Эволюционная теория биологических ритмов.

Ритмичность первоначально возникает в результате периодического воздействия окружающей среды, затем закрепляются генетически. В настоящее время ритмы генерируются внутренним механизмом, но период их синхронизируется с частотой внешних стимулов.

Из биоритмологии выделились:

- хронобиология;

- хронопатология;

- хронодиагностика;

- хронотерапия;

- хронофармакология (прием препаратов в определенное время);

- хроногигиена (соблюдение режима труда отдыха).

Лекция № 30

Экология как наука. Введение в экологию человека.

1. Определение и строение экологии.

2. Среда как экологическое понятие. Факторы среды.

3. Особенности экологии человека.

4. Охрана природы. Рациональное природопользование.

5. Основные принципы международного сотрудничества.

Предмет экологии- структура связей между организмом и средой. Главный объект изучения – экосистема. Изучает отдельные виды организмов (организменный уровень), популяции (популяционно-видовой) и биосферу в целом (биосферный). Часть экологии – общая экология – отражает закономерности взаимодействий организмов и среды. Выделяют:

- аутоэкологию;

- синэкологию;

- демэкологию.

Аутоэкология– изучает индивидуальные связи вида, организма со средой.

Синэкология – изучает взаимоотношения популяций, сообществ, экосистем со средой.

Демэкология– изучает структуру и динамику популяций отдельных видов.

Для всех направлений характерно:

1. Изучение выживания организмов в условиях взаимодействия с окружающей средой.

2. Закономерности адаптации организма к внешней среде.

3. Саморегуляция экосистем и биосферы.

Выделяют экологию животных, экологию растений, экологию микроорганизмов, антропоэкологию.

Прикладные задачи экологии.

1. Прогноз и оценка отрицательных процессов в окружающей среде под влиянием деятельности человека.

2. Улучшение качества природной среды.

3. Сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

4. Обеспечение экологически безопасного устойчивого развития.

В понятие «экология» входит понятие - «среда».

Среда– природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Среда обитания– комплекс условий, необходимый для жизнедеятельности организма.

Окружающая среда– комплекс условий в более узком значении.

Среда жизни– вода, воздух, почва, живой организм.

Экологический фактор– элемент среды, который оказывает влияние на организм.

Факторы среды:

- биотический;

- абиотический;

- антропогенный.

Абиотические факторы среды– совокупность неорганических условий существования организма. На первое место ставят климатические, т.к. они имеют универсальное значение (давление, температура, количество солнечной энергии). Затем идут эдафические /почвенные (соленость, рН). Очень часто они переносятся организмом в определенных пределах.Карл Либих сформулировал закон минимума: «Жизнь может ограничивать недостаток одного из многих элементов».Каждый фактор имеет свои пределы положительного влияния на организм. Пределы выносливости между критическими точками –экологическая валентность живых организмов(широкая –every, узкая –steno). Например, некоторые бактерии живут в атомном реакторе.

Биотические факторы– формы воздействия живых существ друг на друга. Различают:

- внутривидовые;

- межвидовые.

К внутривидовым относят прежде всего численность популяции. Рост численности подчиняется определенным законам и продолжается, пока пищи достаточно. Во-вторых, соотношение полов (количество размножающихся самок). В-третьих, возрастная структура популяции. Возрастные различия повышают сопротивляемость среде. В-четвертых, продолжительность жизни (учитываются особи в репродуктивном периоде, у самок – меньше). В-пятых, плодовитость. Она характеризуется коэффициентом рождаемости – количеством рожденных потомков в единицу времени. В-шестых, конкуренция за пищу и территорию.

К междувидовым формам относят:

- паразитизм;

- комменсализм;

- мутуализм;

- нейтрализм;

- конкуренция.

Каждый вид обладает своей экологической нишей.

Экологическая ниша – совокупность экологических характеристик вида: место обитания, комплекс биоценотических связей и требований к абиотическим факторам.

Антропогенные факторы– факторы, созданные человеком и обусловленные его жизнедеятельностью. Воздействие человека на природу проявляется:

1. в изменении режима биотических и абиотических факторов и выведение их за пределы, отвечающие физиологическим требованиям организма;

2. деятельность человека приводит к нарушениям экосистем. Эти нарушения можно разделить на группы:

а) оскудение природных ресурсов (почв, животных, растений и т.д.);

б) перегруженность населением, техникой, автотранспортом;

в) увеличение количество производственных и бытовых отходов;

г) уничтожение видов животных, растений и микроорганизмов:

д) нарушение человеком сукцессий;

е) создание искусственных сукцессий.

