Затверджено на засіданні кафедри

МІНІСТЕСТВО УКРАЇНИ У СПРАВАХ СІМ’Ї, МОЛОДІ ТА СПОРТУ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ЗДОРОВ’Я,ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ І СПОРТУ

КАФЕДРА Педагогіки і психології

ЛЕКЦІЯ № 3

Тема

«Биотические факторы среды»

для студентів денної форми навчання факультетів «спорт», «здоров’я людини і фізичне виховання»

Затверджено на засіданні кафедри

Пр.№_______від”___________”__________________2012р.

Завідувач кафедри_________________________________

Свойства живой системы. Между живым и неживым не существует непреодолимой границы. Живой может быть названа динамическая система, которая активно воспринимает и преобразует молекулярную информацию с целью самосохранения. Каждой живой клеткой управляет молекулярный компьютер, который производит операции над сигнальными молекулами по программе, записанной на ДНК и РНК.

Эволюция обеспечила организм неисчерпаемыми резервами надежности. Надежность биологических систем – свойство клеток, органов, систем организма выполнять специфические функции, сохраняя характерные для них величины в течение определенно времени. Живое – это открытая система, имеющая множество связей с окружающей средой. Эти связи осуществляются посредством множества рецепторов: а воздействия окружающей среды не сопровождаются обычно большими отклонениями от нормы и не вызывают серьезных нарушений в физиологических процессах. Это происходит благодаря автоматической саморегуляции, ограничивающей возникающие колебания.

Постепенное накопление в каждой отдельной живой системе необратимых структурных изменений ограничивает ее существование во времени. Поэтому клетка, организм стремятся к самовоспроизведению и размножению, не ожидая, пока возникает угроза их жизни. Наличие программы воспроизведения в виде ДНК и ее большая стабильность по сравнению с другими структурами биологической системы обусловливают свойство наследственности. Но наследственность не абсолютна, она так же, как и живая система в целом, обладает изменчивостью под влиянием случайных спонтанных или индуцированных изменений в генетическом аппарате - мутаций.

Вид, популяция, сообщество. Вид – основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции. Он представляет собой совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, обладающих определенным типом отношений с абиотической и биотической средой и занимающих в природе определенную область (ареал). Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные для вида признаки и свойства называют критериями, среди которых различают морфологический, генетический, физиологический, географический и экологический. Экологический критерий – это совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид.

Популяция – именно та «ячейка» биоты, которая является основой ее существования: в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание вида благодаря наследственности адаптационных качеств, она дает начало новым популяциям и процессам видообразования, т.е. является элементарной единицей эволюционного процесса, тогда как вид есть его качественный этап.

Популяция (от лат. народ) – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует на одной территории, относительно обособленна от других совокупностей того же вида. В популяции постоянно возникают наследственные изменения, которые в результате скрещивания распространяются в популяции и делают ее неоднородной. В популяции действуют борьба за существование, естественный отбор, благодаря которым выживают лишь особи с полезными в данных условиях изменениями. Популяция представляет собой единицу эволюции. Законы, действующие в популяции, основаны на поддержании оптимальной численности, или гомеостаза, популяции. Популяция представляет собой сложное образование: с одной стороны она является частью генетико-эволюционного ряда и ее функцией является обеспечение устойчивого выживания и воспроизведение вида. В то же время популяция является частью функционально-энергетического ряда и является составной частью экосистемы. В этом случае функцией популяции становится участие в трофических цепях. Каждая популяция является экологической единицей и биотическим элементом экосистемы.

Популяции как групповые объединения обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. К групповым особенностям популяции относятся: 1. – численность: общее количество особей на выделяемой территории; 2. – плотность: средне число особей на единицу площади; 3. - рождаемость: число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения; 4. - смертность – количество погибших особей за определенный отрезок времени; 5. – прирост популяции: разница между рождаемостью и смертностью, прирост может быть как положительным, так и отрицательным; 6. – темп роста – средний прирост за единицу времени.7.- наличие генофонда и генетическая обособленность.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особе й по территории, соотношение групп по полу, возрасту морфологическим, поведенческим, физиологическим и генетическим особенностям отражают структуру популяций. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой – под влиянием абиотических и биотических факторов среды. Следовательно, структура популяций имеет приспособительный характер. Способность вида осваивать разные среды обитания выражается величиной экологической валентности. Кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида на определенной территории характеризуется приспособительными чертами групповой организации, которые являются популяции как надорганизменной системы. Адаптивные возможности вида как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи. К внутривидовым отношениям относятся: конкуренция, эффект группы и массовый эффект. Конкуренция – это соперничество между особями одного вида за жизненно важные ресурсы. Она способствует увеличению приспособленности организмов за счет увеличения разнообразия ресурсов, которые используются популяцией.

