Biologia_Chebyshev_N_V

-291-

Рис. 294. Пример пищевой сети и направление потоков вещества.

Хищники уничтожают ту часть популяции, которая оказывается более слабой в

конкуренции за территорию. Обновление популяции жертвы происходит быстрее, так как быстрый рост ведет к более раннему участию особей в размножении.

Потребление пищи жертвами увеличивается (быстрый рост может происходить при более интенсивном питании).

Количество энергии, заключенное в пище и проходящее через популяцию быстрорастущих организмов, также возрастает. Таким образом, воздействие хищников увеличивает скорость потока энергии в экосистеме. Хищники часто нападают на слабых, больных животных. Среди жертв выживают наиболее сильные и выносливые. Так, например, норка уничтожает больных и старых ондатр. На

взрослых животных, занимающих прочное положение на своем участке, норки не нападают.

В трофических пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются

крупнее на каждом следующем трофическом уровне. Примером пищевых цепей могут быть следующие:

нектар цветов → муха → паук → землеройка → сова или

сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица →

-292-

→ хищная птица Важная группа консументов - паразиты, живущие за счет питания тканями или

соками другого организма (хозяина), тесно связанных в своем жизненном цикле. Паразитизм - одна из форм межвидовых отношений, относится к биотическим факторам. Паразиты причиняют вред хозяину, но редко приводят к быстрой его гибели. Паразиты могут обитать временно или постоянно в теле или на поверхности

тела хозяина, поэтому они обычно мельче хозяина. В результате естественного отбора паразиты достигли узкой специализации и тесно связаны со своими хозяевами (рис. 295).

Рис. 295. Основные пищевые связи между организмами.

Паразиты могут принимать участие в регуляции численности популяций хозяев (на этом основаны биологические методы борьбы). Иногда они определяют

направленность микроэволюционных процессов (например, у некоторых групп населения Африки как реакция на действие возбудителя малярии может сохраняться ген серповидно - клеточной анемии). Можно привести цепь питания, включающую паразитов например: кукуруза (продуцент) → мышь полевая

(первичный консумент, фитофаг) → ласка (вторичный консумент, хищник) → клещ (временный паразит) → беркут (третичный консумент, хищник).

Взаимоотношения между организмами одного и того же вида (внутривидовые) или разных видов, соревнующихся за одни и те же ресурсы (пища, место под

солнцем) внешней среды при их недостатке, называют конкуренцией (рис. 296).

-293-

Рис. 296. Основные типы экологических взаимодействий.

При высоких плотностях популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов, тем самым регулирует численность популяции. Например, падальные мухи, первыми поедающие падаль, откладывают яйца, и большая часть вышедших из яиц личинок бывает обеспечена достаточным количеством пищи. Личинкам, вылупившимся позже, пищи может не хватать, и они погибнут.

При недостатке ресурсов или переуплотнении популяции возникает крайняя форма внутривидовых взаимоотношений - каннибализм (поедание особей своего вида). Он наиболее развит у хищных животных (волки, рыси) и рыб (щука, окунь).

Межвидовая конкуренция наблюдается между особями разных видов, использующих одни и те же факторы среды, количество которых недостаточно для всех потребителей. Один из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями, как правило, вытесняет другой. Например, серая крыса в городах

Европы вытеснила другой вид крыс того же рода - черную, которая теперь живет в лесных и пустынных районах. Серая крыса более крупная, агрессивная и поэтому

победила черную.

В результате межвидовой конкуренции могут ужиться лишь те виды; которые смогли занять другую экологическую нишу. Например, насекомоядные птицы,

кормящиеся на деревьях, избегают конкуренции друг с другом за счет разного характера поиска. Зимой большие синицы ищут корм на деревьях, в кустах, на пнях,

на снегу, а синицы - гаички - на крупных ветвях.

-294-

Конкуренция между видами, нуждающимися в одних и тех же ресурсах, определяет организацию каждого трофического уровня и тем самым способствует регулированию структуры и функции экосистемы.

В структуре экосистемы преобладают взаимоотношения, при которых один из видов извлекает пользу, а другому наносится вред. Но виды могут вступать в нейтральные или взаимовыгодные отношения (рис. 297, 298). Симбиоз (от греч. sym

- вместе) - тесное сожительство двух и более организмов разных видов - приносит пользу (клубеньковые бактерии на корнях бобовых). Самый простой тип симбиотических связей - протокооперация (первичное сотрудничество). При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, например, опыление пчелами луговых растений. При таком взаимодействии отсутствует необходимая тесная связь конкретной пары партнеров.

