Главная Медикаменты Биологические и социальные факторы. Тема:«Биологические факторы окружающей среды и здоровье

Биологические и социальные факторы. Тема:«Биологические факторы окружающей среды и здоровье

Биологические факторы окружающей среды подразумевают совокупность биологических объектов, воздействие которых на человека или окружающую среду связано с их способностью размножаться в естественных или искусственных условиях или продуцировать биологически активные вещества. Основным компонентом биологического фактора являются макроорганизмы, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

Микробиологический синтез – способность микроорганизмов к синтезу новых структурных элементов (веществ) или к избыточному накоплению продуктов обмена веществ за счёт присущих микробной клетке ферментативных веществ. К числу таких производств относят производство антибиотиков, белков, ферментов и т. д. Эти органические соединения, обладая высокой специфичностью действия на какие – либо органы и системы организма получили название биологически активные вещества.

Создание микробиологической промышленности позволило появлению: Базы микробиологической фармации Обеспечения сельского хозяйства источниками кормового белка микробными удобрениями, микробиологическими средствами защиты растений от вредителей, препаратами стимулирующими откорм сельскохозяйственных животных.

В связи с бурным развитием микробиологической промышленности повышается опасность неблагоприятного влияния биологического загрязнения производственной и внешней среды на здоровье человека, как прямым воздействием (изменение иммунобиологической реактивности, возникновение аллергических заболеваний), так и опосредованно, через окружающую среду (угнетение процессов самоочищения, формирование антибиотик устойчивых микроорганизмов). Опасность биологического загрязнения усугубляется сочетанным действием биологических и химических факторов на организм.

Заводы по производству кормовых дрожжей могут служить источниками распространения, через газовоздушные выбросы, не только жизнеспособных микроорганизмов, но и белкового продукта состоящего из убитых клеток продуцентов. Сенсибилизирующее действие кормовых белков зависит от вида используемого сырья. Установлено, что микробный кормовой белок, выращиваемый на парафинах нефти, обладает более сильным сенсибилизирующим действием, чем белок микробов выращиваемых на непищевое растительное сырьё.

Значительными аллергенами являются грибы, вызывающие аллергические заболевания: бронхиальную астму, экзогенный аллергический альвеолит. Поражения дрожжеподобными грибами, на данных производствах, могут возникать при длительном контакте с антибиотиками изменяющими микробный фон аутофлоры (дисбактериоз). У людей возникают микозы. Они делятся на поверхностные и глубокие. Поражаются кожные покровы, реже слизистые оболочки, внутренние органы, имеют доброкачественное течение. Доказано, что некоторые виды грибов способны к токсинообразованию (микотоксины).

Наиболее изучены афлотоксины, продуцентами которых являются некоторые штаммы грибов, которые могут размножаться в любых продуктах, во всех климатических поясах, кроме холодного. Они имеют выраженное гепатотропное действие, вызывают некроз печени. Различают охратоксины, токсические метаболиты плесневых грибов из рода пенициллинов и аспергиллов, они способны изменять процессы окислительного фосфорилирования в клетках почек. К группе микотоксинов также относятся цитрины, оказывающие токсический эффект на почки, который похож на нефроз. Некоторые микотоксины канцерогены.

На основе культивируемых грибов и бактерий микробиологическая промышленность производит различные ферменты. Однако эти препараты недостаточно очищены от микотоксинов, взвеси бактерий или грибов и при контакте с пищевыми продуктами могут включаться в пищевые цепи и оказывать неблагоприятное воздействие на организм. Бактериальные средства защиты растений вырабатываются на основе вирусов бактерий, грибов, качественной основой этого класса является живое начало. Характерной особенностью воздействия биологических факторов, микробиологической промышленности, можно считать нарушение иммунитета. Аллергены вызывают полинозы, дерматиты и др.

Отходы сельскохозяйственного производства, среди которых значительным источником загрязнения окружающей среды являются животноводческие комплексы, наряду с традиционными вредностями, важное значение приобретают биологические факторы, связанные с использованием кормовых белков, белков - витаминов, гормональные препараты. Отходы животноводческих производств создают напряжённую санитарно – эпидемиологическую ситуацию. Сточные воды этих производств, представляют серьёзную опасность при их сбросе с паводковыми и дождевыми водами. Загрязнения водоёмов сточными водами, содержащими поверхностно – активные вещества (ПАВ), создают условия для перехода под их воздействие микроорганизмов из объёма воды, на её поверхность, и образование поверхностной плёнки микроскопической величины.

Наличие ПАВ ведёт к снижению барьерной функции современных водоочистительных систем в отношении бактерий и вирусов. ПАВ снижают бактерицидные свойства активного хлора, и как следовательно, эффективное обеззараживание воды. Поступление со сточными водами пестицидов, нарушает микробный биосинтез в водоёме, изменяет индикаторно - значимых санитарно - показательных бактерий. Удлинение сроков выживания сальмонелл и шигелл под действием пестицидов может привести к возникновению неблагоприятной эпидемиологической ситуации. Поступление в непроточные или малопроточные пресноводные водоёмы биогенных элементов (P, K, N и др.) приводит к быстрому развитию планктона, особенно сине – зелёных водорослей. Расстройства ЖКТ и дыхательной системы.

Осуществление строгого санитарного контроля за размещением, строительством и эксплуатацией животноводческих комплексов, предприятий по производству микробиологических средств защиты растений, антибиотиков, белково – витаминных препаратов и других БАВ, а также сооружений по очистке сточных вод, производств по переработке зерна, где биологический фактор выступает как фактор профессионального риска.

Осуществление строгого санитарного контроля за условиями спуска сточных вод предприяти й микробиологической промышленности, животноводчески х комплексов и соблюдени е технологи й производства. Осуществление строгого санитарного контроля за исполнением минеральных удобрений, пестицидов, кормовых добавок и др. БАВ.

