Природная среда обитания человека. Человек как элемент среды обитания. Это связано было с

Гладкие мышцы представлены в полых органах, кровеносных сосудах и коже. Гладкие мышечные волокна не имеют поперечной исчерченности. Клетки укорачиваются в результате относительного скольжения нитей. Скорость скольжения и скорость расщепления аденозинтрифосфата в 100-1000 раз меньше, чем в . Благодаря этому гладкие мышцы хорошо приспособлены для длительного стойкого сокращения без утомления, с меньшей затратой энергии.

Гладкие мышцы являются составной частью стенок ряда полых внутренних органов и участвуют в обеспечении функций, выполняемых этими органами. В частности, они регулируют кровоток в различных органах и тканях, проходимость бронхов для воздуха, перемещения жидкостей и химуса (в желудке, кишечнике, мочеточниках, мочевом и желчном пузыре), сокращение матки при родах, размер зрачка, кожного рельефа.

Гладкомышечные клетки имеют веретенообразную форму, длину 50-400 мкм, толщину 2-10 мкм (рис. 5.6).

Гладкие мышцы относятся к непроизвольным мышцам, т.е. их сокращение не зависит от воли макроорганизма. Особенности двигательной деятельности желудка, кишечника, кровеносных сосудов и кожи в известной степени определяют физиологические особенности гладких мышц этих органов.

Характеристика гладкой мускулатуры

• Обладает автоматизмом (влияние интрамуральной нервной системы носит корригирующий характер)
• Пластичность — способность долго сохранять длину без изменения тонуса
• Функциональный синтиций — отдельные волокна разделены, но имеются особые участки контакта — нексусы
• Величина потенциала покоя — 30-50 мВ, амплитуда потенциала действия меньше, чем у клеток скелетных мышц
• Минимальная «критическая зона» (возбуждение возникает, если возбуждается некоторое минимальное число мышечных элементов)
• Для взаимодействия актина и миозина необходим ион Ca 2+ который поступает извне
• Длительность одиночного сокращения велика

Особенность гладких мышц — их способность проявлять медленные ритмические и длительные тонические сокращения. Медленные ритмические сокращения гладких мышц желудка, кишечника, мочеточников и других полых органов способствуют перемещению их содержимого. Длительные тонические сокращения гладких мышц сфинктеров полых органов препятствуют произвольному выходу их содержимого. Гладкие мышцы стенок кровеносных сосудов, также находятся в состоянии постоянного тонического сокращения и влияют на уровень артериального давления крови и кровоснабжение организма.

Важным свойством гладких мышц является их мистичность, т.е. способность сохранять вызванную растяжением или деформацией форму. Высокая пластичность гладких мышц имеет большое значение для нормального функционирования органов. Например, пластичность мочевого пузыря позволяет при его наполнении мочой профилактировать повышение в нем давления без нарушения процесса мочеобразования.

Чрезмерное растяжение гладких мышц вызывает их сокращение. Это происходит в результате деполяризации мембран клеток, вызванной их растяжением, т.е. гладкие мышцы обладают автоматизмом.

Сокращение, вызываемое растяжением, играет важную роль в авторегуляции тонуса кровеносных сосудов, перемещении содержимого желудочно-кишечного тракта и других процессах.

Рис. 1. А. Волокно скелетной мышцы, клетка сердечной мышцы, гладкая мышечная клетка. Б. Саркомер скелетной мышцы. В. Строение гладкой мышцы. Г. Механограмма скелетной мышцы и мышцы сердца.

Автоматизм в гладких мышцах обусловлен наличием в них особых пейсмекерных (задающих ритм) клеток. По своей структуре они идентичны другим гладкомышечным клеткам, но обладают особыми электрофизиологическими свойствами. В этих клетках возникают пейсмекерные потенциалы, деполяризующие мембрану до критического уровня.

Возбуждение гладкомышечных клеток вызывает увеличение входа ионов кальция в клетку и высвобождение этих ионов из саркоплазматического ретикулума. В результате повышения концентрации ионов кальция в саркоплазме активируются сократительные структуры, но механизм активации их в гладком волокне отличается от механизма активации в поперечно-полосатых мышцах. В гладкой клетке кальций взаимодействуете белком кальмодулином, который активирует легкие цепи миозина. Они соединяются с активными центрами актина в протофибриллах и совершают «гребок». Гладкие мышцы расслабляются пассивно.

Гладкие мышцы относятся к непроизвольным, и их не зависит от воли животного.

Физиологические свойства и особенности гладких мышц

Гладкие мышцы, так же, как и скелетные, обладают возбудимостью, проводимостью и сократимостью. В отличие от скелетных мышц, обладающих эластичностью, гладкие мышцы имеют пластичность — способность длительное время сохранять приданную им при растяжении длину без увеличения напряжения. Такое свойство важно для выполнения функции депонирования пищи в желудке или жидкостей в желчном и мочевом пузыре.

Особенности возбудимости гладкомышечных клеток в определенной мере связаны с низкой разностью потенциалов на мембране в покое (E 0 = (-30) — (-70) мВ). Гладкие миоциты могут обладать автоматией и самопроизвольно генерировать потенциал действия. Такие клетки — водители ритма сокращения гладких мышц имеются в стенках кишечника, венозных и лимфатических сосудов.

