Ноосфера, как высшая стадия эволюции биосферы. Основные признаки превращения биосферы в ноосферу

41. Ноосфера, как высшая стадия эволюции  биосферы. Основные признаки превращения  биосферы в ноосферу.

Качественно новый этап развития биосферы наступил в современную  эпоху, когда деятельность человека, преобразующая поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмеримой с геологическими процессами.

Основоположник учения о переходе биосферы на новый этап развития -  В.И.Вернадский (1944), хотя сам термин «ноосфера» был предложен Э.Леруа (1927) и П.Тейяром де Шарденом (1930).

Ноосфера - сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.

По его убеждению  В.И.Вернадского, биосфера вступает в  новую стадию своего развития - стадию ноосферы. На этой стадии человек разумный выступает как геохимическая сила невиданного масштаба. Особенность этой силы - ее разумность.

Можно выделить ряд основных признаков перехода биосферы на новый, высший  этап развития - ноосферу:

1.     Возрастание количества механически извлекаемого материала земной коры.

2.     Массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох (нефти, газа, каменного угля).

3.     Рассеивание энергии, в отличие от ее накопления в биосфере до появления человека. Основным следствием является энергетическое загрязнение биосферы.

4.     Образование в больших количествах веществ, ранее в биосфере отсутствовавших (чистые металлы, пластмассы и др.)

5.     Создание, хотя и в ничтожно малых количествах, трансурановых химических элементов (плутония и др.). Освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер и (в обозримом будущем) термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер атомов.

6.     Расширение границ ноосферы за пределы Земли в связи с научно-техническим прогрессом.

Концепция ноосферы явилась логическим результатом научной деятельности В. И. Вернадского, который говорил, что «биосфера перейдет однажды в сферу разума – ноосферу. Произойдет великое объединение, в результате которого развитие планеты сделается направленным силой разума». О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе «Научная мысль как планетное явление». Рассматривая переход биосферы в ноосферу («сферу разума»), В. И. Вернадский указал ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Нужно, чтобы:

♦ человечество стало единым целым, заселив и преобразовав всю планету;

♦ резко преобразовались – стали мобильными – средства связи и обмена информацией между странами;

♦ усилились связи, в том числе политические, между всеми странами Земли;

♦ расширились границы биосферы, произошел выход в космос;

♦ были открыты и начали активно использоваться новые источники энергии, развивалась энергетика;

♦ установилось реальное равенство людей всех рас и религий;

♦ наладилось разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;

♦ были исключены войны из жизни общества;

♦ произошел рост общего уровня жизни, были побеждены голод и болезни.

В структуре  ноосферы выделяют следующие компоненты: человечество, совокупность научных  знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой.

Ноосфера предполагает не выживание человечества, а сохранение экосферы в гармонии живой и неживой природы, сохранение природы с сохранением ресурса органического мира в биогеоценозах.

Идеи В. И. Вернадского  нашли отражение в современной концепции устойчивого развития. Человеческая цивилизация достигла критического уровня, после которого одинаково возможны и качественно новая степень развития, и катастрофа. Устойчивое развитие предполагает как установление баланса между потреблением и воспроизводством природных ресурсов, так и обеспечение устойчивого роста благосостояния, социальной защищенности и возможности гармоничного развития личности. Устойчивое развитие – это поступательное движение темпов экономического роста, при котором давление на окружающую среду компенсируется восстановлением ее свойств. Ноосферные преобразования требуют от человечества способности к рациональному мышлению, научному предвидению, единства экологии, экономики и политики.

82. Типы  взаимоотношений между организациями  в биоценозе. Привести примеры.

Существует  несколько основных типов взаимодействий между организмами. Подобно большинству биологических категорий, они не являются понятиями с абсолютно четкими границами, поэтому не существует и общепринятой их единой классификации. В качестве примера рассмотрим классификацию «+,0,-»

«- -» (Конкуренция) - взаимоотношения между организмами одного вида или разных видов, при которых они используют одни и те же ресурсы окружающей среды при недостатке последних.

