- •1. Основные понятия.
- •Биосфера.
- •1.2. Концепция экосистемы.
- •1.3. Структура экосистемы.
- •1.4. Энергия в экологических системах.
- •2. Биогеохимические циклы.
- •2.1. Цикл углерода.
- •2.2. Цикл азота.
- •2.4 Цикл фосфора.
- •2.3. Круговорот воды.
- •3. Абиотические и биотические факторы среды.
- •3.1. Организм и экологический фактор.
- •Экологические факторы
- •3.2. Закон Либиха-Шелфорда.
- •3.3. Абиотические факторы.
- •3.4. Боитические факторы среды.
- •3.5. Местообитание и экологическая ниша.
- •3.6. Формы межвидовых связей в экосистемах.
- •3.7.Адаптация как фундаментальное свойство экологических систем.
- •4. Эволюция экосистем.
- •4.1. Экологические сукцессии.
- •4.2.Первичные и вторичные сукцессии.
- •4.3. Гомеостаз на уровне экосистем.
- •5. Свойства популяционной группы
- •Плотность популяции
- •5.2. Рождаемость
- •5.3. Смертность
- •5.4. Возрастной состав популяции
- •6. Пространственная структура популяций
- •6.1 Типы пространственного распределения
- •6.2 Пространственная дифференциация
- •7. Флуктуации численности популяций
- •8. Человеческая популяция.
- •8.1 Введение и определения
- •8.2. Регуляция численности населения
- •8.2.1. Древний мир
- •8.2.2. Страны Европы и сша.
- •8.2.3. Развивающиеся страны
- •Среднее число желаемых детей
- •Демографическая ситуация в России
- •8.2.5. Демографическая ситуация в Сибири
- •8.3. Емкость среды обитания
- •8.3.1 Пищевые ресурсы
- •8.3.2. Истощение ресурсов биосферы
- •9.Экология и здоровье человека.
- •9.1. Повышение роли городов в развитии общества - урбанизация
- •9.2. Влияние социальных условий урбанизированной среды на здоровье человека
- •I) Несоответствие быстрого нарастания социальных изменений медленно меняющимся биологических процессам.
- •3) Десинхроноз
- •4) Потеря нравственных ориентиров, снижение духовности в условиях урбанизированной среды.
- •5) Гиподинамия
- •10. Охрана природных экосистем.
- •10.1. Правовая охрана природы и ее составных компонентов.
- •Экологические системы, подлежащие правовой охране.
- •10.3. Право гражданина рф на благоприятную окружающую природную среду.
- •10.4. Качество естественной окружающей среды
- •10.5. Механизм охраны природной среды
- •10.6. Вред окружающей природной среде.
- •10.7. Формы ответственности за причинение вреда.
- •11. Приложение тексты
- •1. Почему так быстро в настоящее время растет население Земли?
- •2. Что же будет, когда ресурсы кончатся?
- •3. На сколько человек рассчитана Земля?
- •4. В какой форме может произойти резкое сокращение численности, которое часто называют демографическим коллапсом?
- •5. Каковы же биологические механизмы контроля над численностью людей?
- •6. Каковы сигнальные факторы? Регулируется ли численность человека только первичными (как считает большинство экологов) или к тому же еще и сигнальными факторами?
3) Десинхроноз
Суточные и околосуточные ритмы - неотъемлемое свойство живых систем. Биоритмы с суточной периодичностью цикла называют циркадианными (цикл "сна-бодрствования", температуры тела, колебания концентрации электролитов и уровня гормонов). Более длительные циклы называют инфрадианными (менструальный цикл), а более короткие - ультрадианными (дыхание, ритм сердца, ритмические разряды нервных импульсов).
Важность циркадного ритма, основного для жизнедеятельности всего организма, обусловлена совпадением длительности его периода с длительностью периода обращения Земли вокруг собственной оси.
Свойственный всему живому обмен веществ, представляет собой цепь биохимических реакций, скорость которых зависит от присутствия специфических ферментов - катализаторов. Каждое звено этой цепи выступает потенциальным осциллятором (колебательной системой). Вероятно, среди многообразия биохимических циклов преимущество в отборе получили те, постоянная времени которых была близка к земным суткам - к 24 часам.
Околосуточные ритмы даже в условиях изоляции сохраняются неограниченно долго. Характерно, что средний период каждого отдельного циркадного ритма не равен суткам в точности. По-видимому, в этом и проявляется особенность живых систем: существа с жесткой временной привязанностью к циклическим явлениям были бы не жизнеспособны, так как не могли бы адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Так, у человека период ритма температуры тела составляет 25 ± 0,5ч и не зависит от того, выполняется ли тяжелая физическая работа или соблюдается постельный режим, находится ли обследуемый в полной изоляции или в коллективе. Суточная динамика температуры тела имеет волнообразный характер с максимальным значением в 18 часов и минимальным между 1 часом ночи и 5 часами утра. Частота сердечных сокращений становится наибольшей к 18 часам. В это же время наблюдаются наиболее высокие показатели кровяного давления. Наименьшие величины частоты пульса отмечаются к 4 часам, а кровяного давления -примерно к 9 часам утра. Внутриглазное давление утром повышается, а вечером падает. Определенные изменения в течение суток претерпевает и активность мозга Ночью, особенно между 2 и 4 часами, у человека отмечается замедленность в действиях, снижается мышечная сила, понижается память, увеличивается число ошибок при решении задач.