Эффект группы – это оптимизация физиологических процессов, повышающая жизнеспособность во время объединения животных одного вида в группы. Э.г. проявляется как психофизиологическая реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Выражается в ускорении темпов роста, плодовитости, быстрейшему возникновению условных рефлексов, увеличению продолжительности жизни.

Массовый эффект- это перенаселение территории особями одного вида. М.э. имеет негативные последствия для животных. М.э. еще называют эффектом самоограничения.

Каждый вид, представленный конкретной популяций, является компонентом определенного сообщества. Каждый организм живет в окружении множества других организмов, вступает с ним в самые разнообразные отношения как с отрицательными, так и с положительными для себя последствиями и в конечном счете не может существовать без живого окружения. Биотическая среда – это непосредственно живое окружение организма. Для каждого вида биотическая среда имеет свой определенный видовой состав, который и образует группировки. Всю сумму воздействий, которую оказывают друг на друга живые существа, объединяют названиями биотические факторы среды. Они подразделяются на: микробогенные. Зоогенные, фитогенные и антропогенные. Представители каждого вида способны существовать лишь в таком живом окружении, где связи с живыми организмами обеспечивают им нормальное существование или условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы встречаются на Земле не в любом сочетании, а образуют определенные сообщества, в которые входят виды, приспособленные к совместному обитанию. Сообщество (биоценоз) включает все популяции разных видов, характеризующихся определенными отношениями, как между собой, так и с неорганической средой на определенной территории, называемой биотоп.

Сообщество (или биоценоз) – это более высокий уровень организации, чем популяция, которая является его составной частью.

Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношениях друг с другом. Естественные объединения живых организмов представляют собой природные системы, относящиеся к надорганизменному уровню организации жизни.

1. Сообщества всегда возникают, складываются из готовых частей (представителей различных видов или целых комплексов видов), имеющихся в окружающей среде. Этим способ возникновения их отличается от формирования отдельного организма, особи, которое происходит путем постепенной дифференциации зачатков.

2. Части сообщества заменяемы. Один вид или комплекс видов может занять место другого со сходными экологическими требованиями без ущерба для всей системы, части же (органы) любого организма уникальны.

3. Если в целостном организме поддерживается постоянная координация, согласованность деятельности его органов, клеток, тканей, то надорганизменная система существует в основном за счет уравновешивания противоположно направленных сил. Интересы многих видов в биоценозе прямо противоположны. Хищники – антагонисты своих жертв, но тем не менее они существуют вместе, в рамках единого сообщества.

4. Предельные размеры организма ограничены его внутренней наследственной программой. Размеры надорганизменных систем определяются внешними причинами.

Межвидовые отношения – это конкуренция; отношения «хищник-жертва», нейтрализм, паразитизм, симбиоз.

Принципы экологической классификации организмов. Если современная систематика строится на основе единственного главного критерия степени родства организмов, то в экологии разно плановость и разнообразие способов и путей адаптаций к среде создают необходимость множественных классификаций. В основу экологических классификаций могут быть положены самые разнообразные критерии. Но главной экологической классификаций организмов является разделение их на группы по характеру питания:

Автотрофы – это организмы, использующие в качестве источника построения тела неорганические соединения. Это те организмы, которые используют энергию Солнца, недоступную всем остальным организмам на Земле и превращают ее в доступные органические соединения. Осуществляется это с помощью фотосинтеза – сложного и удивительно совершенного механизма превращения и накопления энергии в растительных клетках под воздействием солнечного света. Сущность процесса фотосинтеза заключается в улавливании лучистой энергии солнечного света специальными высокоэффективными «ловушками» - молекулами хлорофилла. Углеводы и другие питательные вещества, создаваемые зелеными растениями в процессе фотосинтеза, являются единственными доступными для животных источниками энергии.