Одно живое  существо лишает части ресурса другое, которое вследствие этого медленнее  растет, оставляет меньшее число потомков и имеет больше шансов погибнуть. Лишать друг друга потенциального ресурса могут особи как одного, так и разных видов. В первом случае взаимное влияние можно считать равноценным и симметричным, так как особи одного вида имеют более сходные потребности в ресурсах, чем особи разных видов.

«0 -» (Аменсализм) – взаимоотношения между особями разных видов, когда особи одного вида, чаще путем выделения особых веществ, оказывают угнетающее воздействие на особей другого вида. Строго говоря, аменсализмом можно считать те случаи воздействия, когда один организм осуществляет вредное воздействие (например, выделяет токсин) независимо от того, присутствует угнетаемый организм или нет.

«+ -» (Хищничество) – форма межвидовых взаимоотношений, форма добывания пищи и питания животных (изредка растений), при котором они ловят, убивают и съедают других животных. Такое определение исключает детритофагию (потребление мертвого органического вещества). Существуют различные классификации хищников. Согласно одной из них («таксономической») выделяются: хищники (в собственном значении этого слова) поедают животных, растительноядные – растения, а всеядные – и тех и других.

«+ -» (Паразитизм) – (можно рассматривать как одно из проявлений хищничества) форма взаимоотношений двух различных организмов, когда один из них использует другого в качестве среды обитания или источника пищи, при этом, нанося ему определенный вред (на практике «вред» можно оценивать по снижению врожденной скорости популяционного роста хозяина и (или) его численности).

«+ 0»  Комменсализм – основой для этого типа отношений могут быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего пища. Используя особенности образа жизни или строения хозяина, комменсализм извлекает из этого одностороннюю пользу. Присутствие его для хозяина остается обычно безразличным (пример – обитание рыбы средиземноморского карапуза в полости тела некоторых видов голотурий, которых она использует как убежище).

«+ +»  Мутуализм – форма симбиоза, взаимовыгодное сожительство разных видов, т.е. взаимодействия между парами видов, приносящие обоюдную пользу, т.е. в популяции каждого из этих видов (мутуалистов) особи растут и (или) размножаются и (или) размножаются с большим успехом в присутствии особей другого вида. Преимущества могут быть разные. Чаще всего они заключаются в том, что, по крайней мере, один из партнеров использует другого в качестве пищевого ресурса, тогда как другой получает защиту от врагов или благоприятные для роста и размножения условия. В других случаях вид, выигрывающий в пище, освобождает партнера от паразитов, опыляет растения или распространяет семена. При этом необходимо помнить, что мутуализм не является примером дружеской взаимопомощи. Каждый партнер, по существу, действует «эгоистично», и выгодные взаимоотношения возникают просто потому, что получаемая им польза перевешивает требуемые затраты (пример мутуализма – африканская птица медоуказчик связана с млекопитающим, капским медоедом). Птица разыскивает пчелиное гнездо и приводит к нему млекопитающее. Медоед вскрывает гнездо и поедает мед и личинки пчел, а медоуказчик питается остатками его трапезы. Птица легко находит гнезда, но не способна их вскрывать; медоед, наоборот легко вскрывает гнезда, но находит их с трудом. Взаимосвязанное поведение приносит животным обоюдную пользу.

К перечисленным выше типам отношений можно добавить детритофагию (питание остатками организмов). Этот тип обладает определенной специфичностью, выражающейся в том, что редуценты и детритофаги не контролируют скорость, с которой их ресурсы становятся доступными или возобновляются; они полностью зависят от скорости, с которой какой-нибудь другой фактор (болезнь, старение) высвобождает ресурс, обеспечивающий их жизнедеятельность.

Протокооперация – форма симбиоза, при которой происходит проживание двух организмов разных видов, полезное для одного и безразличное для другого (распространение семян растений птицами).

