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

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.

Биологические факторы. Характеристика форм взаимоотношений микроорганизмов, их значение в практической деятельности человека?

Общие сведения. Факторы внешней среды постоянно оказывают влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. При благоприятных условиях микробы быстро растут и размножаются. В неблагоприятных условиях развитие микробов замедляется, и далее может наступить их гибель.

Факторы внешней среды, оказывающие влияние на микроорганизмы, подразделяются на физические, химические и биологические.

Биологические факторы. В процессе своей жиз­недеятельности микроорганизмы находятся в различных взаимоотношениях между собой и с други­ми организмами. Эти взаимоотношения на протяжении длительной эволюции складывались в соот­ветствии с общебиологическим законом симбиоза (сожительства) живых существ. В природе взаимо­отношения между микробами и другими организ­мами существуют в виде различных форм симбиоза, метабиоза и антагонизма.

Комменсализм - такая форма симбиоза, при которой один организм живет и развивается за счет другого, не причиняя ему вреда. Например, кишеч­ная палочка, некоторые виды стафилококков, стрептококков и других микробов обитают на поверх­ности или в полостях человека и животного.

Мутуализм - сожительство, при котором оба организма получают взаимную выгоду, не причиняя друг другу вреда, например сожительство клу­беньковых бактерий с бобовыми растениями.

Метабиоз - взаимоотношение между микроор­ганизмами, при котором в процессе последовательного развития одних микробов создаются бла­гоприятные условия для жизнедеятельности дру­гих. Так, многие сапрофиты способны превращать в процессе питания белки пищи в пептоны, полипептиды и аминокислоты. Другие микробы, не спо­собные использовать белки, хорошо усваивают эти вещества. Первые создают продукты питания для вторых, продукты жизнедеятельности вторых могут служить пищей для третьих и т. д.

Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и соленых овощей, кисломолоч­ных продуктов, если они хранятся открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы и подго­тавливают, таким образом, субстрат для гнилост­ных бактерий.

Дрожжи, продуцируя спирт при развитии в средах, содержащих сахар, например во фруктовых соках, подготавливают условия для уксуснокислых бактерий, вслед за которыми этот субстрат могут использовать плесневые грибы, превращая уксус­ную кислоту в углекислый газ и воду.

Метабиозом объясняется быстрая минерализа­ция всех органических веществ, попадающих в почву. Принцип метабиоза лежит в основе всего круговорота веществ в природе.

Антагонизм - это такие взаимоотношения, при которых совместно обитающие виды микроорганиз­мов оказывают угнетающее действие друг на друга, т. е. один вид микроба препятствует росту другого, задерживая его развитие, либо вызывает полную гибель. Явление антагонизма впервые описал рус­ский ученый И. И. Мечников в конце XIX в.

Механизм подавления сожительствующих мик­робов бывает различным: быстрое потребление питательных веществ или кислорода из субстрата одним из микробов; выделение в субстрат кислот и других продуктов обмена, затрудняющих развитие прочих микроорганизмов или делающих его совершенно невозможным.

И. И. Мечников предложил использовать мо­лочнокислые бактерии для борьбы с гнилостными бактериями, обитающими в кишечнике человека и постоянно отравляющими его продуктами своей жизнедеятельности.

В природных средах обитания и различных субстратах тот или иной тип взаимоотношений между микроорганизмами устанавливается не изо­лированно от других типов, а во взаимосвязи с ними, образуя сложные системы влияний и зависи­мостей.

Конкурентоспособность в антагонистических взаимоотношениях у некоторых микроорганиз­мов находится в тесной зависимости от их спо­собности продуцировать и выделять в среду обита­ния особые вещества, сильно угнетающие другие виды. Такие вещества называются антибиотиками (анти - против, биос - жизнь). Этих веществ известно довольно много. Те, которые оказались практически безвредными для человека, но очень бактерицидными (убивающими бактерии), широ­ко применяются в медицине, в животноводстве как лечебные и стимулирующие средства. Некото­рые из них обладают не бактерицидным, бактериостатическим действием (останавливают разви­тие бактерий). Характерным свойством антибиотиков является их избирательность, заключающаяся в том, что каждый из них действует только на какую-либо определенную группу микроорганиз­мов. Имеются и такие, спектр действия которых достаточно широк.

