті стабілізує стан здоров’я людини, сприяє відновленню сил. Багато кімнатних рослин вирощується завдяки своїм фітонцидним властивостям. Фітонциди - це речовини, що виділяються рослинами і мають бактерицидні властивості. Більш ніж 100 видів кімнатних рослин проявляють фітонцидну активність.
Останнім часом з’явився певний напрям в оформлені інтер’єрів житла людини – фітодизайн. Академік А.М.Гродзинський запропонував називати фітодизайном введення рослин в ергономічні системи (замкнені комплекси: людина-машина-середовище). Рослини, правильно підібрані і розміщені, не тільки створюють комфорт, але й сприяють психологічний релаксації, що особливо важливо в житті сучасної людини , багатому на різні стресові ситуації.
2.9 Вплив грибів на людину. Природні антибіотики
Гриби відносять до окремого царства, оскільки за своїми особливостями будови та життєдіяльності вони займають проміжне місце серед рослин і тварин. За способом живлення більшість грибів є сапрофітами, або паразитами, невелика кількість - сімбіонти. Швидке поширення спорами, невибагливість до умов існування, інтенсивність росту зумовлюють надзвичайну географічну поширеність грибів. До складу грибів входять білки, що за своєю будовою та властивостями подібні до білків тварин і тому людина часто використовує в своєму раціоні їстівні гриби. Завдяки всмоктуванню поживних речовин з грунту , гриби часто містять значні концентрації отруйних речовин, важких металів, радіонуклідів і при вживанні можуть викликати тяжкі отруєння. Гриби - паразити можуть викликати захворювання людини : мікози шкіри, аспергильози, стригучий лишай. Цвілеві гриби швидко псують їжу, одяг в умовах підвищеної вологості. Тому одяг чи тканини природного походження швидко псуються в зоні тропіків, що зумовлює особливості будівель та одягу місцевих жителів. Цвілеві гриби швидко псують їжу, одяг в умовах підвищеної вологості. Тому одяг чи тканини природного походження швидко псуються в зоні тропіків, що зумовлює особливості будівель та одягу місцевих жителів.
В 1929 р. А Флемінг відкрив антибактеріальні властивості пеніцилу і виділив речовину, яку назвав пеніциліном. В 1940 р. було отримано пеніцилін Г.Флорі та Е. Чейном і застосовано для лікування інфекційних запальних процесів організму. Так розпочалась нова ера в медицині – ера антибіотиків. Антибіотики – це біологічно активні речовини грибів, які блокують найважливіші ланцюги метаболізму прокаріотів. Крім пеніциліну, з актиноміцетів виділяють стрептоміцин, біоміцин, тетрациклін. Пізніше було винайдено штучні антибіотики, які за своїми властивостями подібні до природних. За 55 років використання антибіотиків при лікуванні інфекційних хвороб виявилося, що завдяки високим адаптаційним можливостям та мутагенезу більшість бактерій-збудників хвороб виробили підвищену стійкість та імунітет до дії антибіотиків. Почалося змагання: людина створює все сильніші антибіотики ( вже відомі антибіотики ІУ,У класу) - бактерії адаптуються до них. Наприкінці ХХ ст. виявилося, що людина в цьому змаганні в більшості випадків програє. Крім того, постійне вживання антибіотиків на протязі життя сучасної людини призвело до такого поширеного захворювання, як дисбактеріоз, що пов’язаний із знищенням бактерій - сімбіонтів в нашому організмі. Це оборотна сторона використання антибіотиків у ХХ ст.
2.10 Отруйні для людини організми
Особливе місце в біотичних зв’язках людини займають отруйні організми. Здатність утворювати і концентрувати речовини з отруйними властивостями мають представники багатьох видів. Отруйні рослини відомі в усіх великих таксономічних групах - від водоростей до покритонасінних і здатні синтезувати тисячі різноманітних сполук, що складають небезпеку для людини. Інколи отруєння обумовлено цвільовими, головчастими або іржастими грибами, наявними у рослинах, або рослинній їжі. Усі отруйні тварини поділяються в залежності від джерела отрути в них на первинноотруйні та вториннототруйні. Вторинноотруйні тварини самі отруту не утворюють, а накопичують токсичні речовини, що зустрічаються в навколишньому середовищі і таким чином опосередковано є небезпечними для людини. Це переважно тварини, що за способом живлення відносяться до фільтраторів. Серед первинноотруйних тварин зустрічаються представники всіх типів. Наявність у складі отрути токсинів білкової природи обумовлює те, що вона вводиться в організм людини за допомогою спеціального жалючого апарату. Це унеможливлює розщеплення білкових токсинів ферментами травного тракту жертви. Отрути, що не містять токсичних білків, а мають компоненти небілкової природи часто діють і через травний тракт. Отруйні організми становлять небезпеку для людини в тих регіонах, де завдяки сприятливим умовам існування їхня чисельність та щільність в популяціях досить велика. Наприклад, в Бразилії щорічно понад 2000 людей страждає від укусів отруйних змій, або членистоногих. Для послаблення та нейтралізації дії отрут тварин існують сироватки, які негайно вводяться в організм постраждалого. Одночасно, багато отрут біологічного походження в слабких дозах можуть стимулювати фізіологічні процеси в організмі людини, що використовується в медицині.
Список литературы для подготовки
И.А. Шилов. Экология . М.: Высшая школа. 2000.-511с.
Волович В.Г. Академия выживания М. : Толк. 1998.- 368с.
Экология человека : Словарь-справочник под ред Н.А.Агаджаняна – М., ММП « Экоцентр».: 1997.- 208 с.
Агаджанян Н.А.,Торшин В.И. Экология человека. Избранные лекции. М.:1994.
2.Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екологічних знань.: Либідь, 2000. -336с.
Волович В.Г. Академия выживания М.: Толк, 1998.- 368с.
Губарева Л.И., Мизирева О.М., Чурилова Т.М. Екология человека Практикум для вузов М.: Владос, 2003.-112с.
Медична біологія за ред. В.П.Пішака,Ю.І.Бажори. Вид. Нова книга. Вінниця, 2004.- 652с.
Орєхов К.Н. Проблемы экологии человека . : Ставрополь: 1998
Слюсарев А.А., Жукова С.В. Біологія К.: Вища школа, 1987.-415с.