Термином инфекция обозначают процесс внедрения и размножения возбудителя в организме с последующим развитием носительства или выраженности болезни. Зависимости от того кто является источником инфекции, инфекционные болезни делят на: антропонозные, зоонозные, антопозоонозные. Механизм передачи состоит из трёх фаз: выход возбудителя из заражённого организма пребывание возбудителя во внешней среде внедрение возбудителя в организм.

Выделяют по распространённости: спорадические заболевания, эпидемии, пандемии, экзотические заболевания. Источники: больной человек, бактерионоситель, бактерионоситель – реконвалесцент. Пути: контактный (прямой и непрямой), воздушно – капельный, воздушно – пылевой, водный, пищевой (алиментарный), трансмиссивный, почвенный, внутриутробный.

Биологическими называются факторы, связанные с воздействием живых объектов. Исходя из принципа целесообразности, господствующего в природе, все живые существа выполняют определенную, предназначенную им роль. По отношению к человеку некоторые из них представляют опасность.

К числу биологических факторов относится воздействие на человека микроорганизмов, грибов, растений, животных.

Микроорганизмы - это мельчайшие, преимущественно одноклеточные существа. Иногда их называют просто микробами. Они характеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях. Как следует из самого названия, микроорганизмы - очень маленькие объекты, поэтому микробиологи используют мелкие единицы измерения, такие как микрометр (10 -6 м), нанометр (10-9 м), ангстрем (10-12 м). Наука, изучающая микроорганизмы, их систематику, морфологию, генетику, роль в круговороте веществ в природе, патогенное действие, приводящее к болезням человека, животных и растений, называется микробиологией.

Микроорганизмы выполняют полезную роль в круговороте веществ в природе, используются в пищевой и микробиологической промышленности. Однако некоторые виды микроорганизмов являются болезнетворными или патогенными. Они вызывают болезни растений, животных и человека. Такие болезни как проказа, чума, тиф, холера, малярия, туберкулез и многие другие вызываются микроорганизмами. При отсутствии средств борьбы с болезнями, обусловленными воздействием микроорганизмов, особенно неизвестных науке, инфекционные заболевания человека иногда приобретают массовое распространение, которое называется эпидемией или пандемией. Широкое распространение заразных болезней животных называется эпизоотией, а растений - эпифитотией.

Среди патогенных микроорганизмов различают бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, простейшие.

Простейшие состоят из одной клетки. Чаще всего они обитают в водоемах. Несмотря на свое название, простейшие устроены даже сложнее; чем отдельная клетка. Обычные размеры простейших 1/20 - 1/7 мм. Их можно видеть без микроскопа (глаз человека различает предметы размером до 0,1 мм). Размножаются делением каждые 3 часа.

Представители микроорганизмов являются и бактерии. Бактерии, имеющие форму правильных шариков, называются кокками. Группы кокков называют стафилококками или стрептококками. К коккам относятся возбудители различных инфекционных болезней. Очень многие бактерии имеют форму палочек, например, живущая в нашем организме кишечная палочка - возбудитель тифа, дизентерии.

Бактерии вездесущи и выносливы. Их находят в воде гейзеров с температурой около 100 С, в вечной мерзлоте Арктики, где они сохранились в течение 2 млн. лет, в открытом космосе и т.д. Размножаются бактерии простейшим делением надвое, в благоприятных условиях - через каждые 20 минут.

Некоторые бактерии питаются аммиаком, метаном. Их пытаются использовать для "поедания" метана в шахтах.

Бактериальными заболеваниями являются чума, туберкулез, холера, столбняк, проказа, дизентерия, менингит и другие.

Бактерии и живые клетки организма всегда содержат одновременно два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК) кислоты. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - либо РНК, либо ДНК.

Вирусы способны "навязывать" свою генетическую информацию наследственному аппарату пораженной им клетки. Вирусы заражают клетку и заставляют ее помогать их размножению, что, как правило, кончается гибелью клетки. Вирусными заболеваниями являются оспа, бешенство, грипп, энцефалит, корь, свинка, краснуха, гепатит и другие.

Древние рукописи донесли описания страшных эпидемий оспы, в которых погибло до 40 % больных. Только в 1980 году ВОЗ объявила о том, что оспа побеждена. Детям, родившимся после 1980 года, не делают оспопрививания.

Бешенство или водобоязнь - смертельная болезнь человека и животных, чаще всего бешенство бывает у собак. Болеют бешенством также волки, кошки, крысы, вороны и другие животные. Прививки - единственное надежное современное средство против бешенства. Заболевшего человека вылечить от бешенства невозможно. Скрытый (инкубационный) период болезни длится от 8 дней до года. Поэтому при любом укусе животного необходимо обращаться к врачу.

В 1981 году в Сан-Франциско (США) были обнаружены люди, больные необычными формами воспаления легких и опухолей. Заболевание заканчивалось смертью. Как выяснилось, у этих больных был резко ослаблен иммунитет организма. Эти люди стали погибать от микробов, которые вызывают в обычных условиях лишь легкое недомогание. Болезнь назвали СПИД - синдром приобретенного иммунодефицита. Вирусы СПИДа были одновременно открыты в 1983 году биологами во Франции и США. Установлено, что вирус СПИДа передается при переливании крови, нестерильными шприцами, половым путем, а также при вскармливании ребенка грудным молоком. Первые полгода - год, а иногда и в течение нескольких лет после заражения, у человека незаметно никаких признаков болезни, но он является источником вируса (вирусоносителем) и может заразить окружающих. До сих пор лекарства против СПИДа не найдено. СПИД назван "чумой XX века".