Рис. 2. Строение гладкомышечной клетки (A. Guyton, J. Hall, 2006)

Длительность ПД гладких миоцитов может достигать десятков миллисекунд, так как ПД в них развивается преимущественно за счет входа ионов Са 2+ в саркоплазму из межклеточной жидкости через медленные кальциевые каналы.

Скорость проведения ПД по мембране гладких миоцитов малая — 2-10 см/с. В отличие от скелетных мышц возбуждение может передаваться с одного гладкого миоцита на другие, рядом лежащие. Такая передача происходит благодаря наличию между гладкомышечными клетками нексусов, обладающих малым сопротивлением электрическому току и обеспечивающих обмен между клетками ионов Са 2+ и другими молекулами. В результате этого гладкая мышца проявляет свойства функционального синтиция.

Сократимость гладкомышечных клеток отличается длительным латентным периодом (0,25-1,00 с) и большой длительностью (до 1 мин) одиночного сокращения. Гладкие мышцы развивают малую силу сокращения, но способны длительно находиться в тоническом сокращении без развития утомления. Это связано с тем, что на под/держание тонического сокращения гладкая мышца расходует в 100-500 раз меньше энергии, чем скелетная. Поэтому расходуемые гладкой мышцей запасы АТФ успевают восстанавливаться даже во время сокращения и гладкие мышцы некоторых структур организма практически постоянно находятся в состоянии тонического сокращения. Абсолютная сила гладкой мышцы составляет около 1 кг/см 2 .

Механизм сокращения гладкой мышцы

Важнейшей особенностью гладкомышечных клеток является то, что они возбуждаются под влиянием многочисленных раздражителей. в естественных условиях инициируется только нервным импульсом, приходящим к . Сокращение же гладкой мышцы может быть вызвано как влиянием нервных импульсов, так и действием гормонов, нейромедиаторов, простагландинов, некоторых метаболитов, а также воздействием физических факторов, например растяжением. Кроме того, возбуждение и сокращение гладких миоцитов может произойти спонтанно — за счет автоматик.

Способность гладких мышц отвечать сокращением на действие разнообразных факторов создаст значительные трудности для коррекции нарушений тонуса этих мышц в медицинской практике. Это видно на примерах трудностей лечения бронхиальной астмы, артериальной гипертензии, спастического колита и других заболеваний, требующих коррекции сократительной активности гладких мышц.

В молекулярном механизме сокращения гладкой мышцы также имеется ряд отличий от механизма сокращения скелетной мышцы. Нити актина и миозина в гладкомышечных клетках располагаются менее упорядочение, чем в скелетных, и поэтому гладкая мышца не имеет поперечной исчерченности. В актиновых нитях гладкой мышцы нет белка тропонина и центры актина всегда открыты для взаимодействия с головками миозина. В то же время головки миозина в состоянии покоя не энергизированы. Для того чтобы произошло взаимодействие актина и миозина, необходимо фосфорилировать головки миозина и придать им избыток энергии. Взаимодействие актина и миозина сопровождается поворотом головок миозина, при котором актиновые нити втягиваются между миозиновыми и происходит сокращение гладкого миоцита.

Фосфорилирование головок миозина производится при участии фермента киназы легких цепей миозина, а дефосфорилирование — с помощью фосфатазы. Если активность фосфатазы миозина преобладает над активностью киназы, то головки миозина дефосфорилируются, связь миозина и актина разрывается и мышца расслабляется.

Следовательно, чтобы произошло сокращение гладкого миоцита, необходимо повысить активность киназы легких цепей миозина. Ее активность регулируется уровнем ионов Са 2+ в саркоплазме. Нейромедиаторы (ацетилхолин, норадрсналин) или гормоны (вазопрессин, окситоцин, адреналин) стимулируют свой специфический рецептор, вызывая диссоциацию G-белка, а-субъединица которого далее активирует фермент фосфолипазу С. Фосфолигтза С катализирует образование инозитолтрисфосфата (ИФЗ) и диацилглицерола из фосфо-инозитолдифосфата мембраны клетки. ИФЗ диффундирует к эндоплазматическому ретикулуму и после взаимодействия со своими рецепторами вызывает открытие кальциевых каналов и высвобождение ионов Са 2+ из депо в цитоплазму. Увеличение содержания ионов Са 2+ в цитоплазме является ключевым событием для инициации сокращения гладкого миоцита. Увеличение содержания ионов Са 2+ в саркоплазме достигается также за счет его поступления в миоцит из внеклеточной среды (рис. 3).

Ионы Са 2+ образуют комплекс с белком кальмодулином, и комплекс Са 2+ -кальмодулин повышает киназную активность легких цепей миозина.

Последовательность процессов, приводящих к развитию сокращения гладкой мышцы, можно описать следующим образом: вход ионов Са 2+ в саркоплазму — активация кальмодулина (путем образования комплекса 4Са 2 -кальмодулин) — активация киназы легких цепей миозина — фосфорилирование головок миозина — связывание головок миозина с актином и поворот головок, при котором нити актина втягиваются между нитями миозина — сокращение.