Гетеротрофы –организмы, использующие для питания готовые сложные органические соединения. Эти соединения дают гетеротрофам энергию, не обходимую для их жизнедеятельности, а также служат источником специфических атомов и молекул, идущих на поддержание и возобновление клеточной структуры и новообразование протоплазмы в процессе роста. Совокупность этих процессов называется обменом веществ или метаболизмом.

Существует несколько типов гетеротрофного питания: голозойный – захват пиши внутрь тела, где она подвергается перевариванию, превращаясь в растворимые молекулы, которые могут всасываться и усваиваться организмом. Этот тип питания состоит из поглощения пищи, переваривания, всасывания, ассимиляции: использование организмом всосавшихся молекул для получения энергии или пластических нужд, экскреции.

Есть организмы травоядные, плотоядные и всеядные. Есть также микрофаги, поглощающие пищу в виде мелких частиц, есть макрофаги – потребляющие пищу крупным куском.

Сапрофитный пит питания – наружный тип питания, когда переваривание пищи происходит вне живого организма, путем обволакивания пищи слизью.

Отношения организмов в биоценозах. Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основные условия жизни видов в сообществах, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.

Трофические связи возникают, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо продуктами жизнедеятельности или мертвыми остатками.

Топические связи характеризуют любое, физическое или химическое, изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Эти связи крайне разнообразны. Они заключаются в создании одним видом среды для другого (внутренний паразитизм), в формировании субстрата, на котором поселяются или, наоборот, избегают селиться представители других видов. Из-за сложности межвидовых отношений каждый конкретный вид может преуспевать далеко не везде, где складывается для него подходящие условия физической среды. Поэтому различают два понятия: физиологический оптимум – благоприятные для вида сочетания всех абиотических факторов, при которых возможны наиболее быстрые темпы роста и размножения.

Синэкологический оптимум -это такое биотическое окружение, при котором вид испытывает наименьшее давление со стороны других видов, что позволяет ему успешно размножаться. Физиологический и синэкологический оптимумы далеко не всегда совпадают.

Отношения типа хищник-жертва, паразит-хозяин – это прямые пищевые связи которые для одного из партнеров имеют отрицательные, а для другого – положительные последствия. Пищевые взаимосвязи – основные в сообществах, любой гетеротрофный организм может существовать лишь за счет других гетеротрофных или автотрофных организмов.Конкуренция – наиболее частый тип отношений, при котором две популяции в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно.Конкуренция может привести либо к установлению равновесия между двумя видами, либо к замене популяции одного вида другим. В данном случае действует принцип исключения: два одинаковых в экологическом отношении и с одинаковыми экологическими потребностями вида не могут сосуществовать в одном месте, и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Из принципа исключения следует, что каждый вид в природе занимает определенное место.

Положение вида, которое он занимает в системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды называют экологической нишей вида. Понятие «экологическая ниша» следует отличать от понятия «местообитание». В последнем случае подразумевается та часть пространства, Которая заселена видом и которая обладает необходимыми абиотическими условиями для его существования. Экологическая ниша – понятие, включающее в себя не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и функциональную роль организма в сообществе (например, его трофический статус) и его положение относительно градиентов внешних факторов – температуры, влажности, рН почвы и других условий существования. Это уникальное многомерное биологическое пространство, занимаемое видом. Экологическая ниша – абстрактное понятие, это совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Экологическая ниша не может долго пустовать – об этом говорит правило обязательного заполнения экологических ниш: пустующая ниша всегда бывает естественно заполнена. Человек должен быть предельно осторожен в вопросах акклиматизации (интродукции) видов в новые места обитания для обогащения сообществ полезными для человека организмами. Например, при а кклиматизации дальневосточной пчелы в европейскую часть были занесены клещи- возбудители заболевания, погубившего большое число особей. В Австралию из Англии интродуцировали кроликов для спортивной охоты. Местные условия оказались для них благоприятными, а хищники- динго – не опасными.В результате кролики расплодились и уничтожили растительность пастбищ. А лисы, привезенные в Австралию для уничтожения кроликов, нашли себе более легкую добычу – местных сумчатых. Из-за кошек, завезенных в Австралию 2 столетия назад с переселенцами из Европы, страна лишилась 9 австралийских видов мелких животных и птиц, которые были за эти 200 лет съедены кошками. В Австралии насчитывается 18 млн кошек – столько, сколько людей.