Эпидемия гриппа описана Гиппократом еще в 412 году до н.э.. В двадцатом веке были отмечены 3 пандемии гриппа. В январе 1918 года в Испании появились сообщения об эпидемии гриппа, получившей название "испанка". "Испанка" обошла весь мир, заразив около 1,5 млрд людей, миновала лишь несколько затерянных в океане островов и унесла 20 млн жизней - больше, чем первая мировая война. В 1957 году около 1 млрд людей заболели "азиатским гриппом", погибло более 1 млн человек. В 1968-1969 г. на планете Земля свирепствовал "гонконгский грипп". Число эпидемий гриппа, как ни странно, с каждым столетием возрастает. В XV веке было 4 эпидемии, в XVII веке - 7, в XIX веке - уже 45! Почему до сих пор нет надежных прививок против гриппа? Оказывается, вирус гриппа очень быстро изменяется. Не успели врачи сделать вакцину против одной формы гриппа как возбудитель болезни появляется уже в новом облике.

Риккетсии (от имени американского ученого Ricketts) - мелкие болезнетворные бактерии, размножаются в клетках хозяина (также как вирусы), возбуждают сыпной тиф, ку-лихорадку у человека и животных. Человек заражается от животных.

Спирохеты - микроорганизмы, клетки которых имеют форму тонких извилистых нитей. Обитают в почве, стоячих и сточных водах. Патогенные спирохеты - возбудители сифилиса, возвратного тифа, лептоспироза и других болезней.

Актиномицеты - микроорганизмы с чертами организации бактерий и простейших грибов. Распространены в почве, водоемах, воздухе. Некоторые виды являются патогенными, вызывают такие болезни как туберкулез, дифтерию и прочие. Некоторые актиномицеты образуют антибиотики, витамины, пигменты и т.п. Используются в микробиологической промышленности.

Жизнеспособность и гибель бактерий определяются условиями среды:

микроорганизмы нормально живут при температуре 0-90 °С, для некоторых видов этот предел гораздо шире: от - 270 до + 400 °С;

прямые лучи солнца для большинства бактерий губительны;

микроорганизмы жизнеспособны в условиях очень низкого (всего 5 мм рт. ст.) и очень высокого (более 5 атмосфер) давлений;

на жизнеспособность микроорганизмов влияет реакция среды рН - наиболее благоприятна нейтральная (рН = 7) или щелочная (рН > 7) среда.

Субстратами (носителями) биологических опасностей могут быть любые элементы среды обитания: воздух, вода, почва, растения, животные, люди, оборудование, инструменты, сырье, перерабатываемые материалы и т.п. Бактерии живут в воде, в том числе и в горячих источниках, во льдах, в воздухе на различной высоте от земли. Особенно много бактерий в почвах. В одном грамме пахотной почвы находится от 1 до 20 млрд микробов. Микробы сопровождают человека всю жизнь.

Без микробов жизнь невозможна. Но патогенные микробы для человека опасны, поэтому человек настойчиво ищет способы защиты от них. Итальянский священник Лазарь Спалланцани доказал, что при длительном кипячении жидкостей находящиеся в них микробы погибают. Немецкий ученый Теодор Шванн установил, что высокая температура убивает микробов, находящихся в воздухе. Английский физик Джон Тиндаль установил, что микробы в жидкостях гибнут после нескольких повторных кипячений. Повторное кратковременное нагревание жидкости до точки кипения, предложенное Тиндалем, называют тиндализацией. Все методы уничтожения микробов под воздействием высокой температуры имеют общее название - стерилизация. Частичная стерилизация молока нагреванием до 60 °С в течение 30 минут называется пастеризацией..

Для улавливания микробов из жидкостей и газов применяют специальные фильтры, имеющие очень мелкие поры.

Бактерициды - химические вещества, убивающие бактерии. Бактерио-ситаз - временная остановка размножения бактерий под воздействием различных веществ (в том числе лекарств).

Человек имеет хорошую естественную защиту от болезнетворных микробов. Первая линия обороны - кожа. Но малейшая ранка открывает доступ микробам в организм. В носовой полости микроорганизмы задерживаются мелкими волосиками. В ротовой полости бактерии задерживаются слюной, в которой находится бактерицидное вещество, известное под названием лизоцим. Лизоцим имеется в слезах. Лизоцим растворяет клеточные стенки ряда бактерий, уничтожая их. Но если микробам удается проникнуть в организм, то их ждет кислая среда желудка, уничтожающая большую часть микроорганизмов. Некоторые микробы все-таки проникают в кишечник. Здесь их ждет очередное препятствие. В 1883 году выдающийся русский микробиолог И.И. Мечников показал, что белые кровяные тельца (лейкоциты) способны активно захватывать и поглощать проникшие в организм инородные микробы. Это явление И.И. Мечников назвал фагоцитозом, а белые кровяные тельца - фагоцитами. На основании этих фактов разработана фагоцитарная теория иммунитета. Иммунитет бывает приобретенный и естественный, или врожденный. Врожденный иммунитет - это видовой признак, передающийся по наследству. В 1796 году английский врач Джемпер открыл метод предохранительных прививок, который он назвал вакцинацией, а материал для прививок вакциной (от vacca - корова). Невосприимчивость к инфекциям, создаваемая искусственным путем, называется иммунизацией.

В борьбе с микробами большое значение имеет гигиена. Пот, пыль, грязь - хорошая питательная среда для микроорганизмов. Эффективным средством борьбы с микробами является дезинфекция. В качестве дезинфицирующих средств применяются настойка йода, ультрафиолетовые лучи, хлор и другие. Дезинфекция является непосредственным средством борьбы с микробами, а дезинсекция и дератизация направлены против переносчиков микробов. Дезинсекция - способ борьбы с насекомыми. Борьба с грызунами называется дератизацией. При этом применяют химические, механические и биологические средства.

Грибы - обособленная группа низших растений, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми органическими веществами. Их выделяют в особое царство органического мира. Существует свыше 100 тысяч видов грибов. От бактерий грибы отличает наличие ядра в клетке.

Самый ядовитый гриб - бледная поганка. Яд бледной поганки не разрушается ни при кипячении, ни при жаренье. Этот гриб представляет собой смертельную опасность для человека. Человек может отравиться красным мухомором, но смертельные исходы редки. Почти каждый съедобный гриб имеет своего несъедобного или ядовитого двойника.

Растения. Отметим наиболее распространенные из ядовитых растений.