Аллелопатия– взаимодействие организмов посредством специфически действующих химических продуктов обмена веществ, которые выделяются во внешнюю среду.

169. Нормирование  качества продуктов питания. Привести  примеры.

Пищевые продукты по своему качеству должны соответствовать  требованиям государственных стандартов, которые сокращенно называются ГОСТами. Показатели качества ряда продуктов, на которые еще не установлены ГОСТы, приводятся во временных технических условиях -- ВТУ. При санитарной оценке пищевого продукта определяют пригодность или непригодность его в пищу. Санитарная оценка пищевых продуктов производится по органолептическим и лабораторным методам. При органолептической оценке качества продуктов пользуются органами чувств: зрением, обонянием, осязанием, вкусом. Для лучшего определения качества производят пробную варку сомнительных продуктов -- мяса, рыбы, круп и др. в закрытой посуде. Несвежий продукт во время варки имеет неприятный запах. В сомнительных случаях образец продукта направляется для исследования в лабораторию. Лабораторный метод исследования более точен: с помощью его определяют не только доброкачественность продуктов, но и его химический состав, калорийность и т. д.

Продукт считается  доброкачественным, если он лишен признаков  порчи, безвреден для здоровья и  обладает соответствующей питательной  ценностью. В ряде случаев вредные  свойства или примеси продукта могут исчезнуть после соответствующей его обработки. Такой продукт считается условно годным; он может быть использован в пищу только после обезвреживания. К условно годным продуктам относится, например, финнозное мясо, которое может быть использовано в пищу после обеззараживания его варкой, посолом или замораживанием на бойне.

Непригодными  в пищу являются продукты с неустранимыми  вредными свойствами или примесями  ядовитых веществ, опасных для здоровья человека.

Все продукты, поступающие  на склад предприятия, должны иметь качественные удостоверения. При приемке продуктов необходимо выяснить, все ли документы в порядке, каковы установленные сроки реализации продуктов, нет ли в документах каких-либо особых указаний в отношении реализации и хранения продуктов, например указания санитарного работника о том, что продукты могут быть использованы лишь после варки. Нужно проверить дату выпуска продукта промышленным предприятием, что особенно важно для вареных колбасных изделий, рыбы горячего копчения, тортов и пирожных с кремом, молока и молочных продуктов, шоколадных конфет, зефира и т. д.

После проверки документов пищевые продукты тщательно  осматривают с целью определения  их доброкачественности. Проверка производится кладовщиком и заведующим производством с участием работника ведомственной санитарной службы (если таковой имеется). Работники продовольственных складов и повара должны уметь определять качество пищевых продуктов и знать основные признаки их порчи.

Правовое регулирование  отношений в области обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов

Проблема качества и безопасности пищевых продуктов, предотвращения возможных заболеваний, обеспечения охраны здоровья граждан  РФ в настоящее время становится все более актуальной.

Федеральный закон  РФ от 2 января 2000 г. N 29-ФЗ "О качестве и безопасности пищевых продуктов" (в ред. от 30 декабря 2006 года) является ведущим нормативно-правовым актом нашего государства в области здорового питания жителей РФ.

Существуют  санитарно-эпидемиологические правила  и нормативы "Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078-01", утвержденные Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 06.11.2001, с 1 июля 2002 года.

Данные документы  являются основными и обязательными, кроме этого в России создана широкая как законодательная, так и методическая (рекомендательная) база в области качества и безопасности пищевых продуктов, соответствующая научным достижениям в области медицины и отвечающая международным требованиям.

Методы  определения качества пищевого сырья

Изучением количественной характеристики качества пищевых продуктов, т.е. совокупности их свойств и ценности для человека, занимается особая отрасль  знаний - квалиметрия. Методы квалиметрии:

1) инструментальный, основанный на использовании средств измерений;

2) расчетный,  заключающийся в вычислениях  по значениям параметров продукции,  найденным другими методами;

3) статистический, использующий правила прикладной  математической статистики и  основанный на подсчете числа событий или объектов;

4) органолептический,  основанный на анализе восприятий  органов чувств без применения  технических измерительных средств;

5) экспертный, учитывающий  мнение группы специалистов-экспертов;

6) социологический,  основанный на сборе и анализе мнений потребителей данной продукции;

7) комбинированный,  включающий несколько методов  определения показателей качества.