Еще один пример внедрения чужеродного вида в экосистему со свободными экологическими нишами – нашествие кактуса рода опунция на Австралийский континент. Они были завезены в начале 20 века в Австралию для использования в качестве живых изгородей. При отсутствии сильных конкурентов она распространилась по всему материку, превратившись в сорняк и заняв тысячи гектаров ценных угодий. После нескольких неудачных попыток искоренения для борьбы с опунцией завезли из Ю. Америки бабочку кактусовую огневку, которая и помогла искоренить этот вид.

Особенности адаптации, формирующейся на уровне популяции. Эти особенности очень четко можно рассматривать на примере взаимоотношений животных с микропаразитами. Эти взаимодействия подчиняются статически – вероятным закономерностям. Крайними проявлениями такого взаимодействия являются, иммунитет у части животных и остро выраженная патология у другой части той же популяции, заканчивающаяся смертельным исходом. Между ними возможны переходные формы, определяемые степенью реактивности организмов животных к патогенному микроорганизму. Среднее положение занимает та группа особей в популяции, у которой патологическое состояние заканчивается выздоровлением (ремиссией). При эпидемии в популяции проявляется индивидуальное различие организмов. По конечному результату и патологической реакции можно выделить в популяции животных три характерных типа: 1 – иммунные, не реагирующие с данным микроорганизмом; 2 – резистентные, реагирующие с патогеном, но уничтожавшие его с помощью защитных механизмов; 3 - сенсибилизированные, дающие в результате реакции смертельный исход.

Первый тип животных обладает врожденным /конституционным/ иммуни­тетом к патогенному для популяции агенту и не взаимодействует с ним патологически. Этот иммунитет передается по наследству и формируе­тся на молекулярно-генетическом уровне.

Второй тип животных при взаимодействии с патогенами реагирует включением защитно-компенсаторных адаптивных механизмов, что прояв­ляется в виде определенной патологии. В некоторых случаях организм вырабатывает иммунитет, который не передается по наследству. Но в популяции в результате естественного отбора повышается количество иммунных особей за счет их преимущественного выживания по сравнению с другими типами.

Третий тип животных характеризуется тем, что его защитные меха­низмы ослаблены в силу внутренних причин или внешнего воздействия. Патоген разрушает организм и истощает его защитные силы, наступа­ет смертельный исход. При этом погибают организмы, сенсибилизирован­ные к патогену, что повышает приспособляемость популяции в целом.

Поскольку любая популяция включает все три типа животных, очеви­дно, при длительном давлении патогенных микроорганизмов должен наступить момент, когда в популяции - хозяине погибнут все особи с ослабленным или дефектным механизмом зашиты и, следовательно, погиб­нет и популяция патогенных микроорганизмов, а оставшаяся часть мик­роорганизмов не будет патогенной. Таким образом, гибель животных с несовершенным механизмом защиты является элементом приспособления вида к взаимодействию с микропатогенами. Но процесс приспособления двусторонний, и популяция микроорганизмов также приспосабливается к изменившимся условиям существования. В результате мутаций микро­организмов возникают штаммы, против которых ранее реэистентный организм не имеет защитных свойств. Сложность высокоорганизованных ор­ганизмов, с одной стороны, позволяет им формировать структурно и функционально различные механизмы зашиты от микроорганизмов в про­цессе приспособления к ним, но с другой стороны, в этих организмах, отличавшихся разнообразием индивидуальных свойств, чаще может воз­никнуть дефект в каком-либо звене, который, и используется популя­цией микроорганизмов. В то же время при относительной структурной простоте микроорганизмов их способность к размножению в короткие сроки определяет возможность возникновения в этом потомстве мута­ций, против которых выработанная ранее защита не: эффективна.

