Тип Членистоногие. Подтип Трахейнодышащие. Класс Насекомые.

Насекомые произошли от 1 из групп многоножек перешедших к жизни на земле. Организация усложнялась, появлялись приспособления к наземному образу жизни. Насекомых очень много и они распространены повсюду.

Есть насекомые, полезные для человека. Есть временные и постоянные паразиты. Отдел зоологии, изучающий насекомых – этанология.

Отряд ANOPLURA (вши).

Постоянные эктопаразиты млекопитающих, в том числе и человека. Около 500 видов. На человеке могут обитать 3.

Pediculus capitis

Pediculus humanus

Рhthirus pubis

Тело уплощено в спинно-брюшном направлении. Короткие, но мощные ноги, на последнем членике лапки – коготок, необходимый для прикрепления. Размеры имаго 0,5-6,5 мм. Колюще-сосущий ротовой аппарат. Крылья отсутствуют. Брюшко овальной формы имеет 9 сегментов. Развитие протекает с неполным превращением. Яйца – гниды. Из яиц выходит личинка, отличающаяся от имаго меньшими размерами, отсутствием полового аппарата. Живет 16 дней. Откладывает около 300 яиц. Гниды устойчивы (выживают при температуре -3, +65°). При температуре около 100° - быстро гибнут. При погружении в бензин, керосин до 10 минут.

Лобковая вошь (плащица) вызывает фтириаз. Имеет широкое плоское тело, хорошо развиты конечности. Колюще-сосущий ротовой аппарат. Сидит на хозяине неподвижно, высасывая кровь. Выделяет токсичную слюну – хозяин испытывает нестерпимый зуд. Паразитирует в области ресниц, бровей, лобка. На месте кровососания сохраняются синие пятна (до 15 – 20 дней). Заражение осуществляется через контакты, редко при использовании белья.

Головная и платяная вши. Патологическое стояние – педикулез. Переносчик инфекционных заболеваний. Переносят спирохеты (возбудители брюшного тифа), риккетсии (возбудитель волынской лихорадки и эпидемиологического сыпного тифа). Спирохеты и риккетсии размножаются в организме вшей, заполняют их кишечник. Когда вошь сосет кровь здорового человека, нарушается целостность кожных покровов и фекалии вшей с возбудителями опасных заболеваний попадают в кровь.

Н.Г.Минх и О.О.Мочутковский внесли богатый вклад в изучение возвратного сыпного тифа. Поставили опыт по самозаражению. Эпидемии сыпного тифа вплоть до ½ ХХ века вызывали вымирание населения Европы, это было постоянное заболевание Москвы и Петербурга.

1877 – 1878 – 50000 солдат заболели, 17000 погибли от сыпного тифа.

1910 – 1922 – пандемия сыпного тифа в СССР – 10 млн. человек. В основном заболели мужчины в возрасте 20-30 лет.

ОТРЯД APHANIPTORA

Блохи.

Включает более 1000 видов и подвидов. В России встречаются более 500 видов. Облигатные гематофаги. Обитают только на теплокровных, в основном, на млекопитающих. Являются переносчиками инфекционных заболеваний. Размеры 1-5 мм, развитие происходит с полным превращением. Тело сплющено с боков, покрыто прочной хитиновой кутикулой (черного или коричневого цвета). Крыльев нет, конечности развиты (3 пары – хорошо развитые прыгательные ноги). Откладывают яйца там, где много органических веществ (гнезда, трещины полов и др.). 400-500яиц, за кладку – 6 – 10 яиц. Период яйцекладки связан с питанием кровью – гонадотрофический цикл. Эмбриогенез длится 3 – 15 дней. Не могут существовать долго без хозяина. Единственная пища – кровь. В отсутствие крови в коконе не куколка, а блоха. Стимул для выхода из кокона – малейшие сотрясения пола, приводящие к выходу блохи и нападению ее на животное. Капли непереваренной крови все время выступают из анального отверстия и засыхают – это пища для личинок. Когда частицы крови сваливаются с волосами, формируется колтун. Блохи подвижны, человеческая блоха способна подпрыгнуть на 35 см.

