Влияние окружающей среды на организм человека



В ходе эволюции и напряженной борьбы за существование организмы освоили самые разные условия среды, и наряду с этим сформировалось все современное разнообразие растений и животных, которое исчисляется приблизительно двумя миллионами видов. Со своей стороны жизнедеятельность организмов оказала большое влияние на неживую среду, которая усложнялась и эволюционировала вместе с развитием жизни.

Неспециализированная картина окружающей нас природы воображает не беспорядочное сочетание разных живых существ, а достаточно устойчивую и организованную систему, в которой любой вид растений и животных занимает определенное место.

Мы знаем, что любой вид способен к неограниченному размножению и может быстро заселить все доступное ему пространство. Разумеется, что одновременное совместное существование разнообразных живых существ вероятно только при наличии особенных механизмов, регулирующих движение размножения и определяющих пространственное распределение видов и численность особей. Такая регуляция — следствие сложных конкурентных и иных взаимоотношений между организмами в ходе их жизнедеятельности. Громадную роль наряду с этим играются и влияния со стороны физических условий среды.

Изучение взаимоотношений организмов между собой и между организмами и физической средой обитания образовывает содержание раздела биологии, взявшего наименование экологии (ойкос — жилище, убежище и логос — наука, греч.). Экология опирается на обобщения и выводы большинства других разделов биологии, и наук о Земле. Экологические закономерности являются научной базой для рационального применения человеком естественных биологических ресурсов и для решения многих хозяйственных задач.

Среда и экологические факторы

Организм и факторы среды. В понятие окружающей среды входят все условия живой и неживой природы, каковые окружают организм и прямо либо косвенно воздействуют на его состояние, развитие, выживание и размножение. Среда всегда представляет собой сложный комплекс разных элементов. Отдельные элементы среды, действующие на организм, именуют экологическими факторами.

Среди них различают две различные по своей природе группы:

1. Абиотические факторы — все воздействующие на организм элементы неживой природы. К наиболее ответственным факторам относятся свет, температура, влажность и другие компоненты климата, и состав водной, воздушной и почвенной среды.

2. Биотические факторы — всевозможные влияния, каковые испытывает организм со стороны окружающих его живых существ. В современную эру только громадное влияние на природу оказывает деятельность человека, которую возможно разглядывать как особенный экологический фактор.

В природе внешние условия неизменно в какой-то мере изменчивы. Любой вид в ходе эволюции приспособился к определенной интенсивности экологических факторов и амплитуде их колебания. Появившиеся приспособления к конкретным условиям обитания наследственно закреплены. Исходя из этого, будучи весьма целесообразными для среды, в которой исторически сформировался вид, экологические адаптации ограничивают либо кроме того исключают возможность существования в другой обстановке.

Различные экологические факторы: как, температура, газовый состав атмосферы, пища, действуют на организм разными дорогами. Соответственно разны морфологические и физиологические приспособления к ним. Но результаты влияния любого фактора экологически сравнимы, поскольку они постоянно выражаются в трансформации жизнеспособности организма, что в конечном счете ведет к трансформации численности популяции.

Интенсивность фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности, называется оптимальной либо оптимумом. Чем больше отклоняется значение фактора от оптимальной для данного вида величины (как в сторону понижения, так и в сторону увеличения), тем посильнее угнетается жизнедеятельность. Границы, за которыми существование организма нереально, именуют нижним и верхним пределами выносливости.

Так как оптимум отражает особенности условий в местах обитания, то он в большинстве случаев неодинаков у различных видов. В соответствии с тем, какой уровень фактора наиболее благоприятен, возможно различать виды: тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой и низкой солености воды и т. д. Наровне с этим видовые приспособления проявляются кроме этого и в выносливости к степени изменчивости фактора. Узко приспособленными именуют виды, выносящие только маленькие отклонения фактора от оптимальной величины; обширно приспособленными — виды, талантливые выдерживать большие трансформации данного фактора. К примеру, большая часть жителей моря узко приспособлены к относительно высокой солености воды, и понижение концентрации солей в воде для них губительно. Жители пресных вод кроме этого узко приспособлены, но к низкому содержанию солей в воде. Но имеется виды, талантливые выносить большие трансформации солености воды, к примеру рыбка трехиглая колюшка, которая может жить как в пресных водах, так и в соленых озерах а также в морях.