Для определения  качества пищевого сырья применяются  следующие методы.

Органолептическими  методами определяют качество продуктов с помощью органов чувств - обоняния, осязания, вкуса, зрения и слуха.

Перед органолептическим  исследованием продуктов проверяют  их упаковку, маркировку, внешний вид. Органолептические методы позволяют  установить качество продукта по таким  показателям, как форма, цвет, состояние поверхности, вкус, запах, консистенция. Определение этих показателей требует необходимых навыков, знаний и большого практического опыта, особенно при оценке вкуса и запаха (дегустации) продуктов. Дегустация проводится в светлом помещении с совершенно чистым, свободным от посторонних запахов воздухом. Температура помещения должна быть в пределах 15-20° С. Перед каждым определением вкуса необходимо полоскать рот чистой водой или прожевать кусочек хлеба, который адсорбирует вкусовые вещества, остающиеся в полости рта от предыдущего испытания. Пробу не глотают, а лишь держат во рту до определения вкуса. При дегустации вин применяют специальные бокалы грушевидной формы, при дегустации чая - фарфоровые чашечки и чайники.

Для более объективной органолептической оценки качества масла коровьего, сыров сычужных твердых и некоторых других продуктов пользуются 100-балльной системой, при которой на вкус и запах отводят 45-50 баллов, а в зависимости от обнаруженных недостатков, с общего количества баллов делают соответствующие скидки и по сумме баллов судят о сорте продукта и его соответствии требованиям стандарта.

Большинство действующих  систем балльной оценки имеют недостатки: в разных системах один и тот же показатель оценивается разным числом баллов; некоторые показатели (внешний вид, упаковка и др.) в одних системах значатся, в других - нет.

Каждый рассматриваемый  критерий конкурсной заявки или показатель, характеризующий квалификацию поставщика, получает оценку в баллах по десятибалльной шкале. С этой целью значения анализируемого критерия (показателя) в натуральных единицах измерения ранжируется для всех поставщиков. Худшему значению критерия (показателя) присваивается один балл, лучшему - десять баллов. Применение метода интерполяции в интервале 1-10 баллов позволяет определить балльное значение критерия (показателя) для каждого вида продукции.

Для некоторых продуктов (вина, чай) органолептическая оценка является пока единственным способом определения их качества и сорта. Однако органолептическая система оценки качества не учитывает пищевой ценности продукта. Поэтому для выявления пищевого достоинства и безвредности продукта органолептическое исследование дополняется физико-химическим и микробиологическим.

Физическими методами определяют плотность, температуру плавления, застывания и кипения, оптические свойства и др.

Плотность жидкостей определяют ареометром или пикнометром; по плотности  устанавливают, например, количество спирта в алкогольных напитках, содержание в растворах уксусной кислоты, сахара и соли, природу растительного масла и т. д. На некоторых ареометрах (спиртомерах) градуировка сделана по процентному содержанию спирта.

Температуру плавления, застывания и кипения определяют термометром.

Концентрацию растворимых  в воде сахара и солей, а также натуральность и чистоту масел и жиров устанавливают рефрактометрически по углу преломления луча света, пропускаемого через тонкий слой исследуемого вещества, которое заключено между призмами рефрактометра.

Содержание  аммиака и нитритов в мясных продуктах, меди и свинца в консервах, железа в воде, сивушных масел в спиртных напитках определяют колориметрическими методами (по интенсивности окраски).

Для установления вида сахара и его концентрации в  растворе применяется поляриметрический  метод - определение отклонения поляризованного луча, прошедшего через специальные призмы и через раствор.