Белена. Плоды белены черной представляют опасность для человека. Они содержат алкалоиды, вызывающие помутнение рассудка. Отсюда произошло выражение "белены объелся".

Табак. Появление в XV веке табака в Европе связывают с именем француза Жана Нико, который как будто привез семена этого растения с острова Тобаго. Отсюда латинское название табака - Nikotiana tabacum. В табаке содержится ядовитый алкалоид никотин. Смертельная доза никотина содержится примерно в 20 сигаретах, но так как она поступает в организм постепенно, смерть курильщика не наступает. Никотин очень быстро разносится по телу курящего. В мозг он попадает через 5-7 секунд после первой затяжки. Смола, образующаяся при сгорании табака, вызывает опухоли. Было время, когда в России за курение наказывали плетьми. А вот табачную пыль используют с пользой в сельском хозяйстве для борьбы с вредными насекомыми.

Конопля. Из смолистых выделений конопли получают опасные наркотики, известные как гашиш, марихуана, анаша, употребление которых приводит к развитию тяжелейшего заболевания - наркомании.

Мак. Человек начал разводить мак ради съедобных семян, в которых более 50 % составляет масло. Но уже в древности люди делали надрезы на незрелых коробочках мака, из которых выступал белый сок. Засохший сок соскребали и получали горький коричневый порошок - опий. С давних пор, опий используют не только как лекарство, но и как наркотик. Курение опиума унесло тысячи жизней и даже послужило причиной опиумных войн. В настоящее время посев опийных сортов мака запрещен решением ООН.

Животные, которые представляют потенциальную опасность для человека.

Скорпионы. Для мелких зверьков укус скорпиона смертелен. Для человека укол скорпионьего жала очень болезнен (возникает опухоль, озноб, повышается температура), но жизни не угрожает. Достоверно известно лишь несколько случаев гибели детей, укушенных крупными тропическими скорпионами.

Пауки. Паук каракурт (в переводе "черная смерть"), длиной чуть больше одного сантиметра, - один из самых опасных. Смертность от его укусов составляет около 4 %. Укус каракурта вызывает психическое возбуждение укушенного, боли во всем теле, нарушение работы сердца и затрудненное дыхание. В полевых условиях рекомендуется сразу после укуса прижигать ранку спичкой. Яд паука при нагревании разрушается. Другие опасные пауки (например, тарантул) серьезной угрозы для человека не представляют, хотя укус их болезнен.

Клещи. Питаются кровью крупных зверей и человека. Присосавшегося клеща нельзя вытаскивать. Его головка остается в коже и вызывает воспаление, более опасное, чем сам укус. Лучше обильно смочить клеща спиртом или одеколоном и клещ сам отпадет. Весьма зловредны крошечные чесоточные клещи, вызывающие болезнь - чесотку. Главный вред клещей заключается не в их укусах, а в переносимых ими болезнях, например, клещевом энцефалите.

Саранча. Опасна уничтожением урожаев, растительности, обрекает на голод животный мир и человека.

Биологические факторы.

Микроорганизмы - это мельчайшие, преимущественно одноклеточные существа. Иногда их называют просто микробами. Οʜᴎ характеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях. Как следует из самого названия, микроорганизмы - очень маленькие объекты, в связи с этим микробиологи используют мелкие единицы измерения, такие как микрометр (10 -6 м), нанометр (10-9 м), ангстрем (10-12 м). Наука, изучающая микроорганизмы, их систематику, морфологию, генетику, роль в круговороте веществ в природе, патогенное действие, приводящее к болезням человека, животных и растений, принято называть микробиологией.

Микроорганизмы выполняют полезную роль в круговороте веществ в природе, используются в пищевой и микробиологической промышленности. При этом некоторые виды микроорганизмов являются болезнетворными или патогенными. Οʜᴎ вызывают болезни растений, животных и человека. Такие болезни как проказа, чума, тиф, холера, малярия, туберкулез и многие другие вызываются микроорганизмами. При отсутствии средств борьбы с болезнями, обусловленными воздействием микроорганизмов, особенно неизвестных науке, инфекционные заболевания человека иногда приобретают массовое распространение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ принято называть эпидемией или пандемией. Широкое распространение заразных болезней животных принято называть эпизоотией, а растений - эпифитотией.

Среди патогенных микроорганизмов различают бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, простейшие.

Представители микроорганизмов являются и бактерии. Бактерии, имеющие форму правильных шариков, называются кокками. Группы кокков называют стафилококками или стрептококками. К коккам относятся возбудители различных инфекционных болезней. Очень многие бактерии имеют форму палочек, к примеру, живущая в нашем организме кишечная палочка - возбудитель тифа, дизентерии.

Некоторые бактерии питаются аммиаком, метаном. Их пытаются использовать для "поедания" метана в шахтах.

Бешенство или водобоязнь - смертельная болезнь человека и животных, чаще всего бешенство бывает у собак. Болеют бешенством также волки, кошки, крысы, вороны и другие животные. Прививки - единственное надежное современное средство против бешенства. Заболевшего человека вылечить от бешенства невозможно. Скрытый (инкубационный) период болезни длится от 8 дней до года. По этой причине при любом укусе животного необходимо обращаться к врачу.

Эпидемия гриппа описана Гиппократом еще в 412 году до н.э.. В двадцатом веке были отмечены 3 пандемии гриппа. В январе 1918 года в Испании появились сообщения об эпидемии гриппа, получившей название "испанка". "Испанка" обошла весь мир, заразив около 1,5 млрд людей, миновала лишь несколько затерянных в океане островов и унесла 20 млн жизней - больше, чем первая мировая война. В 1957 году около 1 млрд людей заболели "азиатским гриппом", погибло более 1 млн человек. В 1968-1969 ᴦ. на планете Земля свирепствовал "гонконгский грипп". Число эпидемий гриппа, как ни странно, с каждым столетием возрастает. В XV веке было 4 эпидемии, в XVII веке - 7, в XIX веке - уже 45! Почему до сих пор нет надежных прививок против гриппа? Оказывается, вирус гриппа очень быстро изменяется. Не успели врачи сделать вакцину против одной формы гриппа как возбудитель болезни появляется уже в новом облике.