Сукцессия– последовательная смена одних биогеоценозов другими. Различают первичную и вторичную.

Первичная сукцессияначинается на лишенных жизни местах (поселение лишайников на скалах).

Вторичная сукцессияпредставляет восстановительные смены на месте биогеоценозов после их разрушения (лесные пожары). Затем наступает климакс – устойчивое состояние.

В природе сукцессия зависит от климатических, почвенных, топографических условий. В антропоценозах – только от деятельности человека

Особенности антропоценозов:

- не допускается фитоценозов до двухъярусного состояния. Человек сводит экосистему к начальному состоянию, убирая урожай за год.

- человек изымает избыток чистой продукции из биоценозов, которые находятся в климаксной стабильности, следовательно, человек постоянно испытывает сопротивление среды.

Для агроценозов характерно заражение пестицидами, минеральными удобрениями и нарушение водного режима, засорение и эрозия почв. Агроценоз не может быть высокопродуктивным и устойчивым с точки зрения экологии одновременно.

Урбаценоз – городские поселения, созданные человеком. Это новая экологическая среда с высокой концентрацией антропогенных факторов.

В крупных городах:

1) изменяется состав воздуха;

2) изменяется климат;

3) изменяется психоэмоциональная обстановка;

4) изменяется ритм жизни;

5) УФ-лучей на 15-20% меньше;

6) температура примерно на 1-1,5 градусов выше;

7) на 10% н7иже атмосферное давление;

8) имеют место экологически зависимые заболевания.

Все эти факторы оказывают влияние на психическое и физическое состояние людей. Изменение физиологической среды приводит к постоянному стрессу людей. При длительном стрессе влияние гормонов, участвующих в формировании стрессовых реакций, вызывает нарушение функций организма (в первую очередь, сердечно-сосудистой системы, затем – ЖКТ). Т.е., стресс является патогенетиче6ской основой сердечно-сосудистых заболеваний и психических нарушений.

Масштабы воздействия человека на природу соизмеримы с биосферными процессами:

- повысилось содержание углекислого газа:

- уменьшился озоновый слой, что привело к усилению жесткой радиации;

- в ряде регионов не сбалансированы процессы синтеза и потребления кислорода.

- произошла метиллизация атмосферы – некоторые лекарственные препараты, использование замороженных продуктов и генетически модифицированной пищи, выход человека в открытый космос.

Главная проблема экологии – рациональное использование природных ресурсов и обеспечение устойчивости среды жизни.

Охрана природы– совокупность государственных и общественных мероприятий, направленных на сохранение атмосферы, растительности, животного мира, почв, земных недр.

Интенсивная эксплуатация земных богатств привела к необходимости рационального природопользования.

Ресурсы природы- явления, объекты, условия и процессы, используемые обществом для удовлетворения материальных, научных и культурных потребностей.

Природные ресурсы бывают:

1. Возобновимые ресурсы– ресурсы, находящиеся в пределах биосферного круговорота, способные к самовосстановлению за сроки, соизмеримые с хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся:вода, кислород, почвы, растительность.

2. Невозобновимые ресурсы– не восстанавливаются. К ним относятся:минералы, нефть, природный газ, щебень, песок, гравий, видовой состав растений и животных.

3. Истощенные ресурсы– виды ресурсов, количество которых сократилось и дальнейшее их использование экономически нерационально. К ним относятся –озоновый экран, редкие виды растений и животных, воды Арала.

В настоящее время все ресурсы задействованы. Нерациональное природопользование ведет к экологическому кризису. Преодоление экологического кризиса осуществляется по закону РФ «Об охране окружающей среды» 1991 года. Этот закон предлагает основные направления выхода из экологического кризиса.

1. Приоритет охраны жизни и здоровья человека.

2. Сочетание экологических и экономических интересов.

3. Рациональное использование природных ресурсов.

4. Платность природопользования.

5. Международное сотрудничество.

Направления выхода из экологического кризиса РФ:

1. совершенствование технологий, создание экологически технологий, внедрение безотходных производств;

2. развитие экономического механизма охраны среды (штрафы);

3. применение юридической ответственности за экологические правонарушения;

4. формирование экологического мышления;

5. совершенствование международных отношений, международно-правового направления.

Международное сотрудничество.

1. Стокгольмская конференция ООН 1972 года провозгласила направления действий мирового сообщества в области охраны окружающей среды и объявила 5 июня всемирным днем охраны окружающей среды.

2. Всемирная Хартия Природы 1982 года. Принята концепция устойчивого развития общества.