Межвидовые и внутривидовые отношения как регуляторы численности популяций

Введение

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни - Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье - это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье - это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем.

Охрана собственного здоровья - это непосредственная обязанность каждого, он не вправе перекладывать ее на окружающих. Ведь нередко бывает и так, что человек неправильным образом жизни, вредными привычками, гиподинамией, перееданием уже к 20-30 годам доводит себя до катастрофического состояния и лишь тогда вспоминает о медицине.

Какой бы совершенной ни была медицина, она не может избавить каждого от всех болезней. Человек - сам творец своего здоровья, за которое надо бороться. С раннего возраста необходимо вести активный образ жизни, закаливаться, заниматься физкультурой и спортом, соблюдать правила личной гигиены, - словом, добиваться разумными путями подлинной гармонии здоровья.

Специфика среды обитания человека заключается в сложнейшем переплетении социальных и природных факторов. На заре человеческой истории природные факторы играли решающую роль в эволюции человека. На современного человека воздействие природных факторов в значительной степени нейтрализуется социальными факторами. В новых природных и производственных условиях человек в настоящее время нередко испытывает влияние весьма необычных, а иногда чрезмерных и жестких факторов среды, к которым эволюционно он еще не готов.

Межвидовые   и   внутривидовые    отношения    как        регуляторы численности популяций

В состав любой экосистемы или биоценоза обычно входит множество видов растений, животных, грибов, бактерий, каждый из которых представлен здесь популяцией. Все живые организмы испытывают влияние со стороны организмов как своего, так и других видов.

Внутри одной популяции между организмами могут существовать как положительные взаимодействия, т.е. сотрудничество, без которого популяция не может существовать, так и отрицательные взаимодействия, проявляющиеся в конкуренции и внутривидовой борьбе.

Конкуренция — это взаимоотношения, возникающие между организмами одного или различных видов в одинаковых условиях среды или со сходными экологическими требованиями. Конкуренция возникает в том случае, когда ресурсов недостаточно.

Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию (соревнование, борьбу) за пищу, пространство и другие ресурсы. Конкуренция между особями одного вида называется внутривидовой, а между особями разных видов – межвидовой. Различий в результате межвидовой и внутривидовой конкуренции нет. В обоих случаях погибает более сильная особь, но наиболее ожесточенно идет внутривидовая конкуренция.

Одним из проявлений внутривидовой конкуренции является территориальность.

Внутривидовая конкуренция — это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции численности популяций.

У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за жизненное пространство сформировался интересный тип поведения — территориальность.

Защита территории вовсе не обязательно сопровождается активной борьбой. У некоторых видов внутривидовое регулирование начинается задолго до того, как обнаруживается серьёзная конкуренция.

Внутривидовая конкуренция является важным регулятором, контролирующим рост популяций. Благодаря этой конкуренции возникает определённая зависимость между плотностью популяции и скоростью процессов отмирания (смертность) или размножения (рождаемость) особей. Это, в свою очередь, приводит к возникновению определённой связи между численностью родительских пар и количеством производимого ими потомства. Подобные связи действуют как регуляторы колебаний численности популяций.

Межвидовой конкуренцией называют активный поиск двумя или несколькими видами одних и тех же пищевых ресурсов среды обитания. Конкурентные взаимоотношения могут быть весьма разнообразными: от прямой физической борьбы до почти мирного совместного существования. И вместе с тем, если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то обязательно один конкурент вытесняет другого. Но исход конкуренции зависит не только от свойств взаимодействующих видов, но и от условий, в которых происходит конкурентная борьба. В зависимости от условий, складывающихся в конкретном местообитании, победителем конкурентной борьбы может оказываться либо один, либо другой вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, а следовательно, и большую приспособленность к условиям окружающей среды.

Таким образом, в сообществе совместно уживаются только те конкурирующие виды, которые приспособились хотя бы немного разойтись в экологических требованиях.

