Біологія та Екологія
Результати пошуку
Знайдено 104 позиції за запитом «»
- ЕНДОКРИННА СИСТЕМА
Залози внутрішньої секреції або ендокринні залози отримали свою назву в зв’язку з тим, що вони виділяють свої секрети безпосередньо у кров. В них немає вивідних проток.Речовина, що утворюються в ендокринних залозах, називаються гормонами. Гормони володіють високою біологічною активністю, вони здатні спрямовано впливати на ті чи інші ланки обміну речовин і регулювати діяльність різних органів, систем і організму в цілому. 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕНДОКРИННОЇ СИСТЕМИ Залози внутрішньої секреції або ендокринні залози отримали свою назву в зв’язку з тим, що вони виділяють свої секрети безпосередньо у кров. В них немає вивідних проток.Речовина, що утворюються в ендокринних залозах, називаються гормонами. Гормони володіють високою біологічною активністю, вони здатні спрямовано впливати на ті чи інші ланки обміну речовин і регулювати діяльність різних органів, систем і організму в цілому. До залоз вутрішньої секркції відносять: - гіпофіз - надниркові залози - щитовидна залоза - навколощітовидні залози - підшлункова залоза - статеві залози - епіфіз. 2. ФІЗІОЛОГІЯ ГІПОФІЗА Маючи невеликий розмір і масу, гіпофіз, однак, відіграє дуже важливу роль в системі ендокринної регуляції функцій організму. Анатомічно гіпофіз поділяється на 4 частини: - передню - проміжну - задню - горбкову. Виділяє наступні гормони: соматотропний гормон – гормон росту; тиреотропний гормон – гормон, що впливає на активність щитовидної залози; гонадотропний гормон – регулює статеве дозрівання; лактогенний гормон – впливає безпосередньо на ферментативні системи залозистих клітин молочних залоз; адренокортикотропний гормон – регулює секрецію пучкової і сітчастої зон кори надниркових залоз; меланоцит стимулюючий гормон – впливає на пігментні клітини; вазопресин (антидіуретичний) – стимулює посилену реабсорбцію води, а також затримку Na, К, хлоридів в ниркових канальцях; окситоцин – впливає на мускулатуру матки, викликаючи її скорочення, сприяє лактації. Функцію гіпофіза регулює гіпоталамус. 3. МОРФО-ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НАДНИРКОВИХ ЗАЛОЗ Мінералкортикоїди: альдостерон – за високої активності альдостерону виведення Na з сечею відразу зменшується, натомість виділення К – зростає; при низькій активності альдостерону навпаки: Na>, К<. Таким чином, альдостерон, дезоксикортикостерон впливають на рівень транспорту Na та К через клітинні мембрани, сприяючи проникненню Na в глиб клітин і виходу К з них, беруть участь в обміні води. Глюкокортикоїди: · кортизон · гідрокортизон · кортикостерон Виділяються клітинами пучкової зони і впливають на обмін речовин. Статеві гормони: · естрогени · прогестерон · апдрогени Мають важливе значення для розвитку статевої системи в дитячому віці, коли ще відсутня функція статевих залоз. Мозкова речовина Н.; · адреналін · норадреналін І адреналін, і норадреналін є симпатичними медіаторами. Адреналін сприяє також збільшенню м’язової сили. Його можна характеризувати як гормон, що мобілізує організм до миттєвої реакції на зміни у зовнішньому середовищі. 4. ФІЗІОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОПОДІБНОЇ ЗАЛОЗИ Щитоподібна залоза – плоский утвір рожевого кольору. Побудована з фолікулів і парафолікулярної тканини. Основна функція щитоподібної залози – синтез і виділення у кров специфічних гормонів: 1. тироксину; 2. трийодтироніну; 3. кальцитонін. До складу цих гормонів входить йод. Йод потрапляє в організм з їжею, водою та лікарськими препаратами. Всмоктуючись у кров, йод поглинається щитоподібною залозою. Гормони щитоподібної залози – тироксин і трийодтиронін регулюють активність таких процесів: · обміну речовин · теплоутворення · дифференціювання тканин організму · змінюють діяльність серцево-судинної системи та органів дихання · скорочувальну здатність та втомлюваність м’язів · збудливість і лабільність нервової системи · резистентність організму до вірусних захворювань · адаптація до зовнішнього середовища Ранній і сильний гіпотиреоз спричинює кретинізм – карликовий зріст, розумове і фізичне відставання та ін. 5. ФІЗІОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕЧІНКИ Печінка є надзвичайно важливим поліфункціональним органом. Нижче подано перелік основних функцій цього органу. Функції печінки: 1) бере активну участь в обміні речовин – білків, жирів та вуглеводів; 2) відповідає за обмін вітамінів, гормонів та інших біологічно активних речовин; 3) відіграє важливу роль в підтриманні гомеостазу; 4) як залоза зовнішньої секреції, печінка виробляє жовч та відіграє значну роль в процесах травлення і всмоктування поживних речовин; 5) за допомогою купферовських клітин печінка бере участь в загальній діяльності всієї ретикуло-ендотеліальної системи: · гемолізі · знешкодженні і затримці токсичних речовин, що надходять з кров’ю; 6) особливості печінкового кровообігу перетворюють печінку в один з регуляторів розподілу крові в організмі; 7) печінка є місцем утворення багатьох білків плазми крові і відіграє активну роль в системі крові; 8) печінка виконує певною мірою і екскреторну функцію. Роль печінки в обміні речовин: Вуглеводи. Глюкоза та інші моносахариди перетворюються в печінці в глікоген. В печінці ж він відкладається як „цукровий резерв”. В міру необхідності глікоген в печінці перетворюється в глюкозу і надходить в кров. Вміст глікогену в печінці незалежно від прийому їжі зазнає ритмічних коливань на протязі доби. Найбільше глікогену спостерігається вночі, найменше – на протязі дня, в зв’язку з активною витратою енергії. Цукровий гомеостаз необхідний для нормальної діяльності усіх систем та органів. В нормі кількість вуглеводів у крові становить 80-120 мг %. Значне зниження вуглеводів в крові (гіпоглікемія), а також стійке підвищення їх вмісту (гіперглікемія) можуть призвести до важких для організму наслідків. Підвищений вміст цукру в крові викликає посилення регуляційної діяльності печінки. При цьому глюкоза перетворюється, з одного боку, в глікоген, який депонується, з другого боку вона використовується для отримання енергії, а якщо і після цього залишається надлишок глюкози, то вона перетворюється в жир. При зниженні рівня глюкози в крові (наприклад, при голодуванні) в печінці відбувається розщеплення глікогену, а якщо цього недостатньо, то посилюється гліконеогенез (перетворення в цукор глікогенних амінокислот та жиру). Глюкостатична функція печінки пітримується нейрогуморальною регуляцією. Підвищенння вмісту цукру в крові підвищується адреналіном, глюкагоном, тироксином, глюкокортикоїдами та діабетогенними факторами гіпофіза. Знижується рівень цукру гормоном інсуліном. Білки. В печінці відбувається розщеплення та перебудова амінокислот, утворенні сечовини, а також синтез білка. Печінка відіграє вирішальну роль в синтезі білків крові. Роль печінки в жировому обміні. Печінка може депонувати значно більше жиру, ніж глікогену. В жировому обміні печінка бере участь шляхом впливу жовчі на жири в кишківнику, а також і безпосередньо шляхом розщеплення жирів і шляхом синтезу ліпоїдів (холестерину). Механізм окислення жирних кислот полягає в β–окисленні. Окислення жирних кислот відбувається в другому вуглеводневому атомі перед карбоксильною групою (β–атомі). В результаті утворюється нова жирна кислота, молекула котрої на 2 вуглеводневих атоми коротша від попередньої, та оцтова кислота. З 2 молекул оцтової кислоти утворюється ацетооцтова кислота, яка після відщеплення CO2 перетворюється на ацетон. Масляна кислота є проміжним продуктом при β–окисленні. При неповному окисленні масляної кислоти утворюється β–оксимасляна кислота. Ацетон, масляна кислота та β–оксимасляна кислота називаються кетоновими тілами. Експерименти показали, що при нормальному вмісті вуглеводів в їжі печінка в процесі розщеплення жирних кислот утворює мало кетонових тіл. При нестачі вуглеводів в їжі в печінці хребетних тварин утворюється багато ацетооцтової кислоти. Це свідчить про те, що в присутності вуглеводів в печінці відбувається повне окислення жирних кислот. Одна з найважливіших функцій печінки в жировому обміні – утворення жиру з цукру. Вуглеводи – безпосереднє джерело енергії, а жири – найважливіші запаси енергії в організмі. Роль печінки в обміні вітамінів. Усі жиророзчинні вітаміни (A, D, Є, K та ін.) всмоктуються в стінки кишківника лише в присутності жовчних кислот, що виділяються печінкою. Деякі вітаміни депонуються печінкою, частина вітамінів активізується в печінці, зазнаючи в ній фосфорилювання. Роль печінки у жовчоутворенні та жовчовиділенні. Жовч, яку виробляє печінка, бере активну участь в перетворенні жирів: сприяє їх емульгації; активує фермент ліпозу в панкреатичному та кишковому соці; сприяє також всмоктуванню жирних кислот, каротину, вітамінів О, Є, К, холестерину, амінокислот, солей кальцію та стимулює перистальтику кишечника. Печінка утворює на добу ≈ 1 л жовчі. Жовч – це зеленувато-жовта рідина, звичайно слаболужної реакції. До складу жовчі входять: солі жовчних кислот, жовчні пігменти, холестерин, лецитин, жири, неорганічні солі. З печінки жовч по внутрішньопечінковим жовчним протокам надходить в печінкову протоку, звідки частина її безпосередньо виділяється через загальну жовчну протоку в дванадцятипалу кишку, а частина через пухирну протоку потрапляє в жовчний міхур. Тут відбувається концентрація жовчі внаслідок всмоктування води. Таким чином механізм утворення жовчі зводиться до фільтрації одних речовин з плазми крові (вода, глюкоза, іони Na, K, Cl, креатинін), секреція інших гепатоцидами (жовчні кислоти), а також реабсорбції води та деяких інших речовин з жовчних протоків та міхура. Як показали І.П. Павлов та його учні, утворення жовчі регулюється ЦНС шляхом різноманітних рефлекторних впливів. Жовчоутворення вібдувається безперервно, посилюючись під час їжі. Надходження жовчі в кишківнику в залежності від прийому їжі та її складу. Екскреторна функція печінки. Речовини, які виділяються печінкою в нормі разом із жовча, можна розділити на дві групи: речовини, пов’язані в плазмі крові з білками (тироксин) речовини, нерозчинні у воді (холестерин, стероїди). Справа в тому, що речовини, пов’язані в плазмі крові з білками не можуть проникнути крізь мембрани ниркових канальців, так само речовини, нерозчинні у воді, не можуть бути виведеними з сечею. В печінці ж присутня глюкуронова кислота, яка переводить ці речовини у розчинний стан, після чого вони виділяються з жовчю. Дезінтоксикаційна функція печінки. Мікроби зазнають в печінці фагоцитозу. Гепатоцити знешкоджують токсини екзогенного і ендогенного походження. Механізм знешкодження полягає в тому, що в результаті хімічних процесів в печінці отруйні речовини перетворюються в неотруйні або менш отруйні. Наприклад, токсичний аміак, що утворюється при білковому метаболізмі, швидко перетворюється печінкою в нешкідливу для людського організму сечовину. Велику роль в знешкодженні відіграють окисні та відновні процеси, ацетилювання, гідроліз. Для виконання печінкою цих перетворень необхідна достатня кількість в ній глікогена, а також присутність АТФ. Роль печінки у згортанні крові. В печінці синтезуються речовини, необхідні для згортання крові: · компоненти протромбінового комплексу (фактори II, VII, IX, X), для синтезу яких необхідний вітамін К; · утворюється фібриноген, фактори V, XI, XII, XIII; · в печінці відбувається синтез елементів протизгортальної системи; гепарину, антитромбіну, антиплазміну. 6. ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СТАТЕВИХ ЗАЛОЗ Статеві залози, як і печінка та підшлункова залоза належить до залоз змішаної секреції. Зовнішня секреція статевих залоз полягає в утворенні і виведенні статевих клітин — сперматозоїдів та яйцеклітин. Внутрішня секреція - це утворення та виділення в кров гормонів. Від ступеня розвитку статевих залоз, їх внутрішньосекреторної діяльності залежить статеве дозрівання. На строки статевого дозрівання впливають характер харчування, режим праці та відпочинку. Внутрішньосекреторна діяльність статевих залоз полягає в утворенні та виділенні статевих гормонів, які поділяються на: андрогени або чоловічі статеві гормони; естрогени — жіночі статеві гормони. І перші, і другі утворюються як в чоловічому, так і в жіночому організмі, але в чоловічому значно переважають андрогени, а в жіночому — естрогени. Чоловічі статеві гормони: · тестостерон, · андростерон · інші. Найбільш активний — тестостерон. Його фізіологічна роль полягає в наступному: сприяє накопиченню білків у м’язах; сприяє зміцненню кісткової системи; сприяє інтенсивному росту; стимулює розвиток чоловічого статевого апарату та вторинних статевих ознак; андрогени необхідні для сперматогенезу і нормального функціонування чоловічого статевого апарату. Жіночі статеві гормони — естрогени, до яких відносяться: · естрон; · естріол; · естрадіол; · і особливо важливий — прогестерон. Визначають розвиток статевої сфери жіночого організму, його обмін речовин, жіночий статевий цикл. Під впливом цих гормонів змінюється емоційно-психологічний стан жінок. Основна функція естрогенів — створення оптимальних умов для запліднення. Головна функція прогестерону — забезпечення імплантації та розвитку зародка після запліднення. Регуляція внутрішньосеркеторної діяльності статевих залоз здійснюється нервовою системою та гормонами гіпофіза та епіфіза.
- ОБМІН НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ
Переварювання нуклеотидів і усмоктування продуктів їхнього розпаду здійснюються в шлунково-кишковому тракті. Під впливом білкових ферментів шлунка й кишечника, частково соляної кислоти, нуклеопротеїди їжі розпадаються на білок і нуклеїнові кислоти; білкова частина піддається гідролітичному розщепленню до вільних амінокислот, аналогічно іншим харчовим білкам. Розпад нуклеїнових кислот здійснюється в основному гідролітичним шляхом у тонкому кишечнику під дією Днк-ази й Рнк-Ази підшлункового соку. Продуктами реакції при дії Рнк-Ази є пиримідинові мононуклеотиди, суміш ди- і тринуклеотидів. Під дією Днк-ази утворяться в основному динуклеотиди, олигонуклеотиди й невелика кількість мононуклеотидів. Початковою реакцією в біосинтезі пиримідинових підстав є реакція утворення карбамоїлфосфата з NН3 і З2 при участі АТФ. Цей процес здійснює фермент карбамоил-синтетаза. Потім карбамоїлфосфат реагує з аспарагіновою кислотою й під впливом аспартаткарбамоилтрансферазы аспарагінова кислота переноситься на карбамоїлфосфат з утворенням карбамоїласпарагинової кислоти, при цьому отщепляются молекули фосфорної кислоти. Потім аміногрупа карбамоїласпарагинової кислоти взаємодіє з карбоксильною групою й при участі ферменту дигидрооротази відщеплюється молекула води й утвориться дигидрооротовая кислота. Під впливом дегідрогенази дигідрооротова кислота піддається дегідруванню й утвориться оротовая кислота, що виконує ключову роль у синтезі, будучи безпосереднім попередником всіх піримідинових нуклеотидів.
- БІОСФЕРА – ЖИВА ОБОЛОНКА ЗЕМЛІ
Біосфера (від гр. bios-життя і sfere-куля) – область активного життя оболонки Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами. Дивитись всі пости Вперше термін «біосфера» вжив австрійский вчений Е.Зюсс у 1875 році, але поширившися він після праць нашого вченого, засновника та першого президента АН України, академіка В.І. Вернадського (1864-1945). Основи його вчення викладені в книзі “Біосфера” (1926 р.). Він довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у процесах, котрі відбуваються у всіх сферах Землі. “Якби на Землі було відсутнє життя,-писав учений-, обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил. ” За мільярди років існування Землі живі істоти рішуче змінили склад її атмосфери, гідросфери й літосфери, створивши, по суті, зовсім нове середовище життя. В.І. Вернадський визначив біосферу, як термодинамічну оболонку з температурами +50…-50 0С і тиском приблизно 10000 Па, що відповідає межам життя для більшості організмів. За В.І. Вернадським, верхня межа біосфери проходить на висоті 15-22 км, охоплюючи тропосферу і нижню частину стратосфери. Знизу біосфера обмежена відкладами на дні океанів (до глибини 11 км) і глибиною проникнення в надра Землі організмів і води в рідкому стані (2-3 км) (схема 5). Нижня межа біосфери в межах літосфери обумовлена тепловим бар`єром і, як правило, не опускається нижче 5 км. Загальна протяжність біосфери – 40 км. Від усіх геосфер вона відрізняється енергійним ходом хімічних перетворень. В.І. Вернадський розглядав біосферу як область життя, яка включає поряд з організмами і середовище їх існування. Горизонти біосфери, які найбільш інтенсивно заселені живими організмами називаються «плівкою життя» або плетобіосферою. Біосфера на нашій планеті виконує ряд важливих функцій, які обумовлюють властивості і відносну стабільність природи Землі: - закріплення рухомих елементів поверхні літосфери (пісок, глина, гравій, дрібна галька, лісс, грунти різних типів); - регуляція кругообігу води щляхом сповільнення поверхневого стоку і переведення його в підземний, зволоження повітря, зниження випаровуваності з поверхні внаслідок затемнення і зменшення швидкості вітру; - зв`язування вуглекислоти, що виділяється тваринами та в ході хімічних перетворень в неживій природі; - виділення кисню в процесі фотосинтезу наземними і водними рослинами; - переведення в прості хімічні речовини величезної маси відмерлих організмів і їх виділень; - участь в утворенні і відновленні грунтів, в очищенні атмосфери і води від різноманітних забруднень, в утворенні місцевого клімату і погоди; - переміщення по планеті (суша, річки, моря і океани) маси різноманітних хімічних елементів і речовин; - участь в утворенні багатьох гірських порід, частина яких є корисними копалинами ( кам`яне вугілля, крейда, вапняки та ін.); - акумуляція і трансформація сонячної енергії, яка в трансформованому вигляді включається в кругообіг енергії Землі. Основними поняттями біосфери В.І. Вернадський вважає живу речовину (організми, біогенну речовину (створені живими організмами органо-мінеральні або органічні продукти і кам`яне вугілля, сапропель, торф, лісова підстилка, гумус грунту тощо), біокосну речовину, створену живими організмами при участі неживої природи (приземна атмосфера, осадочні породи, глинні мінерали, вода та інше) і косну речовину – гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода, а також в значній мірі перероблені і видозмінені живими організмами речовини космічного походження (космічний пил, метеорити і т.п.). Крім того, до складу біосфери входять радіоактивні речовини, які отримуються в результаті розпаду радіоактивних елементів, і розсіяні атоми, не зв`язані хімічними реакціями. В.І. Вернадський називає живу речовину основною рухомою силою біосфери. Бути живим – значить бути організованим, відмічав В.І. Вернадський, і в цьому полягає суть поняття біосфери як організованої оболонки Землі. Протягом мільярдів років існування біосфери організованість створюється і зберігається діяльністю живої речовини - сукупності всіх живих організмів. “живі організми, – писав В.І. Вернадський, – є функцією біосфери і найтіснішим чином матеріально і енергетично з нею пов`язані, є величезною геологічною силою, її визначаючою. Для того, щоб в цьому переконатися, ми повинні виразити живі організми як щось ціле і єдине. Так виражені живі організми являють живу речовину, тобто сукупність всіх живих організмів, існуючих в даний момент, чисельно виражену в елементарному хімічному складі, у вазі, в енергії. Вона пов`язана з навколишнім середовищем біогенним потоком атомів: своїм диханням, живленням і розмноженням.” Жива речовина розподілена в біосфері досить нерівномірно. Найбільше її знаходиться в приповерхневих ділянках суші (особливо велика біомаса тропічних лісів) і гідросфери, де в масі розвиваються зелені рослини та гетеротрофні тварини, що живуть за їх рахунок. Більше 90% всієї живої речовини, утвореної, головним чином, вуглецем, киснем, азотом і воднем, припадає на наземну рослинність (97-98% біомаси суші). За підрахунками В.І. Вернадського, біомаса всіх організмів Землі досягає 1015 тонн, що складає лише 0,25% маси всієї біосфери. Але незважаючи на це, В.І. Вернадський, спираючись на багаточисельні дані, вважав живу речовину найбільш потужним геохімічним і енергетичним фактором, провідною силою планетарного розвитку. Форма діяльності живого, його біохімічна робота в біосфері (нове поняття, введенне В.І. Вернадським), заключається в здійсненні незворотних і незамкнених кругообігів речовин і потоків енергії між основними структурними компонентами біосферної цілісності: гірськими породами і природними водами, горами і грунтами, рослинністю, тваринами і мікроорганізмами. Цей безперервний процес руху кругообігу складає одне із спірних питань і носить назву біогеохімічної циклічності. Основне джерело біогеохімічної активності живих організмів – сонячна енергія, яка використовується в процесі фотосинтезу зеленими рослинами і деякими мікроорганізмами для створення органічної речовини, яка забезпечує їжею і енергією всі інші організми. Завдяки діяльності фотосинтезуючих організмів біля 2 млрд. років тому почалося накопичення в атмосфері вільного кисню, потім утворився озоновий екран, який захищає живі організми від жорсткого космічного випромінювання, фотосинтез і дихання зелених рослин підтримують сучасний газовий склад атмосфери. Саме надзвичайно високою активністю, зокрема дуже швидким кругообігом речовин, жива речовина відрізняється від неживої. Уся жива маса біосфери основлюється за 33 доби, а фітомаса (тобто маса рослин) – щодня. В.