Рис. 3. Пути поступления ионов Са 2+ в саркоплазму гладкомышечной клетки (а) и удаления их из саркоплазмы (б)

Условия, необходимые для расслабления гладкой мышцы:

• снижение (до 10-7 М/л и менее) содержания ионов Са 2+ в саркоплазме;
• распад комплекса 4Са 2+ -кальмодулин, приводящий к снижению активности киназы легких цепей миозина — дефосфорилирование головок миозина под влиянием фосфатазы, приводящее к разрыву связей нитей актина и миозина.

В этих условиях эластические силы вызывают относительно медленное восстановление исходной длины гладкомышечного волокна и его расслабление.

Человеческий организм неразрывно связан с той средой, в которой он существует. Используя ее природные ресурсы, он удовлетворяет свои насущные потребности и, сам того не замечая, изменяет окружающую местность, формирует совершенно новые ландшафты. В результате активной человеческой деятельности формируется особая система: «человек - среда обитания». Именно этой системе и будет посвящена наша статья.

Итак, среда обитания человека - это что такое? Из каких компонентов она состоит? Как эта среда влияет на человека? И как сам человек воздействует на окружающую его среду? Ответы на все эти вопросы вы найдете далее.

Среда обитания человека - это… Определение понятия

Ежедневно человек удовлетворяет целый ряд своих потребностей - биологических, социальных, трудовых, экономических и т. д. Причем у жителя крупного мегаполиса круг этих потребностей намного шире, нежели у обитателя глухой деревни. Ресурсы для их удовлетворения он, разумеется, берет из окружающей среды.

Итак, что же такое среда обитания человека? Это, в самом широком понимании, совокупность биотических (естественных) и абиотических (искусственных) условий и факторов, в которых проживает конкретный вид. Более простыми словами, это та действительность, которая окружает человека и воздействует на него (прямо или опосредованно). В биологии это понятие нередко пересекается с термином «ареал».

Среда обитания человека - это достаточно сложная система, состоящая из нескольких подкомпонентов. О ее структурной организации пойдет речь далее в нашей статье.

«Человек - среда обитания»: общие черты системы

В своем жизненном цикле человеческий организм тесно и непрерывно взаимодействует с окружающей средой, образуя тем самым упомянутую в подзаголовке систему. В XXI веке взаимодействие человека и среды обитания можно условно выразить в следующей схеме:

Как видно из этой схемы, человек взаимодействует с биосферой через так называемую техносферу, им же созданную. Техносфера начала формироваться в тот момент, когда Homo Sapiens впервые взял в свои руки примитивные орудия труда и начал преобразовывать окружающий ландшафт.

Со временем человек совершенствовался, численность общемирового населения увеличивалась, изменялся общественный уклад жизни. Вместе с этим изменялась и окружающая среда: в ней появлялись города, промышленные предприятия, транспорт, активно осваивались подземные недра и глубины Океана. Прошло еще немного времени - и человек впервые вышел в открытый Космос.

Деятельность человека на современном этапе его развития направлена, прежде всего, на решение трех основополагающих задач:

1. Удовлетворение элементарных биологических потребностей в пище, воде и чистом воздухе.
2. Создание максимальных комфортных условий для проживания.
3. Разработка методов защиты от негативных воздействий окружающей среды (например, землетрясений, наводнений, экстремальных перепадов температуры и т. п.).

В системе «человек - среда обитания» происходит постоянный обмен потоками вещества, энергии, а также информации, в соответствии с фундаментальными Законами сохранения жизни. Однако этот обмен должен осуществляться в определенных допустимых пределах. Любое превышение уровней этих потоков обязательно сопровождается негативными последствиями, причем как для самого человека, так и для окружающей его среды обитания.

Естественная и искусственная среда

В экологической науке принято различать естественную (природную) и искусственную (техногенную) среду обитания. Первая включает в себя компоненты исключительно природного происхождения: воздух, воду, горные породы, почвенный покров, растительный и животный мир. Выглядит естественная среда обитания человека примерно так, как показано на следующем снимке. На фото - джунгли реки Амазонки, крупнейший в мире тропический лес.

Разумеется, в наше время на Земле практически не осталось естественных ландшафтов, не затронутых какой-либо деятельностью человека. Какая среда обитания называется искусственной? Техногенная среда насыщена, а иногда перенасыщена, веществами и объектами антропогенного происхождения. Это жилые здания, промышленные сооружения, дороги, трубопроводы, линии электропередач и т. п. Природные компоненты и комплексы в техногенных ландшафтах присутствуют, но в сильно видоизмененном виде.

Основные факторы среды обитания

Среда обитания человека имеет очень сложную, многоуровневую и многокомпонентную структуру. Она включает в себя ряд более мелких подсистем:

• природную (литосфера, атмосфера, гидросфера);
• социальную;
• производственную;
• бытовую;
• космическую и пр.

Отдельные элементы окружающей среды, которые в той или иной степени воздействуют на живые организмы, принято называть экологическими факторами. Их можно разделить на три большие группы:

1. Биотические (или органические).
2. Абиотические (или неорганические).
3. Антропогенные (или техногенные).

Важно отметить, что действие всех вышеперечисленных факторов всегда взаимообусловленное. Так, например, чрезмерная и неконтролируемая вырубка леса в горном регионе может спровоцировать речные паводки и наводнения. И от этого в первую очередь пострадают сами жители данного региона, начавшие активно видоизменять окружающий природный ландшафт.