Влияние окружающей среды на организм человека

Приспособления к отдельным факторам среды в значительной степени независимы, исходя из этого один и тот же вид может владеть узкой приспособленностью к одному из факторов, к примеру к солености, и широкой приспособленностью к другому, к примеру, к температуре либо пище.

Сотрудничество факторов. Ограничивающий фактор. На организм неизменно в один момент действует сверхсложный комплекс окружающих условий. Итог их совместного влияния не есть простой суммой реакций на воздействие отдельных факторов. Оптимум и границы выносливости по отношению к одному из факторов среды зависят от уровня других. К примеру, при оптимальной температуре увеличивается выносливость к негативной влажности и недостатку пищи. Иначе, обилие пищи увеличивает устойчивость организма к трансформациям климатических условий.

Но такая взаимная компенсация ограничена, и ни один из нужных для жизни факторов не может быть заменен другим. Исходя из этого при смене мест обитания либо при трансформации условий в данной местности жизнедеятельность вида и его свойство к конкуренции с другими будет ограничиваться тем из факторов, который посильнее всего отклоняется от оптимальной для вида величины. В случае если количественное значение хотя бы одного из факторов выходит за пределы выносливости, то существование вида делается неосуществимым, как бы ни были благоприятны остальные условия.

К примеру, распространение многих животных и растений к северу в большинстве случаев ограничивает недостаток тепла, в то время как на юге ограничивающим причиной для тех же видов может оказаться недостаток жидкости либо нужной пищи.

Взаимозависимость организмов и среды. Организм целиком и полностью зависит от среды и немыслим без нее. Но в ходе жизнедеятельности и непрерывного обмена веществ со средой растения и животные сами воздействуют на окружающие условия и изменяют физическую среду. Появляющиеся в ней трансформации со своей стороны вызывают у организмов необходимость новых экологических приспособлений. Масштабы и значение таких трансформаций неживой природы под влиянием деятельности живых существ весьма громадны. Достаточно отыскать в памяти, что фотосинтез растений стал причиной образованию современной атмосферы, богатой кислородом, которая стала одним из основных условий существования для большинства современных организмов. В следствии жизнедеятельности организмов появилась почва, к составу и характеру которой приспособились в ходе эволюции растения и животные. Изменился и климат, и появились местные его особенности — микроклиматы.



Основные климатические факторы и их влияние на организм

Климат — один из основных компонентов окружающей среды. Для жизни наземных растений и животных громаднейшее значение имеют 3 элемента климата: свет, температура и влажность. Ответственная особенность этих факторов содержится в их закономерной изменчивости как в течение года и дней, так и в связи с географической зональностью. Исходя из этого и приспособления к ним имеют закономерный зональный и сезонный темперамент.

Свет. Солнечное излучение служит главным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. Биологическое воздействие солнечного излучения разнообразно и обусловлено его спектральным составом, интенсивностью, и дневной и сезонной периодичностью освещения.

Влияние окружающей среды на организм человека

В спектре солнечного излучения выделяются три области, разные по биологическому действию: ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,290 мкм губительны для всего живого. Жизнь на Земле вероятна только вследствие того что это коротковолновое излучение задерживается озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит только часть более долгих ультрафиолетовых лучей (0,300—0,400 мкм). Они владеют высокой химической активностью и в большой дозе смогут повреждать живые клетки. В маленьких дозах ультрафиолетовые лучи нужны человеку и животным. В частности, они содействуют образованию в организме витамина D. Кое-какие животные, к примеру насекомые, зрительно различают ультрафиолетовые лучи.

Влияние окружающей среды на организм человека

Влияние видимых лучей с длиной волны о 0,400 до 0,750 мкм, на долю которых приходится большинство энергии солнечного излучения, достигающего земной, поверхности, стало причиной происхождению у растений и животных ряда крайне важных приспособлений.