І. Вернадський говорив, що концентруючи сонячну космічну енергію і трансформуючи її в активну (вільну) енергію земних процесів, живі організми намагаються спрямуватись до максимального прояву цієї діючої енергії в процесах обміну, в кругообігах і біохімічних циклах. Жива та нежива речовина на Землі становлять гармонійне ціле, що, власне, й називається біосферою. Крім тих живих істот, що живуть сьогодні на Землі, В.І. Вернадський включав у біосферу істоти минулих епох, від яких до нашого часу дійшли товщі гірських порід органічного походження (такі, як вапняки чи вугілля), їх вчений називав “палео-біосферами”. Узагальнюючи результати досліджень у галузі геології, палеонтології, біології та інших природничих наук, В.І. Вернадський дійшов висновку, що біосфера – це “стійка динамічна система, рівновага в якій встановилася в основних своїх рисах…з археозою й незмінно діє протягом 1,5-2 млрд. років.” Стійкість біосфери, за Вернадським, виявляється в сталості її загальної маси (1019 тонн), маси живої речовини (1015 тонн), енергії, зв`язаної з живою речовиною (1018 ккал) і середнього хімічного складу всього живого. Оскільки всі функції живих організмів у біосфері не можуть виконуватись організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом (подібно до того, як якась клітина в організмі не може діяти сама по собі, а лише в складі всього організму ), то звідси випливає важливе положення, розроблене Вернадським: біосфера Землі з самого початку сформувалася як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати, тобто стійкість біосфери була з самого початку обумовлена її складністю. Величезна кількість живих істот ( 2 млн видів) знаходиться в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою й неживою речовиною. Біосферні зв`язки складалися протягом тривалого часу, в природі немає видів небажаних, непотрібних. Система зв`язків в біосфері поки розшифрована лише в загальних рисах. Найголовнішою ланкою управління біосферою є енергія Сонця, другорядною – енергія Землі, енергія радіоактивного розпаду елементів. Неживою речовиною біосфери керують продуценти, ними – консументи, діяльність яких визначають зворотні зв`язки, що йдуть від продуцентів і т. ін. В цілому, біосфера схожа на єдиний гігантський суперорганізм, у якому автоматично підтримується гомеостаз – динамічна сталість физико-хімічних та біологічних властивостей внутрішнього середовища та стійкість основних його функцій. В.І. Вернадському належить відкриття й такого основного закону біосфери: “Кількість живої речовини є планетною константою з часів архейської ери, тобто за весь геологічний час”. За цей час живий світ Землі морфологічно змінився невпізнанно, але ці зміни не впливали ні на загальну кількість живої речовини, ні на її валовий склад. Однією з найважливіших особливостей біосфери є різноманітність живих організмів, яка утворилась протягом тривалої еволюції і привела її до стабільності в часі. В природі живі організми перебувають у постійній взаємодії як всередині одного роду, так і в біоценозі. Другою особливістю біосфери є нерівномірність, мозаїчність структури і. Так би мовити, її асолютна асиметрія. Асиметричним є розподіл і співвідношення материків та океанів, розподіл гірських хребтів, великих водоакумуляторних рівнин і гідрографічної системи; розподіл життя і живої речовини на суші і в океані також нерівномірний. Найбільша концентрація живої речовини характерна для мілководних зон і поверхневих шарів води, які включають нашарування планктона в морях і океанах, а також вологі, помірні субтропічні і тропічні пояси на суші. Найменша концентрація живої речовини в полярних і субполярних та засушливих районах і в пустелях, високо в горах і в океанських глибинах. Життя в атмосфері, як правило, зустрічається дуже рідко. На континентах жива і біогенна речовина в основному сконцентрована в низинах та рівнинах, у заплавах і гирлах річок, у мілких озерах, вологих лісах, преріях, степах та ін. Розрізняють кілька рівнів організації живої речовини на Землі. Рівень – це сфера дії специфічних законів, що виражаються у вигляді різних біосистем, які якісно відрізняються одна від одної. В усьому різноманітті живої матерії виділяють шість основних рівней її організації: молекулярний, клітинний, організменний, популяційно-видовий, біогеоценотичний (екосистемний) і біосферний. Деякі автори називають основними тільки три структурних підрозділи: клітинні, організменні і популяційно-біоценотичні. Інші вважають необхідним виділити не шість, а більше рівней, додавши до них ще такі, як тканинний, органний, популяційний окремо від видового і біоценотичний окремо від біогеоценотичного. Рівнева ієрархія, яка склалася в результаті тривалої еволюції біосфери, обумовлює стійкість і цілісність органічного світу. Відмітимо головні особливості основних шести рівней організації життя. Молекулярний рівень життя. Елементарні структурні одиниці цього рівня – хімічні речовини. Серед них, ті що несуть спадкову інформацію молекули ДНК, РНК, ферменти, амінокислоти, високоенергетичні речовини (АТФ, цукри) та ін. Основні явища молекулярного рівня життя – біосинтез, реплікації, мутації, передача інформації, фізико-хімічні реакції, кумулювання в хімічних зв’язках енергії. Виявлення суті процесів, що відбуваються на цьому рівні, допомагає зрозуміти деякі явища, що відбуваються на послідуючих рівнях організації живого. Основна стратегія життя на молекулярному рівні – здатність створювати живу речовину і кодувати інформацію, набуту в у мовах навколишнього середовища, що змінюються. Клітинний рівень життя. Структурними елементами тут виступають різні органоїди. Здатність до самовідтворення собі подібних, включення різних хімічних елементів Землі у вміст клітини, регуляція хімічних реакцій, запасання і витрачення енергії – основні процеси даного рівня. Функціональна сецифікація клітини (нервової, видільної, провідної, покривної чи іншой тканини) є регулятором функціонування даної біосистеми. Основна стратегія життя клітинного рівня – втягнення хімічних елементів Землі і енергії сонячного випромінювання в живі біосистеми. Клітина являє собою цілісну систему, яка має специфічні властивості даного рівня. Разом з тим вона в усьому розмаїтті форм і функцій – частина багатоклітинного організма і виступає як основний структурний елемент організменного рівня організації живого. Організменний рівень організації життя притаманний багатоклітинним біосистемам. Тут життя представлене у вигляді рослин, тварин, в тому числі людини, грибів і різноманітних мікроорганізмів. Всі вони є структурними одиницями цього рівня. У будь-якого представника організменного рівня виявляються такі «нові» властивості в порівнянні з попереднім рівнем, які завжди ототожнювалися з поняттям живої матерії. До цих властивостей належать живлення, дихання, подразнення, рухомість, виділення, розмноження, ріст, розвиток, поведінка, тривалість життя, плодючість, спосіб життя, взаємовідношення з навколишнім середовищем. Всі разом названі процеси характеризують організм як цілісну саморегульовану біосистему. В основі процесів управління (регулювання) організмів лежить біологічна (вірніше, генетична) інформація, яка задає тенденцію функціонування і розвитку в онтогенезі, забезпечуючи гармонійну відповідність особини і середовища існування. Всі процеси управління в організмі носять подвійну напрямленість: стратегічну (еволюційну) і оперативну (адаптаційну). Це зумовлює двонапрямленість основної стратегії життя: 1) орієнтація організма (особини) на виживання в умовах навколишнього середовища, що постійно змінюються; 2) орієнтація на забезпечення тривалого існування його популяції, виду. Популяційно-видовий рівень організації життя. Об’єднання споріднених особин в популяції, а популяцій в види приводить до виникнення нових властивостей у системи, які відрізняються від попередніх рівнів організації живого. На цьому рівні властивості індивідуумів лише пояснюють, ілюструють картину групової форми життя популяції і виду. Основні ознаки виражаються в «надорганізменних» характеристиках: народжуваність, смертність, структура (статева, етологічна, вікова, територіальна та ін.), щільність, чисельність, функціонування в природі. Основна стратегія життя популяційно-видового рівня виявляється: 1) в більш повному використанні можливостей середовища існування і накопиченні в зв’язку з цим «досвіду» в інформаційній системі; 2) в прагенні як можна довшого (до нескінченості) існування в світі; 3) в збереженні властивостей іиду і самостійного розвитку з урахуванням «досвіду». Біогеоценотичний рівень організації життя. Популяції і види – цілісні природні утворення. Але вони як частини, як структурні одиниці органічно включаються в біосистеми більш високого рангу – в біогеоценози. Даний рівень характеризується багатьма надорганізменними властивостями. До них належать структура екосистеми, видовий і кількісний склад населення, типи біотичних зв’язків, харчові ланцюги, біомаса, трофічні рівні, продуктивність, енергетика, стійкість та багато іншого. Організуючі властивості виявляються в кругообігу речовин і потоку енергії, саморегулюванні і динамічній стійкості, автономності, відкритості (замкненості) системи, сезонних змінах, історичності. Основними функціональними одиницями тут виступають популяції (види), харчові зв’язки і піраміди енергії. Основна стратегія життя біогеоценотичного рівня – активне використання всього різноманіття можливостей навколишнього середовища і створення сприятливих умов розвитку і процвітання життя в усьому його ромаїтті. Біосферний рівень організації життя. Основними структурними елементами тут виступають біогеоценози, оточуюче їх середовище, тобто географічна оболонка Землі (атмосфера, грунт, гідросфера, сонячна радіація, космічне випромінювання та ін.), антропогенний вплив. В загальному вигляді В.І.Вернадський основними структурними компонентами біосфери назвав живу, косну і біокосну речовину з їх унікальними життєво важливими функціями. Для цього рівня організації характерні: активна взаємодія живої і неживої речовин планети; біологічний кругообіг речовин і потоки енергії з входячими в нього геохімічними циклами; активна матеріально-енергетична і біогеохімічна участь живої речовини в усіх ланках кругообігу; господарська і етнокультурна діяльність людини. Основна стратегія життя біосферного рівня – прагнення забезпечити динамічну стійкість біосфери як найбільшої екосистеми на планеті Земля. Різноманіття форм і рівнів організації життя виявляється не тільки в їх різному складі, будові і функціональних зв’язках. Головна різниця рівнів організації живої матерії полягає в їх основних стратегічних властивостях. В них відбивається, з одного боку, принципіальна різниця істотних якостей окремих рівнів, з другої – глибоке взаємопроникнення структурних рівнів. Далі...