Переносчики бактерий (возбудитель чумы, туляремии), вирусов (энцефалит), спирохет (эндемический возвратный тиф). Заражение происходит при кровососании. При проколе кожных покровов вносит возбудителей вместе со слюной. В природе очаги чумы поддерживаются звеньями: грызуны – блохи – грызуны. Блохи являются специфическими переносчиками.

Зарегистрированы 124 вида блох, из которых был выделен вирус чумы в природных условиях. Начало болезни внезапно, начинается подъем температуры, слабость, признаки чумы проявляются на 2 день. Существуют бубонная форма чумы, легочная форма (100% смертность), кожная (происходят кровоизлияния, вся кожа становится темно-синей, происходит сепсис и общее заражение крови) – черная смерть. Известно около 50 государств, где обнаружены или предполагаются природные очаги чумы. Случаи заболевания есть и теперь. Чаще всего заболевания ограничиваются единичными случаями, эпидемий нет. Внимание к чуме не снижается, это – одна из катастроф человечества.

1 пандемия чумы в 542 году в Египте, Сирии. Умирало 5 – 10 тысяч человек в день на протяжении 4 месяцев!

В 14 веке «черная смерть» проникла в Европу из Азии.

1348г на Кипре полностью вымерло население, в Европе погибла ¼ населения, 25 млн. человек.

1351 год – болезнь проникла в Россию. В Смоленске выжило 10 человек.

1754 год – 100000 человек умерло от чумы в Москве.

Зарегистрированы 15 крупных эпидемий чумы в России.

1896 год – Хавкин разработал противочумную вакцину и испытал ее на себе.

Созданы специальные карантинные службы, мешающие перевозке животных, больных чумой. Созданы специальные службы – СЭС и ГосЭпидНадзор. Работа противочумных станций в настоящее время заброшена.

ОТРЯД DIPTERA

Двукрылые.

Более 80000. наиболее организованные организмы.

Имеется 1 пара крыльев, крепящихся к средней груди, на задней – редуцируются и образуют жужелица.

Хоботок – ротовой орган для высасывания жидкой пищи из растений и животных ли для нее слизывания.

Компоненты гнуса.

Семейства:

Cullicidae

Simulidae

Ceratopoganidae

Phlebotomidae

Tabanidae

Временные паразиты, кровью питаются только самки, гонотрофическая гармония.

Cullicidae (настоящие комары)

На территории России обитают 3 вида: малярийный и 2 немалярийных.

Малярийный отличается от немалярийного:

- посадкой;

- строением ротового аппарата;

- полное превращение характерно для обоих видов, но личинки различаются;

- куколки в форме запятой, но сифоны их – разные;

- места выкладок яиц разные.

Комары – переносчики малярийного плазмодия, бактерий, возбудителей туляремии, вируса японского энцефалита, вируса желтой лихорадки, комариной геморрагической лихорадки.

Simulidae (мошки)

Мелкие насекомые с плотным, коротким телом 2-6 мм в длину. Доминируют компоненте гнуса. Забиваются в уши, нос, глаза (Западная Сибирь – за 5 минут на человеке оказываются 2000 особей на человеке, на реке Печоре – 6000). Укол мошки безболезнен, т.к. она также вводит анестезирующие вещества, боль, жжение и зуд появляются после отлета. Слюна токсична и в больших дозах может приводить к общему отравлению.

Переносчики заболеваний, вызываемых филяриями, туляремии, проказы, сапа, нематозов (в тропиках) и сибирской язвы.

Кровососущие только самки. На хозяев нападают только в светлое время суток. От момента питания до яйцекладки проходит 10 дней. Число яиц зависит от количества крови (3-5 мг – 1000 яиц).

Развитие преимагиальных стадий происходит в воде, причем в реках с быстрым течением. Одни сбрасываются на лету, другие спускаются на дно. Выход мошек происходит в одном месте и примерно в одно время, поэтому число их там – огромно. Личинка прикрепляется к водному предмету и не двигается. Иногда личинка мигрирует при помощи выпущенной ей нити. Перед окукливанием выбирает теплое место с медленным течением и формирует куколку (7 дней). Несколько поколений в год. От места кладки мошки способны отлетать на 2 – 10 км. Может образоваться огромный рой.

