105.Паразитизм как биологический феномен. Адаптации к паразитизму. Взаимодействие в системе паразит-хозяин. Эволюция паразитизма под воздействием антропогенного фактора.

Паразити́зм  — своеобразная форма взаимоотношений двух разных организмов , при которой один – паразит, использует другого – хозяина, как источник пищи или среду обитания.

. Переход к паразитическому образу жизни сопровождается появлением у паразитов ряда адаптации.

К ним в первую очередь относятся высокая плодовитость и особенности половой системы следующего поколения.

Практически у всех эктопаразитов и паразитов, обитающих в полостных органах, имеются адаптации для прикрепления к телу хозяина

Эндопаразиты, обитающие в полостных органах, имеют покровы, обладающие антиферментными свойствами, быстро регенерирующие либо вообще непроницаемые для ферментов хозяина.

Многие имеют колюще-сосущий ротовой аппарат, а также сильно растяжимый хитиновый покров, часто разветвленную пищеварительную трубку, антикоагулянтные свойства слюны и консервантные свойства ферментов пищеварительной системы.

Эндопаразиты, активно отыскивающие хозяина, обладают органами ориентации в среде, используемыми для поисков хозяина (светочувствительные глазки, термо- и хеморецепторы), и органами передвижения .Передний конец тела паразитов, внедряющихся в организм хозяина, снабжен органами проникновения — специализированными железами, колющими стилетами и т.д.

Другой распространенный путь попадания паразита в организм хозяина — это использование многочисленных переносчиков.

Высшей степенью адаптации паразитов к хозяевам является наблюдаемая часто полная зависимость паразита от жизнедеятельности хозяев.

 Взаимодействия паразит-хозяин влекут физиологические, биологические, морфологические и иммунологические адаптации обоих. Они состоят в изменения энергетических процессов, энзиматической активности, развитии защитных механизмов, экскреции  и секреции ряда веществ и др.

106. Тип простейшие. Класс Саркодовые. Значение для медицины.

Представители этого класса — самые примитивные простейшие. Форма их тела непостоянна. Передвигаются они с помощью ложноножек. Обитают в пресных водах, в почве, морях. В биогеоценозах выполняют функции консументов и редуцентов. Некоторые саркодовые адаптировались к комменсальному и паразитическому образу жизни. Медицинское значение имеют представители отряда амеб Amoebina. Паразитические амебы обитают у человека в основном в пищеварительной системе. Некоторые саркодовые, ведущие свободный образ жизни и обитающие в почве и загрязненной воде, при попадании в организм человека могут вызывать тяжелые заболевания, нередко заканчивающиеся смертью.

Для большинства видов известно лишь бесполое размножение: простое деление надвое или множественное. Половой процесс редок и осуществляется путём копуляции жгутиковых или амебоидных гамет. Большинство саркодовых — свободноживущие виды. Обитают в морях, пресных водоёмах, во влажной почве. Иногда встречаются паразиты человека и животных.. Представитель - дезентирийная амёба.

107.Тип простейшие. Класс Жгутиковые. Значение для медицины.

Тело жгутиковых, кроме цитоплазматической мембраны покрыто ещё и пелликулой - специальной оболочкой, обеспечивающей постоянство их формы. Имеется один или несколько жгутиков, органелл движения, представляющих собой нитевидные выросты эктоплазмы. Внутри жгутиков проходят фибриллы из сократительных белков. Некоторые жгутиковые имеют также ундулирующую мембрану – своеобразную органеллу передвижения, в основе которой лежит тот же жгутик, не выступающий свободно за пределы клетки, а проходящий по наружному краю длинного уплощённого выроста цитоплазмы. Жгутик приводит ундулирующую мембрану в волнообразное движение. Основание жгутика всегда связано с кинетосомой – органеллой, выполняющей энергетические функции. Ряд жгутиковых имеет также и опорную органеллу – аксостиль – в виде плотного тяжа, проходящего внутри клетки.  Циклы их развития очень разнообразны.

Представитель – эвглена зелёная.

108. Класс споровики. Значение в медицине.

Все споровики — паразиты и комменсалы животных и человека. Органеллы движения у них отсутствуют. Питание споровиков осуществляется за счет поглощения пищи всей поверхностью тела. Многие споровики — внутриклеточные паразиты. Они претерпели наиболее глубокую дегенерацию. Цикл развития включает стадии бесполого размножения, нолового процесса в виде копуляции и спорогонии. Бесполое размножение осуществляется путем простого или множественного деления — шизогонии. Половому процессу предшествует образование половых клеток — мужских и женских гамет. Гаметы сливаются, а образовавшаяся зигота покрывается оболочкой, под которой происходит спорогония — множественное деление с образованием спорозоитов. Паразитические и комменсальные простейшие, обитающие в разных органах человека. От специфики органа, являющегося средой обитания паразита, зависят пути проникновения и патогенное действие паразита, методы диагностики соответствующих заболеваний и меры их профилактики. Поэтому простейшие, с медицинской точки зрения, могут быть разделены на виды, обитающие в полостных органах, которые имеют связь с внешней средой, и живущие в тканях внутренней среды человека. Кроме того, выделяют группу свободноживущих простейших, случайное попадание которых в организм человека может приводить к острейшим патологическим процессам и даже к смерти.

109.Класс Инфузории. Значение в медицине.

Для инфузорий свойственны постоянная форма тела и наличие пелликулы. Органеллы передвижения – многочисленные реснички, покрывающие всё тело и представляющие собой полимеризованные жгутики. У инфузорий обычно 2 ядра: крупное – макронуклеус, регулирующее обмен веществ, и малое – микронуклеус, служащее для обмена наследственной информацией при конъюгации. Сложно организован аппарат пищеварения. Имеется постоянное образование: цитостом - клеточный рот, цитофаринкс – клеточная глотка. Пищеварительные вакуоли перемещаются по эндоплазме, при этом литические ферменты выделяются поэтапно. Это обеспечивает полноценное переваривание пищевых частиц. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через порошицу – специализированный участок клеточной поверхности. У человека паразитирует единственная инфузория – балантидий, которая обитает в пищеварительной системе.

110.Тип плоские черви. Класс Сосальщики. Значение для медицины.

Плоские черви  — группа организмов , объединяющая большое количество примитивных червеобразных беспозвоночных, не имеющих полости тела.. Плоские черви обитают в солёных и пресных водах; некоторые виды приспособились к жизни во влажных наземных местообитаниях, многие паразитируют на различных группах животных, как позвоночных, так и беспозвоночных.

Все сосальщики (около 3 тыс. видов) - паразиты. Половозрелая стадия сосальщиков называется марита. На брюшной поверхности тела у них имеются органы фиксации - две присоски: ротовая и брюшная. Строение кожно-мускульного мешка, пищеварительной, выделительной и нервной систем типично для плоских червей. Большинство сосальщиков гермафродиты. Мужская половая система состоит из ветвящихся или компактных семенников, семяпроводов, семяизвергательного канала, открывающегося на поверхности совокупительного органа - цирруса. Женская половая система устроена сложно. Яичник (непарный), желточники и семяприемник открываются в оотип, где проходит оплодотворение и формирование яиц. Сюда же открываются специальные железы (тельца Мелиса). Из оотипа яйца перемещаются в матку, где происходит их созревание. Осеменение обычно перекрестное. Сосальщики имеют сложные циклы развития. Основными хозяевами трематод являются позвоночные животные и человек, а первыми (обязательными для всех) промежуточными хозяевами -различные виды пресноводных моллюсков

111.Класс ленточные черви..Значения для медицины.

Ленточные черви (лентецы, цестоды)  — класс паразитических плоских червей . Представители этого таксона полностью утратили пищеварительную систему. Некоторые виды — опасные паразиты человека; вызываемые ими заболевания носят название цестодозы.В традиционной трактовке жизненный цикл цестод представляет собой онтогенез одной особи, сменяющей нескольких хозяев. Дефинитивные (способные к половому размножению) стадии паразитируют в кишечнике водных и наземных позвоночных. Стадии, обитающие в промежуточных хозяевах (позвоночных и беспозвоночных), могут локализоваться в тканях и полостях тела.

Жизненный цикл может состоять из 3—4 этапов. На первом этапе взрослые черви обитают в кишечнике окончательного хозяина, размножаются и продуцируют яйца. На втором этапе яйца попадают во внешнюю среду: в почву или в воду. На суше в яйцах формируется личинка или зародыш, представляющий фазу внедрения в промежуточного хозяина. У некоторых видов, яйца которых развиваются в воде, из яйца выходит свободноплавающая личинка, покрытая ресничками, а в ней формируется вторая личиночная фаза. На третьем этапе происходит развитие личинок в промежуточном хозяине, где развиваются в пузырчатую глисту — финну. Финна для дальнейшего развития должна попасть в кишечник основного хозяина, где головка из финны выворачивается, присасывается к стенке кишечника, после чего начинается процесс роста червя.

В связи с паразитизмом у большинства ленточных червей редуцирована пищеварительная система, слабо развиты нервная система и органы чувств. С другой стороны, у них сильно развита половая система, метамерно повторяющаяся в члениках, что обеспечивает их высокую плодовитость как паразитов

Данный класс характеризуется длинным (от долей миллиметра до 10 метров) лентовидным телом. На переднем конце тела имеется «головка» — сколекс с органами прикрепления (присосками, иногда дополненными хитиновыми крючками). За головкой расположена шейка, являющаяся зоной роста ленточного червя. От шейки постоянно отшнуровываются новые членики (имеются черви и с нерасчленённым телом), последовательность которых (числом от двух до нескольких тысяч) называется стробила^[1]. На заднем конце тела зрелые членики с яйцами отрываются и выносятся с фекалиями хозяина во внешнюю среду; а за счёт образования новых члеников в области шейки тело паразита восстанавливается.

Тело червей покрыто тегументом, состоящим из наружного цитоплазматического слоя клеток.

Нервная система ортогональна(состоит из ганглиев). В коже червей располагаются осязательные и рецепторные клетки.

Половая система червей гермафродитная и повторяется в каждом членике.

Наиболее известные представители: широкий лентец,бычий цепень, свиной цепень, эхинококк.

Плоские черви вызывают у человека и животных паразитарные болезни — трематодозы и цестодозы.

112. Тип Круглые черви. Значения для медицины.

Кру́глые че́рви, или немато́ды  — тип первичнополостных червей.

Свободноживущие нематоды обитают в солёных и пресных водоемах и почве.

Многие представители перешли к паразитизму.

Наиболее известные паразиты человека среди круглых червей: аскариды,острицы, трихинеллы, анкилостомы, ришта.

Длина тела составляет от 80 мкм до 8,4 м .

Тело нематод имеет веретеновидную форму, на концах сужается. В поперечном сечении тело круглое, в основе обладает билатеральной симметрией с элементами двулучевой. Передний конец тела (голова) проявляет, кроме того, признаки трехлучевой симметрии.

Круглые черви обладают развитым кожно-мускульным мешком. Тело покрыто плотной эластичной кутикулой. По окружности тела гиподерма образует 4 валика, вдающиеся в полость тела.

Между кожно-мускульным мешком и внутренними органами тела у более или менее крупных форм расположена первичная полость тела —псевдоцель.

Пищеварительная система круглых червей похожа на трубку, сквозная. Ротовое отверстие терминальное или редко сдвинуто на вентральную или дорсальную сторону. Рот окружен губами и ведет в мускулистую глотку. Она имеет сложное строение и во многих группах хищных и паразитических нематод несет разнообразное вооружение. Глотка открывается в энтодермальную по происхождению среднюю кишку. Пищеварительная система заканчивается задней кишкой, открывающейся у самок анальным отверстием, а у самцов — отверстием клоаки.

Специализированных органов дыхания нет: Дыхание всей поверхностью тела, диффузией.

Предполагается, что основными органами выделительной системы нематод является одноклеточная (или реже двух- или многоклеточная) шейная железа, или ренетта, и крупные клетки-псевдоцеломоциты. Кроме того, аммиак может высвобождаться из тела нематод путем диффузии через стенку тела.

Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца и нескольких продольных нервов.

Органы чувств представлены многочисленными сенсиллами: щетинками, папиллами,супплементарными органами самцов, амфидами и фазмидами. Эти органы чувств являются механо-, хемо- или реже фоторецепторами или обладают смешанной чувствительностью и всегда ассоциированы с железистыми клетками. Основными органами дальней химической рецепции являются амфиды — сложно устроенные парные органы на переднем конце тела, имеющие разнообразную форму. К другим органам чувств головы относятся головные сенсиллы, подчиненные в своем расположении радиальной симметрии и расположенные в три или два ряда. У некоторых свободноживущих нематод, кроме того, обнаружены внутренние механорецепторы — метанемы.

113.Овогельминтоскопия. Методы капрологического анализа.

Овогельминтоскопия – это анализ, выявляющий наличие яиц гельминтов в исследуемом материале.

Исследовать можно фекалии, мочу, соскобы перианальных складок, кровь, мочу или содержимое желудка. Чаще исследованию подвергаются фекалии.

Существует несколько методов исследования фекалий, например метод седиментации, метод флотации и комбинированный метод. Метод осаждения или седиментации применяют для выявления дикроцелиоза, фасциолёза , трихоцефалёза и аскаридоза. Метод флотации более распространен для диагностики кокцидиозов, гельминтозов птиц, домашних животных и крупного рогатого скота. Комбинированный метод считается наиболее оптимальным методом постановки диагноза при глистных инвазиях.

Копрологическое исследование – диагностическая методика оценки пищеварения. При копрологическом исследовании изучаются физические и химические свойства кала. В медицине по анализам кала можно многое узнать о функционировании организма, прежде всего о состоянии процессов переваривания пищи в пищеварительном тракте, о работе желчевыводящей системы, о бактериальном балансе толстой кишки.

114.Тип Членистоногие. Класс Паукообразные. Значение для медицины.

Членистоно́гие — тип первичноротых животных, включающий насекомых, ракообразных, паукообразных и многоножек.

Основная особенность представителей данной группы животных организмов — наличие хитинового наружного скелета.

Паукообра́зные — класс членистоногих из подтипа хелицеровых .

Наиболее известные представители:пауки, скорпионы, клещи́.

Традиционно в теле паукообразных выделяют два отдела — головогрудь и брюшко. Головогрудь состоит из 6 сегментов, несущих по паре конечностей: хелицеры, педипальпы и четыре пары ходных ног.

У представителей разных отрядов строение, развитие и функции конечностей головогруди отличаются. В частности, педипальпы могут использоваться как чувствительные придатки, служить для захвата добычи (скорпионы), выступать в качестве копулятивных органов .

Брюшко исходно состоит из 13 сегментов, первые семь из которых могут нести видоизменённые конечности: лёгкие, гребневидные органы, паутинные бородавки или половые придатки.

Покровы: У паукообразных они несут относительно тонкую хитиновую кутикулу, под которой находится гиподерма и базальная мембрана. Кутикула предохраняет организм от потери влаги при испарении, поэтому паукообразные заселили самые засушливые районы земного шара. Прочность кутикуле придают белки, инкрустирующие хитин.

Органами дыхания служат трахеи или так называемые легочные мешки, иногда те и другие; у низших же паукообразных обособленных органов дыхания не имеется.

. Нервная система паукообразных отличается разнообразием строения. Общий план её организации соответствует брюшной нервной цепочке.

Все паукообразные раздельнополы и в большинстве случаев демонстрируют ярко выраженный половой диморфизм. Большинство откладывает яйца, но некоторые отряды живородящи (скорпионы, бихорхи, жгутоногие).

115.Класс насекомые.Значение для медицины.

Насеко́мые- класс или надкласс беспозвоночных членистоногих животных.

Кратко класс можно охарактеризовать следующим образом. Это наземные членистоногие, у которых тело явно разделено на голову, грудь и брюшко, а основные, служащие для передвижения, конечности находятся в числе 3 пар на грудном отделе.

Дыхание осуществляется с помощью трахейной системы или кожное — всей поверхностью тела.

