64

ТЕМА: Основы экологической медицины.

Человек как экологический фактор.

Пути возникновения экологически

зависимых заболеваний.

6.Блок информации.

Термин “Экология” (от греч. oikos - жилище, logos - наука) предложил немецкий зоолог Э. Геккель в 1866 г., для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных с органическими и неорганическими средами.

На современном этапе “экология” определяется как наука о месте обитании живых существ, и их взаимоотношении с окружающей средой.

Это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Предметом изучения экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) в динамике , во времени и пространстве.

Основные задачи экологии следующие:

• Изучение условий формирования популяций, и их динамику

• Изучение биогеоценозов, пути их формирования, и структуру взаимодействия с факторами окружающей среды.

• Установление пределов существования особей.

В процессе развития экологических исследований возникло разделение экологии на несколько ветвей.

Выделяют

• аутэкологию, которая исследует взаимодействие отдельных организмов и видов со средой

• синэкологию, которая изучает сообщества

• демэкологию, изучающую популяцию.

По другой классификации отдельно рассматривается экология пресной воды, морей, суши, океана и т.д., т.е. разделение идет по типам сред обитания.

И наконец экология разделяется на таксономические ветви: экология растений, экология насекомых, экология позвоночных и т.д. до экологии человека.

Методы экологических исследований

Объектом исследования служат не единичные особи, а популяции и их сообщества, т.е. биологические макросистемы.

Многообразие связей формирующихся на уровне макросистем, обуславливают разнообразие методов экологических исследований.

Большое значение для экологии имеют полевые исследования, позволяющие установить результат влияния на организм или популяцию определенного комплекса факторов, влияющих на развитие вида в конкретных условиях. Для этих целей используют методы: физиологии, биохимии, анатомии, химии, физики и т.д.

Большое значение имеет мониторинг, позволяющий непрерывно следить за состоянием экологических объектов, давать прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды. Выделяют локальный , региональный и глобальный мониторинг. Для оценки состояния окружающей среды используются методы физико-химического экспресс анализа, зондирование, телеметрии и компьютерной обработки полученных данных

Использование методов демографии , т.е. изучение динамики численности популяций получили широкое распространение при изучении состава популяций, прогнозирования гибели видов и повышения биопродуктивности экосистем.

Другим не менее важным является эксперимент, позволяющий проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и изучать экологические механизмы, обуславливающих его нормальную жизнедеятельность.

Экологическое исследование проводится на определенном количестве особей, выбор которых во многом случаен. Поэтому необходимо применять

методы математической статистики, чтобы по случайному набору различных вариантов определить достоверность тех или иных результатов (степень отклонения их от нормы, случайны отклонения или закономерны) и получить объективное представление о всей популяции.

На сегодняшний день большое применение получили методы теории информации кибернетики, использование теории вероятности, математической логики, дифференциальных и интегральных исчислений, теории чисел, матричной алгебры и др.

В современной экологии широкое распространение получило моделирование биологических явлений, т.е. воспроизведение в искусственных условиях различных процессов, свойственных живой природе. Примером биологических моделей может служить аппарат искусственного кровообращения, искусственная почка, искусственные легкие, протезы и т.д.

Основной задачей биологического моделирования является экспериментальная проверка гипотез относительно структуры и функции биологических систем. Сущность этого метода заключается в том, что вместе с оригиналом, т.е. с реальной системой изучается его искусственно созданное подобие – модель. Применяя этот метод и современные компьютерные программы стало возможно не только создавать различные экологические сценарии, но и давать и обосновывать экологические прогнозы.

Экосфера: составляющие экосферы и ее функции.

Среда и пределы жизни в экосфере.

Термин “биосфера” (от греч. bios -жизнь и sphaira- шар) впервые введено в биологию Ж.-Б. Ламарком в начале ХIХ столетия а Э. Зюсс в конце ХIХ века ввел в геологию термин “ экосфера” Под “ экосферой” он понимал область жизни в котором распространены живые существа.