- Охорона рослинного світу
Для підтримання організованості біосфери як глобальної екосистеми важливо зберегти таксономічне багатоманіття ландшафтів, необхідне для еволюції біологічних видів і філоценогенеза рослинних угруповань. Раціональне використання лісових ресурсів неможливе без їх ретельного вивчення і суворого обліку. Відновлення природних лісів і розведення нових порід дерев, їх інтродукція і акліматизація повинні вестися на науковій основі. Раціональне лісокористування передбачає рівномірне вирубування всіх порід дерев і правильне розміщення лісозаготівель, яке виключає перерубки в малолісних районах. При правильному веденні лісового господарства вирубки чергуються так, що на кожній окремо взятій ділянці вони повторно проводяться тільки через 80-100 років, коли ліс досягне повної стиглості. В кожній географічній зоні повинні бути встановлені науково обгрунтовані норми вирубки з урахуванням різноманітного призначення лісів та фактичних можливостей промислового освоєння їх. Не допускається вирубування водорегулюючих і водоохоронних лісів. При охороні лісу передбачається охорона багаторічних дерев і цінних ділянок лісового біоценозу (рідкісні породи дерев, мисливські угіддя, токовища глухарів і тетеревів, лісові озера та ін.), охорона існуючих та перспективних місць відпочинку, боротьба з лісовими пожежами. Одним з важливих факторів охорони лісу є правильна організація лісової промисловості та раціоналізація використання деревини. Створення лісопромислових комплексів дозволяє забезпечити більш повне використання деревини. Найбільший ефект у відношенні підвищення продуктивності повинні дати лісовідновлювальні роботи. Велику роль в підвищенні продуктивності лісів відіграє боротьба з лісовими пожежами, шкідниками і хворобами деревних порід. Агролісомеліорація – це система лісівничих заходів, які спрямовані на покращення природних умов територій та забезпечення підвищення продуктивності лісових угідь. Агролісомеліорація полягає у використанні грунтозахисних, водорегулюючих та інших середовищезахисних властивостей захисних лісових насаджень. Агролісомеліоративними роботами займаються лісгоспи, ліспромгоспи, лісомеліоративні станції та станції захисту лісу. Лісомеліоративні станції засновуються в районах, які піддаються впливу повітряної та водної ерозії, для виконання робіт по закріпленню захисними насадженнями ярів, схилів, балок, пісків та інших еродованих земель; створення захисних лісових насаджень на сільськогосподарських землях. Земельні ділянки, на яких створюються захисні лісові насадження, належать до лісомеліоративного фонду. До нього також належать береги річок і водойм, гірські схили, надмірно зволожені, осушувані та зрошувані землі, аридні та тундрові пасовища, терикони, смуги водовідведення на залізницях та автомобільних дорогах. Захисне лісорозведення відіграє важливу роль в збільшенні загальної біологічної продуктивності територій. Окрім прямого меліоративного ефекту захисні лісові насадження мають важливе значення для розширення сировинної бази дикорослих плодових дерев, грибів, лікарської та технічної сировини, медоносних трав. Для захисту лісу від шкідливих видів хвоє- і листогризучих видів комах використовуються різні методи, серед них найбільш перспективним і екологічно безпечним є біологічний метод (див.розділ 8). Охорона і поліпшення природних кормових угідь складається з багатьох заходів. Це і осушення заболочених земель, вапнування, внесення добрив, підсів трав, відповідна зміна складу травостою та ін. Охорона природних кормових угідь передбачає правильний пасовищний оборот, який регулюватиме випас. Створити нові лісонасадження можна за рахунок вилучення з сільськогосподарського вжитку низькопродуктивних земель (які мають високу ступінь еродованості, низький якісний стан грунтів, негативний баланс гумусу). Для збереження біологічної стійкості агроекосистем, рекомендується серед великих площ оброблюваних земель залишати ділянки природної рослинності (зарості чагарників, групи дерев, трав’янисті угруповання як регулятори ландшафтного балансу) та створювати штучні лісосмуги. Створення штучних лісових насаджень – один з найбільш ефективних шляхів рекультивації територій, порушених в результаті будівництва жилих районів в містах та крупних транспортних магістралей. При цьому дуже важливо правильно оцінювати причини і характер змін, які відбуваються в розташованих поблизу лісових насадженнях і проектувати найбільш перспективні типи лісових культур з урахуванням їх можливої трансформації в майбутньому. Особливу увагу слід приділити формуванню на території лісопарків пейзажних лісових культур, в першу чергу – ландшафтних груп, які є одними з найбільш цікавих елементів рекреаційних лісів. Велике значення має підбір асортименту порід. Компоненти штучних насаджень повинні в повній мірі відповідати лісорослинним умовам, бути високостійкими до антропогенного впливу і добре поєднуватися при сумісному проростанні на всіх етапах існування насадження. Стан природних ресурсів більшості цінних дикорослих лікарських рослин вимагає законодавчого затвердження норм та правил їх використання, розвиток науково-дослідницьких робіт по введенню в культуру цінних рідкісних та зникаючих видів, пошук резервів лікарських рослин офіційної медицини з наступною організацією угідь спеціального використання на території виявлених природних масивів лікарських рослин. Передача природних угідь в оренду, під садово-городні ділянки, під забудову та інше повинно проводитися тільки на основі експертної оцінки вартості вилучених природних рослинних ресурсів на території даних угідь. Збереження біологічного розмаїття (біофілія) – це глобальна проблема екології. Сьогодні ні в кого не викликає сумніву той факт, що тільки у випадку збереження біорізноманіття можливе стабільне функціонування біосфери і збереження життя на нашій планеті. Наукове узагальнення інформації про охорону популяцій окремих видів рослин міститься в Червоних книгах. До Червоної книги України (1992) занесено 541 вид рослин і грибів ( з них: судинних рослин – 439 видів; мохоподібних – 28 видів; водоростей – 17 видів; лишайників – 27 видів; грибів – 30 видів) (див.розд.14). Було встановлено, що життєздатність біологічних видів можна забезпечити лише у випадках збереження всіх рослинних угруповань. Природні рослинні угруповання – це сукупність певних видів рослин, що зростають на ділянках з однотипними умовами місцезростання та перебувають у тісній взаємодії як між собою, так і з умовами навколишнього середовища.. Тому необхідна також охорона ландшафтів, з якими угруповання пов’язані екологічно і філоценогенетично. Задачу збереження рослинного світу і підтримання природного філоценогенетичного процесу в природі необхідно вирішувати в єдиному плані охорони генофонду і фітоценофонда, всього генетичного і фітоценотичного розмаїття природних екосистем. Ці принципи були покладені в основу Зеленої книги. До Зеленої книги України занесено 127 рідкісних, зникаючих і типових угруповань різного рангу, наведені мотиви і категорії їх охорони, розповсюдження і видовий склад. Наукове значення Зеленої книги полягає в тому, що в неї вміщені відомості про реліктові, ендемічні та інші рідкісні угруповання. Таким чином вона створює передумови для дослідження історичних етапів розвитку рослинності та з’ясування закономірностей формування різних її типів. Положенням про Зелену книгу України зазначено, що визначається п’ять категорій рослинних угруповань, що потребують охорони та занесення Зеленої книги України, а саме: корінні рослинні угруповання, в складі яких домінують види рослин, занесені до Червоної книги України, а також реліктові та ендемічні види рослин; корінні рослинні угруповання, склад яких визначається типовими видами рослин, що зростають на межу свого ареалу чи висотного поширення та мають тенденцію до зниження свого життєвого потенціалу; рослинні угруповання що не пов’язані з природною зональністю (болота, луки, водні об’єкти тощо), які потребують охорони з ботаніко-географічних міркувань; рослинні угруповання, взаємопов’язані зі зникаючими видами представників тваринного світу; рослинні угруповання, утворені поширеними в минулому видами рослин, які стали рідкісними під впливом антропогенних чи стихійних факторів. Одним із заходів охорони рослинного світу є розширення заповідних об’єктів і покращення їх структури. Разом з формою охорони закритого типу (заповідники) доцільно розвивати мережу об’єктів напіввідкритого напівфункціонального типу – природні національні парки із зонами абсолютної заповідності, виділені зони помірної охорони і рекреації. Нераціональне рекреаційне використання ландшафтів часто викликає порушення грунтового та рослинного покривів, погіршення зв’язків в біогеоценозах. Це явище носить назву рекреаційної дигресії. В зв’язку з цим охорона рослинного світу в процесі рекреаційного використання ландшафтів стає важливим розділом охорони природи. Ефективним шляхом збереження рідкісних видів і генофонду рослинного світу є створення їх живих колекцій в ботанічних садах, використання в озелененні. Так, в Королівському ботанічному саду в К’ью (Великобританія) з метою охорони генофонду рослин створений банк насіння. В банку зібрано 25 тисяч рослин, що складає більше 10% насінних рослин світу.