Жизнеспособность и гибель бактерий определяются условиями среды:

микроорганизмы нормально живут при температуре 0-90 °С, для некоторых видов данный предел гораздо шире: от - 270 до + 400 °С;

прямые лучи солнца для большинства бактерий губительны;

Субстратами (носителями) биологических опасностей бывают любые элементы среды обитания: воздух, вода, почва, растения, животные, люди, оборудование, инструменты, сырье, перерабатываемые материалы и т.п. Бактерии живут в воде, в т.ч. и в горячих источниках, во льдах, в воздухе на различной высоте от земли. Особенно много бактерий в почвах. В одном грамме пахотной почвы находится от 1 до 20 млрд микробов. Микробы сопровождают человека всю жизнь.

Без микробов жизнь невозможна. Но патогенные микробы для человека опасны, в связи с этим человек настойчиво ищет способы защиты от них. Итальянский священник Лазарь Спалланцани доказал, что при длительном кипячении жидкостей находящиеся в них микробы погибают. Немецкий ученый Теодор Шванн установил, что высокая температура убивает микробов, находящихся в воздухе. Английский физик Джон Тиндаль установил, что микробы в жидкостях гибнут после нескольких повторных кипячений. Повторное кратковременное нагревание жидкости до точки кипения, предложенное Тиндалем, называют тиндализацией. Все методы уничтожения микробов под воздействием высокой температуры имеют общее название - стерилизация. Частичная стерилизация молока нагреванием до 60 °С в течение 30 минут принято называть пастеризацией..

Для улавливания микробов из жидкостей и газов применяют специальные фильтры, имеющие очень мелкие поры.

Растения. Отметим наиболее распространенные из ядовитых растений.

Белена. Плоды белены черной представляют опасность для человека. Οʜᴎ содержат алкалоиды, вызывающие помутнение рассудка. Отсюда произошло выражение "белены объелся".

Мак. Человек начал разводить мак ради съедобных семян, в которых более 50 % составляет масло. Но уже в древности люди делали надрезы на незрелых коробочках мака, из которых выступал белый сок. Засохший сок соскребали и получали горький коричневый порошок - опий. С давних пор, опий используют не только как лекарство, но и как наркотик. Курение опиума унесло тысячи жизней и даже послужило причиной опиумных войн. Сегодня посев опийных сортов мака запрещен решением ООН.

Животные, которые представляют потенциальную опасность для человека.

Пауки. Паук каракурт (в переводе "черная смерть"), длиной чуть больше одного сантиметра, - один из самых опасных. Смертность от его укусов составляет около 4 %. Укус каракурта вызывает психическое возбуждение укушенного, боли во всем теле, нарушение работы сердца и затрудненное дыхание. В полевых условиях рекомендуется сразу после укуса прижигать ранку спичкой. Яд паука при нагревании разрушается. Другие опасные пауки (к примеру, тарантул) серьезной угрозы для человека не представляют, хотя укус их болезнен.

Клещи. Питаются кровью крупных зверей и человека. Присосавшегося клеща нельзя вытаскивать. Его головка остается в коже и вызывает воспаление, более опасное, чем сам укус. Лучше обильно смочить клеща спиртом или одеколоном и клещ сам отпадет. Весьма зловредны крошечные чесоточные клещи, вызывающие болезнь - чесотку. Главный вред клещей заключается не в их укусах, а в переносимых ими болезнях, к примеру, клещевом энцефалите.

Саранча. Опасна уничтожением урожаев, растительности, обрекает на голод животный мир и человека.

Биологические факторы. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Биологические факторы." 2017, 2018.

По структуре факторы делятся на две группы:

- природные (возбудители инфекционных заболеваний, продукты цветущих растений, водоёмов и др.);
- индустриальные (факторы животноводческих комплексов, продукция микробиологической промышленности и др.)

Неинфекционные биологические факторы окружающей среды

Микробиологический синтез - способность микроорганизмов к синтезу новых структурных элементов (веществ) или к избыточному накоплению продуктов обмена веществ за счёт присущих микробной клетке ферментативных веществ. К числу таких производств относят производство антибиотиков, белков, ферментов и т. д. Эти органические соединения, обладая высокой специфичностью действия на какие - либо органы и системы организма получили название биологически активные вещества.

Создание микробиологической промышленности позволило появлению:

- базы микробиологической фармации;
- обеспечения сельского хозяйства источниками кормового белка микробными удобрениями, микробиологическими средствами защиты растений от вредителей, препаратами стимулирующими откорм сельскохозяйственных животных.

Наличие ПАВ ведёт к снижению барьерной функции современных водоочистительных систем в отношении бактерий и вирусов. ПАВ снижают бактерицидные свойства активного хлора, и как, следовательно, эффективное обеззараживание воды. Поступление со сточными водами пестицидов, нарушает микробный биосинтез в водоёме, изменяет индикаторно - значимых санитарно - показательных бактерий. Удлинение сроков выживания сальмонелл и шигелл под действием пестицидов может привести к возникновению неблагоприятной эпидемиологической ситуации. Поступление в непроточные или малопроточные пресноводные водоёмы биогенных элементов (P, K, N и др.) приводит к быстрому развитию планктона, особенно сине - зелёных водорослей. Расстройства ЖКТ и дыхательной системы.

Любые свойства или компоненты внешней среды, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами . Свет, тепло, концентрация солей в воде или почве, ветер, град, враги и возбудители болезней - все это экологические факторы, перечень которых может быть очень большим.

Среди них различают абиотические , относящиеся к неживой природе, и биотические , связанные с влиянием организмов друг на друга.

Экологические факторы чрезвычайно разнообразны, и каждый вид, испытывая их влияние, отвечает на него по-разному. Тем не менее, есть некоторые общие законы, которым подчиняются ответные реакции организмов на любой фактор среды.