Живые организмы как среда обитания. В комплексе физиологических процессов на уровне организма можно выделить два типа реакций, различающихся функционально. Первая группа – это физиологические процессы, составляющие сущность жизни: переваривание и усвоение пищи, клеточный метаболизм, дыхание, водно-солевой обмен и т.д. Эти процессы в сумме обеспечивают жизнь организма, а в глобальном масштабе –функционирование звена, соответствующего видовой специфике. Но в реальных природных условиях осуществление этих фундаментальных функций организма осложнено многоплановой и динамичной средой. Вторая группа физиологических процессов как раз и направлена на выживание организма в сложных условиях среды. Это механизмы адаптации к действию факторов, влияющих на протекание жизненно важных процессов, направленные на обеспечение бесперебойного осуществления фундаментальных физиологических функций в сложной и изменчивой среде. Их интегрированный результат выражен в поддержании гомеостаза организма, т.е. в создании относительного постоянства условий его внутренней среды. Гомеостазированность организма создает предпосылки для использования его другими живыми существами в качестве среды постоянного или временного обитания. Многие виды гетеротрофных ор­ганизмов в течение всей жизни или части жизненного цикла обитают в других живых существах, тела которых служат для них средой, существенно отличающейся по свойствам от внешней. Использование одними жи­выми организмами других в качестве среды обитания - очень древнее и широко распространенное в природе явление. В биологии это носит название «паразитизм» - тип взаимоотношений между организмами ра­зных биологических видов, из которых один использует другого в качестве среды обитания и источника питания, нанося ему в большинстве случаев вред. Организм, являющийся средой обитания, носит название "хозяин". А организм, живущий внутри, называется "паразит". С экологической точки зрения паразитизм имеет много общих черт с хищничеством, а отличия заключаются в следующем: паразиты меньше своего хозяина; -строение, обмен веществ, жизненные циклы паразита значительно специализированны и зависят от хозяина; - паразит снижает жизнедеятельность хозяина, но не убивает его; нет организмов, которые не поражены паразитами. Вну­триклеточные паразиты и симбионты обнаружены у большого числа одноклеточных форм / красных, зеленых, диатомовых водорослей, амеб, инфузорий и т.д./. Практически нет ни одного вида многоклеточных ор­ганизмов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяев, чем больше степень дифференцированности их тканей и орга­нов, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. Паразитов больше всего среди микроорганизмов и относи­тельно примитивных многоклеточных, а подверженность паразитизму на­иболее развиты у позвоночных животных. Считается, что половина видов на планете- паразиты. Группа живых организмов, наиболее полно освоивших возможности обитания в других организмах – вирусы. Крайняя простота их устройства – явно вторичное явление. Свидетельство этому- высокая степень сложности и разнообразия генетической системы вирусов, они не обладают раздражимостью, лишены собственного аппарата синтеза белка, Они не способны к самостоятельному существованию, и их связь с клеткой- жесткая пространственно-функциональная, в которой клетка и вирус представляют некое единство.

Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина. Это, с одной стороны, дает им целый ряд экологических преимуществ, а с другой - затрудняет осуществление их жизненного цикла по срав­нению со свободноживущими видами.

Практически неограниченные пищевые ресурсы служат для паразитов та­кже условием высокого потенциала их размножения, которое обеспечива­ет им вероятность заражения других хозяев. Важным экологическим пре­имуществом для обитателей живых организмов является их защищенность от непосредственного воздействия факторов внешней среды. Внутри хозяина его сожители практически не встречаются с угрозой высыхания, резкими колебаниями температуры, значительными изменениями солево­го и осмотического режимов. В особенно стабильных условиях сущест­вуют внутренние обитатели теплокровных животных. Колебания условий внешней среды сказываются на внутренних паразитах и симбионтах лишь опосредованно, через организм хозяина.

Защищенность от внешних воздействий, обилие легкоусвояемой пищи, относительная стабильность условий делают ненужной сложную диффере­нциацию тела, и поэтому многие внутренние паразиты и симбионты ха­рактеризуются в эволюции вторичным упрощением строения, вплоть до потери целых систем органов.

Выход во внешнюю среду чаше всего чреват для паразитов многими опасностями, поэтому на той стадии жизненного цикла, которую пара­зиты проводят вне хозяина, у них развиваются различные защитные приспособления, позволяющие пережить этот критический период.

Основные экологические трудности, с которыми сталкиваются внут­ренние сожители живых организмов - это ограниченность жизненного пространства для тканевых и особенно внутриклеточных обитателей, сложность снабжения кислородом, трудность распространения от одной особи хозяев к другим, а также защитные реакции организма хозяина против паразитов.