Чаще же конкуренция проявляется косвенно, носит незначительный характер, так как различные виды неодинаково воспринимают одни и те же факторы среды. Чем разнообразнее возможности организмов, тем менее напряжённой будет конкуренция.

Кислотные осадки. Вещества-загрязнители, являющиеся источниками кислотных осадков. Влияние кислотных осадков на водные, лесные и почвенные экосистемы

Термином "кислотные осадки" называют все виды метеорологических осадков – дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, – рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5,6). Сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот – серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы – озера, реки, заливы, пруды – повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. В результате деятельности человека в атмосферу попадают значительные количества соединений серы, главным образом в виде ее двуокиси.

Источниками образования двуокиси серы могут быть отдельные отрасли промышленности, главным образом металлургическая, а также предприятия по производству серной кислоты и переработке нефти. На транспорте загрязнение соединениями серы относительно незначительно, там в первую очередь необходимо считаться с оксидами азота.

Таким образом, ежегодно в результате деятельности человека в атмосферу попадает 60-70 млн.т серы в виде двуокиси серы. Сравнение естественных и антропогенных выбросов соединений серы показывает, что человек загрязняет атмосферу газообразными соединениями серы в 3-4 раза больше, чем это происходит в природе.

Влияние кислотности в первую очередь сказывается на состоянии пресных вод и лесов. Обычно воздействия бывают косвенными, т.е. опасность представляют не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы (например, высвобождение алюминия). Воздействия на леса и пашни. Кислотные осадки воздействуют либо косвенным путем; через почву и корневую систему, либо непосредственно (главным образом на листву). Подкисление почвы определяется различными факторами. В отличие от вод почва обладает способностью к выравниванию кислотности среды, т.е. до определенной степени она сопротивляется усилению кислотности. Попавшие в почву кислоты нейтрализуются, что ведет к сохранению существенного закисления. Однако наряду с естественными процессами на почвы в лесах и на пашнях воздействуют антропогенные факторы.

Химическая стабильность, способность к выравниванию, склонность почв к закислению изменчивы и зависят от качества подпочвенных пород, генетического типа почвы, способа ее обработки (возделывания), а также от наличия поблизости значительного источника загрязнений. Кроме того, способность почвы сопротивляться влиянию кислотности зависит от химических и физических свойств подстилающих слоев.

Кислотные осадки являются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать и уже в некоторых регионах вызывает существенные экономические и социальные издержки. Имитационная модель возникновения кислотных дождей в атмосфере может быть использована для решения этой проблемы. Из этой модели видно, что основной причиной кислотных дождей является антропогенная деятельность.

Понятие здоровья человека. Экологические факторы среды и здоровье человека.  Экопатологии. Наследственные заболевания, их связь с условиями окружающей среды

1. Здоровье человека

Здоровье - это первая и важнейшая потребность человека, определяющая способность его к труду и обеспечивающая гармоническое развитие личности. Оно является важнейшей предпосылкой к познанию окружающего мира, к самоутверждению и счастью человека. Активная долгая жизнь - это важное слагаемое человеческого фактора.

По определению Всемирной организации здравоохранения (B03) "здоровье это состояние физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов".

Вообще, можно говорить о трех видах здоровья: о здоровье физическом, психическом и нравственном (социальном):

·         Физическое здоровье - это естественное состояние организма, обусловленное нормальным функционированием всех его органов и систем. ·         Психическое здоровье зависит от состояния головного мозга, оно характеризуется уровнем и качеством мышления, развитием внимания и памяти, степенью эмоциональной устойчивости, развитием волевых качеств.

·         Нравственное здоровье определяется теми моральными принципами, которые являются основой социальной жизни человека, т.е. жизни в определенном человеческом обществе. Отличительными признаками нравственного здоровья человека являются, прежде всего, сознательное отношение к труду, активное неприятие нравов и привычек, противоречащих нормальному образу жизни. Физически и психически здоровый человек может быть нравственным уродом, если он пренебрегает нормами морали. Поэтому социальное здоровье считается высшей мерой человеческого здоровья

2. Экология и здоровье человека

2.1. Химические загрязнения среды и здоровье человека.