У многих микроорганизмов при длительном многократном воздействии на них больших доз антибиотиков вырабатывается устойчивость к пре­паратам. Антибиотики - вещества малостойкие, активность их снижается под действием нагрева­ния, кислот, света и других факторов.

Пенициллин - антибактерийное вещество, вы­деляемое плесневыми грибами из группы пеницилловых. Наиболее чувствительны к пенициллину стрептококки, стафилококки и пневмококки. Па­лочковидные формы более устойчивы. Устойчи­вость к пенициллину некоторых бактерий объясняется тем, что они продуцируют фермент пенициллиназу, разрушающий этот антибиотик.

Стрептомицин вырабатывается актиномицетами. Обладает свойством подавлять рост многих микроорганизмов. Применяется при лечении острой формы бруцеллеза, кишечных заболева­ний и др.

Грамицидин вырабатывается почвенной бацил­лой бревис. Действует на стафилококков, стрептококков, пневмококков, возбудителей газовой ган­грены, дизентерии, брюшного тифа, а также на сибиреязвенную бациллу.

Биомицин продуцируется актиномицетами. По­давляет рост многих бактерий. К числу антибиотиков, вырабатываемых мик­роорганизмами, относятся также тетрациклины (группа близких по свойствам веществ) и другие соединения.

Антибиотические вещества в основном исполь­зуются в лечебных целях. Широкого применения для подавления нежелательных микробиологичес­ких процессов в пищевых продуктах они не полу­чили, так как спектр действия каждого из них сравнительно узок, а микрофлора, обсеменяющая пищевые продукты, очень разнообразна. Кроме того, широкое применение их в практике хранения очень быстро могло бы привести к потере ими лекарственного значения в связи с неизбежным появлением устойчивых к ним разновидностей микробов.

Вещества, близкие по характеру действия к ан­тибиотикам, способны продуцироваться и высши­ми организмами - животными и растительными. Такие вещества, открытые в 1928 г. советским исследователем Б. П. Токиным, были названы фитонцидами.

Фитонциды выделяются растениями, обладают губительным действием на бактерии, грибы. Особенно большой бактерицидностью обладают фи­тонциды лука, чеснока, алоэ, крапивы, листьев черемухи, можжевельника. Фитонциды, получен­ные из лука в виде кристаллического порошка, в разведении 1:40 000 моментально убивают дифте­рийные бактерии. Фитонциды являются вещества­ми летучими и оказывают влияние на микрофлору на расстоянии. Фитонциды характеризуются менее выраженной специфичностью действия по сравне­нию с антибиотиками микробного происхождения.

Из веществ животного происхождения, облада­ющих свойствами антибиотиков, известны лизоцим и эритрин.

Лизоцим - белок со щелочными свойствами. Он обнаружен во многих веществах и продуктах животного происхождения - в молоке, белке курино­го яйца. Находится он также в слюне, слезах, сыворотке крови, рыбьей икре, лейкоцитах. Лизоцим губителен для многих бактерий. Вызывает одновременно и растворение микробных клеток.

Эритрин получен из красных кровяных шари­ков крови животных. Обладает бактериостатическими свойствами по отношению к возбудителю дифтерии, стафилококкам, стрептококкам.

Одним из важных биологических факторов, влияющих на микробы, является бактериофагия, т. е. способность бактериофага лизировать микроб­ную клетку, приводя ее к гибели.

Фаги широко распространены в природе. Их можно обнаружить в загрязненных бактериями водоемах, реках, озерах, сточных водах, а также в других средах. Фаги используют в медицине и ветеринарии для профилактики и лечения желу­дочно-кишечных заболеваний, в лабораториях - для определения вида бактерий. В молочной про­мышленности и на предприятиях, изготавливаю­щих антибиотики, бактериофаг наносит вред: сни­жает активность молочнокислых заквасок и анти­биотиков.

Биологический фактор в производственной среде

В последние годы значение биологического фактора производственной и окружающей среды несомненно возросло в связи с интенсивным ростом городов и поселков городского типа. Биологическое загрязнение включает патогенные бактерии и вирусы, условно-патогенные микроорганизмы антропогенного и зоогенного происхождения, микроорганизмы-продуценты, продукты производств биотехнологической промышленности (антибиотики, антибиотиксодержащие препараты, витамины, ферменты, кормовые дрожжи и др.) и биологические средства защиты растений.