Биотические факторы

К биотическим факторам среды ученые относят разнообразные воздействия одних живых организмов на другие в пределах одного биогеоценоза. Вот лишь несколько примеров подобных влияний:

• Сокращение популяции полевых мышей в неурожайные годы.
• Разрушение почвенного покрова кротами.
• Уничтожение древесной растительности колонией бобров.
• Сбор насекомыми нектара и транспортировка пыльцы растений.

Ключевым биотическим фактором является количество, а также качество поглощенной пищи. Он влияет как на продолжительность жизни, так и на плодовитость особей конкретного вида. Причем биологи пришли к одному интересному выводу: более мелким животным требуется гораздо больше еды для поддержания нормальной жизнедеятельности, нежели крупным (в расчете на единицу массы тела, разумеется). Так, синица при весе в 10-12 г ежедневно съедает около 30% от собственной массы тела, дрозд (80-90 г) - не более 10%, а сова (900 г) - всего 4-5%.

Абиотические факторы

К абиотическим факторам относятся условия среды неорганического характера, влияющие на живые организмы. Это - солнечный свет, температура и влажность воздуха, ветер, атмосферное давление, химический состав почвы, радиационный фон и так далее. Многие абиотические факторы оказывают решающее воздействие на скорость протекания всех биологических процессов в живых организмах.

Для любого абиотического фактора существует три зоны его воздействия:

• оптимальная;
• зона угнетения;
• гибельная.

Разберем это зонирование на конкретном примере. Дерево береза прекрасно себя чувствует в таежной природной зоне умеренного климатического пояса. Это - оптимальная зона воздействия климатического абиотического фактора для конкретного рода растений. С продвижением на север, в лесотундре, березовые рощи заметно мельчают и чахнут (зона угнетения). Еще севернее, в тундровой зоне встречаются лишь некоторые карликовые виды березы. Здесь проходит зона гибели для данного дерева.

Среди абиотических факторов среды наиболее значимым является солнечный свет. Ведь это основной источник энергии для большей части организмов на планете Земля. В частности, для растений. С помощью фотосинтеза они превращают энергию солнечного света в энергию химических связей, участвующих впоследствии в синтезе органических соединений.

Антропогенные факторы

Антропогенные факторы возникли сразу же после появления на Земле человека разумного. К ним относятся все формы человеческой деятельности, направленные на видоизменение окружающей среды и влияющие на жизнь других живых организмов (растительных и животных). Примеры антропогенных факторов среды: охота, рыбалка, вырубка леса, загрязнение воздуха промышленными выбросами, селекция и т. д.

Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено лишь одним аспектом. Дело в том, что в наши дни судьба планетарной флоры и фауны, по сути, находится в руках человека.

Ограничивающие факторы среды

Понятие среды ввел в обиход немецкий ученый Ю. Либих еще в середине позапрошлого века. Он изучал влияние химических веществ, содержащихся в почве, на рост растений. По итогам своих исследований он сформулировал следующий принцип: «величина и устойчивость урожая определяется критически малым количеством того или иного вещества».

Разберем этот принцип на конкретном примере. Речная форель хорошо себя чувствует в воде с концентрацией кислорода не менее 2 мг/литр. Если же эта величина опускается ниже 1,6 мг/литр, то форель в такой среде погибает. Таким образом, дефицит кислорода является ограничивающим фактором для речной форели.

Для человека одним из важнейших ограничивающих факторов природной среды выступает климат. Изучая карты расселения Земли, можно прийти к выводу, что подавляющее большинство жителей нашей планеты проживают в умеренном и субтропическом климатическом поясе. А некоторые части земного шара, как, например, Антарктида и Гренландия, и вовсе практически не заселены.

Классификация условий среды для человека

Каково воздействие среды обитания на человека? Прежде всего, стоит отметить, что человеческий организм, наряду с другими живыми организмами, получает все необходимое для своей жизнедеятельности из окружающей среды. Речь идет о природных ресурсах и условиях.

Факторы и условия среды обитания принято делить на четыре типа, в зависимости от того, насколько они комфортны или некомфортны для человека:

1. Оптимальные - гарантируют человеческому организму сохранение жизни и здоровья, а также высокую работоспособность.
2. Допустимые - приводят к некоторому дискомфорту и снижению продуктивности труда, не оказывая при этом негативного воздействия на здоровье человека.
3. Опасные - оказывают негативное воздействие на здоровье человеческого организма, способствуют постепенной деградации социальной среды.
4. Очень опасные - наносят значительный урон здоровью и могут привести к смерти человека.

Влияние человека на окружающую среду

Влияние человека на среду обитания может быть как положительным, так и негативным. Стремительное увеличение численности населения, рост потребления энергии, возникновение крупных мегаполисов - все это привело к частичной или же полной деградации многих природных комплексов и ландшафтов. Целые регионы нашей планеты в XIX-XX веках изменились до неузнаваемости.