Насекомые являются первично яйцекладущими животными; у немногих видов известно яйцеживорождение. После завершения развития в яйце (эмбриогенеза) происходит вылупление. С этого момента насекомое вступает во второй этап своего развития — фазу личинки, с которой и начинается послезародышевый период. Постэмбриональное развитие состоит в росте тела личинки, что сопровождается периодическими линьками — сбрасыванием старой кутикулы. В конце концов, происходит превращение во взрослое насекомое — имаго. У одних насекомых это происходит с последней линькой личинки, у других — посредством особой фазы развития, называемой куколкой

Имаго является заключительной стадией жизненного цикла, но далеко не всегда переход в эту стадию завершает развитие особи.

Среди насекомых имеется множество паразитов животных и человека, и переносчиков возбудителей заболеваний

Эндопаразитами чаще всего становятся личинки насекомых. Есть личинки, которые паразитируют в других насекомых, в том числе и в ряде вредителей сельскохозяйственных и дикорастущих растений, вполне справедливо рассматриваются как полезные формы.

Косвенный вред, часто более серьезный, чем непосредственный, приносят насекомые, перенося возбудителей различных болезней. Чаще всего переносчиками являются кровососущие насекомые, нападающие на позвоночных животных и человека. Питаясь на различных хозяевах, они, так же как и клещи, обеспечивают циркуляцию в природе ряда болезнетворных микробов, простейших и даже паразитических червей.

Иногда перенос совершается путем простого контакта с насекомыми - передатчиками, например при загрязнении ими пищи и т. п.

115. Класс насекомых объединяет более 1 млн. видов. Тело насекомых четко разделено на голову, грудь и брюшко. На голове имеется пара усиков (органы чувств), ротовой аппарат и пара сложных или простых глаз. Грудной отдел состоит из трех члеников, несущих по паре ходильных ног. Второй и третий членики на спинной стороне могут иметь одну или две пары крыльев. Брюшко состоит из 6-12 сегментов.

Снаружи тело насекомого покрыто хитином, под которым располагается гиподерма - однослойный эпителий. Мышечная система является высоко дифференцированной и специализированной.

Пищеварительная система насекомых  состоит из передней, средней и задней кишок. Она начинается ротовым отверстием. В зависимости от потребляемой пищи различают следующие типы ротового аппарата: грызущий (жуки), колюще-сосущий (комары, блохи), лижущий (мухи), сосущий (бабочки). Среди насекомых есть всеядные, растительноядные и хищники.

За ротовой полостью следуют глотка и пищевод, нижний отдел которого у ряда представителей расширяется и образует зоб. Переваривание и всасывание пищи у насекомых происходит в средней кишке, которая переходит в заднюю, открывающуюся наружу анальным отверстием.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами и жировым телом, выполняющим функцию "почки накопления".

 Органы дыхания - трахеи.

Кровеносная система в связи с особенностями строения органов дыхания развита относительно слабо. Многокамерное трубковидное сердце и отходящая от него аорта расположены на спинной стороне. Жидкость, циркулирующая по кровеносной системе, называемая гемолимфой, содержит белые кровяные тельца и принимает участие в транспорте питательных веществ и продуктов диссимиляции.

 Нервная система насекомых достигает высокого уровня развития. Она состоит из "головного мозга" (головной ганглий), представленного тремя отделами - передним, средним и задним. У общественных насекомых (муравьи, пчелы, термиты) в переднем отделе мозга хорошо развиты грибовидные тела, которые отвечают за рефлекторную деятельность. Брюшная нервная цепочка имеет сильно выраженную тенденцию к слиянию ганглиев, например, у мух все ганглии грудного отдела сливаются в один крупный узел. Насекомым свойственны сложные формы поведения, в основе которых лежат инстинкты - цепи последовательных безусловных рефлексов.

 Органы чувств у насекомых хорошо развиты. Органы осязания представлены чувствительными волосками, разбросанными по всему телу. Органы обоняния расположены на усиках и нижнечелюстных щупиках. Вкусовые рецепторы находятся на ротовых конечностях и на члениках лапок. Насекомые имеют простые или сложные (фасеточные) глаза. У кузнечиков на голенях третьей пары ног расположены органы слуха. У них же имеются и органы, издающие звук (трение бедер задних конечностей о зубчики верхнего крыла).

Все насекомые раздельнополы, у них хорошо выражен половой диморфизм. Развитие прямое или с метаморфозом (полным или неполным).

Медицинское значение насекомых состоит в том, что многие из них являются переносчиками возбудителей трансмиссивных заболеваний и возбудителями заболеваний (личинки мух, вши), эктопаразитами и ядовитыми животными. К классу насекомых относится большое количество отрядов. Мы рассмотрим представителей отрядов, имеющих медицинское значение.

Отряд Таракановые (Biattoidea)

В жилище человека встречаются три вида тараканов, которые являются механическими переносчиками возбудителей болезней: черный таракан (Blatta orientalis), рыжий таракан, или пруссак, (Blattella germanica) и американский таракан (Periplaneta americana). Последний встречается преимущественно в тропиках.

Тараканы - крупные насекомые, длина их тела достигает 3 см. Тело сплющено в дорсовентральном направлении. Они имеют две пары крыльев: верхние - кожистые, нижние - перепончатые. У самок тараканов крылья редуцированы. Ротовой аппарат грызущего типа. Самки откладывают яйца в коконы, которые носят с собой 14-15 дней. Развитие с неполным превращением длится несколько месяцев. Для тараканов характерна ночная активность, днем они прячутся в щелях. Питаются пищевыми продуктами человека, его выделениями и различными отбросами. Встречаются повсеместно - в жилищах человека, в различных учреждениях, на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания.

Тараканы механически переносят возбудителей различных инфекционных и инвазионных заболеваний (брюшного тифа, паратифа, дизентерии, туляремии, дифтерии, туберкулеза, яиц гельминтов и цист простейших и др.).

Тараканы могут нападать на спящих грудных детей, сгрызать эпидермис в носогубном треугольнике и заносить в ранку инфекцию.

Для борьбы с тараканами применяют инсектициды (дихлофос, карбофос), приманки с бурой.

Синантропные муравьи

Представлены только одним видом. Это домовый муравей Monomorium pharaonis, типичный тропический вид, занесенный в последние десятилетия с продуктами питания в страны умеренных широт. Встречается только в хорошо отапливаемых жилищах человека. Благодаря крошечным размерам (1—1,5 мм) проникает в любые щели и легко переходит по мельчайшим трещинам в кирпичах из квартиры в квартиру, где чаще обнаруживается в кухнях, туалетах и ванных комнатах. Популяции муравьев редко образуют большие скопления и постоянно перемещаются, что осложняет борьбу с ними. Хорошим средством против этих насекомых являются пищевые приманки с борной кислотой. Поедание приманок муравьями снижает их жизнеспособность и плодовитость. Для достижения стойкого эффекта необходимо применять приманки в течение нескольких месяцев.

Жуки

В отличие от тараканов, мух и домовых муравьев жуки из рода Tenebrio (рис. 21.10) не являются, за редким исключением, переносчиками возбудителей заболеваний. Они обитают в муке и крупе, подвижность их невысока. Представляют интерес в связи с тем, что в них развивается личиночная стадия карликового цепня — цистицеркоид (см. разд. 20.1.2.3). Заражение человека гименолепидозом может произойти при пропитывании инвазированного жука или его личинки с непропеченным хлебом или кондитерскими изделиями.

Отряд Клопы (Heteroptera)

Большинство представителей этого отряда питаются соками растений. Временными эктопаразитами человека являются 2 представителя: постельный клоп (Cimex lectularius) и поцелуйный клоп (Triatoma infestans).

Постельный клон имеет размеры до 8 мм (самцы несколько меньше самок). Хитиновый покров темнокоричнево-красного цвета. Имеет специфический запах. Тело его сплюснуто в дорсовентральном направлении (рис. 48). Очертания брюшка клопа меняются от удлиненно-овального до почти круглого в зависимости от насыщения кровью. Днем и при искусственном освещении клопы прячутся в щелях пола, в пазах мебели, за гардинами и т.п. Ночью они выходят из своего убежища, нападают на человека и питаются кровью. Сильно проголодавшиеся паразиты могут нападать на человека и в дневное время.

Самки откладывают яйца в щелях пола, книгах, на белье. Из них через 2-3 недели (в зависимости от температуры) выходят личинки, которые также питаются кровью. Личинки многократно линяют и превращаются в имаго. Взрослые клопы и личинки могут длительно (по нескольку месяцев) голодать.

Слюна постельного клопа ядовита, поэтому укусы его болезненны. Нападая на человека ночью для кровососания, клопы нарушают его сон. Передача постельным клопом человеку возбудителей каких-либо заболеваний не установлена.

Для борьбы с клопами применяют инсектициды, ведут борьбу с грызунами - прокормителями клопов.

Поцелуйный клоп - временный эктопаразит и специфический переносчик возбудителей болезни Шагаса. Распространен в странах Южной Америки. Он имеет крупные размеры (1,5-3,5 см), овальное, сплюснутое в дорсо-вентральном направлении тело и хорошо развитые крылья. Поцелуйный клоп обитает в норах грызунов, глинобитных постройках и хижинах людей. Ночью он нападает на спящего человека и вводит хоботок в кожу шеи, рук, лица (чаше вокруг губ). Напившись крови, клоп поворачивается на 180° и совершает акт дефекации на место укуса. Трипаносомы из фекалий клопа попадают в ранку от укуса или расчесы. У некоторых людей слюна клопов вызывает тяжелую аллергическую реакцию.

Основные меры профилактики - применение инсектицидов, постройка домов современного типа, соблюдение гигиенических норм.

Отряд Блохи (Aphaniptera)

Наиболее важное медицинское значение имеют блоха человеческая (Pulex irritans) и крысиные блохи (Ceratop-hyllus fasciatus и Xenopsylla cheopis). Распространены повсеместно. Блохи - временные эктопаразиты. Имаго питаются кровью человека и животных, личинки - органическими остатками. Блохи p.Oropsylla и Xenopsylla - специфические переносчики чумы; они переносят также туляремию и крысиный сыпной тиф, являются промежуточными хозяевами крысиного и собачьего цепней.

Тело блохи имеет плотный хитиновый покров, сплющено с боков. Крылья отсутствуют. На поверхности тела имеются многочисленные волоски, щетинки, зубчики. Голова несет короткие усики и пару простых глаз. Последняя пара ног длиннее остальных и служит для прыгания. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа.

Яйца блохи откладывают в щелях и трещинах пола, в сухом мусоре. Развитие идет с полным метаморфозом. Личинки червеобразной формы, не имеют конечностей. Через некоторое время личинка окукливается. Минимальный срок развития блохи занимает 19 дней.

Каждый вид блох имеет хозяина определенного вида: крысиные блохи - крыс, собачьи - собак, сусличьи - сусликов. Но многие виды блох могут питаться на животных разных видов. Блохи питаются только теплой кровью. Они оставляют мертвого хозяина и ищут живого прокормителя. Эта их особенность имеет важное значение в быстром распространении чумы.

Секрет слюнных желез блох при укусах вызывает у человека зуд, дерматиты: при расчесах зудящих мест присоединяется вторичная инфекция. Однако главное эпидемиологическое значение блох заключается в переносе возбудителей трансмиссивных заболеваний - чумы и туляремии. Природным резервуаром чумы являются различные грызуны - крысы, суслики, тарбаганы, сурки и др. Возбудители чумы активно размножаются в желудке блохи и закрывают его просвет, образуя так называемый "чумный блок". При кровососании кровь не проходит в желудок и отрыгивается, вынося в ранку большое количество чумных бактерий. Заражение человека чумой возможно и через фекалии блох при попадании их вместе с чумной палочкой на поврежденную при расчесах кожу. Человек может заразиться чумой при контакте с больными животными (снятие шкурок) или с больным человеком. Восприимчивость человека к чуме абсолютная.

Тропическая песчаная, или земляная, блоха (Sarcopsylla penetrans) -характеризуется переходом к эндопаразитизму. Распространена в Южной Америке и Африке.

Размеры блохи до 1 мм в длину. Окраска желтовато-серая. Самки блохи после оплодотворения нападают на человека и внедряются в подкожную соединительную ткань чаще между пальцами ног или под ногтями. Они питаются кровью и лимфой хозяина и увеличиваются до размеров горошины вследствие развития большого количества яиц (до нескольких сот). Вокруг блохи отмечается разрастание ткани. Созревшие яйца выбрасываются наружу, а самка погибает и отторгается вместе с поврежденными тканями. Болезнь, вызываемая песчаной блохой, называется саркопсиллезом. Ранки в местах внедрения паразита воспаляются и очень болезненны; часто присоединяется вторичная инфекция. Осложнениями саркопсиллеза могут быть гангрена и столбняк.

Для борьбы с блохами используют инсектициды. Мерами профилактики служат: поддержание чистоты в помещениях, влажная уборка, ликвидация трещин и щелей в полу и стенах, борьба с грызунами (дератизация). В тропических странах не рекомендуется ходить по земле без обуви.

Отряд Вши (Anopiura)

Вши - мелкие постоянные эктопаразиты, утратившие крылья. Распространены повсеместно. У человека встречаются два вида вшей, относящихся к родам Pediculus и Phthirus. Род Pediculus представлен одним видом Pediculus humanus, включающим два подвида - головная и платяная вши, которые свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, хотя сами несколько отличаются по морфологическим и биологическим признакам.

Головная вошь (Pediculus humanus capitis) обитает на волосистой части головы. Длина тела самца 2-3 мм, самки - 3-4 мм. Задний конец тела самца закруглен, у самки - раздвоен. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа. Питается только кровью человека 2-3 раза в сутки, может голодать несколько дней. Яйца (гниды) приклеиваются к волосам липким секретом. Из яйца выходит личинка, похожая на взрослую особь. Через несколько дней она превращается в имаго. За свою жизнь (до 38-и дней) самка откладывает около 300 яиц. Продолжительность жизненного цикла - 2-3 недели.

Платяная вошь (Pediculus humanus humanus) обитает на нательном и постельном белье, питается на человеке. Имеет более крупные размеры, чем головная (до 4,7 мм), менее глубокие вырезки по краю брюшка и слабо выраженную пигментацию. Гниды приклеивает к ворсинкам одежды. Продолжительность жизни до 48-и дней, жизненного цикла - не менее 16-и дней.

Вши p.Pediculus, паразитируя на человеке, вызывают педикулез («болезнь бродяг»). Питаясь кровью, вши вводят в ранку слюну, которая вызывает у человека жжение и зуд; у наиболее чувствительных людей повышается температура тела. При расчесах мест укуса вшей открываются ворота вторичной инфекции. Педикулез характеризуется пигментацией и огрубением кожи. Тяжелым осложнением педикулеза является колтун - поражение волосистой части головы.

Наиболее важное эпидемиологическое значение имеют вши как специфические переносчики возбудителей возвратного и сыпного тифа. Возбудители возвратного тифа - спирохеты Обермейера - попадают с кровью больного в желудок вши и оттуда в полость тела (гемолимфу). Ворот выхода из тела переносчика нет, поэтому укусы вшей не заражают здорового человека. Возбудитель передается лишь при раздавливании вши и втирании ее гемолимфы в кожу при расчесах (специфическая контаминация).

Возбудители вшивого сыпного тифа - риккетсии Провачека - размножаются в эпителиальных клетках желудка вши. Пораженные клетки разрушаются, и возбудитель выделяется наружу с испражнениями паразита. Заражение человека происходит при втирании фекалий насекомого или при раздавливании вши - содержимого кишечника в ранки от укусов или в расчесы и ссадины на коже.

Лобковая вошь, или площица (Phthirus pubis) паразитирует на участках тела, покрытых редкими, жесткими волосами: на лобке, в подмышечных впадинах, на бровях и ресницах, в бороде. Она имеет размеры до 1,5 мм. Тело короткое, широкое. Продолжительность жизни до 26-и дней. Самка за жизнь откладывает до 50 яиц. Заражение происходит чаще всего при половых контактах, реже через белье. Погрузив хоботок в кожу, паразит долго сидит на одном месте, поэтому человек постоянно ощущает зуд. В местах кровососания, как результат действия слюны паразита, образуются синие пятна. Возбудителей заболеваний лобковая вошь не переносит, но у людей с повышенной чувствительностью к ее укусам развивается фтириоз (сильный зуд и огрубение кожи).

