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 сукцессия начинается на лишенных жизни местах (поселение лишайников на скалах).

Вторичная сукцессия представляет 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.