Кризис во взаимоотношениях в системе «человек - среда обитания» привел к возникновению целого ряда глобальных экологических проблем. Решение каждой из них требует колоссальных усилий международных организаций, правительств различных государств и общественности. К самым острым экологическим проблемам современности можно отнести следующие:

• Изменение климата Земли (глобальное потепление).
• Истощение запасов пресной воды.
• Разрушение озонового шара.
• Загрязнение атмосферы.
• Загрязнение внутренних вод и океана.
• Загрязнение и деградация почв.
• Радиоактивное загрязнение.
• Уничтожение биологического разнообразия планеты.

Пагубное влияние человека на среду обитания имеет и зеркальный эффект. Так, учеными уже доказано, что люди, живущие в загрязненных районах, более склонны к различным заболеваниям (в частности, сердечнососудистым недугам). Несколько веков индустриализации и тотальной урбанизации привели к тому, что обновленная окружающая среда стала слишком «агрессивной» к человеку.

Заключение

Среда обитания (окружающая среда) - это сложная, многоуровневая система, определяющая качество жизни человеческого организма. И в ней происходит постоянный и непрерывный процесс взаимодействия между человеком, с одной стороны, и всеми компонентами среды, с другой. Нередко это взаимодействие наносит значительный ущерб природным комплексам и ландшафтам нашей планеты.

Система "человек - среда обитания"

Традиционное рассмотрение проблем безопасности жизнедеятельности как науки основано на раскрытии особенностей безопасного взаимодействия человека (группы людей) с техносферой или, в более широком смысле, со средой обитания.

Под безопасностью жизнедеятельности понимается безопасное взаимодействие человека (группы людей, общества) со средой обитания, или эффективная защищенность приемлемых (в идеальном случае - комфортных) условий жизни человека и общества в среде обитания от превышения допустимого уровня воздействия негативных факторов, опасностей, угроз своим интересам и самому существованию.

В свою очередь среда обитания человека включает в себя, по меньшей мере, три основных компонента: социальный, техногенный, природный. Иначе говоря, среда обитания рассматривается как совокупность социальных, техногенных и природных факторов, существующих соответственно в обществе, техносфере и экологической системе.

Таким образом, в двух последних определениях общество как совокупность и результат взаимодействия некоторого количества людей выступает, с одной стороны, в качестве объекта безопасности жизнедеятельности, а с другой - в качестве компонента среды обитания, потенциально способного к формированию негативных социальных факторов, опасностей, угроз.

Подобный социальный аспект безопасности жизнедеятельности для какой-либо определенной группы населения приводит к формированию понятия общественной безопасности, а для каждого отдельного человека тесно связано с представлением о личной безопасности. К сожалению, гражданские войны, политические репрессии, заказные убийства, терроризм, захват заложников, организованная преступность, многочисленные виды преступлений против личности - все это в совокупности и различных формах проявления может представлять собой реальный источник социальной напряженности и нестабильности, который невозможно игнорировать, говоря о безопасности жизнедеятельности.

Однако даже правонарушитель, являющийся источником социальной опасности, имеет право на юридическую защиту как личность, т.е. установленный законом объект безопасности жизнедеятельности. Кстати, с этой точки зрения смертная казнь, находящаяся в нашей стране под действием бессрочного моратория, но все еще не отмененная законом окончательно, вообще противоречит смыслу и основным положениям Закона РФ "О безопасности".

Другой компонент среды обитания - техносфера - представляет собой элемент ноосферы, сформированный путем преобразования части биосферы в антропогенные объекты, полностью утратившие свойства природной среды и основанные на использовании человеком различных видов техники и технологии. Трактовка понятия "антропогенные объекты" в данном определении полностью правомерна и соответствует Федеральному закону от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ "Об охране окружающей среда".

Созданная человеческим обществом техносфера в конечном счете начинает сама активно влиять на безопасность его жизнедеятельности, становясь мощным фактором существования современной цивилизации. Иначе говоря, техносфера, создаваемая человеком для повышения производительности своего труда и комфортности отдыха, может демонстрировать затем целый ряд негативных эффектов, представляющих опасность для самого человека и общества.

Примерами реализации таких опасностей со стороны техносферы являются случаи травматизма и гибели людей на производстве, техногенные катастрофы локального и глобального масштаба.

Кроме человека и общества негативное влияние со стороны техносферы как совокупности антропогенных объектов испытывает и природная окружающая среда. В конечном же счете, ухудшающееся состояние экологии окружающей среды от действия созданной человеком техносферы вновь ведет к увеличению опасностей для самого человека и общества. Подобный эффект по отношению к человечеству очень наглядно можно сравнить с действием своеобразного "бумеранга техносферы", запущенного человеком с целью покорения природы и вернувшегося к нему обратно через некоторое время в виде вполне реальной угрозы ухудшения его среды обитания и качества жизни.

Последний из компонентов среды обитания - экологическая система - имеет природный характер и является частью биосферы, объединяя в себе растительный, животный и вообще весь биологический мир, обитающий на определенной территории, а также те физико-химические условия, которые существуют в окружающей среде на этой территории в атмосфере, гидросфере и литосфере.

Согласно Федеральному закону "Об охране окружающей среды" естественная экологическая система характеризует состояние природной среды - совокупности природных и природно-антропогенных объектов, сохранивших свои природные свойства. Иначе говоря, вмешательство человека в естественную экологическую систему если и существует, то является минимальным, ограничиваясь защитными и рекреационными (от лат. recreatio - восстановление) функциями, направленными на сохранение и поддержание естественного состояния окружающей природы (например, организация заповедников или территорий, используемых для отдыха и восстановления здоровья людей).

