Блок дополнительной информации.

Закономерности взаимодействия человека с биогеографическими и антропогенными факторами можно рассматривать на 5 основных уровнях:

1. Организменныйуровень. На этом уровне рассматриваются процессы адекватного и неадекватного взаимодействия организма с внешней средой.

Пример: Геохимические провинции - избыток или недостаток химических элементов на определенной территории приводит к эндемическим заболеваниям. (Так недостаток фтора приводит к кариесу, а его избыток к флюорозу).

2. Популяционный уровень. На этом уровне рассматриваются вопросы рождаемости, смертности, возрастной структуры популяции, расовые признаки, адаптивные типы и др.

Пример: Адаптивные типы - представляют собой норму биологической реакции на преобладающие условия обитания, которая проявляется в развитии комплекса морфофункциональных, биохимических, иммунологических признаков, обуславливающих лучшую биологическую приспособленность человека к определенной физической среде. Комплекс признаков, свойственных конкретному адаптивному типу не зависит от расовой и этнической принадлежности. Выделяют 4 основных адаптивных типа: тропический, арктический, умеренного климата, высокогорный.

Тропическийтип формируется в условиях высоких среднегодовых температур и высокой влажности, сглаженных сезонных колебаний температуры, буйной растительности и незначительного содержания животного белка в рационе. Для него характерны: уменьшение средней массы тела за счёт снижения мышечной массы; увеличение поверхности тела по отношению к объёму за счет длинных конечностей и худощавого тела; незначительное развитие подкожного жира; увеличение количества потовых желез, особенно, на коже шеи, рук, лица.

Арктический тип формируется в условиях холодного климата, резких сезонных колебаний, отсутствия лесов, скудной растительности, но богатом животном мире. Для него характерно: увеличение размеров тела за счет развития мышечной массы; уменьшение поверхности тела за счет уменьшения длины конечностей; большой слой подкожного жира.

Тип умеренного климата. Его характеристики занимают промежуточное положение между тропическим и арктическим типом.

Высокогорный тип формируется в условиях сниженной среднегодовой температуры среды, уменьшенного барометрического давления, гипоксии. Для него характерно: увеличение жизненной ёмкости лёгких; расширение грудной клетки; увеличение лёгочной вентиляции; увеличение количества эритроцитов в крови и длины трубчатых костей.

Особенности определенного адаптивного типа формируется в эмбриогенезе.

3.Уровень сообщества популяций. На этом уровне рассматриваются межвидовые отношения, потоки энергии, круговорот веществ и др.

Пример: Взаимоотношение человека с паразитами Вы изучали в разделе "Паразитология".

4. Биогеоценотическийуровень. С медико-биологической точки зрения биогеоценозы можно подразделить на 3 группы:

а- природные биогеоценозы - экосистемы мало подверженные влиянию человека, им свойственна высокая биомасса и низкая первичная продуктивность.

б- агроценозы - характеризуются малой биомассой и высокой первичной продуктивностью.

в- городские и промышленные сообщества.

5. Биосферныйуровень.

Разработал учение о биосфере Вернадский В. И.("Биосфера" 1926 г).

Биосфера - общепланетарная оболочка обусловлена деятельностью живых организмов в течение геологического времени.

Строение биосферы. В состав биосферы входят:

а- воздушная оболочка (нижняя часть атмосферы - тропосфера);

б- водная оболочка (вся гидросфера);

в- твердая оболочка (верхняя часть литосферы).

Воздушная оболочка. Верхняя граница жизни в атмосфере доходит до высоты около 22 км, где еще обнаруживаются живые организмы, занесенные восходящими потоками воздуха. Именно на этой высоте находится озоновый слой; все живое, поднявшееся выше, уничтожается жестким ультрафиолетовым облучением. Химический состав атмосферы регулируется деятельностью живых организмов и протеканием геохимических процессов на планете. Из четырех основных газов атмосферы (азот - 78%, кислород - 21%, аргон - 0,9%, С02 - 0,03%) только аргон не связан с жизнедеятельностью живых организмов.

Водная оболочка. Гидросфера занимает 70% поверхности Земли. Нижняя граница жизни достигает глубины 11 км. Химический состав гидросферы формируется под действием организмов непосредственно или косвенно. 96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах, 1,7% это льды, 1,7% подземные воды и др. Пресной воды в гидросфере всего 2,8%, из них 62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда.

Твердая оболочка. Максимальное количество организмов литосферы сосредоточено в почве, всего в нескольких метрах. Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород, которые подвергаются действию климатических факторов, микроорганизмов, растений и животных. Отмирание и разложение животных приводит к аккумулированию биологических элементов почвы (гумус). Основоположник учения о почвах - В.В. Докучаев. В литосфере жизнь обнаружена до 7500 м глубины (нефтяные бактерии), вследствие движения земной коры. Органогенное происхождение в литосфере имеют: известняк, диатомит, угли, горючие сланцы, нефть, торфы, сапропели, марганцевые руды, железные руды, фосфориты, бокситы и т.д.

Компоненты биосферы. В состав биосферы входят:

а- живое вещество - совокупность всех организмов в целом (биомасса планеты);

б- биогенное вещество - создается и преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов;

в- косное вещество - образуется без участия живых организмов;

г- биокосное вещество - результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва).

Живое вещество составляет 0,01% массы земной коры. Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно. Масса живого вещества, располагающегося на поверхности суши, составляет 99,87%, соответственно водного 0,13%. Биомасса растений 99%, животных 1%. Человечество от всей биомассы составляет 0,0002%.