Отряд Двукрылые (Diptera)

Отряд включает большое количество видов, имеющих медицинское значение. Представители отряда имеют одну (переднюю) пару перепончатых прозрачных крыльев. Задняя пара превратилась в небольшие придатки-жужжальца, выполняющие функцию органа равновесия. Крупная голова соединена с грудным отделом тонким мягким стебельком, что обеспечивает ее подвижность. На голове расположены большие фасеточные глаза. Ротовой аппарат лижущий, сосущий или колющесосущий.

Комары (сем. Culicidae)

Имеют тонкое стройное тело, длинные ноги и небольшую головку с ротовым аппаратом в виде длинного хоботка. Распространены повсеместно. Они сохраняют в организме и обладают способностью передавать животным и человеку возбудителей более 50 вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний. После оплодотворения самки активно ищут хозяина-прокормителя и способны обнаруживать его на расстоянии до 3 км с помощью обоняния, а затем и зрения. Больных с высокой температурой комары кусают более охотно. Слабое локальное освещение в вечерние и предутренние часы стимулирует двигательную активность комаров и поиск ими хозяев. В связи с этим комары в темное время суток часто влетают в освещенные окна и двери жилых и хозяйственных построек. В дневные часы суток при высокой температуре и низкой влажности воздуха комары обычно находятся в укрытиях и не питаются. Указанные особенности поведения комаров отражаются на адаптациях к паразитизму возбудителей заболеваний, передающихся комарами: при большинстве заболеваний этой группы у больных повышается температура в вечерние и ночные часы суток, в это же время в крови обнаруживается максимальная концентрация инвазионных для комаров стадий возбудителей. Комары откладывают яйца в воду или на влажную почву около воды. Личинки и куколки ведут водный образ жизни, а дышат атмосферным воздухом с помощью трахей. Личинки питаются взвешенными в воде мельчайшими органическими частичками. Наиболее известны комары из родов Culex и Aedes (немалярийные комары) — переносчики возбудителей японского энцефалита, сибирской язвы, желтой лихорадки, а также Anopheles (малярийные комары) — специфические переносчики малярийного плазмодия. Доказано, что восприимчивость комаров к заражению возбудителями малярии определяется генотипически и наследуется моногенно. Малярийные и немалярийные комары легко отличаются друг от друга на всех стадиях их жизненного цикла (рис. 21.13). Яйца малярийных комаров р. Anopheles располагаются на поверхности воды поодиночке, и каждое снабжено двумя воздушными поплавками. Личинки их плавают в горизонтальном положении под поверхностью воды, а на предпоследнем членике имеют пару дыхательных отверстий. Куколки по форме напоминают запятые, находятся, как и личинки, под водной поверхностью и дышат кислородом воздуха через дыхательные рожки, имеющие форму широких воронок. Взрослые малярийные комары, сидя на предметах, располагаются под углом к их поверхности головкой книзу. Находящиеся по обе стороны от хоботка нижнечелюстные щупики равны ему по длине либо немного короче. Немалярийные комары pp.Culex и Aedes откладывают яйца, слипающиеся группами в небольшие плотики серо-стального цвета. Личинки располагаются под поверхностью воды под углом к ней и имеют на предпоследнем членике длинный дыхательный сифон. Дыхательные рожки куколок имеют форму тонких цилиндрических трубочек, а нижнечелюстные щупики взрослых комаров коротки и достигают не более трети длины хоботка. Тело немалярийные комары держат параллельно поверхности, на которой сидят. Борьба с комарами наиболее результативна в отношении водных стадий жизненного цикла — личинок и куколок. Применяются мелиоративные методы — засыпка канав и карьеров со стоячей водой. Возможна обработка ядохимикатами отдельных водоемов с большой концентрацией личинок и куколок, а также мест массовых скоплений половозрелых стадий комаров в дневное время суток (сараи, скотные дворы). Наиболее эффективными являются биологические меры борьбы в сочетании с гидромелиоративными, проводящимися в соответствии с государственными антималярийными программами. Так, в Западном Закавказье удалось быстро снизить численность комаров и заболеваемость населения малярией за счет мелиорации и разведения рыб — гамбузий, питающихся преимущественно личинками двукрылых. Для индивидуальной защиты применяют репелленты и механические средства: марлевые пологи, сетки и т. д.

Москиты (сем. Phlebotomidae)

Более мелкие насекомые длиной 1,5—3,5 мм, имеющие короткий хоботок, сильно выступающий в виде горбика грудной отдел тела и обильное опущение тела и крыльев мелкими щетинками (рис. 21.14, А). Москиты встречаются в тропических и субтропических зонах на всех континентах. Они известны как переносчики разных видов лейшманий, вирусов лихорадки паппатачи и возбудителей ряда других трансмиссивных заболеваний. Вирус лихорадки паппатачи передается в поколениях инвазированных москитов трансовариально. Москиты не способны к больших перелетам, поэтому природные очаги заболеваний, вызываемых перечисленными паразитами, обычно имеют небольшие размеры. Яйца москиты откладывают в норы грызунов и другие затененные места с большим количеством органического вещества и высокой влажностью. Личинки развиваются около 2 мес, а затем окукливаются. Половозрелые стадии появляются через 10—12 сут.

Борьба с москитами должна вестись комплексно и быть направленной на уничтожение природных очагов лейшманиозов и других трансмиссивных заболеваний: это уничтожение грызунов и мест выплода москитов, обработка инсектицидами поверхностей в хозяйственных постройках и жилищах. Эффективны также индивидуальные средства защиты от укусов.

Мошки (сем. Simuliidae)

Мелкие кровососущие насекомые длиной 2—6 мм. Ротовой аппарат короткий и очень мощный, предназначен для прокалывания кожи и слизывания крови. Крылья прозрачны, без пятен, конечности короткие и толстые (рис. 21.14, Б). Распространены повсеместно, но особую опасность представляют в Африке и тропической Америке, где являются переносчиками возбудителей онхоцеркоза. Интересно, что мошки кусают человека и животных преимущественно в бедра и боковые поверхности туловища. Именно в этих областях скапливаются микрофилярии онхоцерков, что значительно увеличивает вероятность их передачи. В большом количестве мошки встречаются поблизости от ручьев и речек с быстрым течением, чистой и прохладной водой. На дне таких водоемов самки откладывают яйца, из которых выходят личинки, ведущие прикрепленный и малоподвижный образ жизни. Через 2—3 недели формируется куколка, и еще через 1 неделю из ее оболочки выходят взрослые мошки. Развитие их идет синхронно, и огромное количество мошек на больших территориях появляются одновременно. Одним из наиболее экологически чистых методов борьбы с мошками является механическая очистка зон особенно быстрого течения рек и ручьев, где на дне и лежащих предметах скапливаются личинки мошек. При этом они отрываются от места прикрепления и уносятся течением. Многие из них при этом гибнут или поедаются различными хищниками. В редких случаях в очагах онхоцеркоза при высокой концентрации личинок мошек на небольших площадях возможно применение инсектицидов. Мокрецы (сем. Ceratopogonidae)

Самые мелкие из кровососущих двукрылых. Их размеры от 1 до 4 мм. Большинство видов имеют пятнистые крылья, длинные многочленистые усики и колюще-сосущий хоботок (рис. 21.14, В). Обитают повсеместно, но так же, как мошки, в тропиках являются переносчиками возбудителей некоторых филяриатозов. Размножаются мокрецы в небольших стоячих водоемах или во влажной почве. Развитие от яйца до имагинальной стадии продолжается около 1 мес. На человека нападают преимущественно при высокой влажности воздуха или во время дождя. Против мокрецов наиболее эффективны индивидуальные средства защиты. Слепни (сем. Tabanidae)

Наиболее крупные кровососущие двукрылые, до 30 мм длиной. Общим видом напоминают крупных мух. Ротовой аппарат сочетает в себе черты колюще-сосущего и лижущего. Все тело слепней покрыто тонкими щетинками (рис. 21.15, А, Б). Распространены повсеместно. В северных широтах являются переносчиками бактерий — возбудителей сибирской язвы и туляремии, а в тропиках и филярий — возбудителей лоаоза. Американские слепни кусают человека и животных преимущественно в голову, где располагаются микрофилярии. Слепни — теплолюбивые и светолюбивые насекомые. Они активны в жаркие дневные часы на севере только летом, а в тропиках — в любом сезоне. На человека нападают обычно около воды. Яйца самки слепней откладывают на околоводных растениях. Личинки развиваются во влажном иле около уреза воды и ведут хищнический образ жизни. Цикл развития в среднем продолжается около 1 года. Против укусов слепней эффективны средства индивидуальной защиты.

Семейство Мухи (Muscidae)

Медицинский интерес представляют мухи - механические переносчики возбудителей болезней (комнатная, мясная, сырная, жигалка и др.) и специфические переносчики (муха це-це). Личинки некоторых мух (вольфартова, оводы) могут быть возбудителями болезней человека и животных, которые называются миазами.

Комнатная муха (Musca domestical распространена по всему земному шару. Самки имеют размеры до 7,5 мм. Тело и лапки темного цвета, покрыты волосками. На лапках имеются коготки и липкие подушечки, позволяющие мухам передвигаться по любым плоскостям.

Ротовой аппарат лижуще-сосущий. Нижняя губа превращена в хоботок, на его конце имеются две сосательные дольки, между которыми расположено ротовое отверстие. Слюна мух содержит ферменты, разжижающие твердые органические вещества, которые она затем слизывает. Мухи питаются пищей человека и различными разлагающимися органическими остатками.

Через 4-8 дней после спаривания при температуре окружающей среды не ниже 17-18°С самка мухи откладывает за один раз до 150 яиц. Обычным местом откладки яиц являются гниющие органические остатки, кухонные отбросы, навоз, испражнения человека и т.д. При оптимальной температуре (35-45°С) через сутки из яиц выходят личинки, которые через 1-2 недели окукливаются. Окукливание происходит обычно в почве при более низкой температуре (не выше 25°С). Новое поколение мух появляется примерно через месяц. Продолжительность их жизни около одного месяца.

На покровах тела, на лапках, на частях ротового аппарата мухи механически переносят возбудителей кишечных инфекций (холеры, дизентерии, брюшного тифа), а также туберкулеза, дифтерии, паратифов, сибирской язвы, яйца гельминтов и цисты простейших. На теле мухи находится до 6 млн. бактерий, а в кишечнике - до 28 млн.

Борьбу с мухами ведут на разных стадиях их жизненного цикла. Для борьбы с окрыленными мухами применяют инсектициды, липучки, приманки с ядами, уничтожают механически. Для борьбы с преимагинальными стадиями большое значение имеет благоустройство населенных мест: наличие канализации, закрытых мусоросборников, навозохранилищ, туалетов, своевременное удаление отбросов, применение инсектицидов.

Осенняя жигалка (Stomoxys caicitrans) распространена повсеместно.По морфологии и биологии жигалка похожа на комнатную муху, но отличается длинным тонким хоботком. Имеет бурую окраску тела с темными полосками на груди и пятнами на брюшке. На конце хоботка имеются пластин ки с хитиновыми зубцами. Трением хоботка о кожу муха соскабливает эпидермис и питается кровью; слюна ее содержит ядовитые вещества, вызывающие сильное раздражение. Укусы ее болезненны. Наибольшей численности популяция мух достигает в августе-сентябре.

Осенняя жигалка является механическим переносчиком возбудителей сибирской язвы и сепсиса.

Муха це-це (Gtossina palpalis) распространена только в западных районах африканского континента. Обитает вблизи жилища человека по берегам рек и озер с высокой влажностью почвы, поросших кустарниками и деревьями.

Мухи имеет крупные размеры (до 13 мм), сильно хитинизированный выступающий вперед хоботок и темные пятна на спинной стороне брюшка. Окраска тела темно-коричневая. Самки живородящи, откладывают только одну личинку на поверхность почвы. Личинка проникает в почву, окукливается I через 3-4 недели выходит имагинальная форма. За всю жизнь (3-6 мес.) самки откладывают 6-12 личинок.

Муха це-це питается кровью животных я человека и является основным резервуаром и специфическим переносчиком возбудителей африканского трипаносомоза.

Меры борьбы с мухой заключаются в вырубании кустарников и деревьев по берегам рек и озер вблизи поселений и вдоль дорог. Для борьбы с взрослыми мухами применяют инсектициды.

Вольфартова муха (Wohlfahrtia magnifiea) распространена в умеренном и жарком климате.

Тело мухи светлосерого цвета имеет длину 9-13 мм. На груди - гри темные продольные полосы.

Взрослые мухи обитают на полях и питаются нектаром растений. Самки мух отрождают от 120 до 150 личинок в открытые полости (нос, глаза, уши), на раны и язвы на теле животных, иногда - человека (во время сна под открытым небом). Личинки у человека живут в ушах, носу, лобных пазухах, глазах. Быстро внедрившись в ткани, личинки разрушают их до костей механически и с помощью выделяемых ферментов. Паразитирование личинок сопровождается сильной болью, вызывает некроз тканей и гангренозные процессы. Спустя 5-7 дней, личинки выпадают в почву и окукливаются.

Заболевание, вызываемое личинками вольфартовой мухи, называется миазом. От миазов особенно страдают дети. При интенсивном заражении возможно полное уничтожение мягких тканей глазницы, головы; иногда заболевание заканчивается смертью.

Случайные кишечные миазы могут вызывать личинки комнатной и мясной мух.

 Профилактические меры направлены на предохранение людей от нападения мух.

115. Основные положения эволюционного учения: 1) Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда и никем не были созданы.

2) Возникнув естественным путем, виды медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3) Факторами создания сортов и пород являются наследственная изменчивость и искусственный отбор.

4) Понимание происхождения культурных форм дает ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная изменчивость, на основе которой ведется искусственный отбор, проявляется и в природе. Причинами, аналогичными творчеству человека, ведущего искусственный отбор, в природе являются борьба за существование и естественный отбор.

5) Борьба за существование – сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями внешней среды. Неизбежность борьбы за существование вытекает из противоречия между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью жизненных ресурсов.

6) Следствием борьбы за существование является естественный отбор – выживание наиболее приспособленных особей. Естественный отбор сохраняет особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и устраняет особей, не имеющих этих изменений. В результате особи, обладающие полезными наследственными изменениями, оставляют плодовитое потомство, и их численность возрастает.

7) Таким образом, из поколения в поколение в результате взаимосвязанного действия наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора виды изменяются в направлении все большей приспособленности к условиям окружающей среды. Приспособленность организмов не абсолютна, она носит относительный характер.

8) Естественный отбор вызывает расхождение (дивергенцию) признаков внутри вида и может привести к видообразованию. Образование новых видов обуславливает многообразие живого.

9) Способность организмов выживать в борьбе за существование не обязательно связана с более высокой организацией, поэтому наряду с высокоорганизованными формами жизни существуют и низкоорганизованные. Основные положения синтетической теории: Основные положения синтетической теории эволюции

• Наименьшей эволюционной единицей является популяция.

• Материалом для эволюции служат мелкие наследуемые изменения - мутации.

• Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

• Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один таксон (например, вид) может стать предком нескольких дочерних таксонов, но каждый вид имеет единственный предковый вид.

• Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

• Вид состоит из множества соподчиненных, но репродуктивно не изолированных единиц - подвидов и популяций.

• Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность видов поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями ("поток генов").