Живые организмы не только испытывают воздействия со стороны сим­бионтов и паразитов, но и энергично реагируют на них. Обитатели такой живой среды должны преодолевать сопротивление организма хо­зяина, его защитные реакции. Это сопротивление паразитам получило название активного иммунитета. Полноценные здоровые особи часто об­ладают действенными защитными приспособлениями, не позволяющими проникать в них патогенным организмам. У животных защитной реакцией от вторжения посторонних организмов является выработка гуморального иммунитета - образования в крови хозяина специфических белковых веществ, антител, подавляющих паразитов. Заработка иммунитета стимулируется токсинами паразита и часто предохраняет от повторных зара­жений.

Среда обитания паразитов ограничена как во времени / жизнью хозяев /, так и в пространстве. Поэтому основные адаптации направлены на возможность распространения в этой среде, передачи от одного хо­зяина к другому. Главнейшее приспособление к этому - повышенная способность к размножению, выработка сложных жизненных циклов, ис­пользование переносчиков и промежуточных хозяев. Только чрезвычайна плодовитость увеличивает шансы на выживание и завершение жизненного цикла, хотя бы немногих потомков, поддержание существования видов.

У многих паразитов чередование поколений сочетается со сменой двух или более хозяев, так что одно поколение существует в одном хозяине, а другое - в другом. Многообразие и сложность жизненных циклов паразитов выработались как приспособление для передачи от одной особи хозяина к другой, для распространения. Многим паразитам в процессе онтогенеза свойственна смена хозяев, имевшая определенную закономер­ность. Существует ряд паразитарных заболеваний, которые передаются с помощью переносчиков возбудителей болезни, /например, клещевой энцефалит/. Эти заболевания приурочены к определенной территории, где обитаю все виды, необходимые для непрерывной циркуляции возбудите­лей данной болезни. В ряде случаев паразиты становятся средой оби­тания других видов - возникает явление гиперпаразитизма. Например, травоядное млекопитающее является хозяином для блох-паразитов, а блохи в свою очередь являются хозяевами жгутиковых одноклеточных. При такой форме взаимодействия может участвовать разное число видов и количество особей в зависимости от степени социализации паразитов и их обилия.

Большой круг паразитов обитает не внутри, а на поверхности тела хозяина. Последний в этом случае выступает лишь как часть внешней среды паразита, снабжая его пищей, представляя убежище, трансфор­мируя микроклимат Многие возбудители болезней человека, животных и растений являются паразитами. В процессе эволюции формирование патогенной для человека микрофлоры шло несколькими путями: эволюция патогенных микроорганизмов параллельно с эволюцией хозяина; приобретение патогенности непатогенными паразитами человека (напр., дизентерийная амеба); адаптация сапрофитов к паразитированию(холерный вибрион); адаптация к человеку паразитов домашних и диких животных. Перечисленные пути нарастания паразитизма, превращение условно патогенных микроорганизмов в патогенные взаимосвязано со снижением реактивности, особенно в условиях экологического кризиса, когда под влиянием различных повреждающих воздействий изменяется резистентность и иммунитет организма.

Ущерб, наносимый паразитами человеку, животным, растениям резко снизился за счет профилактики и успешного лечения. Но полного иско­ренения на Земле даже отдельных видов биологических патогенных орга­низмов не произошло. Факты свидетельствуют о том, что паразитарное население высших организмов играет важную роль в стимулировании иммунной системы, поддерживая ее на высоком уровне и в конечном итоге сохраняя гомеостаз хозяина. На паразитов смотрят односторонне, при­писывая им вредоносную функцию. Но возникает вопрос: неужели пара­зиты, возникнув на заре жизни, на Земле, прейдя весь путь биологиче­ской эволюции, исчисляемой сотнями миллионов лет, заполнив все жи­вое на Земле, от одноклеточных до млекопитающих, играет только от­рицательную роль? Ведь паразиты были поддержаны естественным отбо­ром, а все нецелесообразное, менее жизнеспособное он отметал, т.е. паразиты являются необходимым компонентом нашей нормальной жизнеде­ятельности. Тесная связь паразита с хозяином имеет следствием отбор двоякого рода. Среди паразитов получают преимущества те, которые способны более полно и длительно использовать хозяина, не приводя