На способности многих веществ после освещения ультрафиолетовыми  лучами испускать в темноте видимый  свет различных оттенков основан  люминесцентный метод. Так как жиры, белки и углеводы дают люминесцентное свечение различных цветов, то изменение состава продукта соответственно изменит интенсивность свечения и окраску.

Соотношение частей в консервах, количество начинки в карамели, количество примесей в крупе, полновесность штучных хлебных изделий, пирожных, мороженого, сырков и других продуктов определяют взвешиванием.

Химическими методами устанавливают  соответствие требованиям стандартов содержания в пищевых продуктах  воды, жира, сахара, поваренной соли, золы, спирта, кислот. Отклонения в содержании составных частей продуктов влияют на их питательную ценность, вкусовые достоинства и стойкость при хранении.

Влажность определяют высушиванием, электровлагомероми и другими методами. Содержание жира устанавливают объемным методом в жиромерах после растворения других составных веществ продукта в крепких кислотах с последующей отгонкой растворителя и взвешиванием жира. Количество поваренной соли определяют титрованием водной вытяжки из продукта раствором азотнокислого серебра. Содержание золы устанавливают, сжигая определенную навеску продукта в муфельных печах. Содержание спирта в продуктах определяют путем отгонки его из раствора и установления процента спирта по его плотности. Кислотность определяют титрованием растворов или водных вытяжек продукте 0,1 н щелочью, а также с помощью рН-метра.

Микробиологические методы исследования качества пищевых продуктов  применяются для установления общей  бактериальной обсемененности, наличия  болезнетворных, гнилостных и других микробов, вредных для организма человека и ускоряющих порчу продуктов при хранении. Такие исследования осуществляются пищевыми лабораториями санэпидемстанций, осуществляющих надзор за санитарным состоянием пищевых предприятий, предприятий торговли и общественного питания.

В последние годы применительно  к задачам производства активно  адаптируются методы полимерной цепной реакции (ПЦР) и иммуноферментного  анализа (ИФА). Большими преимуществами ПЦР являются быстрота выполнения, непревзойденная чувствительность и высокая специфичность, что позволяет надежно качественно и количественно обнаруживать гены или микроорганизмы на уровне ДНК, присутствующие в очень низких концентрациях в любой биологической жидкости или ткани, а также в пробах объектов окружающей среды и продуктов питания. Метод ПЦР наиболее чувствителен и перспективен для определения агентов на уровне ДНК в продуктах и кормах, подвергшихся термической обработке.

В настоящее  время метод ПЦР и его модификации  применяются для выявления ГМИ  в продуктах питания, пищевом сырье и кормах, видовой принадлежности мяса сельскохозяйственных животных. Успешно разрабатываются технологии проведения микробиологического анализа, выпущен ряд стандартов ИСО, регламентирующих данный метод применительно к идентификации различных групп микроорганизмов (производственная микрофлора, пищевые патогены, бактерии, вызывающие порчу и т.д.). Разработан ряд отечественных тест-систем на основе метода ПЦР для нужд производства (ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, компания «Биоком» и др.)

Метод ИФА обладает меньшей чувствительностью, чем ПЦР, так как определение агента происходит на уровне белка. Преимуществом метода является большая быстрота выполнения. Например, существует ряд технологий на основе данного подхода, позволяющих провести анализ в течение нескольких минут. Метод незаменим в «полевых условиях», пригоден для анализа белковых смесей, не содержащих ДНК.

Пример. Крупа и её виды: показатели качества

Крупы - второй по значимости продукт питания (после  муки). Их вырабатывают из зерна злаковых культур, а также гречихи и гороха. Физиологические нормы питания человека, разработанные в нашей стране, предусматривают введение в рацион различных круп примерно 24...35 г в день. Предпочтительнее крупы из гречихи, риса, овса и бобовых, поскольку их белки обладают повышенной биологической ценностью. Все крупы богаты крахмалом. Особенно необходимы крупы в рационе питания детей и при различных заболеваниях.