Микроэволюция — процесс преобразования популяции или популяций под действием факторов эволюции. Видообразование - это процесс изменения старых видов и появления новых в результате накопления новых признаков. Видообразование происходит на микроэволюционном уровне. При этом имеет место процесс превращения генетически открытых систем (популяций и групп популяций) в генетически закрытые — устойчивые системы (виды). Макроэволюция - это эволюция на надвидовом уровне. Механизмы эволюции: естественный отбор (о нем в следующих вопросах), дрейф генов (изменение частоты аллелей генов от поколения к поколению, обусловленное случайными процессами при выживании и размножении организмов), горизонтальный перенос генов (представляет собой передачу генетического материала от одного организма другому организму, который не является его потомком, наиболее распространён у бактерий, это способствует распространению устойчивости к антибиотикам, посредством того, что после возникновения у одной бактерии генов устойчивости они могут быстро передаться другим видам). Результаты эволюции: адаптация (эволюционный процесс, благодаря которому организм становится лучше приспособлен к месту или местам обитания), коэволюция (взаимодействие между организмами может вызвать как конфликт, так и кооперацию. Если взаимодействуют пары организмов, такие как патоген и его хозяин или хищник и жертва, то у них могут развиваться связанные адаптации. Эволюция одного вида в таких парах вызывает эволюцию у другого вида, а это, в свою очередь, вызывает эволюцию первого вида и т. д. Этот цикл носит название коэволюции. Примером коэволюции может служить пара: жертва — Желтобрюхий тритон, хищник — Подвязочная змея Эволюционная гонка вооружений привела к тому, что у тритона вырабатывается большое количество яда тетродотоксина, а у змеи высокий уровень устойчивости к этому яду), кооперация (известно много случаев взаимовыгодных отношений, например, очень тесная связь существует между растениями и мицелиями грибов, которые растут на их корнях и помогают растениям получать питательные вещества из почвы, также существует и кооперация между особями одного вида), видообразование (видообразование — процесс образования новых видов), вымирание (вымирание — исчезновение всех представителей определённого таксона. Вымирания и видообразование происходят постоянно в течение всей истории жизни. Бо́льшая часть видов, когда-либо обитавших на Земле, вымерла, и, по всей видимости, вымирание — судьба любого вида. Вымирание происходит постоянно, но некоторые глобальные события приводят к массовому вымиранию видов и других таксонов)

117. Вид (лат. species) — основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений и микроорганизмов) — таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.

Один вид можно отделить от другого по пяти основным признакам.

• Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.

• Физиолого-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.

• Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.

• Экологический позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.

• Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

• Нередко выделяют и другие критерии вида: цитологический (хромосомный) и другие.

В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы — популяции. Реально вид существует именно в виде популяций. Вид - генетически целостная и замкнутая система. Наиболее существенной характеристикой вида является то, что вид представляет собой генетически целостную и замкнутую систему. Благодаря целостности вида особи разных популяций могут скрещиваться между собой. Поэтому в случае появления благоприятной мутации последняя, переходя от популяции к популяции, в сравнительно ограниченное число поколений может быстро распространиться по всему ареалу вида, но она не может перейти из одного вида в другой из-за обособленности видов друг от друга специальными барьерами (различия в сроках размножения, в брачном поведении, в хромосомных наборах и т.п.)

118. Популяция — группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида. Популяция - самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому ее и называют элементарной эволюционной единицей. Отдельно взятый организм не является элементарной эволюционной единицей, так как его генотип остается неизменным на протяжении всей жизни. Популяция, благодаря большой численности особей, представляет собой непрерывный поток поколений.

Вид как целостная замкнутая система может существовать на протяжении длительного времени, и его можно было бы принять за эволюционную единицу. Однако вид распадается на составляющие его части - популяции. Вот почему роль элементарной эволюционной единицы приходится все-таки признать не за видом, а за популяцией.

Итак, для популяции характерна сильная, хотя и не абсолютная обособленность (изоляция) от других популяций этого вида, обеспечивающая большое генотипическое сходство составляющих ее особей. Вместе с тем у отдельных особей популяции возникают наследственные изменения, которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции и приводят к генетической разнородности составляющих ее особей.

Неоднородность особей в популяции создает условия для действия естественного отбора. Следовательно, эволюционный процесс начинается в недрах вида - в популяциях. Вот почему без понимания сущности вида, его популяционной структуры нельзя понять закономерности эволюции.

119. Элементарные эволюционные факторы.

Можно выделить четыре основных элементарных фактора эволюции: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор.

Мутационный процесс

Постоянная мутационная изменчивость и комбинации при скрещиваниях дают новые сочетания генов в генофонде, что неизбежно приводит к наследственным изменениям в популяции. Мутации — элементарный эволюционный матери­ал, а процесс возникновения мутаций, мутационный процесс, — постоянно действующий элементарный эволюционный фак­тор, увеличивающий генетическую гетерогенность популяции вследствие сохранения рецессивных мутаций в гетерозиготах. Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии составля­ют скрытый резерв изменчивости, который может быть исполь­зован естественным отбором при изменении условий существо­вания. Большинство мутаций являются вредными. Обезвреживание мутаций происходит путем перевода их в гетерозиготное состояние в результате полового процесса. Но многие мутации в гетерозиготном состоянии повышают относительную жизнеспо­собность особей. Механизмом, поддерживающим гетерозиготность особей, также является половой процесс.

Можно сказать, что мутационный процесс — это фактор-поставщик элементарного эволюционного материала.

Популяционные волны

Периодические или апериодические колебания численности особей популяции характерны для всех без исклю­чения живых организмов. Причинами таких колебаний могут быть различные абиотические и биотические факторы среды. Действие популяционных волн, или волн жизни, предполагает неизбирательное, случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности генотип (аллель) может сделаться обычным и быть подхваченным естественным отбором. Если в дальнейшем численность популяции восстановится за счет этих особей, то это приведет к случайному изменению частот генов в генофонде данной популяции. Популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала.

Классификация популяционных волн

1. Периодические колебания численности короткоживущих организмов характерны для большинства насекомых, однолетних растений, большинства грибов и микроорганизмов. В основном эти изменения вызваны сезонным колебанием численности.

2. Непериодические колебания численности, зависящие от сложного сочетания разных факторов. В первую очередь они зависят от благоприятных для данного вида (популяции) отношений в пищевых цепочках: уменьшение хищников, увеличение кормовых ресурсов. Обычно такие колебания затрагивают несколько видов и животных, и растений в биогеоценозах, что может привести к коренным перестройкам всего биогеоценоза.

3. Вспышки численности видов в новых районах, где отсутствуют их естественные враги.

4. Резкие непериодические колебания численности, связанные с природными катастрофами (в результате засухи или по­жаров). Влияние популяционных волн особенное заметно в популяциях очень малой величины (обычно при численности размножающихся особей не более 500). Именно в этих условиях популяционные волны могут как бы подставлять под действие естественного отбора редкие мутации или устранять уже довольно обычные варианты.

Изоляция

Под изоляцией понимается возникновение любых барьеров, нарушающих панмиксию (свободное скрещивание). В зависимости от их природы выделяют два основных типа изоляции: пространственную и биологическую (репродуктивную).

Пространственная изоляция может существовать в двух проявлениях: изоляция за счет географических барьеров и изоляция расстоянием (без заметных географических барьеров, просто в силу большого расстояния между популяциями или от­дельными особями). Возникновение пространственной изоляции связано с радиусом репродуктивной активности для особей вида.

Биологическая изоляция приводит к нарушению скрещивания или препятствует воспроизведению нормального потомства, что обеспечивается двумя группами механизмов: устраняющие скрещивание (докопуляционная изоляция) и изоляция при скрещивании (послекопуляционная изоляция). Спариванию близких форм препятствуют различия во время половой активности и созревания половых продуктов. В природе обычна биотипическая изоляция, при которой потенциальные партнеры по спариванию не встречаются, так как они часто обитают в разных местах. Большое значение в возникновении биологической изоляции у близких форм имеет этологическая изоляция — осложнения спаривания, обусловленные особенностями поведения. Важным изолирующим механизмом, затрудняющим скрещивание близких видов, оказывается возникновение морфофизиологических различий в органах размножения, так называемая морфологическая изоляция. Большая группа изолирующих механизмов в природе связана с возникновением изоляции после оплодотворения — собственно генетическая изоляция, включающая гибель зигот после оплодотворения, развитие полностью или частично стерильных гибридов, а также пониженную жизнеспособность гибридов.

Значение изоляции в процессе эволюции состоит в том, что она закрепляет и усиливает начальные стадии генотипической дифференцировки.

Естественный отбор

Ч. Дарвин определил естественный отбор как сохранение особей с полезными и гибель с вредными индивидуальными отклонениями. Особь является элементарным объектом отбора. Но особи отбираются в пределах популяции. Отсюда популяция — это поле действия отбора как элементарного фактора эволюции.

Движущая   форма естественного   отбора.   При данной форме отбора происходит отсев мутаций с одним средним значением признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака. Другими словами, данная форма естественного отбора благоприятствует изменению среднего значения признака в измененных условиях среды. Классическим примером данной формы служит так называемый индустриальный меланизм.

Стабилизирующий отбор. Данная форма естественного от­бора наблюдается в том случае, если условия внешней среды длительное время остаются достаточно постоянными, что способствует поддержанию среднего значения, выбраковывая мутационные отклонения от ранее сформировавшейся нормы.

Разрывающий (дизруптивный) отбор. Данная форма естественного отбора благоприятствует более чем одному фенотипу и направлена против средних форм. Это приводит как бы к разрыву популяции по данному признаку на несколько фенотипических групп, что может привести к полиморфизму.

Половой отбор — естественный отбор, касающийся признаков особей одного пола. Обычно половой отбор вытекает из борьбы между самцами (в редких случаях — между самками) за возможность вступить в размножение. Половой отбор — не самостоятельный фактор эволюции, а всего лишь частный случай внутривидового естественного отбора.

Индивидуальный отбор сводится к дифференцированному размножению отдельных особей, обладающих преимуществами в борьбе за существование в пределах популяции. Основан на соревновании особей внутри популяции.

Групповой отбор дает преимущественное размножение особей какой-либо группы. При групповом отборе в эволюции закрепляются признаки, благоприятные для группы, но не всегда благоприятные для особей. В групповом отборе группы особей соревнуются друг с другом в создании и поддержании целостности надорганизменных систем.

Искусственный отбор проводится человеком в целях создания новых пород или сортов, удовлетворяющих его потребностям.

Ч. Дарвин выделил два основных типа искусственного отбора:

— бессознательный отбор проводился путем сохранения и размножения наиболее ценных для человека признаков растений и животных, отбираемых по фенотипу, за счет отбора на уровне массовой выбраковки менее продуктивных особей. При данном отборе не ставятся задачи получения каких-то определенных пород и сортов;

— сознательный (методический) отбор состоит в том, что человек осмысленно ставит перед собой задачу по выведению именно тех форм растений и животных, которые ему нужны, и сам конструирует параметры породы животного или сорта растения.

У микроорганизмов результатом селекции являются штаммы — колонии клеток, отобранные по какому-то признаку.

120 - ? 121. Существует две основных концепции возникновения жизни на Земле: концепция абиогенеза и концепция биогенеза. Идеи абиогенеза исходят из того, что жизнь возникает тем, или иным путем из неживой материи. Концепции биогенеза исходят из принципа «все живое – от живого», то есть жизнь существует столько, сколько существует наш мир.

Концепции абиогенеза

Все теории абиогенеза, в основном, являются геоцентрическими химическими: жизнь возникла именно на Земле в результате появления новых химических веществ и новых химических реакций.

Концепция абиогенеза базируется на следующих положениях:

1. Живое отличается от неживого особенностями химического состава биологических систем и обмен веществ. Такие теории происхождения жизни называются биохимическими.

2. Жизнь возникла именно на Земле естественным путем из неорганических веществ с затратой свободной энергии. Жизнь возникла в результате появления новых химических веществ и новых химических реакций, при этом сложные органические соединения образуются из неорганических веществ. Такие теории происхождения жизни называются геоцентрическими.

3. К основным свойствам и признакам жизни относятся: обмен веществ; самовоспроизведение, передача и реализация наследственной информации; изменчивость наследственной информации и её дифференциальное воспроизведение (естественный отбор).

Этапы абиогенеза:

1.Синтез органических мономеров. 2.Синтез органических полимеров. 3.Образование нуклеопротеидов. 4.Появление первых биологических систем – пробионтов. 5. Появление архебионтов. 6.Формирование современных клеток и групп организмов: архебактерий, эубактерий, мезокариот и эукариот.

Концепции биогенеза

Идеи биогенеза базируются, в первую очередь, на термодинамическом и экологическом подходах к определению границы между живым и неживым. Генетический и эволюционный подходы играют второстепенную роль, а биохимический подход практически игнорируется.

Концепции биогенеза базируются на следующих положениях:

1. Живое и неживое есть два состояния материи. Ни одно из этих состояний не может быть выведено из другого. Такие теории называются физическими.

2. Основные свойства и признаки жизни: активное противостояние процессам разрушения (термодинамические аспекты); соподчинение биологических систем, наличие устойчивых динамических связей между биологическими объектами (системные аспекты).

3. Жизнь возникает не на Земле, а во Вселенной. Тогда биосфера Земли есть конкретное проявление живой части Космоса в земных условиях. Такие теории происхождения жизни называются космическими.

Таким образом, концепции биогенеза объединяют, в основном, космоцентрические физические гипотезы происхождения жизни. С этой точки зрения, биосфера Земли есть конкретное проявление живой части Космоса в земных условиях.

Основные этапы эволюции животных

Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам.

Первые животные были представлены Одноклеточными организмами. Многие из них занимали промежуточное положение между животными, водорослями и грибами. В настоящее время подцарство Одноклеточные представлены семью типами: Саркомастигофоры, Инфузории и разнообразные споровики (паразиты многоклеточных животных).

В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Существует две основные теории происхождения многоклеточных животных. Согласно теории гастреи (Э. Геккель), исходным способом формирования двуслойного зародыша является инвагинация (впячивание стенки бластулы). Согласно теории фагоцителлы (И. И. Мечников), исходным способом формирования двуслойного зародыша является иммиграция (перемещение отдельных бластомеров в полость бластулы). Возможно, эти две теории взаимно дополняют друг друга.

Кишечнополостные – представители наиболее примитивных (двуслойных) многоклеточных: их тело состоит всего из двух слоев клеток: эктодермы и энтодермы. Уровень дифференцировки тканей очень низкий.

У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.

Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Среди Первичноротых у Кольчатых червей образуется вторичная полость тела (целом). Это крупный ароморфоз, благодаря которому становится возможным разделение тела на отделы.

Кольчатые черви имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную (равнозначную) сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная (неравнозначная) сегментация туловища. У них имеется хитиновый экзоскелет, который способствует появлению дифференцированных пучков мышц. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.

Наиболее примитивные Членистоногие – Трилобитообразные – господствовали в палеозойских морях. Современные Жабродышащие первично-водные членистоногие представлены Ракообразными. Однако в начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых.

Паукообразные вышли на сушу, благодаря многочисленным алломорфозам (идиоадаптациям):

– Непроницаемость покровов для воды.

– Утрата личиночных стадий развития (за исключением клещей, однако нимфа клещей принципиально не отличается от взрослых животных).

– Формирование компактного слабо расчлененного тела.

– Формирование органов дыхания и выделения, соответствующих новым условиям обитания.

Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупных ароморфозов:

– Наличие зародышевых оболочек – серозной и амниотической.

– Наличие крыльев.

– Пластичность ротового аппарата.

С появлением Цветковых растений в меловом периоде начинается совместная эволюция Насекомых и Цветковых (коэволюция), и у них формируются совместные адаптации (коадаптации). В кайнозойской эре Насекомые, как и Цветковые растения, находятся в состоянии биологического прогресса.

Среди Вторичноротых животных наивысшего расцвета достигают Хордовые животные, у которых появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце).

 

Происхождение хорды до сих пор точно не установлено. Известно, что тяжи вакуолизированных клеток имеются у низших беспозвоночных. Например, у ресничного червя Coelogynopora ветвь кишечника, располагающаяся над нервными ганглиями в переднем конце тела, состоит из вакуолизированных клеток, так что внутри тела возникает эластичный стержень, помогающий вбуравливаться в песчаный грунт. У североамериканского ресничного червя Nematoplana nigrocapitula в добавление к описанной передней кишке вся спинная сторона кишечника преобразована в жгут, состоящий из вакуолизированных клеток. Этот орган назвали кишечной хордой (chorda intestinalis). Возможно, что прямо из вакуолизированных клеток спинной стороны кишки и возникла спинная хорда (chorda dorsalis) энтомезодермального происхождения.