Зеленые растения синтезируют органическое вещество, следовательно, и пищу для всех остальных организмов за счет энергии этой части спектра.

Все же для животных и бесхлорофильных растений свет не есть обязательным условием существования, и многие почвенные, пещерные и глубоководные виды приспособились к жизни в темноте. Для большинства животных видимый свет есть одним из серьёзных факторов окружающей среды. Он сильный раздражитель и принимает участие в регуляции многих процессов. Особенно ответственна роль видимого света в поведении, в пространственной ориентировке. Кроме того многие одноклеточные животные четко реагируют на изменение освещенности. У более высокоорганизованных, начиная с кишечнополостных, уже имеется особые светочувствительные органы, а у высших форм (членистоногие, моллюски, позвоночные) параллельно и независимо развились сложные органы зрения — глаза и свойство образного восприятия окружающих предметов.

Большая часть животных хорошо различают спектральный состав света, т. е. владеют цветовым зрением. Развитие зрения стало причиной происхождению у животных разнообразных окрасок, помогающих прятаться от врага либо выяснять особей своего вида. У растений появились броские окраски цветков, завлекающие опылителей, что облегчило перекрестное опыление.

Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,750 мкм, не принимаемые глазом человека, являются ответственным источником тепловой энергии. Ими особенно богат прямой солнечный свет. Эти длинноволновые излучения, поглощаясь тканями животных и растений, вызывают их нагревание. Многие холоднокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) применяют солнечный свет для увеличения температуры тела, деятельно выбирая наиболее освещенные солнцем места. Световой режим в природе имеет отчетливую дневную и сезонную периодичность, которая обусловлена вращением Земли.

В связи с суточным ритмом освещения у животных появились приспособления к дневному и ночному образу жизни. У каждого вида активность приходится на определенные часы дней. В определенные часы дней раскрываются цветки многих растений, а у некоторых наблюдаются суточные движения листочков (к примеру, у некоторых бобовых). Практически все внутренние физиологические процессы у растений и животных имеют дневный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы.

Громадное экологическое значение имеет длительность дня. Она очень сильно изменяется с географической широтой и временем года. Лишь на экваторе длительность дня круглый год однообразна и равна 12 часам. С удалением от экватора длительность дня летнего полугодия прогрессивно возрастает, а зимнего — уменьшается; самый долгий сутки приходится на 22 июня (летнее солнцестояние), а самый маленький — 22 декабря (зимнее солнцестояние). За полярным кругом летом отмечается непрерывный сутки, а зимний период — непрерывная ночь, длительность которых у полюсов достигает 6 месяцев. В дни весеннего (21 марта) и осеннего (23 сентября) равноденствия длительность дня между полярными кругами везде равна 12 часам. От длительности дня и высоты Солнца над горизонтом зависит приток солнечного излучения на земную поверхность, исходя из этого с сезонными трансформациями светового режима тесно связаны и температурные условия. Благодаря этого длительность дня является важным экологическим причиной, регулирующим периодические явления в живой природе.

Температура. Все химические процессы, протекающие в организме, находятся в зависимости от температуры. Естественно исходя из этого, что громадные трансформации термических условий, каковые довольно часто наблюдаются в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Особенно ясно зависимость от внешней температуры выражена у организмов, не талантливых поддерживать постоянную температуру тела, т. е. у всех растений и большинства животных, не считая птиц и млекопитающих. Большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры.

Верхний температурный предел развития неодинаков для различных видов, но редко бывает выше 40—45°С. Лишь немногие виды приспособились к жизни при высокой температуре. Так, в тёплых источниках кое-какие моллюски живут при температуре воды до 53°С, личинки мух-львинок — при 60°С, а кое-какие светло синий-зеленые водоросли и бактерии живут при 70—85°С.

Оптимальная температура для развития зависит от условий обитания вида; для большинства наземных животных она колеблется в достаточно узких пределах (15—30°С).