В нашей стране вырабатывают следующие виды и сорта  круп: из гречихи - ядрицу первого и  второго сортов, продел; из риса - рис шлифованный и полированный (высший, первый и второй сорта), дробленый (как побочный продукт в результате раскалывания зерен при обработке); из гороха - горох лущеный, полированный (целый и колотый); из проса - пшено шлифованное (высший, первый и второй сорта); из овса - крупы недробленую, плющеную (высший и первый сорта), хлопья и толокно; из ячменя - крупу перловую (шлифованную) пяти номеров и ячневую трех номеров (дробленую); из твердой пшеницы - крупу "Полтавская" и "Артек"; из кукурузы - крупу шлифованную пяти номеров, крупу для хлопьев (крупную) и кукурузных палочек (мелкую). Кроме того, при помолах пшеницы вырабатывают манную крупу.

Качество крупы  зависит не только от химического  состава и физических свойств  зерна. Существенное значение имеют степень очистки от примесей и способы обработки очищенного зерна. Крупа - готовый продукт, который подвергают только кулинарной обработке, и поэтому присутствие в ней каких-либо примесей резко отражается на качестве пищи. Не меньшее влияние на пищевую ценность и внешний вид оказывает и организация технологического процесса. В процессе механической обработки ядро у части зерен не выдерживает оказанных воздействий и дробится. Поэтому при выработке крупы основного ассортимента получают продукты более низкого качества. Лучший вид крупы из гречихи - ядрица, то есть целое ядро гречихи, однако часть зерен всегда дробится и получается дробленая крупа - продел, дающая при кулинарной обработке кашу-"размазню". Еще большая разница в качестве между целыми шлифованными зерновками риса и дроблеными. При выработке круп образуется и некоторое количество муки - мучки, используемой на кормовые или технические цели. По выходу цельной крупы, дробленки и мучки судят о работе отдельных машин и предприятия в целом.

Для получения  более питательных и разнообразных  круп в схему технологического процесса современного крупяного завода включают обработку зерна водой и паром, а также варку при высоком  давлении. При пропаривании очищенного зерна возрастает прочность ядра, а оболочки делаются более хрупкими, в результате увеличивается выход высших сортов крупы, ускоряется развариваемость.

Еще более повышается пищевая ценность круп при варке  в сиропе (из солода, сахара, поваренной соли и других компонентов) с последующим плющением и обжаркой. Кулинарная обработка таких круп-"хлопьев" не нужна. Их потребляют в сухом виде или каким-нибудь напитком (бульоном). Другой способ повышения усвояемости крупы основан на обработке давлением. Так вырабатывают вспученные (взорванные) зерна пшеницы, риса и т.д., увеличенные в объеме в 6-8 раз. Лучшие вспученные зерна получают из стекловидных сортов риса, пшеницы и кремнистых сортов кукурузы. Также из многих видов крупы вырабатывают пищевые концентраты: их смешивают с другими компонентами и обрабатывают до полной или почти полной готовности. Качество круп и способы определения его нормированы стандартами. К обязательным показателям при оценке круп относят сенсорные (цвет, запах и вкус). В крупах недопустимы вредители. Влажность разных круп должна быть в пределах 12...15,5%. Строго нормируют количество примесей, особенно вредных, испорченного и битого ядра, мучели, металлических примесей и нешелушеных зерен. От содержания их зависят сорт крупы и соответствие продукта требованиям государственного нормирования.

Определяют  также кулинарные достоинства крупы. В эту оценку входят цвет, вкус и  структура сваренной каши, продолжительность  варки и коэффициент разваримости, под которым понимают отношение  объема каши к объему крупы, взятой для варки. В зависимости от сортовых особенностей сырья, способов его обработки и ассортимента круп коэффициент разваримости колеблется обычно в следующих пределах: у пшена 4...5,2; круп из гречихи 3,2...4; риса 4,3...5,2; перловых 5,5...6,6; у овсяных 3,3...4,1.

Нормы качества крупы.