- ГЕЛЬМІНТОЗИ
Гельмінтози, або глисні захворювання, у дітей дошкільного та молодшого шкільного віку зустрічаються дуже часто. Це пов'язане з тим, що діти у цьому віці ще не можуть дотримуватись в належній мері правил гігієни. Найбільш поширені гельмінтози, які паразитують у дітей: гострики, аскариди, волосоголовці. У людини відомо більш ніж 250 видів гільмінтів. У процесі життя гільмінти проходять ряд статій розвитку ( життєвий цикл). При цьому статевозрілі форми ( імаго) паразитують в організмі кінцевого хазяїна, а виділені яйця або лічинки розвиваються або у зовнішгьому середовищі, або в організмі проміжних хазяїв. Людина може бути як кінцевим, так і проміжним хазяїном. Гельмінти, життєвий шлях яких не може завершитись без людини, називаються гельмінтоантропонозами, а здатні до існування без людини – гельмінтозоонозами. Гельмінтози, або глисні захворювання, у дітей дошкільного та молодшого шкільного віку зустрічаються дуже часто. Це пов'язане з тим, що діти у цьому віці ще не можуть дотримуватись в належній мері правил гігієни. Найбільш поширені гельмінтози, які паразитують у дітей: гострики, аскариди, волосоголовці. Зараження відбувається фекально-оральним шляхом при потраплянні яєць глистів через немиті овочі та фрукти, іграшки, які дитина бере в рот, брудні руки, інколи – воду. Зараження частіше відбувається влітку і восени. Діти, які відвідують дитячі дошкільні колективи, страждають на гельмінтози частіше, бо скупчення дітей безумовно, сприяє поширенню хвороби. Аскаридоз- паразитне захворювання, викликане аскаридами. Ці круглі глисти паразитують в тонкому кишечнику людини і відкладають чисельну кількість яєць. Антропоноз. Дорослі екземпляри досягають завдовжки майже 40 см. Цикл розвитку аскарид: -яйця аскарид, вийшовши з випорожненням, протягом двох тижнів дозрівають в навколишньому середовищі. При цьому в яйці розвивається лічинка. -зрілі яйця аскариди, потрапивши в кишечник людини, під дією травних соків втрачають захисну оболонку. -звільнені лічинки пробурюють слизову оболонку кишки і опиняються в кровоносному руслі, мігруючи через воротну вену у печінку, нижню порошнисту вену, праву половину серця, далі – в легеневий стовбур і легені. -із кров’ю лічинки можуть потрапляти у велике коло кровообігу і інші органи, а потім знов повертатися в судини малого кола. -у легенях лічинки просвердлюють стінки альвеол, опиняються у бронхах і з мокротінням потрапляють у ротову порожнину. -потім разом із слиною вони знову потрапляють у кишечник. Лічинковий період розвитку аскариди, який триває 2-2,5 місяці, на цьому закінчується. Лічинки перетворюються у зрілих аскарид, які живуть у кишечнику близько року, відкладають у його порожнину сотні тисяч яєць на добу, потім - гинуть і виходять із випорожненням. Цикл продовжується. Симптоматика: у перші тижні після зараження- період міграції лічинок у кров- дитина відчуває слабкість, нездужання, підвищується температура тіла, з’являється кашель з мокротінням, на шкірі може бути алергічний висип, схожий на кропив’янку. Загальні прояви хвороби нагадують бронхіт. В період росту аскарид у кишечнику відмічаються розлади травлення : проноси, запори, метеоризм; зниження апетиту, відраза від жирної їжі, слинотеча вранці. Можливі: нудота, блювання, які супроводжуються запамороченням. Періодично діти скаржаться на болі в животі, частіше – навколо пупка. Продукти життєдіяльності аскарид викликають інтоксикацію, впливають на стан нервової системи дитини. Діти стають дратівливими, швидко втомлюються, часто скаржаться на нездужання, головний біль. У дітей молодшого віку можливі судоми. Ускладнення: -динамічна непрохідність кишечника. Розвивається внаслідок закупорювання просвіту кишки клубком аскарид. -аскаридозний аппендицит. Проникнення аскарид по апендиксу може викликати його гостре запалення -перитоніт -запалення печінки з розвитком жовтяниці -заповзання аскарид у дихальні шляхи з розвитком ядухи. Трихоцефальоз- паразитарне захворювання, викликане волосоголовцями. Це пероральний геогельмінтоз, антропоноз. Волосоголовці – круглі глисти довжиною до 5 см, головний кінець їх тонкий, витягнений. Нагадує волосся. За допомогою його паразит глибоко занурюється в слизову оболонку і підслизову оболонки кишки, поглинаючи кров хазяїна. Хвостовий кінець гельмінта потовщений і звернений у просвіт кишки. Колір волосоголовця- сіро-червоний. Паразитують ці гільмінти у товстій кишці до 5 років. Яйця відкладають у просвіт кишки . Навкруги паразитів утворюються інфільтрати, крововиливи, набряки, іноді – ерозії і некрози. Вони здатні харчуватися поверхневими прошарками слизової оболонки кишки. Виходять назовні з випорожненнями. Термін дозрівання яєць у навколишньому середовищі - в залежності від температури і вологості грунту- від 1 до 3-х місяців. Після потрапляння у кишечник людини, з яєць виходять лічинки, які через 30-35 днів перетворюються на дорослих волосоголовок. Симптоматика: Перші симптоми – через 1-1, 5 місяці після зараження: біль у животі, нудота, блювання, зниження апетиту, слинотеча. Прояви подразнення нервової системи можуть бути навіть більшими, ніж при аскаридозі: головний біль, запаморочення, непритомність, судоми. Поступово розвивається анемія. Крім того, - в аналізі крові – лейкоцитоз, еозинофілія, збільшення ШОЕ. Ентеробіоз - паразитарне захворювання, яке визивають гострики. Антропоноз. Гострики – круглі глисти величиною до 1 см, паразитують у великих кількостях у нижніх відділах тонкого кишечника і в товстому кишечнику. Головний кінець має кутикулярне розширення для фіксації. Навідміну від інших гельмінтозів, гострики відкладають яйця не в просвіт кишечника, а навколо заднього проходу. Вони виповзають з прямої кишки найчастіше вночі. Можуть заповзати у жіночі статеві органи, порушують слизову оболонку, визиваючі розвиток вульвітів, вагінітів, ендометритів. Це супроводжується сильним свербінням. Дитина розчесує ці ділянки шкіри і забруднює руки яйцями гостриків. Через 4-6 годин яйця дозрівають і можливе нове зараження. Симптоматика: біль у животі, поганий сон вночі. Дитину непокоїть свербіж навколо заднього проходу і зовнішніх статевих органів. Дитина стає дратівливою, вередливою, неспокійною. У деяких дітей розвивається нічне нетримання сечі. Гострики можуть стати причиною мастурбації у дівчаток. Профілактика: -ретельне дотримання правил гігієни. Дитину слід привчати мити руки з милом після перебування в туалеті, прогулянок, ігор з тваринами, перед вживанням їжі. -нігті у дитини треба систематично стригти, допомагати звільнитися від шкідливих звичок брати пальці до рота, гризти нігті. -фрукти і овочі перед вживанням миють проточною водою і обдають кропом. - дитина повинна мати індивідуальні речі особистої гігієни: рушник, горщик тощо. ІНФЕКЦІЇ ЗОВНІШНІХ ПОКРОВІВ Рожа – інфекційно-алергічне рецидивуюче захворювання. Це форма гострої стрептококової інфекції з лихоманкою, утворенням на шкірі вогнища сірозно-геморрагічного запалення і інтоксикацією. Раніше були часті епідемії із високою летальністю. Із впровадженням антибіотикотерапії кількість захворювань різко зменшилась. Збудник – β- гемолітичний стрептокок групи А. Факультативний анаероб, стійкий до факторів навколишнього середовища і дезенфектантів. Джерело : людина хвора на рожу або іншими формами стрептококової інфекції, або здоровий носій. Інфікування відбувається через ушкоджену шкіру або слизові оболонки. Патогенез: вхідні ворота- шкіра і слизові оболонки. Можуть бути підвищені вроджені форми чутливості до гемолітичного стрептококу. Інкубаційний період – 2-7 днів, але може бути всього декілька годин. Симптоматика: легка, середня, тяжка форми. Початок гострий, дуже висока температура, судоми, блювання. Через декілька годин на шкірі обличчя, кінцівок, рідше – тулуба або слизових оболонках, розвивається рожисте запалення. Пекота, покрасніння на шкірі, чіткі кордони рожі і здорової шкіри. Ділянка запалення піднімається над здоровою шкірою. Сильні набряки, особливо- у ділянці обличчя, пальців, статевих органів. При первинній формі процес частіше всього починається із носа. Сильні болі по ходу лімфатичних вузлів і вен. Олігурія і протеінурія. Температура триває 5-10 днів. Загострення хвороби буває у 25-88% випадків з інтервалом до 2-х років. Профілактика: - госпіталізація в інфекційні відділення - цілорічна профілактика біцілліном-5. - дотримання правил гігієни - захист цілосності шкіряних покровів - санація ділянок із хронічною стрептококовою інфекцією - повноцінні умови праці без переохолодження і травматизації. Правець- тяжка гостра інфекційна хвороба. Виникає при забруднені ран землею, в якій присутній збудник хвороби. Захворювання відоме давно і вперше його пребіг описав древньо-грецький вчений Гіпократ, у якого від правцю вмер рідний син. У 1883 р Н.