 

От примитивных Хордовых животных в силуре происходят первые Позвоночные (Бесчелюстные). У позвоночных формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом. Низшие Челюстноротые позвоночные представлены разнообразными Рыбами. Современные классы рыб (Хрящевые и Костные) формируются в конце палеозоя – начале мезозоя).

Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным). Первые Земноводные вышли на сушу в девонском периоде, но их расцвет приходится на каменноугольный период (многочисленные стегоцефалы). Современные Амфибии появляются в конце юрского периода.

Параллельно среди Четвероногих появляются организмы с зародышевыми оболочками – Амниоты. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, а также ряду других признаков (ороговевающий эпителий, тазовые почки, появление коры больших полушарий) Рептилии полностью утратили зависимость от воды. Появление первых примитивных рептилий – котилозавров – относится к концу каменноугольного периода. В перми появляются разнообразные группы рептилий: зверозубые, первоящеры и другие. В начале мезозоя формируются ветви черепах, плезиозавров, ихтиозавров. Начинается расцвет рептилий.

От групп, близких к первоящерам, отделяются две ветви эволюционного развития. Одна ветвь в начале мезозоя дала начало многочисленной группе псевдозухий. Псевдозухии дали начало нескольким группам: крокодилы, птерозавры, предки птиц и динозавры, представленные двумя ветвями: ящеротазовые (бронтозавр, диплодок) и птицетазовые (только растительноядные виды – стегозавр, трицератопс). Вторая ветвь в начале мелового периода привела к появлению подкласса чешуйчатых (ящерицы, хамелеоны и змеи).

Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.

Лишь у части псевдозухий в юрском периоде появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

В юрских отложениях мезозойской эры (≈ 150 млн. лет назад) обнаружены отпечатки Первоптиц: археоптерикса и археорниса (три скелета и одно перо). Вероятно, это были древесно-лазающие животные, которые могли планировать, но не были способны к активному полету. Еще раньше (в конце триаса, ≈ 225 млн. лет назад) существовал протоавис (два скелета обнаружены в 1986 году в Техасе). Скелет протоависа существенно отличался от скелета рептилий, большие полушария мозга и мозжечок были увеличены в размерах. В меловом периоде существовали две группы ископаемых птиц: ихтиорнисы и гесперорнисы. Современные группы птиц появляются только в начале кайнозойской эры.

Существенным ароморфозом в эволюции птиц можно считать появление четырехкамерного сердца в сочетании с редукцией левой дуги аорты. Произошло полное разделение артериальной и венозной крови, что сделало возможным дальнейшее развитие головного мозга и резкое повышение уровня обмена веществ. Расцвет Птиц в кайнозойской эре связан с рядом крупных идиоадаптаций (появление перьевого покрова, специализация опорно-двигательного аппарата, развитие нервной системы, забота о потомстве и способность к перелетам), а также с рядом признаков частичной дегенерации (например, утрата зубов).

В начале мезозойской эры появляются первые Млекопитающие, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости. Предками Млекопитающих были примитивные пермские Пресмыкающиеся, сохранявшие ряд признаков Амфибий (например, были хорошо развиты кожные железы).

В юрском периоде мезозойской эры Млекопитающие были представлены, как минимум, пятью классами (Многобугорчатые, Трехбугорчатые, Трикодонты, Симметродонты, Пантотерии). Один из этих классов, вероятно, дал начало современным  Первозверям, а другой – Сумчатым и Плацентарным. Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

Исходным  отрядом Плацентарных являются Насекомоядные. От Насекомоядных рано отделились Неполнозубые, Грызуны, Приматы и ныне вымершая группа Креодонтов – примитивных  хищников. От Креодонтов отделились две ветви. Одна из этих ветвей дала начало современным Хищным, от которых отделились Ластоногие и Китообразные. Другая ветвь дала начало примитивным копытным (Кондилартрам), а затем Непарнокопытным, Парнокопытным и родственным отрядам.

Окончательная дифференцировка современных групп Млекопитающих завершилась в эпоху великих оледенений – в плейстоцене. На современный видовой состав Млекопитающих значительное влияние оказывает антропогенный фактор. В историческое время были истреблены:  тур, стеллерова корова, тарпан и другие виды.

В конце кайнозойской эры у части Приматов возникает особый тип ароморфоза – переразвитие коры больших полушарий головного мозга. В результате возникает совершенно новый вид организмов – Человек разумный.

 

122. Естественный отбор. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

Учение о естественном отборе разработано Ч. Дарвином, который считал сам отбор результатом борьбы за существование, а его предпосылкой — наследственную изменчивость организмов.

Генетическая сущность естественного отбора заключается в избирательном сохранении в популяции определенных генотипов. Содержащийся в них наследственный материал передается следующим поколениям. Таким образом, естественный отбор можно определить как избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции.

В ходе естественного отбора порождаются удивительные и многообразные биологические адаптации (приспособления) организмов к условиям внешней среды, в которых протекает жизнь популяции. Например, общие адаптации, к которым относят приспособленность к плаванию организмов, живущих в водной среде, или приспособленность конечностей позвоночных животных к наземной среде, и частные адаптации: приспособленность к бегу у лошади, антилопы, страуса, рытью у кротов, слепышей или лазанию по деревьям (обезьяны, дятлы, пищухи и др.). Примерами адаптации являются и маскирующая окраска, и мимикрия (имитация мирным видом внешнего облика животного, хорошо защищенного от нападения хищников), и сложные поведенческие инстинкты, и мн. др. Следует помнить, что всякая адаптация относительна. Вид, хорошо приспособленный к данным условиям, может оказаться на грани вымирания, если условия изменились или в среде появился новый хищник или конкурент. Известно, например, что рыбы, хорошо защищенные от хищников шипами и колючками, чаще попадают в сети рыболова, в которых они запутываются и удерживаются как раз из-за твердых выростов тела. Недаром один из принципов (эволюционного учения) в шутливой форме звучит так: «Выживают приспособленнейшие, но они являются приспособленнейшими только до тех пор, пока они выживают».

Итак, возможности для эволюционных изменений в популяции всегда присутствуют. До поры они проявляются лишь в изменчивости организмов. Как только начинает действовать отбор, популяция отвечает на это приспособительными изменениями.

Формы естественного отбора.

1)Стабилизирующий отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов. Эта форма отбора обычно действует там, где условия жизни остаются постоянными в течение длительного времени, например в северных широтах или на океанском дне. Действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака.

2)Вторая форма естественного отбора — движущий; в противоположность стабилизирующему эта форма отбора способствует изменениям организмов. Движущий отбор — форма естественного отбора, когда условия среды способствуют определённому направлению изменения какого-либо признака или группы признаков. При этом иные возможности изменения признака подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции от поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию).

Движущий отбор осуществляется при изменении окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определенном направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Например, при освоении почвы, как среды обитания у различных неродственных групп животных конечности превратились в роющие.

3)Третьей формой естественного отбора является дизруптивный, или разрывающий. Разрывающий отбор приводит к возникновению в пределах популяций групп особей, различающихся по каким-либо признакам (окраске, поведению, пространству и пр.). Дизруптивный отбор способствует поддержанию в пределах популяций двух и более фенотипов и убирает промежуточные формы. Происходит своеобразный разрыв популяции по определенному признаку. Такое явление получило название полиморфизм.

4)Половой отбор — процесс в основе которого лежит конкуренция за полового партнера между особями одного пола, что влечет за собой выборочное спаривание и производство потомства. Этот механизм может быть причиной эволюции некоторых характерных черт и приводить к их усилению. В пределах вида один из полов (практически всегда женский) играет роль ограниченного ресурса для другого (практически всегда мужского).

Половой отбор является частным случаем естественного отбора. Эволюционный смысл полового отбора заключается в ускорении эволюции за счёт разделения вида на два различных пола, выполняющих существенно разные эволюционные задачи. Самки являются гарантией репродукции вида (одна самка не может заменить другую в процессе размножения), и поэтому менее подвержены изменчивости, одновременно самки фактически проводят (неосознанную) направленную селекцию самцов. Самцы в случае полового размножения обычно выполняют роль «расходного материала» эволюции, так как наследственная изменчивость у них существенно выше, чем у самок[источник не указан 436 дней]. Роль самцов обусловлена их взаимозаменяемостью при репродукции вида: один самец может оплодотворить множество самок, таким образом, появившаяся в результате изменчивости неудачная мужская особь всегда может быть заменена другим самцом.

Специфика в человеческих популяциях:

Отбор в современных человеческих популяциях очень слаб, если вообще присутствует. Многие болезни, приводившие к смерти в раннем возрасте, в настоящее время более не являются летальными. Однако отбор против мутаций, которые вызывают дефекты развития, никогда не прекращался.

Приведем примеры генов и групп генов, которые находятся под влиянием движущего отбора в человеческой популяции:

1.Гены, вовлеченные в защиту от патогенов

Отбор в пользу гетерозигот часто называют сверхдоминированием, поскольку гетерозиготы превосходят по выживанию гомозигот. Обычно он завершается созданием устойчивого полиморфного равновесия в популяции. Примером такого отбора является отбор при серповидноклеточной анемии, которая, как отмечено в гл. XIII, возникает в результате того, что в эритроцитах индивидов, гомозиготных по аллелю Нbs, синтезируется аномальный гемоглобин. Нормальный гемоглобин синтезируется в эритроцитах индивидов с аллелем Нba. Индивидуумы с генотипом HbsHba по причине невозможности приспособления к среде из-за аномального гемоглобина в большинстве случаев умирают еще до достижения половой зрелости.

2. Гены, отвечающие за способность усваивать пищу

У большинства видов способность усваивать молоко пропадает в момент прекращения вскармливания. Однако в некоторых популяциях человека эта способность сохраняется и во взрослом состоянии.

3. Гены, отвечающие за непереносимость алкоголя

Одним из ярких примеров генов, которые относительно недавно подвергались быстрой эволюции, является алкогольдегидрогеназы-2. Существует распространенный аллель, из-за которого организм не справляется с большим количеством алкоголя. Этот аллель особенно часто встречается в странах Восточной Азии, что является причиной непереносимости алкоголя монголоидами. Одна из гипотез, объясняющих такое распространение аллеля, состоит в том, что алкоголь усугубляет вредное действие вируса гепатита В, который широко распространен в Восточной Азии. Наличие аллеля непереносимости алкоголя может быть выгодно, т. к. это предотвращает возможные осложнения болезни.

4. Гены, определяющие цвет кожи

Одно из предположений, объясняющих этот факт это то, что в северных широтах отсутствует отбор в пользу более темной кожи, которая не дает никакого адаптивного преимущества. Еще одна гипотеза связана с действием полового отбора: рыжеволосость считается привлекательным признаком, что и могло привести к распространению мутации.

5.Гены, отвечающие за размножение

Многие гены, кодирующие белки сперматозоидов находятся под действием движущего отбора. Гены белков, участвующие в образовании zona pellucida яйцеклетки (ZP2, ZP3), и многие другие гены белков, вовлеченных во взаимодействие яйцеклетки и сперматозоида, также демонстрируют доказательства быстрой эволюции. Это объясняется постоянной «гонкой вооружений» между сперматозоидом и яйцеклеткой.

6.Гены, контролирующие поведение

Многие поведенческие признаки человека имеют ярко выраженный генетический контроль. Некоторые из этих генов подвергались сильной селекции в ходе человеческой эволюции – например, ген моноаминоксидазы МАО-А, контролирующий импульсивность и агрессивность.

7. Примером отбора против рецессивных гомозигот был отбор при фенилкетонурии человека в то время, когда патогенез этой болезни был неясен и когда еще не прибегали к диетотерапии. Рецессивные гомозиготные организмы (дети) без соответствующей диеты оказывались неприспособленными к существованию и погибали еще до достижения половой зрелости.

123. Биогенетический закон был сформулирован Э.Геккелем: "Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза (исторического развития вида)". Геккель утверждал, что филогенез есть причина онтогенеза: индивидуальное развитие полностью обусловлено историей развития вида. В дальнейшем эти взгляды были частично отвергнуты наукой, а частично видоизменены и дополнены.

Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX в. установили закон соотношения онтогенеза и филогенеза, который получил название биогенетического закона. Согласно этому закону, каждая особь в индивидуальном развитии ( онтогенезе ) повторяет историю развития своего вида ( филогенез ), или, короче, онтогенез есть повторение филогенеза.

Однако за короткий период индивидуального развития особь не может повторить все этапы эволюции, которая совершалась тысячи или миллионы лет. Поэтому повторение стадий исторического развития вида в индивидуальном развитии особи происходит в сжатой форме, с выпадением ряда этапов. Кроме того, эмбрионы имеют сходство не со взрослыми формами предков, а с их зародышами. Так, в онтогенезе млекопитающих имеется этап, на котором у зародышей образуются жаберные дуги. У зародыша рыбы на основании этих дуг образуется орган дыхания - жаберный аппарат. В онтогенезе млекопитающих повторяется не строение жаберного аппарата взрослых рыб, а строение закладок жаберного аппарата зародыша, на основе которых у млекопитающих развиваются совершенно иные органы.

В разработке теории онтогенеза выдающуюся роль сыграли исследования академика А.Н. Северцова. Он доказал, что изменения исторического развития обусловлены изменениями хода зародышевого развития. Наследственные изменения затрагивают все стадии жизненного цикла, в том числе и зародышевый период. Мутации, возникающие в ходе развития зародыша, как правило, нарушают взаимодействие в организме и ведут к его гибели. Однако мелкие мутации могут оказаться полезными и тогда сохранятся естественным отбором. Они передадутся потомству, включатся в историческое развитие, влияя на его ход.

Обычно эмбриональные стадии развития изменяются в процессе эволюции не так значительно, как взрослые животные. Поэтому при сравнении эмбрионов и личинок даже далеких друг от друга животных между ними нередко обнаруживается большое сходство, свидетельствующее о родстве.

Особенный интерес для эволюционной зоологии представляют рекапитуляции, т.е. повторения в ходе индивидуального развития характерных особенностей строения более или менее отдаленных предков.

124. Предпосылки антропогенеза. Предполагается, что общие предки человекообразных обезьян и человека - стадные узконосые обезьяны, жившие на деревьях в тропических лесах. Переход их к наземному образу жизни, вызванный похолоданием климата и вытеснением лесов степями, привел к прямо хождению. Выпрямленное положение тела и перенос центра тяжести вызвали перестройку дугообразного позвоночного столба, свойственного всем четвероногим животным, на S-образный, что придало ему гибкость. Образовалась сводчатая пружинящая стопа, расширился таз, грудная клетка стала шире и короче, челюстной аппарат легче и главное - передние конечности освободились от необходимости поддерживать тело, их движения стали более свободными и разнообразными, функции усложнились.

Переход от использования предметов к изготовлению орудий труда - рубеж между обезьяной и человеком. Эволюция руки шла путем естественного отбора мутаций, полезных для трудовой деятельности. Таким образом, рука не только орган труда, но и его продукт. Первыми орудиями труда были орудия охоты и рыболовства. Наряду с растительной стала шире использоваться более калорийная мясная пища. Приготовленная на огне пища уменьшила нагрузку на жевательный и пищеварительный аппараты, в связи с чем потерял свое значение и постепенно исчез в процессе отбора теменной гребень, к которому у обезьян прикрепляются жевательные мышцы, стал короче кишечник. Наряду с прямохождением важнейшей предпосылкой антропогенеза явился стадный образ жизни, который по мере развития трудовой деятельности и необходимости обмениваться сигналами обусловил развитие членораздельной речи. Медленный отбор мутаций преобразовал неразвитую гортань и ротовой аппарат обезьян в органы речи человека. Первопричиной возникновения языка послужил общественно-трудовой процесс. Труд, а затем и членораздельная речь - те факторы, которые контролировали генетически обусловленную эволюцию мозга и органов чувств человека . А это, в свою очередь, привело к усложнению трудовой деятельности. Конкретные представления об окружающих предметах и явлениях обобщались в абстрактные понятия, развивались мыслительные и речевые способности. Формировалась высшая нервная деятельность, и развивалась членораздельная речь. Переход к прямо хождению, стадный образ жизни, высокий уровень развития мозга и психики, использование предметов в качестве орудий для охоты и защиты - те предпосылки очеловечивания, на основе которых развивались и совершенствовались трудовая деятельность, речь и мышление.