Однако невмешательство или минимальное вмешательство человека в природную среду вовсе не означает полного отсутствия негативных факторов и потенциальных опасностей для человека и общества со стороны природной среды. Более того, огромная мощность воздействия негативных природных факторов в виде ураганов, наводнений, землетрясений, цунами, извержений вулканов носит чаще всего катастрофический характер и приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций. Еще один серьезнейший негативный фактор воздействия на человеческое общество со стороны биологических систем связан с возникновением все новых штаммов вирусных заболеваний, некоторые из которых представляют для человека смертельную угрозу, как, например, "короновирус" атипичной пневмонии (SARS), и могут приобретать характер всемирной эпидемии (пандемии).

В биосфере каждое событие - это одновременно и причина возникновения других событий. Вся живая природа представляет собой единую сеть вещественных, энергетических и информационных взаимодействий, организованных в виде замкнутых авторегуляторных циклов. Экологическая система представляет собой любую совокупность живых оpганизмов и сpеды их обитания, взаимосвязанных обменом веществ, энеpгии, и инфоpмации.

среда обитания техногенный природный

Рисунок 1 - Связь между элементами среды обитания

Вещество - вид материи, который обладает массой. Состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов, мезонов и др. Вещества принято подразделять на простые и сложные (хим. соединения). Под круговоротом веществ понимают многократное участие химических веществ в процессах, происходящих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех частях геосфер Земли, которые включены в биосферу планеты, имеющих важное значение для функционирования биосферы .

Энергия (др. - греч. ?нЭсгейб - "действие, деятельность, сила, мощь") - скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую. Понятие энергии связывает воедино все явления природы. Жизнедеятельность всех живых организмов, включая человека, представляет собой работу, для осуществления которой требуется энергия. Непрерывный поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клеток, преобразуется в энергию химических связей

Информация , в экологических системах может пониматься как энергетически слабый сигнал, управляющий системой. Например, он может восприниматься ее организмами в форме закодированного сообщения о возможности многократно более мощных влияний со стороны других организмов, либо факторов среды, вызывающих их ответную реакцию. Так, слабые и совершенно нечувствительные для человека подземные толчки - предвестники более мощного разрушительного землетрясения, воспринимаются многими животными, своевременно покидающими свои норки.

Таким образом, даже краткий анализ трех основных компонентов среды обитания, представленных социальными, техногенными и природными факторами, показывает, что при определенных условиях воздействия они могут стать и становятся источником реальных опасностей для человека и общества .

Среду обитания человека так же, как и любого живого организма, можно подразделить на несколько условных типов.

Прежде всего, это информационная среда , которую можно считать фильтратом внешних впечатлений, поступающих в мозг, которые зависят от видовых особенностей рецепторов, т.е. органов чувств. Для человека понятие информационной среды усложняется, по сравнению с животными, на несколько порядков в связи с наличием большого количества видео- и словесной информации, т.е. того, что мы называем культурной средой.

Другой вид среды - это минимальная среда , то есть наличие тех необходимых ресурсов, без которых невозможна сама жизнь.

Третье понятие - это физиологическая среда жизни , то есть минимальная среда плюс обеспечение некоторых более сложных потребностей, которое человек, как и любой другой живой организм, получает из среды. Это, например, не просто питание, а полноценное питание или обеспечение потребности в движении и многое подобное.

И наконец, самое широкое понятие окружающей среды - это экологическая среда , или непосредственная среда жизни (среда обитания каждого человека или группы людей), зависящая от многообразных экологических связей с окружающими организмами, как непосредственно обеспечивающими потребности людей, так и с другими организмами Земли.

В свою очередь, среда жизни каждого отдельного человека, окружающая его как в природных экосистемах, так и в условиях городского или сельского существования, также подразделяется на несколько видов.

Во-первых, это собственно природная среда , т.е. те природные экосистемы, в которых живет данная группа людей. Человек ощущает энергетическое состояние природной среды, т.е. наличие определенных климатических условий, электромагнитных полей, атмосферные условия, водную компоненту среды, ландшафт, облик и состав биологического окружения. Кроме того, он находится под властью биологических ритмов, так или иначе связанных не только с общебиосферными, но и с космическими циклами.

Во-вторых, это агротехническая среда : сельскохозяйственные угодья, культурные ландшафты, бульвары, сады и т.п. Этот вид среды требует усилий человека по её поддержанию, ибо это полуискусственные агроэкосистемы.

В-третьих, это социальная среда , в которой живет человек, его культурно-психологическое окружение, социум и та часть информационной среды, которая по своему происхождению связана с культурой, а не с природой. Социальная среда вырастает из биологической среды – из сообщества, этноса, семьи, но не может быть сведена к ней. Социальная среда жизни человека - это следующий уровень организации живой материи.

Насколько все эти виды сред, окружающие человека, способны удовлетворить его биологически обоснованные потребности, определяет качество его жизни. Человек включен в баланс природных ресурсов и черпает из них энергию и пищу – через природные пищевые цепи и агроэкосистемы. После смерти человек так же, как и все другие живые существа, попадает в природные трофические цепи разложения, и элементы, слагавшие его тело, продолжают движение в общебиосферном круговороте вещества.