Д. Монастирський у трупах вмерлих від правцю знайшов збудника. Разом з тим, інфекційне походження правцю було доведено не так давно,- тільки наприкінці Х1Х ст. Летальність - від 40 до 78%. Збудник – анаеробний мікроорганізм -тонка паличка клостридіум із родини бацил – має розміри до 8 мкм і ширину – до 0,8 мкм. Мікроб утворює круглу спору і має вигляд барабанної палички. Стійкий у навколишньому середовищі. Роками може зберігатися у випорожненнях, землі. Облігатний анаероб, чутливий до дії кисню. Токсин правцю відноситься до екзотоксинів і вражає клітини централь-ної нервової системи, що призводить до скорочення попереково-смугастих м’язів. Через слсзову оболонку рота не всмоктується. Збудник є постійним мешканцем кишечника травоядних тварин і у 5-10% людей. Збудник виділяється у грунт, перетворюючись у спорові форми. Найбільше у грунтах черноземних, знавожених. Захворювання розвивається при пораненях стоп, хворобу тому ще називають “ хвороба босих ніг”. Може розвинутись також при опіках і відморожуваннях, коли утворюються гнойні кишені у ділянці рани, у породіль і новонароджених - при порушені правил антисептики, особливо при пологах вдома і позалікарняних абортах. Інкубаційний період - від 5 до 14 днів. Іноді – від 1-4 , а інколи – до 30 днів. Патогенез: Вхідні ворота: порушення цілосності шкіри. Токсин продукується не тільки у ділянці вхідних ворот, але й в усіх органах, лімфатичних вузлах і крові, у місцях накопичення кокової флори ( пневмонія). Токсин досягає спиного , продовгуватого мозку та структур стовбура головного мозку, де визиває передусім параліч нейронів полісинаптичних рефлекторних дуг спиного та продовгуватого мозку. У наслідок цього імпульси, що виробляються у мотонейронах, поступають до м’язів некоординовано, безперервно, визиваючи постійне тонічне напруження скелетних м’язів. З’являються тетатічні судоми, порушується дихальний центр і ядра вагуса. В результаті судомного синдрому, що посилює тонічні та тетанічні судоми, розвивається метаболічний ацидоз, гіпертермія, порушується серцева діяльність і функція дихання. У результаті порушення токсином модулярних центрів може настати зупинка серця. Імунітет після перенесеного захворювання не формується, бо антигенне подразнення токсином дуже незначне. Тільки активна імунізація антитоксином визиває стійкий імунітет. Симптоматика: В залежності від вхідних ворот розрізняють : -травматичний правець ( раньовий, післяпологовий, новонароджених, післяін’єкційний, післяоперційний, після опіків та відморожень, електроструму) -як результат запальних та деструктивних процесів ( виразки, пролежні, розпадаючі пухлини) -криптогенний ( з нез’ясованими вхідними воротами). Правець буває загальним (генералізованим) і місцевим. Частіше - у вигляді першого. Розрізняють 4 періоди у перебігу хвороби: 1. Інкубаційний 2. Початковий 3. Розпалу 4. Видужання. Частіше всього хвороба починається гостро. Одним із початкових симптомів є напруження і судомне скорочення жувальних м’язів, - людині важко відкрити рота. У тяжких випадках зуби міцно зціплені і відкрити рота неможливо. Потім розвиваються судоми мімічних м’язів обличчя і обличчя має вигляд людини, що одночасно сміється і плачить – “ сардонічна посмішка” : рот розтягнутий у ширину і куточки його опущені, чоло– у морщинах. Майже одночасно з’являються інші симптоми: дісфагія ( неможливість ковтання) в результаті судомного спазму м’язів глотки, і регідність ( напруженість, болючисть) м’язів потилиці. Регідність розповсюджується на інші групи м’язів і тіло хворого приймає причудливі форми - тетанус акробатікус: голова запрокинута назад ( різький спазм м’язів спини). Хворий опирається у ліжки тільки на голову і п’ятки – опістотонус. Потім виникають дуже болючі напруження м’язів кінцівок і прямих м’язів живота – “симптом дошки”. Судоми тривають від декількох секунд до декількох хвилин. Хворі відчувають страх, болі. Гіпертонус м’язів призводить до аспіраціонної пневмонії, порушенню сечовиділення і дефікації, роботи секрця. Пульс напружений, АТ –підвищений, що свідчить про навантаження на праву половину серця. Розрізняють 4 форми хвороби: 1. дуже тяжку ( 1У ст)- інкубаційний період (ІП) менше ніж 7 днів 2. тяжку (Ш ст) – ІП-7-14 днів 3. середню ( П ст) – ІП- 15-20 днів 4. легку (1 ст)- ІП – більше 20 днів. Ступінь визначається терміном інкубаційного періоду і проявом симптоматики. Легка форма взагалі буває дуже рідко. Найбільш небезпечною є головний правець Бруннера ( бульбарний) - вражаються верхні відділи спинного та продовгуватого мозку. Смерть може бути у цьому випадку не тільки від асфексії, але й – паралічу серця і дихання. Дуже тяжким є гінекологічний правець ( після кримінальних абортів і пологів вдома), бо часто приєднується вторинна стафілококова флора. Тяжким є також правець новонароджених ( пуерперальний) -Азія, Африка, Латинська Америка. Місцевий правець – виникає при пораненях голови, обличчя. Розвиваються парези черепних, очних нервів. Судомні скорочення глоткових м’язів подібні до клінічної картини сказу. Взагалі при розвитку правцю для хворого найбільш набезпечним є період до 15 дня захворювання. Ускладнення: бувають ранні і віддалені Ранні: -бронхіти, пневмонії, сепсіс -розриви м’язів і сухожиль -переломи кісток і хребта -гіпоксія призводить до спазму венечних артерій -інфаркт міокарду Пізні:Тривала тахікардія і гіпотонія, деформація хребта ( зберігається до 2-х років після хвороби), контрактура м’язів, суглобів і сухожиль, паралічі черепних нервів. Профілактика: проводиться у двох напрямках: -профілактика травм -специфічна профілактика. Специфічна профілактика проводиться у плановому порядку у відношенні до певного контингенту і екстрено- при отримані травм. Проводять активну імунізацію анатоксином у всіх дітей віком від 3 до 17років. У місцях з підвищеною захворюваністю на правець імунізація обов’язкова для всіх. Для імунізації дітей використовують вакцини АКДС та АДС, які створюють імунітет не тільки проти правця, а також проти коклюшу і дифтерії.Дорослих проти правця імунізують двічі. Анатоксин вводять підшкірно – 0,5 мл двічі із інтервалом 1 місяць. Першу ревакцинацію роблять через 9-12 місяців після першої, потім – через 5-10, - у тій же дозі. Після імунізації – стійкий імунітет на довгі роки. Екстренна профілактика: 0,5 стовбнячного анатоксину тим, хто не був привитий. У екстренних випадках вводять 1,0 мл анатотоксину правця разом із протиправцевою сироваткою. Сироватку вводять іншим шприцем і у іншу частину тіла. Можна також застосовувати протиправцевий донорський гама-глобулін в/м- 3,0 мл
- ТВАРИННИЙ СВІТ ТА ЙОГО ОХОРОНА
Тваринний світ є важливою частиною біосфери нашої планети. Разом з рослинами тварини відіграють виключну роль в міграції хімічних елементів, яка лежить в основі існуючих в природі взаємозв’язків. На Землі існує більше 1,5 млн видів тварин, 60-70% з них становлять безхребетні. Кліматична, геологічна та ландшафтна різноманітність і велика територія України зумовлює видове багатство тваринного світу. На її терені, включаючи акваторії Чорного і Азовського морів мешкає близько 44800 видів тварин. Найбільшим їх числом представлені такі таксони: членистоногі – більш ніж 39000 видів, круглі черви – 1457, стьожкові черви – 1288, , найпростіші – більш ніж 1200, хордові – більше 700, кільчасті черви – 400, молюски – 369 видів. Найбільше уваги приділяється зараз вивченню, охороні, відтворенню та раціональному використанню хребетних тварин, фауна яких представлена в Україні більш ніж 200 видами риб, 18 видами земноводних, 20 видами плазунів, близько як 400 видами птахів та 101 видом ссавців. Тварини відіграють важливу роль в житті нашої планети та житті людини. Велике значення тварини мають у формуванні ландшафтів. За рахунок морських, переважно одноклітинних, тварин з твердим скелетом відбулося утворення осадових порід (крейди, вапняку та ін.), поклади яких займають велику територію на поверхні Землі. З діяльністю представників кишковопорожнинних тварин – коралових поліпів – пов’язано виникнення в теплих морях багаточисельних коралових островів, загальна площа яких дуже значна. Велика роль тварин в утворенні грунту і кори вивітрювання. Існуючі в великій кількості в грунті дрібні круглі черви (нематоди), грунтові кліщі, дощові черви, личинки комах, різні ссавці та інші тварини розпушують грунт, сприяють аерації і проникненню в нього вологи, збагачують органічними речовинами, підвищують родючість. За участю тварин формується хімічний склад підземних і грунтових вод. Тварини впливають на життя рослин. Одні з них є запилювачами рослин (багато видів комах, деякі птахи – колібрі, нектарниці, окремі види летючих мишей), інші – переносниками насіння (багато птахів і ссавців). Значна кількість рослин зовсім не може існувати без тварин, тому що без допомоги останніх вони не можуть запилюватися або розповсюджуватися. Велика кількість рослиноїдних тварин з’їдають рослини, сприяючи цим покращенню рослинного покриву. Таким чином, приймаючи участь в кругообігу речовин в природі, впливаючи на стан і розвиток інших її компонентів, тварини відіграють велику роль в підтриманні динамічної рівноваги в живій природі. Життя тварин тісно пов’язане з життям рослин і тому зміни чисельності перших відбиваються на загальному стані останніх. Різноманітні міжвидові відносини склалися і між тваринами, внаслідок чого вони всі знаходяться в залежності один від одного. Все це говорить про велику роль, яку відіграють тварини в природних екосистемах. Неоціненна роль тварин в житті людини. Багато з них є важливим джерелом харчування і сировини для промислового виробництва. Це сільськогосподарські тварини, риба, пушні звірі, різноманітна дичина. Фауна диких тварин є невичерпним джерелом для одомашнення. В наш час інтенсивно одомашнюються пушні звірі (соболь, норка, лисиця та ін.), проводяться дослідження з приручення лося, страуса, білої куропатки, глухаря та ін. При виведенні нових порід і з метою поліпшення якості існуючих порід, використовуються для схрещування їх близькі дикі родичі. Багато тварин є продуцентами корисних речовин (мед, віск, шовк, лак, спермацет, зміїна та бджолина отрута та ін.), знайшли своє використання в народній та офіційній медицині. Безхребетні тварини мають особливе значення як фільтратори для очищення води – вони вилучають частки органіки та дрібних організмів із води, тим самим очищаючи її (губки, коралові поліпи, сидячі поліпи, ракоподібні, молюски та ін.). Багато видів тварин завдають шкоди сільському господарству, переносять збудників та викликають захворювання людини та сільськогосподарських тварин (найпростіші, гельмінти, комахи, гризуни та ін.). В той же час багато видів є винищувачами вказаних шкідливих, в чому полягає їх велика користь. Усім відоме естетичне значення тварин. Тварини є об’єктами наукових досліджень, в тому числі медико-біологічних, використовуються як моделі в біоніці. Оцінюючи значення окремих видів тварин для людини, слід відмітити, що абсолютно шкідливих, як і абсолютно корисних, тварин в природі немає. Значення кожного з них природі різнобічне і часто суттєво змінюється в залежності від його місцеіснування, сезону року, чисельності та характеру господарської діяльності людини. Нейтральні або корисні види можуть стати шкідливими, а шкідливі – корисними. Термін “шкідник” визначає такі організми, які спричиняють негативний вплив на виживання або благополуччя людини, діючи як паразити або переносники інфекцій, конкуруючи з нею за їжу, волокнисті