Главный из них - закон оптимума . Он отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Сила воздействия каждого из них постоянно меняется. Мы живем в мире с переменными условиями, и лишь в определенных местах планеты значения некоторых факторов более или менее постоянны (в глубине пещер, на дне океанов).

Закон оптимума выражается в том, что любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.

При отклонении от этих пределов знак воздействия меняется на противоположный. Например, животные и растения плохо переносят сильную жару и сильные морозы; оптимальными являются средние температуры. Точно так же и засуха, и постоянные проливные дожди одинаково неблагоприятны для урожая. Закон оптимума свидетельствует о мере каждого фактора для жизнеспособности организмов. На графике он выражается симметричной кривой, показывающей, как изменяется жизнедеятельность вида при постепенном увеличении воздействия фактора (рис. 13).

Рисунок 13. Схема действия факторов среды на живые организмы. 1,2 - критические точки
(для увеличения изображения нажмите на рисунок)

В центре под кривой - зона оптимума . При оптимальных значениях фактора организмы активно растут, питаются, размножаются. Чем больше отклоняется значение фактора вправо или влево, т. е. в сторону уменьшения или увеличения силы действия, тем менее благоприятно это для организмов. Кривая, отражающая жизнедеятельность, резко спускается вниз по обе стороны от оптимума. Здесь располагаются две зоны пессимума . При пересечении кривой с горизонтальной осью находятся две критические точки . Это такие значения фактора, которые организмы уже не выдерживают, за их пределами наступает смерть. Расстояние между критическими точками показывает степень выносливости организмов к изменению фактора. Условия, близкие к критическим точкам, особенно тяжелы для выживания. Такие условия называют экстремальными .

Если начертить кривые оптимума какого-либо фактора, например температуры, для разных видов, то они не совпадут. Часто то, что является оптимальным для одного вида, для другого представляет пессимум или даже находится за пределами критических точек. Верблюды и тушканчики не могли бы жить в тундре, а северные олени и лемминги - в жарких южных пустынях.

Экологическое разнообразие видов проявляется и в положении критических точек: у одних они сближены, у других - широко расставлены. Это значит, что ряд видов может жить только в очень стабильных условиях, при незначительном изменении экологических факторов, а другие выдерживают широкие их колебания. Например, растение недотрога вянет, если воздух не насыщен водяными парами, а ковыль хорошо переносит изменения влажности и не погибает даже в засуху.

Таким образом, закон оптимума показывает нам, что для каждого вида есть своя мера влияния каждого фактора. И уменьшение, и усиление воздействия за пределами этой меры ведет к гибели организмов.

Для понимания связи видов со средой не менее важен закон ограничивающего фактора .

В природе на организмы одновременно влияет целый комплекс факторов среды в разных комбинациях и с разной силой. Вычленить роль каждого из них непросто. Какой из них значит больше, чем другие? То, что мы знаем о законе оптимума, позволяет понять, что нет всецело положительных или отрицательных, важных или второстепенных факторов, а все зависит от силы воздействия каждого.

Закон ограничивающего фактора гласит, что наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений.

Именно от него и зависит в данный конкретный период выживание особей. В другие отрезки времени ограничивающими могут стать другие факторы, и в течение жизни организмы встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности.

С законами оптимума и ограничивающего фактора постоянно сталкивается практика сельского хозяйства. Например, рост и развитие пшеницы, а следовательно, и получение урожая постоянно ограничиваются то критическими температурами, то недостатком или избытком влаги, то нехваткой минеральных удобрений, а иногда и такими катастрофическими воздействиями, как град и бури. Требуется много сил и средств, чтобы поддерживать оптимальные условия для посевов, и при этом в первую очередь компенсировать или смягчать действие именно ограничивающих факторов.

Условия обитания различных видов удивительно разнообразны. Одни из них, например некоторые мелкие клещики или насекомые, всю жизнь проводят внутри листа растения, который для них - целый мир, другие осваивают огромные и разнообразные пространства, как, например, северные олени, киты в океане, перелетные птицы.

В зависимости от того, где живут представители разных видов, на них действуют разные комплексы экологических факторов. На нашей планете можно выделить несколько основных сред жизни , сильно различающихся по условиям существования: водную, наземно-воздушную, почвенную. Средой обитания служат также сами организмы, в которых живут другие.

Водная среда жизни. Все водные обитатели, несмотря на различия в образе жизни, должны быть приспособлены к главным особенностям своей среды. Эти особенности определяются, прежде всего, физическими свойствами воды: ее плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы.

Плотность воды определяет ее значительную выталкивающую силу. Это значит, что в воде облегчается вес организмов и появляется возможность вести постоянную жизнь в водной толще, не опускаясь на дно. Множество видов, преимущественно мелких, неспособных к быстрому активному плаванию, как бы парят в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии. Совокупность таких мелких водных обитателей получила название планктон . В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы и многие другие виды. Планктонные организмы переносятся течениями не в силах противостоять им. Наличие в воде планктона делает возможным фильтрационный тип питания, т. е. отцеживание, при помощи разных приспособлений, взвешенных в воде мелких организмов и пищевых частиц. Оно развито и у плавающих, и у сидячих донных животных, таких, как морские лилии, мидии, устрицы и другие. Сидячий образ жизни был бы невозможен у водных обитателей, если бы не было планктона, а он, в свою очередь, возможен только в среде с достаточной плотностью.

Плотность воды затрудняет активное передвижение в ней, поэтому быстро плавающие животные, такие, как рыбы, дельфины, кальмары, должны иметь сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела. В связи с высокой плотностью воды давление с глубиной сильно растет. Глубоководные обитатели способны переносить давление, которое в тысячи раз выше, чем на поверхности суши.

Свет проникает в воду лишь на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в верхних горизонтах водной толщи. Даже в самых чистых морях фотосинтез возможен лишь до глубин в 100-200 м. На больших глубинах растений нет, а глубоководные животные обитают в полном мраке.