Предшественники человека. В начале кайнозоя, более 40 млн. лет назад, появились первые приматы. От них обособились несколько ветвей эволюции, приведших к современным человекообразным обезьянам, другим приматам и человеку. Современные человекообразные обезьяны - не предки человека, но происходят от общих с ним, уже вымерших предков - наземных человекообразных обезьян - дриопитеков. Они появились 17 - 18 млн. лет назад, в конце неогена, и вымерли около 8 млн. лет назад. Обитали в тропических лесах. Некоторые их популяции и положили, видимо, начало эволюции человека, его предшественникам - австралопитекам.

Австралопитеки (от лат. Australis - южный, греч. питекос - обезьяна) - вымершая группа гоминид (прямоходящих приматов).Их скелетные остатки найдены в Южной Африке. Эти двуногие существа размером с шимпанзе имели много черт, сближающих их с человеком (форма зубов, строение черепной коробки, форма таза). Однако размером мозга (650 см ) они не превосходили современных человекообразных обезьян. Раскопки последних 30 лет в Восточной Африке (Д. Лики и др.) показали, что австралопитеки жили свыше 5 млн. лет назад, а следовательно, для эволюции предков человека путем отбора было достаточно времени. Более поздние из австралопитеков явились, видимо, непосредственными предками людей. Они получили название человек умелый. По своему внешнему виду и строению человек умелый не отличался от человекообразных обезьян, но уже умел изготовлять примитивные режущие и рубящие орудия из гальки. Многие группы, вступив на путь очеловечивания и не закончив его, погибли в борьбе за существование. Естественный отбор способствовал выживанию особей и групп, обладающих навыками к трудовой деятельности.

Этапы становления человека. В эволюции человека (Homo) различают три этапа:

1.   Древнейшие люди, к которым относятся питекантроп, синантроп и гейдельбергский

человек (вид человек прямоходящий - Homo erectus).

2.   Древние люди - неандертальцы (первые представители вида человек разумный -

Homo sapiens).

3.   Современные (новые) люди, включающие ископаемых кроманьонцев и современных людей (вид человек разумный - Homo sapiens).

Древнейшие люди жили 2 млн. - 500 тыс. лет назад.

Питекантроп - <обезьяночеловек>. Останки были обнаружены сначала на о. Ява в 1891 году Е. Дюбуа, а затем в ряде других мест. Питекантропы ходили на двух ногах, объем мозга у них увеличился, они пользовались примитивными орудиями труда в виде дубин и слегка обтесанных камней. Низкий лоб, мощные надбровные дуги, полусогнутое тело с обильным волосяным покровом - все это указывало на их недавнее (обезьянье) прошлое.

Синантроп, останки которого найдены в 1927 - 1937 гг. в пещере близ Пекина, во многом сходен с питекантропом, это географический вариант человека прямоходящего. Синантропы уже умели поддерживать огонь.

Основным фактором эволюции древнейших людей был естественный отбор.

Древние люди характеризуют следующий этап антропогенеза, когда в эволюции начинают играть роль и социальные факторы: трудовая деятельность в группах, которыми они жили, совместная борьба за жизнь и развитие интеллекта. К ним относятся неандертальцы, останки которых были обнаружены в Европе, Азии, Африке. Свое название они получили по месту первой находки в долине р. Неандер (ФРГ). Неандертальцы жили в ледниковую эпоху 200 - 35 тыс. лет назад в пещерах, где постоянно поддерживали огонь, одевались в шкуры. Орудия труда неандертальцев много совершеннее и имеют некоторую специализацию: ножи, скребла, ударные орудия. челюсти свидетельствовала о членораздельной речи. Неандертальцы жили группами по 50 - 100 человек. Мужчины коллективно охотились, женщины и дети собирали съедобные корни и плоды, старики изготавливали орудия. Последние неандертальцы жили среди первых современных людей, а затем были ими окончательно вытеснены. Часть ученых считают неандертальцев тупиковой ветвью эволюции гоминид, не участвовавшей в формировании современного человека.

Современные люди. Возникновение людей современного физического типа произошло относительно недавно, около 50 тыс. лет назад. Их останки найдены в Европе, Азии, Африке и Австралии. В гроте Кроманьон (Франция) было обнаружено сразу несколько скелетов ископаемых людей современного типа, которых и назвали кроманьонцами. Членораздельная речь, на что указывал развитый подбородочный выступ; строительство жилищ, первые зачатки искусства (наскальные рисунки), одежда украшения, совершенные костяные и каменные орудия труда, первые прирученные животные - все свидетельствует о том, что это настоящий человек, окончательно обособившийся от своих звероподобных предков. Неандертальцы, кроманьонцы и современные люди образуют один вид - Homo sapiens - человек разумный; этот вид сформировался не позднее 100 - 40 тыс. лет тому назад.

В эволюции кроманьонцев большое значение имели социальные факторы, неизмеримо выросла роль воспитания, передачи опыта.

Движущие силы антропогенеза. В эволюции человека - антропогенезе - важнейшая роль принадлежит не только биологическим факторам (изменчивость, наследственность, отбор), но и социальным (речь, накопленный опыт трудовой деятельности и общественного поведения). Особенности человека, обусловленные социальными факторами, не фиксируются генетически и передаются не по наследству, а в процессе воспитания и обучения. На первых этапах эволюции решающее значение имел отбор на большую приспособляемость к быстро меняющимся обстоятельствам. Однако впоследствии способность передавать из поколения в поколение генетические приобретения в виде разнообразной научно-технической и культурной информации стала играть все более важную роль, освобождая человека от жесткого контроля естественного отбора. Социальные закономерности приобрели важное значение в эволюции человека. Победителями в борьбе за существование оказывались не обязательно самые сильные, а те, кто сохранял слабых: детей - будущее популяции, стариков - хранителей информации о способах выжить (приемы охоты, изготовление орудий и т.п.) . Победа популяций в борьбе за существование обеспечивалась не только силой и разумом, но и способностью жертвовать собой во имя семьи, племени. Человек - общественное существо, отличительной чертой которого является сознание, сформировавшееся на основе коллективного труда.

В эволюции человека разумного социальные отношения играют все возрастающую роль. Для людей современных ведущими и определяющими стали общественно-трудовые отношения. В этом качественное своеобразие эволюции человека.

 

125. Направление эволюции систем органов человека.

Эволюция покровов тела.

Покровы тела у хордовых животных образованы двумя компонентами: эпидермисом эктодермального происхождения и дермой мезодермального происхождения.

Эволюция кожных покровов у хордовых шла по пути:

1. перехода от однослойного эпителия к многослойному;

2. изменения соотношения между слоями кожи в сторону большего развития дермы;

3. развития желез;

4. образование производных эпидермиса.

Эволюция скелета.

У хордовых животных впервые появляется осевой скелет – хорда. У позвоночных животных он дифференцируется на три части: осевой скелет, скелет головы и скелет конечностей.

Осевой скелет в течение эволюционного развития претерпевает ряд изменений. Эти изменения могут быть сведены к двум основным тенденциям:

• укрепление осевого скелета, которое выражается в замене хорды хрящевым скелетом и последующей заменой хрящевого скелета костным;

• дифференцировка осевого скелета на отделы:

-         у рыб – это туловищный и хвостовой;

-         у земноводных — шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой;

-         у рептилий и млекопитающих – шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой.

К характерным изменениям осевого скелета в процессе антропогенеза следует отнести:

- образование 4-х изгибов позвоночника в связи с прямохождением (2 лордоза и 2 кифоза);

- изменение формы грудной клетки: уплощение ее в дорсовентральном и расширение в латеральном направлении.

Скелет черепа состоит из двух отделов:

-         мозговой череп - нейрокраниум, служащий вместилищем для головного мозга;

-         висцеральный череп - спланхнокраниум, дающий опору органам дыхания низших позвоночных (жаберным щелям).

Основные направления эволюции черепа.

1. Преобразование дуг висцерального скелета у наземных позвоночных в кости органа слуха и хрящей дыхательных путей.

2. Формирование челюстного аппарата.

3. Дифференцировка зубов.

4. Преобладание мозгового отдела черепа над лицевым.

Скелет конечностей. Основные направления эволюции конечностей:

1. Появление парных конечностей.

2. Замена у наземных позвоночных прочного соединения скелетных элементов подвижным сочленением в виде суставов.

3. Конечность становится сложным рычагом, включающим части: плечо, предплечье, кисть.

4. Появление поясов конечностей.

5. Эволюция скелета кисти: уменьшение количества костей и удлинение фаланг.

Изменения скелета конечностей в процессе антропогенеза характеризуются следующими особенностями:

-         смещение центра тяжести (вектор тяжести проходит через промоториум), что приводит к расширению таза;

-         противопоставление большого пальца кисти;

-         развитие свода стопы.

Эволюция головного мозга.

Формирование головного мозга у всех позвоночных начинается с образования на переднем конце нервной трубки трех вздутий или мозговых пузырей: переднего, среднего и заднего. В дальнейшем передний мозговой пузырь делится поперечной перетяжкой на два отдела. Первый из них образует передний отдел головного мозга, который у большинства позвоночных образует полушария большого мозга. На задней части переднего мозгового пузыря развивается промежуточный мозг. Средний мозговой пузырь не делится и целиком преобразуется в средний мозг. Задний мозговой пузырь также подразделяется на два отдела: в передней его части образуется задний мозг или мозжечок, а из заднего отдела образуется продолговатый мозг, который без резкой границы переходит в спинной мозг.

Выделяют три типа головного мозга:

К ихтипсидному типу мозга относят мозг рыб и амфибий.

К зауропсидному типу мозга относят мозг пресмыкающихся и птиц.

К маммальному типу мозга относят мозг млекопитающих.

Эволюция головного мозга пошла в направлении развития крыши переднего мозга и полушарий, увеличения поверхности переднего мозга за счет извилин и борозд коры.

На всей поверхности крыши появляется слой серого вещества – настоящая кора. Это совершенно новая структура, возникающая в процессе эволюции нервной системы. У низших млекопитающих поверхность коры гладкая, а у высших — она образует многочисленные извилины, резко увеличивающие ее поверхность. Передний мозг приобретает значение ведущего отдела головного мозга за счет развития коры, что является характерным для маммального типа. Обонятельные доли так же сильно развиты, так как у многих млекопитающих являются органом чувств.

Промежуточный мозг имеет характерные придатки — эпифиз, гипофиз. Средний мозг уменьшен в размерах. Его крыша, кроме продольной борозды, имеет еще и поперечную. Поэтому вместо двух полушарий (зрительные доли) образуется четыре бугра. Передние бугры связаны со зрительными рецепторами, а задние — со слуховыми.

Мозжечок прогрессивно развивается, что выражается в резком увеличении размеров органа и его сложной внешней и внутренней структуре.

В продолговатом мозгу по бокам обособляется путь нервных волокон, ведущих к мозжечку, а на нижней поверхности — продольные валики (пирамиды).

Основные направления эволюции нервной системы:

1. Дифференцировка нервной трубки на головной и спинной мозг.

2. Прогрессивное развитие переднего конца нервной трубки в головной мозг.

3. Дифференцировка на отделы.

4. Изменение системы развития отделов.

5. Смещение центров регуляции нервной деятельности от среднего к ведущему переднему.

6. Образование коры и высших чувствительных и двигательных центров психической деятельности.

7. Увеличение площади головного мозга за счет появления извилин.

8. Формирование функциональной ассиметрии полушарий.

9. Увеличение черепно-мозговых нервов.

Эволюция органов пищеварения.

Общие направления эволюции органов пищеварения позвоночных:

-         дифференциация кишечной трубки на отделы;

-         удлинение кишечника;

-         увеличение всасывающей поверхности;

-         развитие и усложнение пищеварительных желез;

-         совершенствование челюстного аппарата;

-         дифференцировка зубов.

Эволюция органов дыхания.

Основные направления эволюции:

1. Смена жаберного дыхания на кожно-легочное, а затем — легочное.

2. Увеличение дыхательной поверхности легкого.

3. Появление и дифференцировка дыхательных путей.

Эволюция кровеносной системы.

Основные тенденции в эволюции кровеносной системы позвоночных:

-         обособление мышечного сосуда — сердца;

-         дифференцировка сердца на камеры;

-         дифференцировка сосудов на кровеносные и лимфатические;

-         появление 2-го, или легочного круга кровообращения;

-         развитие приспособлений для разграничения артериального и венозного токов крови.

Эволюция выделительной системы

1. В переходе от нефридий низших хордовых к специальным органам — почкам, состоящим из большого числа выделительных канальцев, соединяющихся общим выводным протоком

2. В последовательной смене трех типов почек в эмбриональном периоде позвоночных: предпочка, первичная почка, вторичная (тазовая).

3. Установление прямой связи выделительной системы с кровеносной.

4. Увеличение числа нефронов и их дифференцировка на отделы.

5. Увеличение фильтрационной и реабсорбционной функции почек за счет увеличения длины выделительных канальцев.

Эволюция половой системы и её связь с выделительной.

Основные направления:

 1. Специализация желез и установление связи с различными частями выделительной системы.

2. Дифференцировка яйцевода на отделы.

Для выделительной системы позвоночных характерна тесная связь с половой системой, которая обусловлена филогенезом.

Эволюция эндокринной системы.

По происхождению эндокринные железы классифицируют:

1. Мозгового происхождения:

• гипофиз — нижний придаток мозга;

• эпифиз — верхний придаток мозга.

2. Бранхиогенные железы (бранхиожабры), развиваются из эпителия передней, головной кишки, в области жаберного аппарата в виде выпячиваний вентральной стенки глотки:

• щитовидная;

• паращитовидные;

• вилочковая;

Закладка гипофиза на 4-5-й неделе. Из эпителия верхней части ротовой полости зародыша формируется карман (выпячивание) направляющегося в сторону основания головного мозга.

Эпифиз возникает как выпячивание крыши промежуточного мозга.

Щитовидная – является выпячиванием вентральной стенки глотки между I и II парами жаберных карманов. Эпителиальный тяж растет и раздваивается на 2 доли. Из эпителия III и IV пар жаберных карманов возникают паращитовидные железы.

Надпочечник – возникает как целомические утолщения:

• корковое вещество – утолщение эпителия по обе стороны брыжейки;

• мозговая часть — имеет нейральное происхождение (из нейробластов симпатических ганглиев) и развивается как симпатический ганглий.