матеріали або інші корисні ресурси або просто дошкулюючи їй. Тому визначення “шкідник” дуже суб’єктивне і відбиває лише точку зору людини. Дійсно об’єктивна, суворо наукова, думка може привести до висновку, що концепція шкідника недоречна, бо кожний організм відіграє важливу роль в розвитку і збереженні екологічних угруповань. З цієї позиції ми можемо заключити, що тільки один організм реально загрожує стабільності і продовженню існування живих систем на нашій планеті, і це Людина розумна (Homo sapiens) – справжній шкідник ! Ми повинні розуміти, що кожний вид, всі його особини втягнені в боротьбу з іншими за обмежені запаси важливих ресурсів. Відповідно, з урахуванням суб’єктивної перспективи видів чи особин ідея шкідника чи конкурента багатозначна і має сенс. Тварин треба розглядати з обох точок зору і, щоб зрозуміти їх істинну роль у природі і нашому житті, необхідно дотримуватися наукового підходу, розглядати їх об’єктивно. Прикладів того, як тварини, що вважалися шкідливими, після ретельного вивчення їх біології і способу життя, визнавалися, навпаки, дуже корисними. Тут можна сказати, зокрема, про хижаків, які є діючим фактором природного добору. Хижі тварини оздоровлюють популяції інших тварин, які є для них кормом. Регулюючи чисельність хижаків там, де їх багато і де вони завдають шкоди, слід турбуватися про охорону в місцях з їх низькою чисельністю. Кожен вид має або може мати в майбутньому певне позитивне (пряме або опосередковане) значення для людини, і тому повне знищення якогось виду тварин недопустиме. Для переконливості цього безсумнівного положення дозволимо собі навести витяг з книги відомих російських вчених О.Баннікова і В.Флінта “Мы должны их спасти“. Автори пишуть: “Кожний вид має неповторний генофонд, який склався в результаті природного добору в процесі його еволюції. Всі види мають потенційну економічну цінність і для людини, оскільки неможливо передбачити, які види можуть стать з часом корисними або навіть незамінними. Можливості використання видів настільки непередбачені, що було б найбільшою помилкою дати вимерти якомусь виду тільки тому, що сьогодні ми не знаємо його корисності”. Переконливими є і слова відомого американського еколога Олдо Леопольда: “Зберігати кожний гвинтик, кожне колесико – ось перше правило тих, хто намагається розібратися в невідомій машині”. Під машиною О.Леопольд розуміє складну структуру біосфери. Вплив людини на тварин і причини скорочення їх чисельності Тваринний світ відноситься до відновлюваних природних ресурсів. Однак для збереження їх здатності до відновлення потрібні конкретні природні умови, не порушені людиною, де відновні процеси проходять з певною швидкістю. В шан час темпи витрачання відновлюваних ресурсів можуть бути такими, що не відповідають темпам їх відновлення. Надмірне витрачання відновлюваних ресурсів може призвести до їх виснаження. Прикладом може бути виснаження рибних ресурсів. Тривалий час існувала думка, що їх ресурси невиснажні. Сьогодення показало, що ця думкка виявилася помилковою. У відомому документі, розробленому МСОП при підтримці ЮНЕП (Програма ООН по оточуючому середовищу) і ФАО (Продовольча і сільськогосподарська організація ООН), який має назву “Всесвітня стратегія охорони природи”, разом з виділенням основних вимог по охороні природного навколишнього середовища, розглянуті основні фактори, які загрожують в наш час тваринам. До їх числа належать: руйнування або деградація місць існування; переексплуатація; вплив інтродукованих видів; втрата, скорочення або погіршення кормової бази; знищення диких тварин. Порушення та деградація місць існування спричиняє найбільш негативний вплив на всі групи тварин. Він загрожує 67% загальної кількості всіх рідкісних і зникаючих видів тварин. До цього фактору відносяться: інтенсифікація ведення сільського господарства; вирубування лісів; будівництво меліоративних споруд та осушувальна меліорація; випалювання рослинності та антропогенні лісові пожежі; роширення забудови; природні явища. Вирубування лісів, розорення степів, осушення боліт, спорудження водосховищ, каналів, прокладання автодоріг та залізниць, ліній електропередач, побудова міст, промислових об’єктів, розробка корисних копалин відкритим способом тощо докорінно змінюють екосистеми. Для тварин, що пристосувалися до певних умов протягом тисячоліть, такі різкі зміни виявляються несприятливими і вони або повністю зникають, або ж стають рідкісними. Найчастіше зміни в екологічних системах відбуваються повільно, малопомітно, однак вплив їх на тваринний світ в кінцевому результаті значний. Хімізація сільського господарства викликає зміну генетичних, фізіологічних, біохімічних та інших функцій живих організмів. Пестициди призводять до зменшення кількості тварин на великих територіях. Встановлено, що кількість отрутохімікатів в організмі тварин збільшується по ланцюгу живлення. Слід також зазначити, що теплокровні тварини (ссавці, птахи) менш чутливі до пестицидів, ніж холоднокровні хребетні (риби, плазуни та земноводні). Сильно страждають від пестицидів і корисні безхребетні тварини, зокрема дощові черви, комахи-запилювачі та ін. Забирання води для зрошення полів викликає загибель мальків риб. З поливних земель можуть зникнути сухолюбні тварини. Відомі багаточисельні випадки загибелі тварин від сільськогосподарської техніки. Різні дії – рибальство, обробка сільгоспугідь, заготівля дров, рекреаційне навантаження, викликають розлякування тварин, особливо це небезпечним є під час розмноження. До серйозних екологічних наслідків призводить забруднення атмосферного повітря і водойм відходами промислового виробництва, стічними водами комунальних підприємств. Екологічним лихом для водної фауни стає забруднення морських екосистем нафтою і нафтопродуктами. Величезна кількість тварин гине під колесами автомобілів на великих автомагістралях, загрозою для птахів є літаки та різні високі споруди, високовольтні лінії електропередач. Спорудження гідротехнічних споруд може виключати можливість нересту для багатьох видів цінних промислових риб та викликати інші негативні екологічні наслідки, які часто не ураховуються при проектуванні таких об’єктів. Значної шкоди тваринам завдає їх пряме знищення. В результаті переслідування з боку людини цілком були знищені лісові слони, Стеллерова корова, тури, нелітаючі голуби – дронти, птах додо, безкрилі гагарки, лабрадорські гаги, європейські ібіси, мандрівні голуби та багато інших. Тепер вони є лише представниками сумного Чорного списку, опублікованого в 1973 р. МСОП. Наприклад, тільки ссавців починаючи з 1600 року зникло з лиця Землі 63 види і 55 підвидів. З 1980 року зникло 74 види птахів. Біля 90% зниклих видів тварин мешкали на островах. Вони не змогли вижити при вселенні інтродукованих людьми хижаків, нових видів рослин, захворювань і видів-конкурентів. На них полювали заради цінного м’яса, красивого пір’я, а місцеіснування цих тварин незворотно змінювалися під антропогенним тиском. Зникали тварини і з території України: кулан – у 17 столітті, тур – у 15, сайгак – у 19. Деякі види були знищені саме тут. Зокрема, кінь тарпан, колись значно поширений в Європі та Азії. Останнього тарпана в природі було вбито в 1879 р. за 35 км від Асканії-Нової, а один дожив до 1918 р. на кінному заводі м. Миргорода Полтавської області. Зникнення видів вважається природним процесом, і палеонтологічні дані вказують на середню швидкість вимирання в один вид за століття. Але останні 200 років швидкість зникнення видів зросла мінімум в 40 разів. У всіх життєвих форм масштаби вимирання в 100-1000 разів більше статистично очікуваних; ця швидкість зникнення видів прямо пов’язана з деструктивним і нестійким впливом людства на природу Землі. У різних частинах світу на межі повного зникнення перебувають багато видів (більше 1000) – горила, білий ведмідь, азіатські носороги, лев, тигр, гепард, багато видів птахів та інших тварин. Чисельність деяких видів оцінюється всього лише в декілька сот пар особин. В деяких країнах, наприклад, число видів птахів, що знаходяться під загрозою зникнення, дуже велике. Це, в першу чергу, держави Америки і Південно-Східної Азії: три “країни-рекордсмени” – Бразилія (111 видів під загрозою зникнення), Індонезія (92 види) і Колумбія (79 видів). Особливо цінними в кількісному відношенні є атлантичні ліси на сході Бразилії, тоді як найбільше число видів птахів, яким загрожує повне зникнення, на одиницю площі, відмічене на Філіппінах. 75% зникаючих видів птахів мешкають в тропічних лісах. Взагалі на грані зникнення знаходиться майже чверть ссавців і восьма частина птахів (інформація лише про ті види, за якими ведеться спостереження). Переексплуатація тваринних ресурсів виникає тоді, коли промисел перевищує здатність їх до відновлення. Щоб зникли тварини не потрібне їх повне знищення. Достатньо порушити структуру популяції. Існує норма чисельності кожного виду, нижче якої він не може існувати. Однією з форм скорочення видів є браконьєрство. Браконьєрство – це незаконне добування тварин, в тому числі риби. Форми браконьєрства можуть бути різними, найчастіше всього це добування риби забороненими засобами і знаряддями виловлювання. Одними з форм браконьєрства є виловлювання риби в заборонених місцях, виловлювання нестатевозрілої риби та під час її розмноження (нересту); добування тварин, що занесені до Червоної книги України. Соціальна небезпека браконьєрства дуже велика: воно завдає шкоди охороні природи і ресурсам промислових тварин, підриває їх відтворення, знижує економічний потенціал мисливського і рибного господарств. Зниження об’ємів вилову риби в Україні пов’язане з багатьма факторами. Серед них можна виділити такі: перевилов риби, тобто виловлювання її в більшій кількості, ніж відтворюється; забруднення водойм, що викликає зміну кисневого режиму, режиму живлення, отруєння та загибель риби; негативний вплив гідротехнічних споруд, який виявляється у зміні режиму стоку річок, розподілі біогенних речовин, в перекритті шляхів до місць нересту прохідних риб та ін.; обміління річок, погіршення умов життя риб, зниження рівня та підвищення засоленості води у внутрішніх