Ceratopoganidae (мокрецы)

Длина 1 – 1,5 мм. Кровососущие только самки. Распространены повсеместно. Укрываются в норах, растениях. Нападают рано утром и вечером. Самки откладывают яйца несколько раз за жизнь, перед откладкой сосут кровь. Переносчики геморрагической лихорадки, Конго – Крымской туляремии, японского энцефалита. Активность высока с мая по сентябрь. Массовые нападения происходят в середине лета. Развитие с полным превращением. Вылупляются в водоемах, личинки развиваются во влажной почве, дуплах. Подстилке леса и пр.

Phlebotomidae (москиты)

Очень мелкие кровососущие насекомые 0,3 – 3 мм. Тело опушено. На груди есть горб, крылья также опушены. Облигатные гематофаги. Обитают в дуплах, норах, где прячутся днем. В сумерки нападают на животных. В природе природным очагом является нора песчанки. Самки откладывают 50 – 70 яиц и погибают. Стадия личинки длится 2 месяца, линяют на куколку – 1,5 – 2 недели. Встречаются в тропических и субтропических территориях. Имеют большое эпидемиологическое значение: переносчики лейшманиоза, москитной лихорадки, бартонеллеза.

Tabanidae (слепни)

Самки питаются кровью. Сосут кровь 5 минут и высасывают до 20 мл крови за раз. Большинство при теплой погоде атакуют человека. Яйца откладывают кучкой около 100 возле воды. Личинки развиваются в воде, влажной почве, зимуют. Куколки образуются весной. Слюна токсична. Переносят туляремию, филярии и др.

Двукрылые, не включаемые в комплекс гнуса – мухи. Комнатная муха связана с жилищем человека, переносит брюшной тиф, холеру. Дизентерию, туберкулез, полиомиелит, дифтерию, инфекционный конъюнктивит, яйца гельминтов, цисты простейших. На поверхности тела – 60 млн. микроорганизмов, в кишечнике – до 280 млн.

Питается жидкой пищей. Отрыгивает секрет и твердая пища становится жидкой.

Развитие происходит с полным превращением. Яйца откладываются в гниющие остатки. Численность мух обратно пропорциональна культуре человека.

В конце лета – начале осени появляется муха – жигалка. Кровососущая. Просверливает кожу. Нападает на человека и крупных животных. Переносит возбудителей туляремии, сибирской язвы, чумы, бруцеллеза.

Муха цеце – специфический переносчик трипаносом.

Некоторым видам мух свойственен – энтомоз – поражение органов и тканей личинками мух (Вольфартова муха).

ЛЕКЦИЯ № 28

Человек и биосфера.

1. Биосфера как историческая система.

2. Современные концепции.

3. Организация биосферы6 живое вещество, количественная и качественная характеристика биосферы.

4. Эволюция биосферы.

5. Человечество как активный элемент биосферы. Ноосфера.

6. Медико-биологические аспекты биосферы.

Учение о биосфере создано Вернадским, опубликовано в 1926 году в труде «Биосфера».

Биолдогическая концепция.

Самые ранние представлении\я о биосфере как совокупности живых организмов. Первым термин употребил Ламарк 9биосфера – область жизни).

Милль и Зюсс: « Биосфера – совокупность живых существ»

Ошибка концепции: исследователи отделяли живое от неживого.

Биогеохимическая концепция.

Немецкий ученый Малишотт выдинул идею го том, что биосфера выражается прежде всего в круговороте веществ с участием живых существ.

Докучаев писал о совместном действии климата, живых организмов, минеральной среды в образовании почыв. Наиболее распростарненная концепция.

Термодинамическая концепция.

Биосфера – система, которая обменивается с космосом энергией и подчиняется Ворому Закону термодинамики.

Кибернетическая концепция.

Биосфера – система саморегулирующаяся, которую можно моделировать и изучать протекающие в ней процессы.

Геохимическая концепция.