Под биологическим фактором, как известно, понимается совокупность биологических объектов, воздействие которых на человека или окружающую среду связана с их способностью размножаться в естественных или искусственных условиях или продуцировать биологически активные вещества. Основными компонентами биологического фактора, оказывающими неблагоприятное влияние на человека, являются самые разнообразные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, а также некоторые органические вещества естественного происхождения.

Всевозрастающая роль микробиологической промышленности, связанная с производством аминокислот, вакцин, иммуногенных препаратов, пищевых добавок, белково-витаминных концентратов сопровождается и возрастанием уровня антропогенного биологического загрязнения объектов окружающей среды. Использование в промышленном производстве дрожжевых, плесневых грибов, актиномицетов, бактерий привело к возникновению качественно нового вида биологического загрязнения - микроорганизмами-продуцентами и продуктами их жизнедеятельности, которые также загрязняют воздух производственных помещений и окружающую среду.

Исходя из вышеизложенного, представляется чрезвычайно важным не только выявление источников и путей распространения биологических загрязнений, но и выяснении роли каждого из отдельных биологических факторов в возникновении патологии человека в целях разработки мероприятий по ограничению их вредного воздействия на состояние здоровья работающих и населения, проживающего в непосредственной близости от предприятий агро- и биоиндустрии (Рисунок № 25).

Рисунок № 25. Алгоритм мероприятий эпидемиологического процесса при воздействии биологического фактора

Принципы гигиенического нормирования биологических факторов

Научно обоснованная система контроля качества объектов окружающей среды в отношении бактериального и вирусного загрязнения, опирающаяся на гигиенические требования, сформулированные в документах санитарного законодательства и направленные на обеспечение эпидемической безопасности, заложена в основу неспецифической профилактики инфекционных заболеваний. В связи с этим, вопросы разработки и научного обоснования гигиенической регламентации микробного загрязнения окружающей среды были и остаются актуальными, как в настоящем, так и на перспективу.

Вода различных видов водопользования, почва и воздух закрытых помещений могут являться факторами распространения и передачи ряда инфекционных заболеваний бактериальной и вирусной природы (преимущественно кишечных и респираторных). Данные по эпидемиологии кишечных инфекций (холера, брюшной тиф, паратифы, дизентерия и др.) показывают значительную роль водного фактора в их распространении. Наибольшую эпидемическую опасность представляют нарушения в системе централизованного водоснабжения, обусловливающие до 80% вспышек инфекций водного происхождения. Водный фактор, наряду с пищевой цепочкой, также способствуют распространению сальмонеллезной токсикоинфекции.

Почва тоже может оказывать вредное влияние на здоровье человека при попадании в нее патогенных энтеробактерий и кишечных вирусов со сточными водами, когда имеет место непосредственный контакт человека с почвой в период проведения полевых работ, так и через загрязненные овощи, обувь и др. Работа в теплицах и парниках, независимо от сезона года, может приводить к тем или иным инфекционным заболеваниям при несоблюдении санитарно-гигиенических условий труда.

Хозяйственно-бытовые, больничные и некоторые виды промышленных сточных вод являются основными источниками микробного загрязнения водоемов. Наибольшую эпидемическую опасность представляют недостаточно очищенные и обеззараженные сточные воды инфекционных больниц, а также детских лечебных учреждений, в которых имеются больные с хроническими кишечными заболеваниями. При этом следует учитывать видовые и штаммовые особенности патогенных микроорганизмов, попадающих в воду. Была обнаружена повышенная жизнеспособность синтомицин-устойчивых штаммов бактерий Зонне и Флекснера по сравнению с синтомицин-чувствительными.

В целях оценки санитарного значения различных и индикаторных микроорганизмов и определения их нормативных уровней установлены количественные зависимости и коррелятивные связи между содержанием их в воде и загрязнением воды возбудителями кишечных инфекций. Так, получена высокая степень прямой связи между содержанием в воде сальмонелл и бактерий группы кишечных палочек, сальмонелл и лактозоположительных кишечных палочек, сальмонелл и E.coli, сальмонелл и фагов кишечных палочек, а также кишечных вирусов и фагов.

В качестве нормативного принят тот уровень микробного загрязнения по различным индикаторным микроорганизмам, при котором патогенные бактерии и кишечные вирусы не выделяются из воды водоемов в условиях их промышленно-бытового загрязнения и при обеззараживании спускаемых сточных вод: ЛКП, E.coli не более 1000 в 1 л, энтерококки не более 100 в 1 л, фаги кишечных палочек не более 1000 кл/л.