Температурный режим в водоемах более мягок, чем на суше. Из-за высокой теплоемкости воды колебания температуры в ней сглажены, и водные обитатели не сталкиваются с необходимостью приспосабливаться к сильным морозам или сорокаградусной жаре. Только в горячих источниках температура воды может приближаться к точке кипения.

Одна из сложностей жизни водных обитателей - ограниченное количество кислорода . Его растворимость не очень велика и к тому же сильно уменьшается при загрязнении или нагревании воды. Поэтому в водоемах иногда бывают заморы - массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, которая наступает по разным причинам.

Солевой состав среды также очень важен для водных организмов. Морские виды не могут жить в пресных водах, а пресноводные - в морях из-за нарушения работы клеток.

Наземно-воздушная среда жизни. Эта среда отличается другим набором особенностей. Она в целом более сложна и разнообразна, чем водная. В ней много кислорода, много света, более резкие изменения температуры во времени и в пространстве, значительно слабее перепады давления и часто возникает дефицит влаги. Хотя многие виды могут летать, а мелкие насекомые, пауки, микроорганизмы, семена и споры растений переносятся воздушными течениями, питание и размножение организмов происходит на поверхности земли или растений. В такой малоплотной среде, как воздух, организмам необходима опора. Поэтому у наземных растений развиты механические ткани, а у наземных животных сильнее, чем у водных, выражен внутренний или наружный скелет. Низкая плотность воздуха облегчает передвижение в нем.

М. С. Гиляров (1912-1985) крупный зоолог, эколог, академик, основоположник широких исследований мира почвенных животных пассивный полет освоили около двух третей обитателей суши. Большинство из них - насекомые и птицы.

Воздух - плохой проводник тепла. Этим облегчается возможность сохранения тепла, вырабатываемого внутри организмов, и поддержание постоянной температуры у теплокровных животных. Само развитие теплокровности стало возможным в наземной среде. Предки современных водных млекопитающих - китов, дельфинов, моржей, тюленей - когда-то жили на суше.

У наземных обитателей очень разнообразны приспособления, связанные с обеспечением себя водой, особенно в засушливых условиях. У растений это мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных это также различные особенности строения тела и покровов, но, кроме того, поддержанию водного баланса способствует и соответствующее поведение. Они могут, например, совершать миграции к водопоям или активно избегать особо иссушающих условий. Некоторые животные могут жить всю жизнь вообще на сухом корме, как, например, тушканчики или всем известная платяная моль. В этом случае вода, необходимая организму, возникает за счет окисления составных частей пищи.

В жизни наземных организмов большую роль играют и многие другие экологические факторы, например состав воздуха, ветры, рельеф земной поверхности. Особо важны погода и климат. Обитатели наземно-воздушной среды должны быть приспособлены к климату той части Земли, где они живут, и переносить изменчивость погодных условий.

Почва как среда жизни. Почва представляет собой тонкий слой поверхности суши, переработанный деятельностью живых существ. Твердые частицы пронизаны в почве порами и полостями, заполненными частично водой, а частично воздухом, поэтому почву способны населять и мелкие водные организмы. Объем мелких полостей в почве - очень важная ее характеристика. В рыхлых почвах он может составлять до 70%, а в плотной - около 20%. В этих порах и полостях или на поверхности твердых частиц обитает огромное множество микроскопических существ: бактерий, грибов, простейших, круглых червей, членистоногих. Более крупные животные прокладывают в почве ходы сами. Вся почва пронизана корнями растений. Глубина почвы определяется глубиной проникновения корней и деятельностью роющих животных. Она составляет не более 1,5-2 м.

Воздух в почвенных полостях всегда насыщен водяными парами, а состав его обогащен углекислым газом и обеднен кислородом. Этим условия жизни в почве напоминают водную среду. С другой стороны, соотношение воды и воздуха в почвах постоянно меняется в зависимости от погодных условий. Температурные колебания очень резки у поверхности, но быстро сглаживаются с глубиной.

Главная особенность почвенной среды - постоянное поступление органического вещества в основном за счет отмирающих корней растений и опадающей листвы. Это ценный источник энергии для бактерий, грибов и многих животных, поэтому почва - самая насыщенная жизнью среда . Ее скрытый от глаз мир очень богат и разнообразен.

По внешнему облику разных видов животных и растений можно понять, не только в какой среде они обитают, но и какой образ жизни в ней ведут.

Если перед нами четвероногое животное с сильно развитой мускулатурой бедер на задних конечностях и гораздо более слабой - на передних, которые к тому же и укорочены, с относительно короткой шеей и длинным хвостом, то мы с уверенностью можем сказать, что это - наземный прыгун, способный к быстрым и маневренным движениям, обитатель открытых пространств. Так выглядят и знаменитые австралийские кенгуру, и пустынные азиатские тушканчики, и африканские прыгунчики, и многие другие прыгающие млекопитающие - представители различных отрядов, живущие на разных континентах. Они обитают в степях, прериях, саваннах - там, где быстрое передвижение по земле - главное средство спасения от хищников. Длинный хвост служит балансиром при быстрых поворотах, иначе животные теряли бы равновесие.

Бедра сильно развиты на задних конечностях и у прыгающих насекомых - саранчи, кузнечиков, блох, жуков-листоблошек.

Компактное тело с коротким хвостом и короткими конечностями, из которых передние очень мощные и выглядят похожими на лопату или грабли, подслеповатые глаза, короткая шея и короткий, как бы подстриженный, мех говорят нам о том, что перед нами подземный зверек, роющий норы и галереи. Это может быть и лесной крот, и степной слепыш, и австралийский сумчатый крот, и многие другие млекопитающие, ведущие сходный образ жизни.

Роющие насекомые - медведки также отличаются компактным, коренастым телом и мощными передними конечностями, похожими на уменьшенный ковш бульдозера. По внешнему виду они напоминают маленького крота.