Вещества, загрязняющие природную среду, очень разнообразны. В зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека они могут вызвать различные неблагоприятные последствия. Кратковременное воздействие небольших концентраций таких веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут являться смоги, образующиеся в   крупных городах в безветренную погоду, или аварийные выбросы токсичных веществ промышленными предприятиями в атмосферу.          

Реакции организма на загрязнения зависят от индивидуальных особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.         

При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление.          

Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения.          

 При хроническом  отравлении одни и те же  вещества у разных людей могут  вызывать различные поражения  почек, кроветворных органов, нервной  системы, печени.         

 Сходные  признаки наблюдаются и при  радиоактивном загрязнении  окружающей среды.         

 Высокоактивные  в биологическом отношении химические  соединения могут вызвать эффект  отдаленного влияния на здоровье  человека: хронические воспалительные  заболевания различных органов, изменение нервной системы, действие  на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям  у новорожденных.

2.2.Биологические загрязнения и болезни человека         

Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, гельминты, простейшие. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организмов, в том числе и в самом человеке.         

 Наиболее  опасны возбудители инфекционных  заболеваний. Они имеют различную  устойчивость в окружающей среде. Одни способны жить вне организма  человека всего несколько часов; находясь в воздухе, в воде, на  разных предметах, они быстро  погибают. Другие могут жить в  окружающей среде от нескольких  дней до нескольких лет. Для  третьих окружающая среда является  естественным местом обитания. Для  четвертых - другие организмы, например  дикие животные, являются местом  сохранения и размножения.         

 Часто  источником инфекции является  почва, в которой постоянно обитают  возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены, некоторых грибковых  заболеваний. В организм человека  они могут попасть при повреждении  кожных покровов, с немытыми продуктами  питания, при нарушении правил  гигиены.         

 Болезнетворные  микроорганизмы могут проникнуть  в грунтовые воды и стать  причиной инфекционных болезней  человека. Поэтому воду из артезианских скважин, колодцев, родников  необходимо перед питьем кипятить.         

 Особенно  загрязненными бывают открытые  источники воды: реки, озера, пруды. Известны многочисленные случаи, когда загрязненные источники  воды стали причиной эпидемий  холеры, брюшного тифа, дизентерии.         

 При воздушно-капельной  инфекции заражение происходит  через дыхательные пути при  вдыхании воздуха, содержащего болезнетворные  микроорганизмы. К таким болезням относится грипп, коклюш, свинка, дифтерия, корь и другие. Возбудители этих болезней попадаю в воздух при кашле, чихании и даже при разговоре больных людей.         

 Особую  группу составляют инфекционные  болезни, передающиеся при тесном  контакте с больным или при  пользовании его вещами, например, полотенцем, носовым платком, предметами  личной гигиены и другими, бывшими  в употреблении больного. К ним  относятся венерические болезни (СПИД, сифилис, гонорея), трахома, сибирская  язва, парша.

Человек, вторгаясь в природу, нередко нарушает естественные условия существования болезнетворных организмов и становится сам жертвой природно-очаковых болезней.         

 Люди  и домашние животные могут  заражаться природно-очаковыми болезнями, попадая на территорию природного очага. К таким болезням относят чуму, туляремию, сыпной тиф, клещевой энцефалит, малярию, сонную болезнь.         

 Такие  болезни, как чума, орнитоз, передаются  воздушно-капельным путем. Находясь  в районах природно-очаковых заболеваний, необходимо соблюдать специальные меры предосторожности. 

2.3.Влияние звуков на человека

          Человек всегда жил в мире  звуков и шума. Звуком называют  такие механические колебания  внешней среды, которые воспринимаются  слуховым аппаратом человека (от 16 до 20 000 колебаний в секунду). Колебания  большей частоты называют ультразвуком, меньшей - инфразвуком. Шум - громкие  звуки, слившиеся в нестройное  звучание.         