В государственные стандарты на питьевую воду, в целях повышения ее эпидемической безопасности, введены требования, предусматривающие проведение очистки и обеззараживания воды, до степени, гарантирующей максимальное удаление из нее кишечных вирусов. Так, согласно ГОСТу 2874-82 «Вода питьевая», концентрация остаточного свободного хлора в воде, при ее обеззараживании, должна быть не менее 0,3 мг/л при контакте не менее 30 мин или связанного хлора - не менее 0,8 мг/л при контакте 1 час. Содержание остаточного озона после камеры смещения должно быть 0,1-0,3 мг/л при контакте не менее 12 мин. Значительный суммарный эффект очистки воды от сапрофитных микроорганизмов, бактерий группы кишечных палочек, а также фагов достигается на полупроизводственных установках коагуляцией, отстаиванием и фильтрацией.

В распространении респираторных инфекций бактериальной и вирусной природы атмосферный воздух в обычных условиях не имеет существенного значения. Главным фактором в распространении аэрогенных инфекций является воздух закрытых помещений, в первую очередь больничных. Как правило, вспышки внутрибольничных инфекций в родильных домах, детских и хирургических отделениях наиболее часто обусловлены эпидемическими штаммами St.pyogenes.

Выявлена также возможность загрязнения воздуха жилых и лечебных помещений такими возбудителями бактериальных и вирусных инфекций, как гемолитические стрептококки, менингококки, вирусы гриппа, оспы и др. Обсемененность микроорганизмами воздушной среды больничных помещений во многом зависит от величины воздухообмена, соблюдения дезрежима, характера уборки и прочее.

Гигиенические нормативы микробных загрязнений воздуха закрытых помещений установлены только для операционных блоков хирургических отделений и родильных домов. Общая бактериальная загрязненность воздуха операционных блоков до операции не должна превышать 500 кл/м3 и 1000 кл/м3 - к концу операции. Присутствие золотистого стафилококка не допускается.

Существующие ПДК для микроорганизмов-продуцентов, как правило, являются максимальными, а большинство из них обладают выраженными сенсибилизирующими и аллергенными свойствами. Присутствуя в воздухе рабочей зоны в виде аэрозолей, величины гигиенических нормативов микроорганизмов-продуцентов выражают в микробных клетках на один метр кубический (кл/м). Максимально допустимая ПДК микроорганизмов-продуцентов в воздухе рабочей зоны ограничивается 50 000 кл/м.

Биологические факторы включают в себя:

Наследственные свойства

Врожденные свойства организма

Наследственность – свойство организма повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом.

Прежде всего, по наследству ребенок получает человеческие особенности строения нервной системы, головного мозга, органов чувств. Физические признаки, общие для всех людей, среди которых важнейшее значение имеют прямолинейная походка, рука, как орган познания и воздей­ствия на окружающий мир относятся к фенотипу как совокупности всех признаков и свойств индивида, развившихся в онтогенезе в ходе взаимодействия генотипа с внешней средой. Наследуют дети биологические, инстинктивные потребности (потребности в пище, тепле и пр.), особенности типа ВНД.

Наряду с наследственностью к биологическому фактору от­носится врожденность. Не все, с чем рождается ребенок, является наследственным. Отдельные врожденные особенности его, отдельные признаки объясняются условиями внутриут­робной жизни младенца (здоровьем матери, влиянием ле­карственных средств, алкоголя, курения и др.). Прирожденные психофизиологические и анатомические особенности нервной системы, органов чувств, головного мозга принято называть задатками, на основе кото­рых формируются, развиваются человеческие свойства и спо­собности, в том числе интеллектуальные.

Итак, биологический фактор имеет важное значение, он оп­ределяет рождение ребенка с присущими ему человеческими особенностями строения и деятельности различных органов и систем, возможность его стать личностью. Хотя при рождении люди имеют биологически обусловленные различия, однако каждый нормальный ребенок может обучиться всему, во что вовлекает его социальная программа. Природные особенности человека не предопределяют сами по себе развитие психики ребенка. Биологические особенности составляют природную основу человека. Сущностью же его являются социально значи­мые качества.

Социальные факторы включают в себя:

Социальная среда;

Воспитание, обучение;

Социализация.