Организмы с непостоянной температурой тела называются пойкилотермными. У них увеличение температуры приводит к ускорению всех физиологических процессов. Исходя из этого, чем выше температура, тем меньше время, нужное для развития отдельных стадий либо всего жизненного цикла. В случае если при 26°С период от выхода из яйца до окукливания образовывает 10—11 дней, то при температуре около 10°С он возрастает на порядок, т. е. превышает 100 дней. Эта зависимость имеет весьма верный темперамент.

Установив умелым методом длительность развития данного вида животного либо растения при разных температурах, возможно с достаточной точностью выяснить ожидаемые сроки развития в природной обстановке. В природе температура постоянно колеблется и довольно часто выходит за уровень, благоприятный для жизни. Это стало причиной происхождению у растений и животных особых приспособлений, каковые ослабляют вредное воздействие таких колебаний. Растения, к примеру, при перегреве понижают температуру страницы, увеличивая испарение воды через устьица. Животные также будут пара уменьшать температуру своего тела за счет испарения воды через дыхательную систему и кожные покровы.

Возможность активного увеличения температуры у растений очень мелка, а у пойкилотермных животных заметна только у наиболее подвижных видов. Так, у летающих насекомых благодаря усиленной работы мышц внутренняя температура может подниматься выше окружающей на 10—20 с С и более. У шмелей, саранчи и больших бабочек она достигает на протяжении полета 30—40°С, но с прекращением полета резко снижается до отметки температуры воздуха.

Не смотря на то, что у пойкилотермных организмов проявляется некоторая свойство к терморегуляции, но она так несовершенна, что температура их тела зависит главным образом от температуры воздуха. Лишь у некоторых публичных насекомых, особенно у пчел, появился более действенный метод поддержания температуры методом коллективной терморегуляции. Любая отдельная пчела не может сохранять постоянную температуру тела, но десятки тысяч пчел, составляющих семью, выделяют так много тепла, что в улье может поддерживаться постоянная температура 34— 35°С, нужная для развития личинок.

Влияние окружающей среды на организм человека

Наиболее идеальной терморегуляцией владеют птицы и млекопитающие, т. е. теплокровные животные. Свойство поддерживать постоянную температуру своего тела — экологически крайне важное приспособление, которое обеспечило большую независимость высших животных от термических условий среды. У многих птиц температура тела немного выше 40°С, а у млекопитающих в большинстве случаев немного ниже. Она сохраняется на постоянном уровне независимо от колебаний температуры воздуха. Так, при морозах около —40°С температура тела песца образовывает 38°С, а у белой куропатки 43°С, т. е. выше внешней среды практически на 80°С. У примитивных австралийских млекопитающих — утконоса и ехидны — терморегуляция развита слабо, и температура их тела во многом зависит от окружающих условий. Несовершенна терморегуляция кроме этого у небольших грызунов и детенышей большинства млекопитающих.

Для существования животных в изменчивых условиях среды громадное значение имеет не только свойство к терморегуляции, но и поведение: выбор места с более благоприятной температурой, активность в определенное время суток, постройка особых убежищ и гнезд в более благоприятном микроклимате и т. д. Так, летом многие жители степей и пустынь на жаркое время прячутся в норы, под камни, зарываются в песок, избегая перегрева. Весной и в осеннюю пору, в то время, когда температура низка, те же виды выбирают наиболее утепленные, прогреваемые солнцем места.

Температура, как и световой режим, от которого она зависит, закономерно изменяется в течение года и в связи с географической широтой.

На экваторе температура, как и длительность дня, весьма постоянна и круглый год держится на уровне, близком к 25°С. С удалением от экватора годовая амплитуда температуры возрастает. Наряду с этим летняя температура с увеличением географической широты изменяется значительно меньше, чем зимняя. Летом температура во всех пунктах остается в пределах простой - нормы. Следовательно, для существования животных и растений в климате умеренных и северных широт главное значение имеют приспособления не к температурным условиям лета, а к отрицательным температурам зимы.

Статьи по теме