его к слишком ранней гибели и обеспечивая тем самым себе наилучшее существование. Иными словами, паразит изнуряет, не губит хозя­ина. В свою очередь, отбор на сопротивляемость организма хозяина также приводит к тому, что вред от присутствия в нем паразита ста­новится все менее и менее ощутимым. В ходе эволюции первоначально острые отношения хозяина и паразита могут перейти в нейтральные, а иногда и во взаимополезные связи двух видов - симбиоз. Такие неразделимо полезные связи в природе распространены широко Жвачные животные переваривают клетчатку с помощью бактерий. Известен симбиоз клубеньковых бактерий с высшими растениями, Клубеньковые бактерии являются уникальными фиксаторами молекулярного азота, Без участия микробов высшие организмы не способны усваивать молекулярный азот, у них нет для этого ферментативных систем. Известен также симбиоз водорослей и грибов в лишайниках, симбиоз грибов с высшими растениями, Известен защитный для человека симбиоз определенных штаммов кишечной палочки в пищеварительном тракте – это нормальная микрофлора кишечника здорового человека. Всего в природе насчитывается более 20 тыс. видов симбиотических организмов. Таким образом, отношения между живыми организмами- один из основных регуляторов численности и пространственного распределения организмов в природе.

Взаимодействие человека с другими живыми организмами. Организм и среда составляют единую экологическую экосистему, в которой важная функция принадлежит микроорганизмам, симбионтам человека (бактерии, бактериоиды, грибы, простейшие). Макрорганизм и его аутофлора в нормальных условиях находятся в состоянии динамического равновесия, которое сложилось и закрепилось в процессе длительного эволюционного развития. Вся аутофлора человека образует микробиоценоз. Состав аутофлоры относительно постоянный, несмотря на влияние многих факторов. Первичное заселение микроорганизмами стерильного до рождения организма ребенка происходит во время родов, а затем микрофлора ребенка формируется под влиянием окружающей среды.Формирование микробиоценоза у ребенка в течение первого года жизни стимулирует образование многих защитных механизмов и приспособлений.

Аутофлора формировалась в процессе эволюции длительное время и поэтому в каждой части тела она имеет относительное постоянство с определенной изменчивостью и динамизмом. Подсчитано, что количество микроорганизмов, колонизующих все возможные экологические ниши организма (кожу, слизистые оболочки), измеряется числом 10 в 14 степени. А сам организм человека состоит в среднем из 10 вм13 степ. клеток. На 1 клетку человеческого тела приходится 10 клеток разных микроорганизмов. Но распределяются они неравномерно. На коже насчитывается 10 в 12 ст. микроорганизмов, в ротовой полости – 10 в 10 ст., а в толстом кишечнике – 10 в 13 ст.

По современным данным, микроорганизмы, с которыми сталкивается человек в течение жизни, можно разделить на 4 группы. 1группа – это микроорганизмы, называемые транзиторными, и они не созданы для длительного пребывания в организме человека. 2 группу составляют представители нормальной микрофлоры, дающие организму пользу. 3 группа представлена микроорганизмами, достаточно постоянно наблюдающихся у здоровых людей и находящихся в состоянии равновесия с организмом. Но при определенных изменениях эти условно-патогенные формы могут вызывать болезни. Это – стафилококки, протеи, цитробактеры. А в группу 4 входят возбудители инфекционных заболеваний.

Заключение. Абиотические и биотические факторы среды обитания находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимы.

План лекции. 1. Свойства живых систем. 2.Вид, популяция, отличительные свойства популяции. 3. Сообщество. 4. Принципы экологической классификации организмов. 5. Отношения организмов в биоценозах и экосистемах. 6. Экологическая ниша. 7.Особенности адаптации, формирующейся на уровне популяции. 8. Живые организмы как среда обитания.

9. Заключение.

 

 

Использованная литература:

1. Коробкин В.И., Передельский Л.В.Экология в вопросах и ответах: Учеб.

пособ. /В.И. Коробкин, Л.В. Передельский.- Ростов н/ Д: Феникс, 2002.-384 с.

2. Чернова Н. М., Былова А.М. Экология: Учеб. пособ./Н.М. Чернова,А.М.

Былова.- М.: Просвещение, 1998.- 350 с.

 

 

План-проспект лекции подготовлен доцентом Повх В.Н.