Живые организмы взаимодействуют между собой и с окружающей средой. Пр этом создаются глубокие метаболические связи с геохимическими факторами. Минеральные вещества идут на построении е скелета, регуляцию осмоса, функции кровеносной системы, велючается в обмен веществ. Изменяется среда – изменяется состав организмов. Дальнейшая разработка концепции принадлежит Вернадскому.

1. Его заслуга в том, что он разработал учение о биосфере как глобальной системе Земли, в которой основной ход геохимических и энергетиеских превращений определяетсяживыми организмами.

2. Распространил поняие «биосфера» на живые организмы и среду их обитания.

3. Создал теорию о живом веществе и геохимической роли живых организмов.

4. создал учение о преобразовании биосферы в ноосферу, как результат действий человека.

Основные положения.

Биофера включает живое вещество как совокупность жэивых организмов, биогенное вещество, которое создается, перерабатывается в процессе жизнедеятельности живых организмов : газы, нефть, каменный уголь, известники, сланцы. Косное вещество – образуется без участия живых организмов и абиогенных процессов. В биосферу входят радиоактивные вещества, рассеянные атомы, вещество космического происхождения.

Биосфера имеет несколько уровней. Границы бмиосферы – границы жизни на Земле. Ограничиваются температурой.

Верхняя граница – 20 км выше уровня земли. Тропосфера и нижний слой стратосферы. Нижняя - -20 км (глубина океана +10 км).

Между ними раполагаются литосфера, атмосфера и гидросфера.

Атмосфера включает в себя косное и биогенное вещество. Это важное условие жизни на Земле,т.к. регулирует климат, пропускает УФ-лучи, сохраняет тепло, служит средой для распространения света и звука, является источником кислорода для дыхания. Это среда, ерез которую Земля сообщается с Космосом.

Гидросфера – вся совокупность водных объектов (+почвенные воды. Ледники). Необходима, т.к. все организмы состоят из веществ, находящихся в водной фазе. Все биохимичекие процессы протекают в водной фазе.

Литосфера. Верхняя оболочка Земли. Самый верхний слой – почва. Толщина литосферы под горами составляет – 70-75, а под морем – 6-8 км. Почва – результата взаимодействия 5 факторов (по Докучаеву):

- геологические породы;

- климат;

- живые организмы;

- рельеф;

- время.

Через почву проходят обменные процессы энергией и веществами между живыми организмами, литосферой, гидросферой и атмосфкерой.

Живое вещество (о Вернадскому) – совокупность живых организмов. Биосфера – оболочка Земли, состав, энергетика, структура которой определяются деятельностью живых организмов. Вернадский доказал, что живые организмы, когда-то обитавшие и сейчас обитающие на Земле играют роль в геологической эволюции.

Живое вещество распространено неравномерно. В основно – в почве, на ее поверхности и верхней части гидросферы.

На суше выделяют 2 уровня жизни:

- на поверхности;

- в глубине.

В воде выделяют 3 уровня:

- планктон;

- нектон (плавающие организмы);

- бентос (на дне– глубинные существа).

Биомасса: на суше растений – 99,2%. Животных и микроорганизмов – 0,8%. В океане растений- 6,3%, животных и микроорганизмов – 93,7%,

По содержанию атомов водорода и кислорода живое вещество ближе к гидросфере, по содержанию углерода, кальция, азота – в живом веществе их концентрация выше, чем в гидросфере.

99% массы живых организмов пиходится на элементы земной коры.

Функции живого вещества.

1. Энергетическая.

2. Концентрационная.

3. Деструктивная.

4. Средообразующая.

5. Транспортная.

Энергетическая функция – поглощение солнечной энергии при фотосинтезе и химической энергии при хемосинтезе и передача энергии по пищевым цепям.

Концентрационная функция – способность накапливать химические элементы и использовать их при построении тела.

Деструктивная функция – ми нерализация неживого органического вещества и вовлечение образовавшихся веществ в биотический круговорот.

Средообразующая функция – преодалевание физико-химических параметров среды в результате синтеза и рнаспада.

Транспортная – перенос веществ против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Вернадский : «Живое вещество - самая активная форма материи во Вселенной».