Социальная среда – окружающая человека общественная ситуация, материальные, духовные условия его существования. Среду подразделяют на макро- и микросреду. Микросреда – это ближайшее окружение (семья, школа, сверстники). Макросреда предполагает идеи, ценности, установки, общественный строй.

Определенное влияние на развитие психики ребенка оказы­вает природная среда, физический мир: воздух, вода, солнце, особенности кли­мата, растительности. Природная среда важна, но она не оп­ределяет развитие, ее влияние косвенное, опосредст­вованное (через среду социальную, через трудовую дея­тельность взрослых людей).

Основной толчок психическому развитию ребенка дает его жизнь в обществе людей. Вне общения с другими людьми нет развития психики ребенка.

Воспитание и обучение – можно рассматривать как целенаправленный процесс, когда ребенок усваивает нормы и правила общества через влияние социальных институтов и как спонтанный процесс, когда ребенок усваивает, путем непосредственного наблюдение за межличностными отношениями окружающих, особенностями их поведения, нормы и стереотипы общества.

Воспитание и обучение неотделимы от понятия «социализация».

Социализация – процесс, благодаря которому человек становится членом социальной группы, семьи, общества и т.д. Она включает усвоение всех установок, мнений, обычаев, жизненных ценностей, ролей и ожиданий конкретной социальной группы.

Выделяют следующие стадии социализации:

1) Первичная социализация, или стадия адаптации (от рождения до подросткового возраста ребенок усваивает социальный опыт некритически, адаптируется, приспосабливается, подражает).

2) Стадия индивидуализации (появляется желание выделить себя среди других, критическое отношение к общественным нормам поведения). В подростковом возрасте стадия индивидуализации, самоопределения «мир и я» характеризуется как промежуточная социализация, т.к. все ещё не устойчиво в мировоззрении и характере ребенка.

3) Стадия интеграции (появляется желание найти свое место в обществе). Интеграция проходит благополучно, если свойства человека принимаются группой, обществом. В противном случае возможны следующие исходы:

· сохранение своей непохожести и появление агрессивных взаимоотношений с людьми и обществом;

· изменение себя, «стать как все»;

· конформизм, внешнее соглашательство, адаптация.

4) Трудовая стадия социализации охватывает весь период зрелости человека, весь период его деятельности, когда человек не только усваивает социальный опыт, но и воспроизводит его за счет активного воздействия на среду через свою деятельность.

5) Послетрудовая стадия социализации рассматривает пожилой возраст как возраст, вносящий существенный вклад в воспроизводство социального опыта, в процесс передачи его новым поколениям.

Встает вопрос о соотношении биологического и социального в развитии. Спор психологов о том, что же предопределяет процесс детского развития – наследственность или окружающая среда – привел к теории конвергенции этих двух факторов. Её основоположник В. Штерн. Он считал, что оба фактора в равной мере значимы для психического развития ребенка. По Штерну, психическое развитие – это результат конвергенции внутренних задатков с внешними условиями жизни.

Современные представления о соотношении биологического и социального, принятые в отечественной психологии, в основном, базируются на положениях Л.С. Выготского.

Выготский подчеркивал единство наследственных и социальных моментов в процессе развития. Наследственность присутствует в развитии всех психических функций ребенка, но имеет разный удельный вес. Элементарные функции (начиная с ощущений и восприятия) обусловлены наследственно больше, чем высшие (произвольная память, логическое мышление, речь). Высшие функции – продукт культурно-исторического развития, и наследственные задатки здесь играют роль предпосылок, определяющих психическое развитие. С другой стороны, среда всегда «участвует» в развитии.

Вы также можете найти интересующую информацию в научном поисковике Otvety.Online. Воспользуйтесь формой поиска:

Еще по теме Биологические и социальные факторы развития:

1. 5. Роль биологических и социальных факторов в развитии ребенка.
2. 3. Понятие развития личности. Биологические и социальные факторы развития личности, их характеристики
3. 16. роль биологических и социальных предпосылок в психическом развитии человека. Общие закономерности психического развития нормального и уо ребенка.
4. Биологическое и социальное в развитии человека и формировании его личности
5. 7. Основные причины деградации окружающей среды. Неблагоприятные факторы химической, физической и биологической природы, влияющие на здоровье населения в современных условиях. Значение "биологических цепей" в переходе токсических и радиоактивных факторов из окружающей среды к человеку.