Казалось бы, довольно трудно допустить непосредственную связь функциональных и морфологических особенностей современного человека с окружающей природной средой обитания, ведь воздействие климатогеографических факторов в значительной мере нейтрализуется факторами социальными. В регионах со значительными колебаниями температуры люди живут и работают в относительно комфортных условиях: в жилых и производственных помещениях ими искусственно создается регулируемая система жизнеобеспечения (отопление, водопровод, освещение и т.д.). И все же, несмотря на «нейтрализацию» или смягчение влияния многих факторов окружающей среды на организм, до сего времени связь человека со средой обитания существует, то есть морфофункциональные признаки, сформировавшиеся в начальный период существования человеческого рода, еще сохранились.

Наиболее наглядно действие факторов внешней среды на организм человека проявляется в морфофункциональных различиях жителей разных климатогеографических зон: массе, площади поверхности тела, строении грудной клетки, пропорциях тела. За внешней стороной скрываются не менее выраженные различия в структуре белков, ферментов, структуре тканей, генетическом аппарате клетки. Особенности строения тела, протекание энергетических процессов определяются в основном температурным режимом среды, питанием, минеральный обмен – геохимической ситуацией. Особенно ярко это проявляется у коренных жителей регионов с экстремальными условиями.

Так, у коренных жителей Севера (якутов, чукчей, эскимосов) основной обмен, по сравнению с приезжими, повышен на 13-16 %. Высокий уровень жиров в пище, повышенное их содержание в сыворотке крови при относительно высокой способности к утилизации являются одним из условий, обеспечивающих усиление энергетического обмена в холодном климате. Увеличение теплопродукции – одна из основных адаптивных реакций к холоду.

У коренных жителей высокогорья выше легочная вентиляция, кислородная емкость крови, уровень гемоглобина и миоглобина, периферический ток крови, число и величина капилляров, снижено артериальное давление.

Для населения тропических широт характерны удлинение формы тела и повышение относительной поверхности испарения, увеличение количества потовых желез, а следовательно интенсивности потоотделения, специфичная регуляция водно-солевого обмена, повышение артериального давления, понижение уровня метаболизма, достигаемое уменьшением массы тела.

Все эти особенности характеризуют специфику черт, присущих населению конкретных экологических ниш. Причем подчинение географического распределения размеров климатическим правилам наблюдается даже в группе людей сравнительно недавно заселивших определенную территорию.

Интересные исследования по изучению характера изменения антропологических признаков у потомков переселенцев из Европы в Америку еще в 1911 году провел известный американский антрополог Ф. Боас. Он исследовал около 1000 сицилийцев и евреев, родившихся в Америке. Для этих исследований евреи являются благодатным объектом, так как они рассеяны по всему свету среди чуждых им рас. И вот оказалось, что физический тип евреев всюду приближается к типу окружающего их коренного населения.

Результаты проведенных исследований показали, что восточноевропейские евреи имеют череп округлый, брахицефалический, головной указатель у них в среднем 83. Дети переселенцев - их потомки, родившиеся в Америке, - сделались более длинноголовыми: у них средний головной указатель уменьшился на две единицы и стал равным в среднем 81.

Еще более удивительны сравнительные данные, полученные от сицилийцев. У себя на родине сицилийцы длинноголовы, их головной указатель 78, тогда как их потомки в Америке делаются круглоголовыми, приобретая указатель 80. В одном случае головной указатель уменьшается на две единицы, в другом, наоборот, увеличивается на ту же величину, и хотя форма черепа изменяется в противоположном направлении, величина указателя в той и другой группе сближается и выравнивается. Следовательно, под влиянием американского географического ландшафта потомки евреев и сицилийцев приближаются к некоторому однообразному типу. По мнению Л. С. Берга, явление это чрезвычайно напоминает мимикрию.

Показано, что влияние новых условий на потомков переселенцев растет пропорционально времени, которое протекало между переселением родителей в Америку и рождением ребенка: чем больше родители прожили в Америке до рождения ребенка, тем ребенок более отличается от европейского типа. Обнаруженные у потомков переселенцев изменения касаются не только головного указателя. У евреев, родившихся в Америке, рост, вес, длина головы увеличиваются, ширина головы и лица уменьшаются. У сицилийцев, напротив, рост, длина головы и ширина лица уменьшаются, а ширина головы увеличивается.

Попадая в новые условия жизни и работы, организм человека непосредственно сталкивается с ранее ему неизвестными видами нагрузок: психоэмоциональным напряжением, перемещением через временные пояса за относительно короткий период, разнообразием климатогеографических зон в различных регионах, нарастанием общего уровня гипокинезии, контактом с ранее не существовавшими видами химических соединений, видами энергий, употреблением в питании искусственных продуктов, приемом значительных количеств лекарственных соединений, отсутствием гравитационных воздействий в условиях космических полетов, спецификой необычайного воздействия на организм подводного плавания, использованием для дыхания новых видов газовых смесей.