Вилочковая железа закладывается в конце 1-го месяца внутриутробного развития в эпителии глоточной кишки в области III, IV пар жаберных карманов в виде тяжей многослойного эпителия

126. Расы - это систематические подразделения внутри вида Homo sapiens. Каждая раса характеризуется совокупностью наследственно обусловленных признаков (цвет, кожи, глаз, волос, рост, особенности мягких частей лица, черепа и др.). Расы человека начали формироваться, как полагают, в эпоху позднего палеолита (около 30-40 тыс. лет тому назад). Тогда многие расовые признаки имели адаптивное значение и закреплялись естественным отбором в условиях определённой географической среды. Например, у представителей экваториальной расы тёмная окраска кожи возникла как защита от обжигающего действия ультрафиолетовых лучей, удлинённый тип пропорций тела, полезный для теплорегуляции в жарком климате, сформировался, вероятно, как способ увеличения поверхности тела по отношению к его объёму. Формирование части расовых признаков происходило под действием естественного отбора. Некоторые признаки, входящие в расовый комплекс, могли появиться в силу коррелятивной изменчивости. Так, главную роль в развитии уплощённости лица монголоидов играли, по-видимому, первичные изменения жевательного аппарата и общей конструкции лицевого скелета. Подразделение на расы свидетельствует о том, что Человек разумный (Homo sapiens) - это резко политипический вид, включающий три «большие» расы людей: австрало-негроидную (экваториальную); европеоидную (евразийскую); монголоидную (азиатско-американскую). Нередко выделяют 5 больших рас: негроидную, австралоидную, европеоидную, монголоидную, американскую. Внутри каждой из больших рас выделяют малые расы или подрасы. Так, внутри австрало-негроидной (экваториальной) расы такими являются негрская, негрилльская, бушменская, австралийская и др., внутри европеоидной расы - атланто-балтийская, индо-средиземноморская, среднеевропейская и др. малые расы, внутри монголоидной расы - североазиатская, южноазиатская, арктическая и др. малые расы. У австрало-негроидов - тёмные кожные покровы, курчавые шерстистые или волнистые волосы, толстые губы, широкий маловыступающий нос, отличающийся поперечным расположением ноздрей. Европеоиды имеют светлую или смуглую кожу, прямые или волнистые волосы, развитый волосяной покров на лице, узкий выступающий нос, тонкие губы. Монголоиды отличаются светлой или смуглой кожей, прямыми, нередко жёсткими волосами, уплощённым лицом с выступающими скулами, косым разрезом глаз, выраженным «третьим веком» (эпикантом), средними показателями ширины носа и губ. Представители разных рас различаются также некоторыми физиологическими и биохимическими признаками: основной обмен веществ у негров и у большей части других народов экваториальной зоны ниже, чем у европейцев. Ниже у первых и содержание холестерина в плазме крови.На основании биохимических и антропологических данных учёные полагают, что первоначально выделились из общего сапиентного ствола (Homo sapiens) монголоидная и европеоидно-негроидная расы. Из последних выделились европеоидная и австрало-негроидная расы. Такое формирование рас происходило на стадии перехода от палеоантропов к неоантропам.>Особо следует отметить, что все расы человека принадлежат к одному виду - Homo sapiens. Это доказывается рождением плодовитого и полноценного потомства в браках между представителями различных рас. Видовое единство людей основывается на трёх главных признаках: 1) выпрямленное положение тела; 2) хватательный тип верхних конечностей; 3) развитая речевая функция и отвлечённое мышление. Все расы абсолютно равноценны в биологическом и психическом отношении и находятся на одном и том же уровне эволюционного развития. Представители всех человеческих рас в одинаковой степени способны к достижению самых больших высот в развитии культуры и цивилизации. Поэтому любые расистские взгляды противоречат данным современной науки. Расы человека не следует смешивать с понятиями «нация», «народ», «языковая группа». Разные расы могут входить в состав одной нации, а одни и те же расы - в состав разных наций.

127. В процессе антропогенеза (эволюционно-исторического процесса формирования человека) произошло возникновение на нашей планете высшей формы существования материи - социальной. Появление человека является результатом развития жизни в одной из ее эволюционных ветвей - царстве животных. Биологический вид Человек разумный (Homo sapiens) представляет собой уникальную жизненную форму, соединяющую в себе биологическую и социальную сущности. Это соединение обусловлено длительным процессом биологической эволюции и исторического развития человечества. Социальность не противопоставляет людей остальной природе. Соответственно своей биологической организации человек безусловно принадлежит живой природе, царству животных.

Подтверждением родства человека и животных являются следующие факты.

1)Для человека и животных характерны одинаковые вещественный состав, строение и поведение. Человек состоит из тех же белков и нуклеиновых кислот, что и животные, многие структуры и функции нашего организма аналогичны структуре и функциям животных. Чем выше на эволюционной шкале стоит животное, тем больше его сходство с человеком. В последнее время наукой разработан метод определения эволюционного родства организмов путем сравнения их хромосом и белков. Белки синтезируются на основе наследственной информации, заключенной в генах. Родство между видами тем больше, чем больше сходство между белками. Сравнительный анализ показал, что белки человека и шимпанзе сходны на 99%.

2)Человеческий зародыш проходит в своем развитии те же стадии, которые прошла эволюция живого, поэтому на разных стадиях эмбриогенеза у него появляются жабры, хвост и т.д. Это так называемый биогенетический закон.

3) О родстве человека с животными свидетельствует также наличие у человека атавизмов и рудиментарных органов. Атавизмы — появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдаленных предков, но были утрачены в процессе эволюции. Атавистические признаки, встречающиеся иногда у человека (наружный хвост, обильный волосяной покров на лице, сильно развитые клыки и др.), свидетельствуют о том, что гены, ответственные за данный признак, в процессе эволюции сохраняются в генофонде.

Рудименты — недоразвитые органы, практически утратившие в процессе эволюции свои функции по сравнению с аналогичными органами предковых форм. Ранее эти органы выполняли важные функции у животных, но человеку они не нужны, хотя и сохранились. В отличие от атавизмов, рудименты встречаются практически у всех особей данного вида. Так, некоторые люди умеют шевелить ушами, хотя никакого практического эффекта это умение человеку не дает, а для животных — это один из факторов, способствующих лучшему восприятию звуков, что важно в борьбе за существование. В организме современного человека насчитывается около 90 рудиментов.

4) Данные генетики также подтверждают преемственность между низкоорганизованными и высокоорганизованными формами жизни. Так, установлено, что в генотипе человека примерно 95% генов унаследовано от наших обезьяноподобных предков, 60—70% генов принадлежат примитивным насекомоядным млекопитающим, послужившим исходной группой для эволюции всех приматов. В генотипе человека также есть гены, унаследованные через длинный ряд промежуточных форм от рыбообразных предков, и т.п.

В системе живой природы вид Homo sapiens sapiens занимает следующее положение:

Тип Хордовые. ( Двусторонняя симметрия тела, наличие в зародыше хорды и жаберных щелей в полости глотки).

Подтип Позвоночные. ( Наличие двух пар конечностей, внутреннего осевого скелета и позвоночного столба, центральная нервная система имеет вид трубки, головной мозг, состоящий из 5 отделов).

Класс Млекопитающие (Живородящие, вскармливание детенышей молоком, наличие молочных желез, волосяной покров, теплокровность, возможность терморегуляции, дыхательная система представлена легкими, трахеей, бронхами, альвеолами, наличие диафрагмы. Проявление атавистических признаков, рудиментарных органов).

Отряд Приматы. (Подвижные конечности хватательного типа, первый палец противопоставлен остальным, развиты ключицы, шаровидные плечевой и тазобедренный суставы, наличие менструального периода, беременность 9 месяцев, наличие гомологии ДНК, одинаковая чувствительность к одним и тем же болезням, наличие ногтей, крупные и направленные вперед глаза, обеспечивающие бинокулярное зрение).

Надсемейство Человекообразные обезьяны. ( Папиллярные узоры на пальцах, образуют замкнутые фигуры, дуги и петли, редукция хвостового отдела позвоночника, увеличение числа крестцовых позвонков до 4-5 для укрепления таза, три доли в правом легком и две в левом, аппендикс, группы крови О, А, В, АВ и др.).

Семейство Гоминиды. (Поредение волосяного покрова, прямохождение, и связанные с ним особенности скелета, развитие переднего мозга).

Биологические характеристики Homo sapiens sapiens: рост, развитие, обмен веществ с окружающей средой, способность к размножению, адаптация к изменяющимся условиям окружающей среды.

Таким образом, по своим биологическим характеристикам человек принадлежит к миру живой природы и это обусловлено его биологическим происхождением.

Социальные факторы антропосоциогенеза.

Главным социальным фактором является, по мнению Энгельса – труд, который привёл к возникновению следующих ароморфозов:

• прямохождение,

• S-образный изгиб позвоночника,

• расширение таза

• сводчатая стопа,

• развитие рук.

Вторым социальным фактором является общественный образ жизни, коллективный труд, охота и воспитание.

Третий фактор - появление речи, что привело к возникновению абстрактного мышления.

Фундаментальные отличия человека от животных

Способность к понятийному мышлению. В отличие от человека, даже высшие животные не обладают способностью к понятийному мышлению, т.е. к формированию отвлеченных, абстрактных представлений о предметах, в которых обобщены основные свойства конкретных вещей. Мышление животных, если о таковом вообще можно говорить, всегда конкретно, а мышление человека может быть абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятийным, логическим.

Речь. Второе фундаментальное отличие человека от животных — речь. У животных может быть очень развитой система общения с помощью сигналов (например, дельфины общаются с помощью звуков и ультразвуков, муравьи — с помощью запахов). Тем не менее общение между ними идет на основе первой сигнальной системы — через запахи, касания, видимые позы, мимику, жесты, слышимые звуковые сигналы. Но только у человека есть то, что И.П. Павлов назвал второй сигнальной системой, — общение с помощью слов. Этим человеческое общество отличается от других общественных животных. Таким образом, слово становится видовым признаком человека.

Способность к труду. Третье важнейшее отличие человека от животных — способность к труду. Конечно, все животные что-то делают, а высшие животные, кроме того, способны к сложным видам деятельности. Обезьяны, например, используют палки как орудия для доставания плодов. Но только человек способен создавать орудия труда. Именно это отличие позволяет утверждать, что животные приспосабливаются к окружающей среде, а человек преобразует ее, что труд создал человека.

Все перечисленные фундаментальные отличия человека от животных стали теми путями, по которым шло обособление человека от природы.

Специфические особенности человека

Вместе с тем, человек имеет специфические, присущие только ему особенности строения организма. Часть из них связана с происхождением человека от приматов, но большинство специфических признаков появилось в связи с его трудовой деятельностью. Это прямохождение, S-образный позвоночник, мощно развитая мускулатура нижних конечностей, сводчатая стопа с сильно развитым первым пальцем, подвижная кисть руки, позвоночник с четырьмя изгибами, расположение таза под углом 60° к горизонтали, очень большой по массе и объему мозг, крупные размеры мозгового и малые размеры лицевого черепа, бинокулярное зрение, ограниченная плодовитость и др.

Решающим шагом на пути от обезьяны к человеку стало прямохождение. После наступления ледникового периода обезьянам, ведшим ранее древесный образ жизни и не отступившим к экватору, пришлось перейти к жизни на открытых пространствах. Высокая и густая трава африканской саванны в дождливый период заставляла их часто подниматься на задние конечности, чтобы ориентироваться на местности. Кроме того, передние конечности часто использовались ими для бросания камней, палок, переноса пищи, что смещало центр тяжести тела на задние конечности.

Переход к прямохождению привел к изменению морфологии нижних конечностей, ставших опорным органом. Нижняя конечность приобрела уплощенную стопу с продольной сводчатостью, что смягчило нагрузки на позвоночный столб.

Огромные изменения претерпела рука, главной функцией которой стала хватательная, причем это не потребовало никаких серьезных анатомических преобразований. Происходило все большее противопоставление большого пальца относительно ладони, что позволяло зажимать камень или палку и с силой ударять ими. Кроме того, несколько увеличилась длина и подвижность пальцев.

После того, как предок человека встал на ноги и поднялся над поверхностью земли, его глаза переместились во фронтально-параллельную плоскость, поля зрения обоих глаз стали перекрываться. Это обеспечило бинокулярное восприятие глубины и привело к развитию зрительных структур мозга, однако платой за новые способности зрения стало ухудшившееся обоняние.

Но главные отличия человека от животных закрепились в материальном носителе разума — мозге. Эти отличия проявляются в массе, в объеме мозга, но не только в этом. Было обнаружено, что в ходе эволюции стала существенно увеличиваться степень наполнения черепа мозговым веществом. Этот показатель достигает 94% у человека против 50% у рептилий. Изменилась в сторону округления и роста в высоту форма черепа, исчезли надбровные дуги и черепной гребень. Стал развиваться новый тип складчатости головного мозга с преобладанием радиального направления главных борозд, что способствовало укрупнению полушарий. Из-за того что увеличение головы плода новорожденного дошло до предела ширины родовых путей, ребенок стал рождаться как бы с эволюционно недоношенным мозгом. В период внутриутробного развития человеческий мозг достигает менее 25% своего будущего объема, в то время как у шимпанзе — 65%.

128. Нравственный фактор никогда еще не был так важен для развития биологии и медицины. Именно научные открытия послужили причиной того, что этика, имеющая прямое отношение к проблемам человеческой жизни, становится объектом пристального внимания не только среди круга специалистов, но в самом широком смысле становится связующим звеном, позволяющим разрешить проблему доверия всех членов общества к научному сообществу. Проблема эта основана на генной терапии на добросовестном определении возможных пользы и вреда, а в случае генной диагностики на принципах соблюдения врачебной тайны и принципе уважения автономии личности, она актуализирует значение биоэтики не только в качестве зоны диалога, направленной на решение обсуждаемых задач, но и в качестве элемента формирующего правовую базу в науке. Первые правовые документы были сформированы на основе заключений конференции 1975 года, проходившей в Азиломаре , участниками которой являлись крупнейшие специалисты в области молекулярной генетики. Впервые на этой конференции был выработан принцип классификации степеней опасности, составлен список запрещенных экспериментов, а также указана необходимость законодательной регламентации и наблюдения в отношении генноинженерной деятельности. Наиболее важными положениями различных документов в настоящее время являются:

1) «геном человека лежит в основе изначальной общности всех представителей человеческого рода, а также признания их неотъемлемого достоинства и разнообразия. Геном человека знаменует собой достояние человечества»

2) «каждый человек имеет право на уважение его достоинства и его прав, вне зависимости от его генетических характеристик»

3) «такое достоинство непреложно означает, что личность человека не может сводиться к его генетическим характеристикам, и требует уважения его уникальности и неповторимости». В этой части закона подразумевается, что телесностью (в частности, геномом) не исчерпывается достоинство человека, однако телесность составляет существенный компонент реальности человеческого бытия и генетический код в данном случае рассматривается как основная глубинная структура телесности.

4) «геном человека в его естественном состоянии не должен служить источником извлечения доходов».

5) «любые лечебные или диагностические манипуляции связанные с геномом могут проводиться после тщательной предварительной оценки связанных с ними “рисков” и “польз”. «Во всех случаях следует заручаться предварительным, свободным и ясно выраженным согласием заинтересованного лица. Если оно не в состоянии его выразить, то согласие или разрешение должны быть получены в соответствии с законом, исходя из высших интересов этого лица» говорится в этой статье.

6) «должно соблюдаться право каждого человека решать быть или не быть информированным о результатах генетического анализа и его последствиях».

7) «по признаку генетических характеристик никто не может подвергаться дискриминации, цели или результаты которой представляют собой посягательство на права человека, основные свободы и человеческое достоинство»

8) «утверждается право на справедливую компенсацию того или иного ущерба, причиненного в результате непосредственного и детерминирующего воздействия на его геном в соответствии с законодательством»

9)«конфиденциальность генетических данных, которые касаются человека, чья личность может быть установлена, и которые хранятся или подвергаются обработке в научных или любых других целях, должна охраняться в соответствии с законом»

10)«утверждается право всеобщего доступа к достижениям науки в областях, касающихся генома человека при условии должного уважения достоинства и прав каждого человека». 11) Конвенция о правах человека и биомедицине» опирается на положение от том, что «интересы и благо отдельного человека превалируют над интересами общества или науки». Содержит статьи:

Статья 11. (Запрет на дискриминацию) Любая форма дискриминации в отношении лица по признаку его генетического наследия запрещается. Статья 12. (Прогностическое генетическое тестирование) Прогностические тесты на наличие генетического заболевания или на наличие генетической предрасположенности к тому или иному заболеванию могут проводиться только в медицинских целях или в целях медицинской науки и при условии надлежащей консультации специалиста-генетика. Статья 13. (Вмешательство в геном человека) Вмешательство в геном человека, направленное на его модификацию, может быть осуществлено лишь в профилактических, диагностических или терапевтических целях и только при условии, что оно не направлено на изменение генома наследников данного человека. Статья 14. (Запрет на выбор пола) Не допускается использование вспомогательный медицинских технологий деторождения в целях выбора пола будущего ребенка, за исключением случаев, когда это делается с тем, чтобы предотвратить наследование будущим ребенком заболевания, связанного с полом. К Конвенции имеется дополнительный протокол о запрете клонирования человека.

129. Биосфера и человек. Медицинские аспекты охраны окружающей среды.

Биосфера, как и любая экосистема, находится в постоянном развитии. Считается, что несколько миллиардов лет тому назад живое вещество биосферы было сконцентрировано преимущественно в водной среде, только позднее была освоена суша, но, вероятно, общий уровень продукции и тогда был близок к современному. Неизменным оставался и набор основных функциональных блоков.