Стройное , целостное учение о “экосфере” как “области жизни” принадлежит академику В.И. Вернадскому. Согласно его определению “Экосфера” - это одна из геологических оболочек земного шара, глобальная система Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов- живого вещества.

В.И.Вернадский выделил в “экосфере” три главных компонента:

-живое вещество- вся совокупность живых организмов,

-минеральные вещества, биокосное вещество которое включается живым веществом в биогенный круговорот.

-продукты жизнедеятельности живого вещества, биогеное вещество которое может временно не участвовать в биогенном круговороте.

Различают пять основных функций живого вещества:

-энергетическая функция ( в основе этой функции лежит фотосинтез зеленых растений , в результате которого происходит аккумуляция солнечной энергии и дальнейшее ее перераспределение между компонентами биосферы)

-газовая функция ( обуславливает миграцию газов и формирование газового состава атмосферы)

-концентрационная функция ( заключается в избирательном накоплении биогенных элементов окружающей среды различными организмами)

-окислительно-восстановительная функция ( заключается в химическом превращении различных химических веществ).

- деструкционная функция (обуславливает разложение организмов после их смерти и минерализацию органического вещества, т.е. превращение живого вещества в косное).

Современная биосфера это сложная система, состоящая из многих компонентов, которая охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Распространение жизни в биосфере, а также состав и свойства атмосферы, гидросферы и литосферы подробно освящены в учебнике И.А. Шилова “Экология” М.,1997г, стр12-31

Экологические факторы.

Элементы окружающей среды, необходимые организму или отрицательно на него воздействующие , называются экологическими факторами.

Классификация экологических факторов окружающей среды:

1. Абиотические, например, свет, t, давление и т. д.

2. Биотические ( растительные животные организмы, вирусы бактерии)

3. Антропические – совокупность воздействий человека на органический мир.

Экосистема

Сообщества живых организмов, обитающих на планете, образуют с окружающей средой единство, т.е. экологическую систему, в которой осуществляется трансформация энергии и круговорот веществ. Термин “экосистема” предложил А. Тенсли тождественный ему термин “биогеоценоз” предложил В.Н. Сукачев в 1940г.

Современное определение экосистемы по Г.Г. Матитову и Л.Г. Павлову (1944) звучит следующим образом. “Экосистема” - это структурная и функциональная единица, состоящая из взаимодействующих биотических и абиотических компонентов, через которых проходит поток энергии.

Биотической составляющей экосистемы является биоценоз. Термин “биоценоз” был предложен в 1877г. К. Мебиусом. Биоценоз – это совокупность популяций различных биологических видов (животных, растений и микроорганизмов), проживающих совместно в одних и тех же условиях.

Определенное жизненное пространство заселенное биоценозом называется биотопом.

Единство биоценоза и биотопа может быть представлена, как “Экосистема”.

Экосистема, являющаяся основной функциональной единицей живой природы, является объектом изучения современной экологии.

Выделяют естественные и искусственные экосистемы.

Экосистемы отличаются динамичностью и стабильностью. Это обеспечивается непрерывным обменом энергии и вещества.

”Перетекание” энергии и химических веществ происходит вдоль пищевых цепей, на основе которых строится пирамида питания, состоящая из нескольких трофических уровней. Низший уровень занимают автотрофные организмы, для которых характерны фиксация световой энергии и использование простых неорганических соединений для построения сложных органических веществ. К этому уровню относятся растения. Организмы, которые используют в пищу биомассу растений составляют гетеротрофные организмы I порядка, затем идут гетеротрофы II порядка, они питаются гетеротрофами I порядка. Гетеротрофы располагаются на более высоком трофическом уровне.

Экологическая пирамида изучается и хорошо запоминается со школы.

В целом в составе экосистемы выделяют 3 неживых и 3 живых компонента. 3 неживых компонента – это абиотические вещества.