Все летающие виды имеют развитые широкие плоскости - крылья у птиц, летучих мышей, насекомых или расправляющиеся складки кожи по бокам тела, как у планирующих летяг или ящериц.

Организмы, расселяющиеся путем пассивного полета, с потоками воздуха, характеризуются мелкими размерами и очень разнообразной формой. Однако у всех есть одна общая черта - сильное развитие поверхности по сравнению с весом тела. Это достигается разными путями: за счет длинных волосков, щетинок, разнообразных выростов тела, его удлинения или уплощения, облегчения удельного веса. Так выглядят и мелкие насекомые, и плоды-летучки растений.

Внешнее сходство, возникающее у представителей разных неродственных групп и видов в результате сходного образа жизни, называют конвергенцией.

Она затрагивает преимущественно те органы, которые непосредственно взаимодействуют с внешней средой, и гораздо слабее проявляется в строении внутренних систем - пищеварительной, выделительной, нервной.

Форма растения определяет особенности его отношений с внешней средой, например способ перенесения холодного времени года. У деревьев и высоких кустарников самые высокие ветви.

Форма лианы - со слабым стволом, обвивающим другие растения, может быть как у древесных, так и у травянистых видов. К ним относятся виноград, хмель, луговая повилика, тропические лианы. Обвивая стволы и стебли прямостоячих видов, лиановидные растения выносят свои листья и цветки к свету.

В сходных климатических условиях на разных материках возникает сходный внешний облик растительности, которая состоит из различных, часто совершенно не родственных видов.

Внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называют жизненной формой вида. Разные виды могут, иметь сходную жизненную форму , если ведут близкий образ жизни.

Жизненная форма вырабатывается в ходе вековой эволюции видов. Те виды, которые развиваются с метаморфозом, в течение жизненного цикла закономерно сменяют свою жизненную форму. Сравните, например, гусеницу и взрослую бабочку или лягушку и ее головастика. Некоторые растения могут принимать разную жизненную форму в зависимости от условий произрастания. Например, липа или черемуха могут быть и прямостоящим деревом, и кустом.

Сообщества растений и животных устойчивее и полноценнее, если они включают представителей разных жизненных форм. Это значит, что такое сообщество полнее использует ресурсы среды и имеет более разнообразные внутренние связи.

Состав жизненных форм организмов в сообществах служит как бы индикатором особенностей окружающей их среды и происходящих в ней изменений.

Инженеры, конструирующие летательные аппараты, внимательно изучают разные жизненные формы летающих насекомых. Созданы модели машин с машущим полетом, по принципу движения в воздухе двукрылых и перепончатокрылых. В современной технике сконструированы шагающие машины, а также роботы с рычажным и гидравлическим способом движения, как у животных разных жизненных форм. Такие машины способны передвигаться по крутым склонам и бездорожью.

Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ритмика внешней среды создает периодичность, т. е. повторяемость условий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

Суточные ритмы. Суточные ритмы приспосабливают организмы к смене дня и ночи. У растений интенсивный рост, распускание цветков приурочены к определенному времени суток. Животные в течение суток сильно меняют активность. По этому признаку различают дневные и ночные виды.

Суточный ритм организмов - это не только отражение смены внешних условий. Если поместить человека, или животных, или растения в постоянную, стабильную обстановку без смены дня и ночи, то сохраняется ритмика процессов жизнедеятельности, близкая к суточной. Организм как бы живет по своим внутренним часам, отсчитывая время.

Суточный ритм может захватывать многие процессы в организме. У человека около 100 физиологических характеристик подчиняются суточному циклу: частота сокращения сердца, ритм дыхания, выделение гормонов, секрета пищеварительных желез, кровяное давление, температура тела и многие другие. Поэтому, когда человек бодрствует вместо сна, организм все равно настроен на ночное состояние и бессонные ночи плохо отражаются на здоровье.

Однако суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер или глубоких вод, где такой смены нет, живут по другим ритмам. Да и среди наземных жителей суточная периодичность выявляется не у всех.

В опытах при строго постоянных условиях плодовые мушки-дрозофилы сохраняют суточный ритм в течение десятков поколений. Эта периодичность передается у них по наследству, как и у многих других видов. Так глубоки приспособительные реакции, связанные с суточной цикликой внешней среды.

Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, космических полетов, подводного плавания и т. п. представляют серьезную медицинскую проблему.

Годовые ритмы. Годовые ритмы приспосабливают организмы к сезонной смене условий. В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс - размножение и выращивание молодняка - приходится на наиболее благоприятный сезон. Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, т. е. проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через ряд поколений.

Подготовка к размножению или к перезимовке - длительный процесс, который начинается в организмах задолго до наступления критических периодов.

Резкие кратковременные изменения погоды (летние заморозки, зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных. Главный экологический фактор, на который реагируют организмы в своих годовых циклах, - не случайные изменения погоды, а фотопериод - изменения в соотношении дня и ночи.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года, и именно эти изменения служат точным сигналом приближения весны, лета, осени или зимы.

Способность организмов реагировать на изменение длины дня получила название фотопериодизм .

Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, если удлиняется - к активному росту и размножению. В этом случае для жизни организмов важен не сам фактор изменения длины дня и ночи, а его сигнальное значение , свидетельствующее о предстоящих глубоких изменениях в природе.

Как известно, длина дня сильно зависит от географической широты. В северном полушарии на юге летний день значительно короче, чем на севере. Поэтому южные и северные виды по-разному реагируют на одну и ту же величину изменения дня: южные приступают к размножению при более коротком дне, чем северные.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

Тема 18. "Среда обитания. Экологические факторы." глава 1; стр. 10-58
Тема 19. "Популяции. Типы взаимоотношений организмов." глава 2 §8-14; стр. 60-99; глава 5 § 30-33
Тема 20. "Экосистемы." глава 2 §15-22; стр. 106-137
Тема 21. "Биосфера. Круговороты веществ." глава 6 §34-42; стр. 217-290