 Для всех  живых организмов, в том числе  и человека, звук является одним  из воздействий окружающей среды.

В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовой загрязнение.           

 Длительный  шум неблагоприятно влияет на  орган слуха, понижая чувствительность  к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности.         

  В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его.          

 Постоянное  воздействие сильного шума может  не только отрицательно повлиять  на слух, но и вызвать другие  вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение  усталости.         

 Очень  шумная современная музыка также  притупляет слух, вызывает нервные  заболевания.         

 В настоящее  время врачи говорят о шумовой  болезни, развивающейся в результате  воздействия шума с преимущественным  поражением слуха и нервной  системы.

2.4. Погода и самочувствие человека 

В настоящее время известно множество ритмических процессов в организме, называемых биоритмами. К ним относятся ритмы работы сердца, дыхания, биоэлектрической активности мозга. Вся наша жизнь представляет собой постоянную смену покоя и активной деятельности, сна и бодрствования, утомления от напряженного труда и отдыха.         

Центральное место среди всех ритмических процессов занимают суточные ритмы, имеющие наибольшее значение для организма. Реакция организма на любое воздействие зависит от фазы суточного ритма (то есть от времени суток). Эти знания вызвали развитие новых направлений в медицине - хронодиагностики, хронотерапии, хронофармакологии. Оказалось, что изучение изменений в суточных ритмах позволяет выявить возникновение некоторых заболеваний на самых ранних стадиях.         

Климат также оказывает серьезное воздействие на самочувствие человека, воздействуя на него через погодные факторы.         

До сих пор еще не удалось до конца установить механизмы реакций организма человека на изменение погодных условий. А она часто дает о себе знать нарушениями сердечной деятельности, нервными расстройствами. При резкой смене погоды снижается физическая и умственная работоспособность, обостряются болезни, увеличивается число ошибок, несчастных и даже смертных случаев.         

 Изменения  погоды не одинаково сказываются  на самочувствии разных людей. У здорового человека при изменении  погоды происходит своевременное подстраивание физиологических процессов в организме к изменившимся условиям внешней среды. В результате усиливается защитная реакция и здоровые люди практически не ощущают отрицательного влияния погоды.          

 У больного  человека приспособительные реакции  ослаблены, поэтому организм теряет  способность быстро подстраиваться. Влияние погодных условий на  самочувствие человека связано  также с возрастом и индивидуальной  восприимчивостью организма. 

2.5.Питание и здоровье человека 

         Каждый из нас знает, что пища необходима для нормальной жизнедеятельности организма.          

 В течение  всей жизни в организме человека  непрерывно совершается обмен  веществ и энергии. Источником  необходимых организму строительных  материалов и энергии являются  питательные вещества, поступающие  из внешней среды в основном  с пищей. Если пища не поступает  в организм, человек чувствует  голод. Но голод, к сожалению, не  подскажет, какие питательные вещества  и в каком количестве необходимы  человеку. Мы часто употребляем  в пищу то, что вкусно, что можно  быстро приготовить, и не очень  задумываемся о полезности и  доброкачественности употребляемых  продуктов.         

Нерациональное питание является одной из главных причин возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний органов пищеварения, болезней, связанных с нарушением обмена веществ.          

Регулярное переедание, потребление избыточного количества углеводов и жиров - причина развития таких болезней обмена веществ, как ожирение и сахарный диабет.          

Они вызывают поражение сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем, резко понижают трудоспособность и устойчивость  к заболеваниям, сокращающая продолжительность жизни в среднем на 8-10 лет.         

Рациональное питание - важнейшее непременное условие профилактики не только болезней обмена веществ, но и многих других.         

Пищевой фактор играет важную роль не только в профилактике, но и в лечении многих заболеваний. Специальным образом организованное питание, так называемое лечебное питание - обязательное условие лечения многих заболеваний, в том числе обменных и желудочно-кишечных.

Необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические правила приготовления пищи. Тщательно мыть, подвергать термической обработке продукты питания. Все это делается для того, чтобы в организм человека не попали биологические загрязнители - болезнетворные и паразитические организма. 

2.6.Проблемы адаптации человека к окружающей  среде

 
         Человек, как и другие виды живых организмов, способен адаптироваться, то есть приспосабливаться к условиям окружающей среды. Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде.         

 В настоящее  время значительная часть болезней  человека связаны с ухудшением  экологической обстановки в нашей  среде обитания: загрязнениями атмосферы, воды и почвы, недоброкачественными  продуктами питания, возрастанием  шума.         

 Приспосабливаясь  к неблагоприятным экологическим  условиям, организм человека испытывает  состояние напряжение, утомления.          

 Способность  адаптироваться к новым условиям  у разных людей не одинакова. Так, у многих людей при дальних  авиаперелетах с быстрым пересечением нескольких часовых поясов, а также при сменной работе возникают такие неблагоприятные симптомы, как нарушение сна, падает работоспособность. Другие же  адаптируются быстро.         

 Среди  людей можно выделить два крайних  адаптивных типа человека. Первый  из них - спринтер, характеризующийся  высокой устойчивостью к воздействию  кратковременных экстремальных  факторов и плохой переносимостью  длительных нагрузок. Обратный тип - стайер.         

 Интересно, что в северных регионах страны  среди населения преобладают  люди типа “стайер”, что явилось, по-видимому, результатом длительных  процессов формирования популяции, адаптированной к местным условиям.          

 Изучение  адаптивных возможностей человека  и разработка соответствующих  рекомендаций имеет в настоящее  время важное практической значение.  

Экопатология

Экопатология - заболевания, которые возникающие в результате воздействия экологических факторов. Пример: болезнь Минамата, описанная в Японии. Симптомы включают нарушение моторики, парестезию в конечностях, ослабления зрения и слуха, а в тяжёлых случаях — паралич и нарушение сознания, завершающиеся летальным исходом. Причина: сброс в водоемы неочищенных вод при производстве удобрений, содержащих метилртуть. Отравление человека происходит при употреблении рыбы. Болезнь Итай-Итай, также описанная в Японии, проявляется болями в суставах, костях, переломами, уремией. Причина - орошение рисовых полей промывными водами, содержащими кадмий. В настоящее время остро стоит проблема диоксинов - соединений, являющихся терато-, канцеро- и мутагенами. Эти вещества широко распространены и вызывают заболевания, при которых изменяется гормональный статус организма в сторону повышения уровня эстрогенов, уменьшается число сперматозоидов и их подвижность. Изменения структуры и характера патологии современных людей во многом связаны с глобальными техногенными преобразованиями и загрязнением окружающей среды. Интенсивное и длительное воздействие экологически неблагоприятных факторов окружающей среды может вызывать перенапряжение и срыв адаптационных процессов организма и тем самым способствовать развитию предболезненных и патологических состояний человека.

 Классификация экологически значимых заболеваний:

1) Индикаторная экологическая патология - отражает высокую степень зависимости состояния здоровья от загрязнения окружающей среды (профессиональные болезни, онкологические заболевания, перинатальная смертность, врожденная патология и т.д.);

2) Экологически зависимая патология - отражает среднюю степень зависимости от загрязнения окружающей среды (младенческая смертность, смертность детей раннего возраста, общая детская смертность, вторичные иммунодефициты, смертность новорожденных, хронический бронхит и пневмонии у детей, хронические поражения печени);

3) Экологически обусловленная патология - отражает умеренную зависимость от состояния окружающей среды (спонтанные выкидыши, патология беременности, хронический бронхит и пневмонии у взрослых, заболеваемость с временной утратой трудоспособности, анемии у детей, основные заболевания ссс). К экологически значимой патологии относят и микроэлементозы. Микроэлементозы-патологические состояния, вызванные недостатком, избытком или дисбалансом микроэлементов.