Определение Вернадского.

Биосфера – комплексная геологическая оболочка, состоящая из атмо - , гидро - и литосферы, заселенная и преобразуемая живым веществом.»

Основой равновесия и устойчивости биосферы является круговорот веществ и энергии, а универсальной структурной единицей – биогеоценоз.

Сукачев разработал учение о биогеоценозе, 1947 год.

Биогеоценоз – растения, животные, микроорганизмы, находящиеся в постоянном контакте и взаимодействии с атмосферой, гидросферой, литосферой. Состоит из биотической части (биоценоз) и абиотической (биотоп).

Биоценоз – совокупноть популяций живых существ, населяю.щих определенную территорию.

Может быть представлен:

- фитоценозом;

- зооценозом;

- микробиоценгозом.

Экотоп может быть педставлшен:

- атмосферой;

- почвенными водами;

- почвой.

Эти части связаны постоянным обменов вещества и энергии.

Биотическая часть – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы – продуценты органических веществ.

Гетеротрофы – консументы, потребители органических веществ. Консументы 1-го порядка – растительноядные, а 2-го порядка – плотоядные организмы. Редуценты разрушают биолгические вещества до простых веществ.

Юлизкое биогеоценозу понятие – экосистема. Экосистема охватывает пространство от капли до поверхности Земли.

Экосистема -совокупность живых организмов и среды, в которой они существуют.

3,5 kvhl/ лет: 300 раз обновлен Мировой океан, 14 млн. раз – обновлен кислород

Эволюция биосферы.

Этапы:

1. Аиогенный;

2. Период биогенеза;

3. Период ноогенеза.

Абиогенный период – 4 млрд. лет назад. Включает возникновение органических веществ из неорганических. Образование сахаров, аминокислот, азотистых оснований. Простейшего круговрота кислорода нет.

Период биогенеза – 3 млрд. лет назад. Характеризуется появлением анаэробных гетеротрофов, получающих энергию за счет брожения. Появляется жизнь и смерть, круговорота кислорода нет. Позднее (2 млрд. лет назад) – появляются фотосинтезирующие бактерий, 1% кислорода, первичная атмосфера. 1млрд.лет назад – появляются первые эукариоты, 3-4% кислорода. 600 млн. лет назад - 7% кислорода, появляются многоклеточные организмы. 400 млн. лет назад - накапливается кислород, происходит выход растений на сушу, протекает биологическая эволюция. Немного позденне появляется человек.

Период ноогенеза – решающий фактор эволюции – деятельностьчеловека.

- изменяет естественный рельеф, геологические и климатические условия;

- изменяет видовой состав живых существ.

Человек – мощнейшая геологическая сила на Земле.

Ноосфера – сфера разума и новый этап в развитии биосферы (Вернадский). Наука о ноосфере – ноогенетика.

Биосфера без человека существовала, а человек без нее – нет.

Медико-биологические аспекты биогеографических и антропогенных характеристик среды.

Особенности адаптации человека. Главный вопрос экологии – адаптация живых существ к условиям окружающей среды.

Адаптация – процесс установления авновесия со средой. Все виды врожденнойи приобретенной деятельности, которые обеспечиваются организмом.

Адаптации к среде у человека.

1) биохимические изменения ( акклиматизация, ммунитет);

2) биологические реакции ( определяются конкретным генотипом, передаются по наследству и дают преимущество всей популяции в целом);

3) небиологические (обеспечение себя одеждой, теплом, медицинским обслуживанием).

В процессе эволюции шло приспособление наесления различных географических районов в определенных эколгических нишах до тех пор, пока

- морфологические признаки не стали адекватныим в данной среде обитания;

- не выработалдись генетические устойчивые механизмы адаптации к условиям среды.

Для кажздого человека существует оптимальная экологическая среда обитания окружающая среда в совокупности с наследственностью, оказывающая формообразующее влияние на все системы и структуры оргнизма.

Существует конститциально-генетическая предрастположенность человека к определенным заболеваниям.

Конституция – комплекс индивидуальных отностельно устойчивых, морфологических, физиологических, психических свойств организма, которые обусловлены наследственностью и влиянием внешней среды.