Биотический круговорот (миграция элементов) - это циркуляция веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

В результате этих процессов наблюдается баланс между автотрофами и гетеротрофами, в основе которого лежит циркуляция веществ. Одно и то же вещество многократно используется для построения живой материи. Так, круговорот воды составляет 2 млн. лет, углерода - 300 лет, кислорода - 2000 лет. В биосфере практически все атомы почти всех элементов прошли через состояние живого вещества.

Геохимическая мощь человечества на данном этапе превосходит силу самого живого вещества, неразумное использование которой нарушает поток элементов и гомеостаз биосферы. Антропогенное воздействие влияет на все оболочки биосферы.

Воздействие на литосферу. Литосфера в своем составе содержит максимальное количество живого вещества. За несколько веков с 1600 года с Земли исчезло 63 вида и 55 подвидов млекопитающих, 103 вида и подвида птиц, 21 вид рептилий и 23 вида рыб. Около 600 видов позвоночных на грани полного истребления. Ежегодно полностью исчезает 1-2 вида организмов. Это приводит к упрощению сложных природных экосистем, чем нарушается их устойчивость.

Сейчас 10% поверхности земли - пахотные земли, которые лишь в редуцированном виде повторяют биогеоценоз и функционально неполноценны; в связи с этим они не могут существовать без минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов, дефолиантов. При этом обрабатываемые почвы теряют в среднем 1 - 2% гумуса в год.

В настоящее время лесами покрыта одна треть суши. В доисторическое время лесами было занято не менее 70% суши. В районах древних цивилизаций лес был безвозвратно уничтожен. Сейчас вырубка леса продолжается с возрастающими темпами. Ежегодно вырубается 100000 км² леса. Вырубка леса и распахивание территории приводит к опустыниванию Земли. За время существования человечества общая масса живых организмов сократилась. За последние 300 лет биомасса уменьшилась на четверть.

Воздействие на атмосферу. Для производства энергии человек сжигает топливо, в результате чего происходит выброс С0₂. Ежегодный выброс углекислого газа составляет около 5 миллиардов тонн. За последние 100 лет концентрация С0₂ в атмосфере увеличилась на 10 -12%. С0₂ препятствует тепловому излучению земли, что приводит к, так называемому, парниковому эффекту. На данный момент температура Земли повысилась на 0,5- 0,6°С, что привело к поднятию уровня океана, за последние 100 лет на 10 - 14 см. Но кроме С0₂ парниковыми газами являются и другие антропогенные загрязнители атмосферы, такие как метан, закись азота, и др. Таким образом, в случае продолжения увеличения выбросов этих газов потепление может идти более резкими темпами.

Воздействие на гидросферу. По данным ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством воды или ее нехваткой. Сооружение каналов, переброска водостока рек приводит к истощению грунтовых вод, осушению территорий, засыханию лесов, а нерациональное использование воды в области земледелия приводит к засолению почв. В настоящее время в мире подверглись засолению и не дают урожая 40-45 млн. га земли. Сооружение плотин нарушает путь миграции рыб, что приводит к резкому уменьшению их численности.

Химическое загрязнение воздействует на все оболочки биосферы. Загрязнители номер один - пестициды, вещества, используемые для уничтожения вредителей сельского хозяйства. К ним относится очень большой спектр химических веществ. Печально известный пример - ДДТ (дихлор-дифинил-трихлорэтан). Он широко использовался в 50-60-х годах, так как был высокоэффективным не только в борьбе с вредителями сельского хозяйства, но и с комарами, как переносчиками малярии, но ... оказался токсичным и очень устойчивым во внешней среде. В районах бесконтрольного его применения детская смертность возросла в 5 раз. И после запрета ДДТ в 1964 году, он до сих пор содержится в организмах, так как время его распада составляет 150 лет.

На втором месте, по токсикологическим оценкам "стресс - индексов" загрязнителей веществ - тяжелые металлы. Содержание тяжелых металлов в городах и промышленных центрах превышает нормативы в 10-20 раз. В теле современного человека, по сравнению с первобытными людьми, тяжелых металлов содержится в 50 раз больше. Тяжелые металлы обладают широким спектром действия (например, свинец и ртуть действуют на ЦНС, а также обладают эмбриотоксическим и мутагенным эффектом).

Это лишь отдельно взятые примеры; спектр опасных химических веществ, попадающих во внешнюю среду, значительно больше и с каждым годом он увеличивается. Ежегодно синтезируется около 250 тысяч новых веществ, из них около 500 начинают использовать.

Таким образом, действия человека уже нарушили биосферный гомеостаз. В связи с этим, какие имеются дальнейшие перспективы развития биосферы? Можно выделить два пути: 1 путь - дальнейшее неконтролируемое воздействие на биосферу, которое приведет к экологической катастрофе; 2 путь - ноосфера - сфера разумного регулирования процессов, происходящих в биосфере.

Ноосфера - это биосфера Земли, гармонично измененная научной мыслью и производственной деятельностью человека.

Сейчас только начальный этап рождения ноосферы, человек только учится целенаправленному, разумному воздействию на биосферу. На этом пути сделаны уже первые шаги. Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и гидросфере. Приняты соглашения по очистке мирового океана от нефти. Приняты ограничения выброса многих химических веществ во внешнюю среду. Созданы национальные парки, заказники, биосферные заповедники. Созданы международные организации при ООН, ЮНЕСКО и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия разных стран в этом направлении. Объявлен "Всемирный день охраны окружающей среды" - 5 июня. Но эти и другие мероприятия - только первые шаги на пути сохранения гомеостаза биосферы.