В ответ на эти новые для биологии человека условия в организме возникают адаптивные перестройки, выбор которых во многом определяется типом конституции человека. Ранее существовавший среднепопуляционный взгляд утратил свое значение. В основе правильного понимания разнообразия конституционального строения и организации человека, входящего в ту или иную популяцию, лежит понятие неоднородности популяции. Конституциональная гетерогенность популяции является важным приобретением эволюционного развития человечества, так как она формирует конституциональный профиль индивидов, входящих в конкретную людскую популяцию, наиболее полно соответствующий климатогеографическим и социальным условиям их жизни. Но, несмотря на то что социальные, и миграционные процессы отрывают человека от естественной среды обитания, биологическая сущность индивидуума и популяции в целом, сформировавшаяся в процессе длительной эволюции, сохраняется в довольно устойчивом виде. Тысячелетиями шло приспособление населения различных географических регионов к условиям существования в определенных экологических нишах, пока их морфофункциональные признаки не стали адекватными среде обитания, пока не выработались генетически устойчивые механизмы адаптации к конкретному набору факторов. И сегодня для каждого человека существует оптимальная экологическая среда обитания со свойственными ей климатическими, геохимическими, биохимическими и социальными условиями, при которых он проявляет оптимальную биологическую и трудовую активность.

С этой точки зрения заслуживает внимания понятие «экологический портрет» человека. Экопортрет человека - это совокупность генетически обусловленных свойств и структурно-функциональных особенностей индивидуума, характеризующих специфическую адаптацию к конкретному набору особых факторов среды обитания. При отборе людей для жизни и работы в новых природно-климатических условиях необходимо учитывать и экологический портрет каждого человека. Это станет залогом формирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах нового хозяйственного освоения. Ведь благодаря научно-техническому прогрессу человек значительно расширил сферу своей производственной деятельности. Она стала охватывать не только хорошо освоенные регионы, но и зоны с экстремальными и даже крайне экстремальными условиями: высокогорье, Крайний Север, пустыни, Арктику, Антарктиду, дно морей и океанов, ближний космос. Сегодня человечество представляет собой панойкуменный вид, то есть человеком заняты все доступные экологические ниши планеты.

Под средой человека в самом общем виде понимают «совокупность естественных и искусственных условий, в которых человек реализует себя как природное и общественное существо». Среда человека состоит из 2-х взаимосвязанных частей: природной и общественной; природная – это вся планета Земля, общественная – общество и общественные отношения.

Классификация среды человека, проделанная известным отечественным систематизатором в области экологии Н. Ф. Реймерсом, представляет наибольший интерес. Он выделил четыре взаимосвязанных компонента среды: природную; среду, порожденную агротехникой, так называемую «вторую природу» – квазиприродную; искусственную среду – «третью природу» или артеприроду; социальную среду (см. таблицу).

Природный компонент среды человека по Н. Ф. Реймерсу – это, собственно природная среда («первая природа»). Ее составляют факторы естественного и антропоестественного происхождения, прямо или косвенно воздействующие на человека. К их числу он относит энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитные и гравитационные поля); химический и динамический характер ; водный компонент (влажность воздуха, земной поверхности; химический состав вод); физический, химический и механический характер поверхности земли (равнинность, холмистость, гористость, к примеру); облик и состав биологической части экологических систем (растительности, животного, микробного населения) и их ландшафтных сочетаний, плотность населения и взаимовлияние людей на биологический фактор и др. Эта среда либо слабо измененная человеком или в той степени, что она не потеряла важнейшего свойства – самовосстановления и саморегулирования.

В абсолютном выражении большая часть таких территорий приходится на Российскую Федерацию, .

Среда «второй природы» (квазиприродная, от лат. языка «квази» – как будто) – это элементы природной среды, искусственно преобразованные, модифицированные с помощью агротехники. В отличии от природной не способны системно самоподдерживать себя длительное время. Она разрушаются без постоянного вмешательства со стороны человека. К ней относятся пахотные и иные преобразованные человеком угодья (культурные ландшафты), грунтовые дороги, пространство населенных мест с природными характеристиками и внутренней структурой (с заборами, постройками, различными ветровыми и тепловыми режимами, зеленые полосы, пруды и т. п.). Н. Ф. Реймерс ко «второй природе» отнес также домашних животных, комнатные культурные растения.

Созданную человеком среду или «третью природу» (артеприродую, от лат. – искусственный) по Реймерс -это весь искусственно созданный человеком мир, не имеющий аналогов в естественной природе и без постоянного поддержания и обновления человеком неизбежно разрушается. К ней относит асфальт и бетон современных городов, пространство жизни и работы, транспорт, сферу обслуживания, технологическое оборудование, мебель и т. д. В качестве одного из элементов артеприродной среды называется также культурно-архитектурная среда. Человека в основном окружает именно артеприродная среда.

И последний элемент среды человека составляет общество и разнообразные общественные процессы – социальная среда.. Эта среда оказывает все большее и большее влияние на человека. Она включает взаимоотношения между людьми, психологический климат, уровень материальной обеспеченности, здравоохранение, общекультурные ценности, степень уверенности в завтрашнем дне и тому подобное.

Таким образом, среду человека образуют природная, квазиприродная, артеприродная и социальная, которые тесно взаимосвязаны и ни одна из них не может быть заменена другой. Л. В. Максимова предлагает другую классификацию среды человека, оригинальность которой состоит в исследовании «жизненной среды».