Между людьми сеть различия по фрорме тела – колшичественный сблансированный полиморфизм.

В разных географических регионах имели преимущество разные вариации конституции, ставшие адекватными в разной среде.

Под действием факторов среды изменяется масса тела, площадь поверхности тела. Строение грудное клетки, структура белко, изоферментов, антигшенная структура ткани, генетческий аппарат клетки. Определяются температурой и особенностями питания.

Простейший пример – различие мужчин и женщин.

Делались попытки классифицировать типы сложенияю наиболее полная – система соматотипирования по Шелдону. Выделяют 3 основных типа:

- крайний эндоморфный.

Крупная голова, большой живот, слабые руки и ноги, большое количество жира на плечах и бедрах. Высокое артериальное давлоение, склонность к инфаркту миокарда, поздняя форма диабета, истерии, депрессии

- крайний мезоморфный тип.

Большая масса мышц и костей, кубическая голова, широкая гнрудная клетка, крупные органы.

- крайний экоморфный.

Худое вытянутое лицо, высокий лоб, узкая грудная клетка, живот, узкое сердце, длинные руки и ноги, мышц мало, поверхность кожи большая, хорошо развита нервная система. Низкое \артериальное давление, шизофрения, туберкулехз, страх и тревога.

Обычно – средний тип.

Различные особенности телосложения могут быть объектом отбора в различных условиях среды.

Особенности птания.

Жир: эскимосы- 47%, японцы – 10%

Потребление белков, жиров, углеводов зависит от социального разсития. Минеральные веществра определяются геохимической средой.

Для выяснения роли геохимической среды на здоровье человека – система биогеохисммического районирования. Она позволила определить эндемические заболевания. Согласно ей биосфера делится на таксоны:

1. Регионы биосферы. Крупные участки биосферы, для которых характерен определенный химический состав организмов и определенные эндемические заболевания.

2. Субрегионы биосферы. Мелкие территории внутри регшионов, для которых характерна внутренняя однородность, но с соедними они разлчны.

3. Биогеохимические провинции. Еще более мелкие территории, которые отличаются от всего региона недостаточностью или избытком химического элемента.

4. Фоновые провинции. Содержат химические элементы на пределе пороговых концентраций, но не влияют на организм.

Среднепланетарное содержание химических элементов – Кларк. Избыток или недостаточность химического элемента в среде spsdftn изменение его содержания в организме, чтоможет вызвать определенные заболевания.

Уровская болезнь связана с понижением уровня кальция и пвышением уровня стронция. Это приводит к деформации скелета, укорочеию пальцев, уменьшению длины тела.

Избыток фтора в воде или пчве приводит к крапчаптой эмали зубов – флюорозу. Люди не могут употреблять жесткую пищу. При недостатке фтора развивается кариес.

Дефицит йода – эндемический зоб.

Дефицит меди – медьдефицитное малокровие.

Дефицит ванадия и лития приводит к повышению смертности от атеросклероза и болезней сердца.

Адаптивный тип людей- группа людей, обладающая нормой биологической реакции на преобладающие условия обитания.

Характеризуется особенностями:

- не зависит от расовой и этической принадлежности. Это норма реакции, конвергентно возникающая в сходных условиях существования.

- адаптвные типы формировались на протяжении всей эволюции человека.

- не представляет собой экологически специализированную форму, т.е. не препятствует возможности существования в других условиях.

В разных зонах Земли существуют различные адаптивные типы людей.

- тропики. Удлиненная форма тела, увеличена площадь поверхности тела, увеличена поверхность испарения, увеличены потовые железы, специфическая регуляция водно-солевого обмена, повышено артериальное давление, низкий уровень метаболизма, низкая концентрация АТФ.

- засушливые районы. Понижен основной обмен, повышено содержание гемоглбина ( за счет обезвоживания).

- Арктика. Повышен основной обмен, повышено содержание жиров в сыворотке крови, высокое количество жира под кожей, повышена мышесная масса .

- умеренный климат. Промежуточные характеристики.

ЛЕКЦИЯ № 29