Рис. 297. Симбиоз рака - отшельника и актинии.

Рис. 298. Лишайник - симбиоз гриба (1) и водоросли (2).

Мутуализм (от лат. mutuus - взаимный) - форма симбиоза, при которой

существуют взаимовыгодные отношения, и ни один партнер не может существовать без другого, например, термиты и живущие в их кишечнике жгутиконосцы, способны переваривать поглощаемую термитами клетчатку, которую иначе организм

насекомых не может усвоить.

Формы взаимодействия, при которых один вид получает преимущество, не

принося вред и пользу другому, называют коменсализмом. Например, собаки могут переносить семена репейника на определенные расстояния, не нанося вреда и не получая пользы.

-295-

Одним из вариантов коменсализма может быть нахлебничество - потребление остатков пищи хозяина, например, взаимоотношения льва и гиены.

Сотрапезничество - потребление разных веществ из одного и того же ресурса. Например, таковы взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий - сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков.

Квартирантство - использование одних видов другими в качестве жилища (рис. 299), например, в гнездах птиц и норах грызунов обитает много видов членистоногих.

Рис. 299. Квартирантство. Кривохвостки (отряд колюшкообразных) среди игл морских ежей.

Нейтрализм - форма биотических отношений, при которых сожительство двух видов на одной территории не влечет ни положительных, ни отрицательных последствий. Виды не связаны друг с другом непосредственно, но зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси обитают в одном лесу, не контактируя друг с другом.

Взаимодействие, при котором один из двух видов влияет на другой отрицательно, сам не получая при этом ни вреда, ни пользы, называют аменсализмом. Такая форма взаимодействия встречается у растений, например, в еловом лесу светолюбивые травы страдают от затемнения, а самим деревьям это безразлично.

6.1.9. ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ И СТРУКТУРА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПИРАМИДЫ

Существуют два типа пищевых цепей - пастбищные и детритные. В пастбищных цепях первый трофический уровень занимают фотосинтезирующие организмы (зеленые растения), второй - пастбищные животные (травоядные),

третий - хищники.

Тела погибших растений и животных содержат энергию и пищевой материал. Эти органические остатки при гниении разлагаются микроорганизмами -

-297-

Рис. 301. Пирамида биомассы. Ее количество на разных трофических уровнях.

Причины резкого снижения биомассы при повышении трофического уровня

заключаются в том, что большая часть потребляемой пищи используется организмами для получения энергии, а меньшая - на формирование тел консументов.

Ни один организм не существует вне связи с другими и может жить только при взаимодействии с окружающими в рамках экосистемы. Устойчивая экосистема - - основное условие жизни на Земле.

-298-

6.2. МЕДИКО - БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНТРОПОГЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ

6.2.1.ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Экология человека (антропоэкология) - комплексная наука, изучающая воздействие человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постоянно усложняющейся динамической средой обитания. Термин "экология человека" введен американскими учеными Р.Парком и Э.Бюргессом в 1921 г. В нашей стране планомерные исследования в области экологии человека начались в 70-х годах XX столетия.

Задача экологии человека - установление закономерностей производственно - экономического, целевого освоения и преобразования разнообразных географических ландшафтов под воздействием социальной деятельности человека, изучение естественных законов сохранения и развития здоровья людей в ходе такого освоения.

Развитие человека на Земле было связано с изменением окружающей среды. На современном этапе этот процесс значительно ускорился под влиянием целого ряда антропогенных факторов.

Экология человека - это область исследования, охватывающая такие факторы внешней среды (естественной и искусственной), живой и неживой природы как

видимые, так и "невидимые", которые могут повлиять на биологию и здоровье человека сейчас или в отдаленном будущем.

6.2.2. ПОНЯТИЕ О ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ

Популяция человека - это сообщество людей, длительное время занимающих определенную территорию с экологически сходными условиями и объединенных

единством происхождения, что выражается в общности наследственных качеств. Внутри популяции браки заключаются чаще, чем с членами других популяций. Это

обеспечивает поддержание генофонда. При сохранении в его пределах генетической гетерогенности, резерва наследственной изменчивости

обеспечивается приспособляемость популяции к факторам среды. С развитием

человечества, с возникновением социальных отношений в обществе, популяция человека включается в систему специфических для людей социальных структур. Популяция человека в этих условиях зависит от природных и социальных факторов и оказывает на них влияние.

Человеческие популяции сильно различаются как по численности, так и по характеру организации. Популяции численностью 1500 - 4000 человек называют демами, популяции численностью до 1500 человек - изолятами. Для демов и изолятов типичен относительно низкий прирост населения: для демов - 20%, для

изолятов - не более 25% за поколение.