Весь комплекс суточных ритмов человека и животных носит строго упорядоченный характер. Поддержание его постоянства, которое обеспечивает устойчивую внутреннюю синхронизацию циркадианных ритмов, осуществляется так называемыми датчиками времени (синхронизаторами ритмов). Различают физические и социальные синхронизаторы. К физическим синхронизаторам относятся геофизические суточные циклы, ведущим среди которых является чередование света и темноты. Свет побуждает нас к активной деятельности, темнота - к покою. Человек во многом изолировал себя от окружающей среды, оградившись от ее неблагоприятных воздействий (мороза, дождя, прямой солнечной радиации), создав искусственные источники тепла и освещения. О времени суток, особенно городские жители, привыкли судить не столько по природным явлениям, сколько по положению стрелок на циферблате часов.
Важнейшим из социальных синхронизаторов является трудовой ритм, жестко регламентирующий прежде всего момент пробуждения. Указателями времени для нас служат стереотипные элементы рабочего и бытового распорядка - поездки на работу и с работы, прием пищи, традиционные вечерние просмотры телевизионных передач.
К числу социальных датчиков времени относятся также некоторые атрибуты городской жизни: изменения городского гула, связанные с приходом дня или ночи, огни и рекламы вечерних улиц. Роль социальных синхронизаторов ритмов исключительно велика в тех случаях, когда возникает необходимость перестройки привычного жизненного распорядка: например, при переходе из одной смены в другую в условиях сменной работы, при переезде в другой часовой пояс.
Известно, что при перелетах на реактивных самолетах в первые дни прибытия на новое место люди часто испытывают физический и психический дискомфорт: ночью не спят, а днем, наоборот, одолевает сонливость, исчезает аппетит, появляется раздражительность, падает работоспособность. Через некоторое время все это проходит, и человек обретает прежнее самочувствие. Выраженность подобных явлений индивидуальна, но в целом они проявляются тем ярче, чем больше разница во времени между отправным и конечным пунктами полета.
Ритмы опорно-двигательного аппарата, многочисленных периферических и центральных нервных образований, обеспечивающих двигательную функцию, первыми подстраивают свою фазу к новому суточному распорядку. Но в организме есть и другие, более инертные процессы, фаза которых изменяет свое положение гораздо медленнее. К их числу относится, например, суточный ритм температуры тела. В то время как подвижные ритмы уже пришли в соответствие с новым режимом жизни, инертные ритмы только начинают свою перестройку. В результате естественная взаимосвязь циркадианных ритмов организма, их взаимная синхронизация утрачивается. Жизненные процессы оказываются десинхронизированными, и до тех пор, пока инертные ритмы не завершат своей перестройки, эта десивхронизация не исчезнет. Состояние организма в период рассогласования циркадианных ритмов, их взаимной десинхронизации, получило название десинхроноза.
После сдвига времени сна к непривычным часам десинхроноз выступает вначале в явной форме: расстраивается пищеварение, что внешне выражается в частичной или полной потере аппетита; недостаток сна способствует появлению раздражительности, поддерживает сонливость и вялость в дневные часы. По мере того как фазы суточных ритмов приходят в соответствие с новым ритмом активности и покоя, в циркадианной системе организма прекращается хаос и восстанавливается порядок, описанные симптомы сглаживаются и в конце концов исчезают, что, однако, еще не означает полной ликвидации десинхроноза. Десинхроноз переходит из явной формы в скрытую. В состоянии скрытого десинхроноза большинство ритмов уже завершило свою перестройку, однако, ряд наиболее инертных процессов еще продолжает перестраиваться. В этой стадии, несмотря на внешнее благополучие -нормализацию сна, восстановление аппетита, возвращение хорошего самочувствия и исходного профессионального уровня, эффективная работа организма обеспечивается ценой избыточного напряжения.
Длительность периодов явного и скрытого десинхроноза определяется величиной фазового сдвига. При максимально возможном сдвиге фазы ритма "активность - покой", равном 12 часам, явный десинхроноз продолжается в среднем, без учета индивидуальных особенностей, около 10-15 дней. В случае частых повторных сдвигов, характерных для работы в гражданской авиации на трансмеридиональных линиях, десинхроноз принимает хроническую форму, так как при повторяющихся изменениях распорядка сна и бодрствования циркадианные ритмы жизненных функций просто не успевают синхронизироваться друг с другом (а если успевают, то ненадолго). В результате наступают длительные и стойкие нарушения сна, желудочно-кишечные расстройства (вплоть до язвенной болезни желудка и, особенно, 12-перстной кишки), нервные заболевания (неврозы).
Частые изменения ритма "сон-бодрствование" характерны и для производства со сменной организацией труда. Работа в разные смены, особенно при их нерациональном чередовании, также может повлечь за собой хронический десинхроноз с обязательной для него триадой симптомов: стойкими нарушениями сна, желудочно-кишечными расстройствами, неврозами. Люди, работающие по сменному графику, нуждаются в дополнительном отдыхе, во время которого они обязательно должны придерживаться четкого распорядка жизни, соответствующего естественному чередованию дня и ночи.
Нарушения биологических ритмов препятствует восстановлению израсходованных психосоматических запасов, вызывает усталость, приводит к глубоким нарушениям физиологии человека. В условиях возрастания удельного веса вредно действующих внешних и внутренних факторов, при сложившейся в большинстве городов неблагоприятной, а иногда и кризисной экологической ситуации это серьезно угрожает здоровью городского жителя.
Возрастание физического и психического напряжения требует увеличения продолжительности сна и отдыха Однако свое свободное время горожане используют крайне нерационально. Кроме того, постоянный рост размеров городов все более отдаляет их дом от рабочего места, что фактически приводит к сокращению свободного времени. В результате еще больше ограничиваются адаптационные возможности организма, которые и без того понижены под влиянием урбанистической среды.