Развитие человеческой цивилизации привело к существенной перестройке биосферы. Развитие науки и техники и стремление удовлетворить все потребности постоянно увеличивающейся популяции людей привели не только к существенному изменению и даже исчезновению местных экосистем, но и сказались на функционировании и устойчивости всей биосферы. Часто подобное воздействие имело и имеет характер экологической катастрофы. Такую — перестроенную человеком — биосферу часто называют техносферой (греч. techne -мастерство).

Очевидные нарушения биосферы, и утрата ею (так же как и местными экосистемами) способности к самовоспроизводству, саморегуляции и самоорганизации подтолкнули человечество к обсуждению и разработке различных путей сохранения природы. В первую очередь речь идет о сохранении экосистем и биологического разнообразия — и о выработке подходов, обеспечивающих устойчивое развитие — то есть развитие, направленное на долговременное и взаимовыгодное сосуществование биосферы и человека в ней. Реализация этих подходов будет означать переход от техносферы к ноосфере (греч. noos — разум) — сфере разума.

Биосфера — это сложная, грандиозная эколо-географическая система, включающая в себя многочисленные системы низших рангов: биогеоценозы, популяции, организмы. Все они определенным образом взаимодействуют друг с другом и обеспечивают, с одной стороны, определенную устойчивость биосферы, а с другой, — ее развитие, эволюцию. Во многом и то, и другое определяется биологическим разнообразием, т.е. тем многообразием форм жизни и биологических систем, какое мы можем реально наблюдать ныне и реконструируем для прошлых эпох.

Современное представление о биосфере как уникальной саморегулируемой, самовоспроизводимой и самоорганизующейся системе восходит к работам французского философа и палеонтолога Пьера Тейяра де Шардена и В. И. Вернадского начала XX века. Английский исследователь Джеймс Лавлок, развивая их взгляды, образно описывает биосферу как
своеобразный сверхорганизм.

Палеонтологические (от греч. palaios— древний) находки свидетельствуют, что в ходе развития жизни на Земле одни группы организмов заменялись на другие, но при этом всегда существовали формы, выполняющие различные геохимические функции. Таким образом, постоянно поддерживались условия, необходимые для существования жизни. Количество живого вещества также было более или менее постоянно на протяжении каждого геологического периода. В этом заключается закон константности живого вещества, фактически обоснованный В. И. Вернадским.

Со становлением цивилизаций роль человека в биосфере существенно изменилась. Так, ежегодные энергетические потребности каждого первобытного человека оцениваются примерно в 2х104 кДж. С освоением огня, появлением земледелия и животноводства человек стал использовать около 5х104 кДж. Сейчас каждый житель планеты Земля потребляет не менее 30х104 кДж энергии в сутки. Естественно, удовлетворение этих потребностей требует значительных ресурсов. В основном это либо продукция современных живых организмов (в том числе специально культивируемых), либо та же продукция, но произведенная в предыдущие эпохи и зафиксированная в виде биогенных накоплений — угля, нефти, газа.
Если учитывать общую ограниченность ресурсов, очевидно, что существуют некоторые пределы роста и существования цивилизации. Земля не способна прокормить и поддерживать слишком большое население. По разным расчетам, на нашей планете с учетом современных научно-технологических разработок может жить от 10 до 17 миллиардов людей. Однако эта оценка весьма приблизительна.

Медицинская экология (экологическая медицина) — новое направление медицинской науки, рассматривающей взаимодействие между факторами риска внешней среды и здоровьем человека.

Медицинская экология — это комплексная научная дисциплина, рассматривающая все аспекты воздействия окружающей среды на здоровье населения с центром внимания на средовых заболеваниях.

МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ (синоним медицинские аспекты антропоэкологии) - раздел антропоэкологии и направление в современной профилактической медицине, анализирующий связи и зависимость общественного здоровья и его нарушений от факторов окружающей природной, социальной и техногенной среды.

Медицинская экология пытается установить причину заболеваний в непосредственной связи с окружающей средой, при этом учитывается большое разнообразие экологических факторов, нозологических форм заболеваний и генетических особенностей человека. Физические, химические агенты — обычные загрязнители окружающей среды. Особенности образа жизни человека (злоупотребление алкоголем, курение) также могут быть включены в список факторов риска.

130. Актуальные проблемы медицинской экологии

Медицинская экология – это сравнительно недавно возникшее направление. Этот раздел медицины посвящён изучению связи причин возникновения определённых заболеваний с экологией окружающей среды. То есть, медицинская экология – это наука, призванная найти связь между факторами риска окружающей среды и здоровьем человека. Учитывая необыкновенное разнообразие факторов, видов заболеваний и особенностей человека, связанных с его генетикой, учёные пытаются установить причинно-следственную связь. Этот раздел медицинской отрасли образовался на стыке специальностей: медицины, токсикологии, эпидемиологии, биохимии, иммунологии, технологий и пр. Факторы риска в развитии патологии, опосредовано связанной с экологией, лежат как раз в сфере этих наук. Медицинская экология – научная дисциплина, изучающая все проблемы влияния на здоровье людей нарушений экологии в комплексе, и учитывающая воздействие специфики среды проживания.

Физические, химические агенты – это типичные загрязнители окружающей среды. Но, в зону риска входят и индивидуальные особенности (злоупотребление алкоголем, курение). Именно поэтому в 70-х гг. XX в. учёные развитых стран мира, столкнувшись с экологическими проблемами, начали заниматься этой проблемой. На сегодня уже существуют определённые методы диагностики, лечения и профилактики, опосредовано зависимых от экологии заболеваний.

Особо нужно отметить – серьёзное влияние, в этом вопросе, на человека оказывает город. В связи с этим, медицинская экология напрямую связана с его экологией и промышленной. Относительно незначительная часть населения земли может похвастаться, что дышит чистым воздухом. Атмосфера крупных городов и промышленных центров необыкновенно загрязнена. Она содержит огромное количество вредных примесей. Источники этих загрязнений созданы руками человека – промышленные предприятия, теплоэнергетика, транспорт. Доля хронических заболеваний, связанных с экологическими проблемами, всё увеличивается. Это онкологические заболевания, заболевания соединительной ткани, иммунной системы, нейродегенеративные, аутоиммунные заболевания, эффект хронического утомления и др. Катализатором заболеваний могут быть различные причины. Но немалую роль играет влияние среды проживания. В сочетании с генетическими изменениями, это вызывает увеличение нозологических форм заболеваний. Увеличение количества хронических заболеваний, в своём большинстве, формируется факторами окружающей среды.

75% ежегодных смертей в мире (данные ВОЗ) вызвано отрицательным воздействием окружающей среды и неправильным образом жизни, 90% всех онкологических заболеваний – связаны с окружающей средой и только 10% вызваны другими причинами. Анализируя причины, приводящие к онкологическим заболеваниям, специалисты пришли к неутешительным выводам – главные из них – экологически вредные пищевые продукты и курение (в т. ч., и пассивное). Медицинская экология как раз и призвана решить эту проблему, остро вставшую перед человечеством.

Этиологические факторы возникновения заболевания у человека

• питание;

• курение;

• инфекции;

• алкоголь;

• среда;

• геофизичекие факторы;

• промышленные выбросы;

• пищевые добавки;

• лекарства и медицинские процедуры;

• неизвестные причины ~ 3 %.

131. Учение о биосфере и ноосфере

Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

 

Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

 

Целостное учение о биосфере создал русский биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

 

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Местоположение биосферы: биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу.

Границы биосферы: верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ-излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Нижняя граница в гидросфере: 10—11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Биосферу слагают следующие типы веществ:

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10−6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество — в образовании которого жизнь не участвует; твердое, жидкое и газообразное.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.

История развития биосферы: развитие наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется.

Зарождение жизни

Жизнь на Земле зародилась ещё в архее — примерно 3,5 млрд лет назад. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.

Будущее биосферы: с течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.

  

Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал её переход в стадию ноосферы.

 

Основные предпосылки возникновения ноосферы:

расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;

развитие всепланетных систем связи, создание единой для человечества информационной системы;

открытие таких новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой;

победа демократий и доступ к управлению широких народных масс;

всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что также делает человечество геологической силой.

 

Работам Вернадского был свойствен исторический оптимизм: в необратимом развитии научного знания он видел единственное доказательство существования прогресса.

Ноосфе́ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «социосфера», «биотехносфера»). Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Ноосфера как наука изучает закономерности возникновения, существования и развития человека, человеческого общества, закономерности взаимоотношения человека с биосферой. Суть ноосферы заключается в том, что человек, человеческое общество есть объективная, закономерная часть мира и необходимо постигать и знать эти закономерности. В окружающем нас мире ноосфера является той частью биосферы, которую занимает человек.

Понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:

ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;

ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека

132. Экология человека — комплексная эколого-социально-экономическая отрасль знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составляющие среды жизни человека, обеспечивающие разные стороны его потребностей.

Экология человека включает:

1)социальную экологию (это раздел экологии человека, который рассматривает отношение общества с географической, социальной и культурной средами, т. е. с окружающей человека средой.)

2)экологические опасные факторы (ЭОФ), включающие химические (химическое загрязнение среды), физические (электромагнитные, радиоактивные, вибрационные, шумовые, световые, тепловые), биологические (биологическое загрязнение, заражение среды, источником которого служат живые организмы и живые переносчики), механические (твердые отходы, мусор) факторы.

Все экологически обусловленные заболевания можно разделить на две группы.

• Экологически обусловленные заболевания, связанные с действием природно-обусловленных причин (или так называемых эндемичных заболеваний) — избыток или недостаток отдельных элементов в питьевой воде, местных продуктах питания, воздействие экстремальных климатических условий и т. д.

• Экологически обусловленные заболевания, связанные с деятельностью человека (или техногенные). Данные заболевания в свою очередь также можно разделить на две группы:

- Вызванные длительным (постоянным) воздействием того или иного вредного фактора или их сочетаний на организм человека. При этом они проявляются повышенным по сравнению с фоновым уровнем и/или по сравнению с другими территориями уровнем заболеваемости известными болезнями.

- Вызванные резким внезапным значительным увеличением того или иного вредного фактора химической или физической природы во внешней среде (как правило, в результате аварий). При этом на данной территории наблюдается резкое увеличение (вспышка) «новых» или уже известных заболеваний.

Болезнь «минамата» — заболевание человека и животных, вызываемое соединениями ртути. Установлено, что некоторые водные микроорганизмы способны переводить ртуть в высокотоксичную метилртуть, которая по пищевым цепям увеличивает свою концентрацию и накапливается в значительных количествах в организмах хищных рыб.В организм человека ртуть попадает с рыбопродуктами, в которых содержание ртуть может превышать норму. Так, такая рыба может содержать 50 мг/кг ртути; причем при употреблении такой рыбы в пищу, вызывает ртутное отравление, когда в сырой рыбе содержится 10 мг/кг.

Болезнь «итай-итай». В Японии цинковый рудник за­грязнил кадмием реку Дзинцу, и тамошняя питьевая во­да стала содержать кадмий; кроме того, речной водой орошали рисовые поля и плантации сои. Спустя 15 — 30 лет более 150 человек умерло от хронического отравле­ния кадмием, сопровождавшегося атрофией костей все­го скелета. В США случаи заболевания «итай-итай» имели место в связи с потреблением сахарного го­рошка, который содержал большие количества кадмия.

Болезнь «юшо» — отравление людей полихлорированными бифенилами (ПХБ). Известна в Японии на производстве по очистке рисового масла в продукт попали бефинилы из холодильных агрегатов. Потом отравленное масло поступило в продажу в качестве корма для животных. Сначала погибло около 100 тыс. кур, а вскоре у людей появились первые симптомы отравления. Это выразилось в изменении цвета кожи, в частности потемнения кожи у детей, рожденных от матерей которые пострадали от отравления ПХБ. Поздней были обнаружены тяжелые поражения внутренних органов (печени, почек, селезёнки)

и развитие злокачественных опухолей. Применение некоторых видов ПХБ в сельском хозяйстве и здравоохранении в некоторых странах с целью борьбы с переносчиками инфекционных заболеваний привело к их накоплению во многих видах сельскохозяйственной продукции, таких как рис, хлопчатник, овощи.

      Некоторое количество ПХБ поступает в окружающую среду с выбросами

мусоросжигательных заводов, что представляет опасность для здоровья

городских жителей. Поэтому в некоторых странах ограничивают применение

ПХБ.

Болезнь «желтые дети» — болезнь появилась в результата уничтожения

межконтинентальных баллистических ракет, что привело к выбросу в окружающую

среду токсичных компонентов ракетного топлива: НДМГ (несимметричный

диметилгидразин или гентил) и азотный тетраоксид, оба относятся к первому

классу опасности. Эти соединения весьма токсичны попадают в организм

человека через кожу, слизистые, верхние дыхательные пути, желудочно-

кишечный тракт.

 В результате начали рождаться дети с выраженными признаками желтухи. В

2-3 раза выросла заболеваемость новорожденных. Возросло число новорожденных

детей в поражением центральной нервной системы. Возросла детская

смертность.

Из за выброса этих веществ появились кожные «ожоги» — гнойничковые

заболевания которые могут появиться после купания в местных реках, похода в

лес, непосредственного контакта обнажённых участков тела с почвой и др.

 «Чернобыльская болезнь» — вызывается воздействием радионуклидов на

организм человека, выброшенных в результате взрыва четвёртого реактора

Чернобыльской АЭС. Выброс радиоактивных веществ составил 77 кг. Площадь

загрязнения составила около 160 тыс. км2, от радиации пострадало около 9

млн. человек.

 В состав радиоактивных осадков вошло около 30 радионуклидов таких как:

криптон-85, йод-131, цезий-137, плутоний-239. Более опасным из них оказался

йод-131, с небольшим периодом полураспада. Этот элемент попадает в организм

человека через дыхательные пути, концентрируясь в щитовидной железе.

 У местного населения отмечались симптомы «Чернобыльской болезни»:

головная боль, сухость во рту, увеличение лимфоузлов, онкологические

опухоли гортани и щитовидной железы. Также в районах пострадавших от аварии

на Чернобыльской АЭС повысилась заболеваемость сердечно- сосудистой

системы, участились вспышки различных инфекций, значительно снизились

показатели рождаемости.

 Частота мутаций среди детей увеличилась в 2,5 раза, аномалии

встречались у каждого пятого новорожденного, примерно треть детей рождались

с нарушениями психики.

Алопеция — это внезапное облысение детей. Забо­левание было зарегистрировано осенью 1989 года. У заболевших детей в ногтях был обнаружен таллий, а в моче и в слюне — повышенное количество бора. Возникла гипотеза о токсическом воздействии фтори­да бора. Эти дети жили вблизи кирпичных заводов, где сжигали отходы, содержащие бор и фтор. Вспышка алопеции была зарегистрирована в 1989 году в Эсто­нии, в районах, где развита переработка горючих слан­цев. В почве, в растениях, в молоке, в воде был обнару­жен высокий уровень кадмия, висмута, свинца, бора,

«Картофельная болезнь» обнаружена в 1989 году у студентов, которые были привлечены к уборке карто­феля на Урале. Основной симптом болезни — «хлопаю­щая стопа», то есть у пострадавших не подгибалась стопа. По последней версии причиной болезни явились импорт­ные пестициды нового поколения, содержащие ртуть и поражающие периферическую нервную систему.

«Преждевременная детская старость». До сих пор не известны ни причины болезни, ни способы лече­ния. Дети, пораженные старческой дряхлостью, дожи­вают до 15 лет. Состояние их здоровья соответствует состоянию здоровья старого человека в сочетании с недоразвитым интеллектом. Одна из точек зрения на причину этого заболевания — это влияние неблаго­приятных факторов внешней среды.

«Синдром хронической усталости» является клас­сическим примером заболевания, вызванного ослаб­лением иммунной системы человека из-за ухудшаю­щихся экологических условий. Главный симптом — повторяющиеся приливы усталости с резким сниже­нием активности, длящиеся более чем 6 месяцев.