Вид Homo sapiens представляет сеть популяций, существующих в самых

-299-

разнообразных условиях обитания. Человеческие популяции политичны как по своим характерным признакам, так и в отношении экологической взаимосвязи популяций.

На начальных этапах человеческой истории на основе сложных взаимоотношений между смежными популяциями начали образовываться человеческие расы.

В экологическом смысле раса - более или менее искусственное понятие, основанное для многих популяций на выделении их из различных экосистем и объединении на основе общности или частоты появления некоторого числа физиологических признаков.

Расы человека исторически сложились как совокупность близких популяций, связанных единством происхождения, изначально обитающих в сходных условиях и обладающих определенной генетически обусловленной устойчивостью. Люди разных рас по всем основным биологическим и психологическим особенностям близки друг другу и принадлежат к одному виду - человек разумный.

По мере развития экономического, социального и биологического взаимодействия, усиления миграционных процессов возникают сообщества людей с разнообразным сочетанием расовых признаков, а нередко наблюдается стирание расовых различий.

6.2.3. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И РЕАКЦИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Окружающая человека среда состоит из четырех неразрывно взаимосвязанных компонентов:

•собственно природной среды;

•среды, созданной агротехникой;

•искусственной среды;

•социальной среды.

Природная среда, окружающая человека, - это факторы естественного

происхождения, обладающие свойствами самоподдержания и саморегуляции без постоянного корректирующего воздействия со стороны человека. К числу этих

факторов можно отнести магнитное и гравитационное поля, химический и

динамический характер атмосферы, влажность воздуха земной поверхности, химический состав вод, наличие или отсутствие воды, химический, физический и

механический характер поверхности земли (равнины, горы, холмы), состав биологической части экосистемы (растительность, животный мир, микробы), сочетание непахотных сельскохозяйственных земель с естественными экосистемами, землетрясения, наводнения, ураганы, природно-очаговые

заболевания, плотность населения и взаимовлияние самих людей как

биологический фактор и др. Из площади суши 48 051 840 км2 около 1/3 не несет

видимых следов пребывания человека. Например, в Антарктиде почти 100%, в Северной Америке - 37,5%, в СССР - 33,6%, в Африке - 27,5%, в Европе - 2,8%

-300-

суши. Природная среда сохранилась там, где она была недоступна людям для успешного преобразования.

Среда, связанная с агротехникой, - это все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми, которые постепенно разрушаются без регулярного воздействия со стороны человека. Это пахотные земли, грунтовые дороги, внешние пространства населенных мест с его природными

характеристиками и внутренней структурой (постройки, заборы, зеленые полосы, пруды и др.), зеленые насаждения (газоны, бульвары, сады парки). Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную человеком природную среду. Сюда можно отнести домашних животных и домашние растения.

Третья среда - искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в живой природе, чуждый природе и без непрерывного обновления немедленно разрушающийся. К этой среде можно отнести асфальт, бетон современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспорта и предприятий сферы обслуживания, технологическое оборудование, мебель, всю культурно - архитектурную среду.

Социальная среда - культурно - психологический (информационный, политический) климат, сознательно или бессознательно создаваемый для личности, социальных групп, человечества в целом самими людьми и слагающийся из влияния людей друг на друга в коллективах непосредственно и с помощью изобретенных ими средств материального, энергетического и информационного воздействий.

Все факторы каждой среды тесно взаимосвязаны между собой и составляют объективные и субъективные стороны и "качества среды жизни".

Расширяя хозяйственную и производственную деятельность, изыскивая новые

сырьевые и энергетические ресурсы, человек освоил огромные площади и проник в недоступные для проживания районы. В условиях нового местожительства его организм нередко испытывает большое напряжение под давлением жестких факторов среды. В иные, отличные от обычных, условия попадает человек при выполнении работы в специфической среде: шахты, подводные сооружения, горячий и холодный цех и т.д. Знание реакций организма на те воздействия, которым он подвергается, имеет большое значение для медицины.

Взаимодействие организма со средой происходит в двух направлениях. Одно связано с биохимическими изменениями в организме человека, которые

обусловлены требованиями среды или возникают в процессе воздействия человека на среду. Индивидуальные реакции мужского, женского и детского организма отличаются от реакций всей группы в целом. Индивидуальные реакции в первую очередь носят физиологический характер: в силу общего соматического свойства

физиологической приспособляемости, организм может приобрести адаптацию, акклиматизироваться или выработать иммунитет к самым разнообразным внешним факторам - алиментарным, климатическим, патологическим.