морях. У Чорному та Азовському морях негативно впливає на величини запасів планктоноїдних риб такий фактор як розвиток їх трофічного конкурента -–гребневика мнеопсіса. Охорона тваринного світу Зважаючи на значення тваринного світу та вплив на нього антропогенного фактору особливої актуальності набувають питання охорони, відтворення та раціонального використання тваринного світу. З цією метою проводяться організаційно-господарські, біологічні, культурно-виховні заходи. Першочергового значення в справі охорони тваринного світу набувають заходи првового характеру, тобто законодавче регулювання. Верховна Рада та Кабінет Міністрів України прийняли ряд законів, постанов, розпоряджень, спрямованих на посилення охорони тваринного світу та його представників, що належать до категорії рідкісних і зникаючих. Діюче законодавство в відомій мірі регулює охорону умов існування диких тварин, вимагаючи дотримання правил безпеки при використанні отрутохімікатів в сільському і лісовому господарстві, збереження чистоти водойм в місцях мешкання і масових зимівель птахів, забороняючи розорювання гнізд корисних птахів та знищення місць існування диких тварин. Встановлені певні вимоги по охороні лісових кормових угідь пушних тварин. Законодавчі акти визначають види і умови користування тваринним світом, шляхи його охорони. Законодавством передбачений державний облік тварин та їх використання і державний кадастр тваринного світу. Згідно із законодавством дикі тварини є державною власністю і ставлення до них має бути дбайливим, використання – економним. Законоположення визначають правовий режим полювання та систему організації мисливських господарств. З метою охорони рідкісних і зникаючих видів тварин укладені міжнародні конвенції. Серед них можна назвати такі – Конвенція по захисту тюленів, що мешкають в північних частинах Тихого океану (1930 р.), Конвенція по регулюванню китобійного промислу (1946 р.), Конвенція про судноплавство і рибальство на Дунаї (1948 р.), Конвенція про рибальство і охорону морських ресурсів (1958 р.), Договір про захист білого ведмедя (1973 р.), Конвенція про міжнародну торгівлю видами дикої фауни та флори, які перебувають під загрозою зникнення (1973 р.) та ін. Заходами охорони і раціонального використання тваринних ресурсів є створення мисливських, звірівницьких та рибних господарств, морської аквакультури. Загальна площа мисливських угідь України становить 52049 тис.га. Поряд з охороною мисливських тварин важливими заходами, що спрямовані на збільшення їх чисельності, є проведення біотехнічних заходів з покращення стану середовища перебування тварин, а також їх штучне розведення у неволі з наступним випуском у природу. На території мисливських угідь проводиться підгодівля тварин, висівання кормових культур, створюються солонці, галечники та інші штучні гніздівлі. Виключне значення для охорони тваринного світу має виділення мисливських заказників, тобто ділянок угідь, де мисливство заборонено на певний строк на всіх або оакремі види тварин. Найважливішими мисливськими тваринами в Україні є – лані, кабани, байбаки, фазани, качки, лисиці. Відстрілювання, відловлювання та інші види добування і використання диких тварин регулюються різними законодавчими і нормативними актами. В повсякденній практиці основними документами є положення про мисливське господарство і правила та строки полювання. Ці положення і правила визначають як загальний правовий режим охорони тваринного світу, який є державною власністю, так і порядок використання ресурсів фауни – умови отримання права на добування звірів і птахів, строки, способи і знаряддя полювання, а також відповідальність за порушення цих правил. В правилах передбачається також плановість і суворе нормування здобичі. Дозволяючи полювання лише в певні проміжки часу за рік, правила мають на меті недопускання надмірного добування диких тварин, а також їх охорону в періоди розмноження. У зв’язку з різко вираженою сезонністю природних явищ, тварини розмножуються лише в певні часи року. Очевидно, що полювання на них в період спарювання (гона), вагітності самок, вирощування молодняка недопустима, бо вона б порушила нормальний хід розмноження і призвела б до порушення відтворення поголів’я. Полювання недоцільно проводити також і в той час, коли мисливські тварини дають низькоякісну, малоцінну продукцію (шкіру, м’ясо та ін.). Полювання на пушних звірів, як правило, починається пізно восени, коли повністю дозріє їхнє зимове хутро, і триває до кінця зими, до появи перших ознак весняної линьки. Полювання на більшість копитних виконується восени або на початку зими, коли підросте молодняк. Полювання на пернату дичину, як правило, починається в серпні і триває на пролітних видів птахів до їх відлітання на південь, а на осілі види – до кінця зими. Іноді дозволяється весняне полювання на самців водних птахів. Строки полювання на різні види мисливських тварин встановлюються органами мисливської інспекції. З метою попередження перепромисла ряду особливо цінних мисливських тварин, полювання на них проводиться тільки по особливим дозволам – ліцензіям, які видаються органами Державної мисливської інспекції. Кількість ліцензій, що видаються, визначається запасами даної тварини в тій чи іншій області, які встановлюються спеціальними обліками чисельності тварин. В мисливських господарствах нерідко встановлюються для кожного мисливця норма добування різних тварин за одне полювання, за один день полювання чи за весь мисливський сезон. За недотримання правил полювання, браконьєрство винні притягуються до відповідальності. Форми відповідальності і види стягнень відрізняються в залежності від ступеня громадської небезпеки і шкідливості тих чи інших видів браконьєрства. Охорона і використання рибних запасів також регулюється положенням і правилами рибальства, розробленими стосовно до місцевих умов. Їх дотримання є обов’язковим як для підприємств, що ведуть промислове виловлювання риби, так і для громадян, що займаються любительською рибалкою. Особливе місце в правилах займає питання про допустимість тих чи інших видів лову. Заборонено, наприклад, застосування дрібнокомірчастих неводів для лову тюльки, бо це може негативно відбитися на молоді інших цінних промислових риб. Положення і правила рибальства забороняють добування риби біля гребель і шлюзів ближче ніж за 500 м між устоями мостів. Забороняється також добування риби згубними способами і знаряддями: вибуховими і отруюючими речовинами, острогою, вогнестрільною зброєю, обладнанням запруд та ін. Забороняється забруднювати водойми і їх береги, самовільно проводити днопоглиблювальні і вибухові роботи. Як правило, забороняється молєве сплавляння лісу. Любительський лов вудкою дозволяється в усіх місцях, крім заповідних та тих водойм, де риба розводиться штучно. Застосування інших знарядь любительського ловіння допускається з великими обмеженнями. Суворе дотримання законів і правил забезпечує охорону рибних запасів і їх раціональне та бережне використання, порушення ж завдають збитків і переслідуються по закону. Контроль за дотриманням законодавства здійснюється спеціальними органами рибоохорони та державними і громадськими інспекціями з охорони природи. Виловлювання риби в більшості водойм припиняється на час її нересту. Порушення законів і правил по охороні рибних запасів тягне за собою карну, адміністративну, дисциплінарну, а крім того, як правило, і матеріальну відповідальність. Закони про охорону природи передбачають здійснення заходів по подальшому збагаченню і якісному удосконаленню фауни нашої країни. Ці заходи напрямлені, з одного боку, на збільшення різноманіття і підвищення чисельності корисних диких тварин, а з іншого – на скорочення популяцій організмів, які завдають шкоди народному господарству. З таких робіт найбільше значення мають інтродукція завезення, випуск і пристосування тварин до нових умов існування. Інтродукція пов’язана з акліматизацією – виникненням певних фізіологічних і морфологічних особливостей, які дозволяють цим організмам виживати і давати потомство в нових умовах існування. Акліматизація організмів відбувається до кліматичних, фізико-хімічних і грунтовим умовам нового для них середовища, а також до біотичних факторів, тобто до рослин і тварин нового біоценозу, які служать їжею або є конкурентами, паразитами чи хижаками по відношенню до даного виду. Широкі програми по завезенню і акліматизації були здійснені для багатьох видів пушних звірів, промислових риб, природних паразитів і хижаків шкідників сільського і лісового господарства. Інтродукція нових видів може витісняти аборигенні види, навіть до їх повного зникнення. Інтродуковані види можуть змінювати свою екологію, фенологію, спадковість, стати шкідником, переносником збудників хвороб, давати потворні гібриди з місцевими формами. Боротися з такими видами буває іноді дуже важко. Тому інтродукцію слід проводити дуже обдумано, на суворо науковій основі. Особливо обережно треба підходити до інтродукції нових видів для вітчизняної фауни. Рибні і мисливські господарства повинні орієнтуватися на внутрішньогосподарське і міжобласне розселення тварин, а в окремих випадках – на їх реінтродукцію. Реінтродукція – процес завезення і випуску диких тварин в райони колишнього арела. Зокрема, так були відновлені популяції соболів, бобрів, зубрів, кабанів, фазанів. Ефективним є розселення деяких видів промислових тварин з метою розширення областей їх розповсюдження. Останній захід пов’язаний з тим, що за межами їх ареалів є значні території , екологічні умови яких повністю підходять для існування. Перешкоди на шляхах розселення не давали змоги даним організмам проникнути на ці території. Якщо цих тварин завезти на них, то вони зможуть не тільки вижити в нових для них районах, але і добре прижитися в них і розмножуватися. Збільшення ресурсів фауни можна досягнути і шляхом підвищення щільності заселення тваринами місць існування. Це здійснюється застосуванням різних біотехнічних заходів, напрямлених на поліпшення кормових і захисних умов місць існування даних тварин. Так, при вирубках лісу бажано залишати окремі дуплисті дерева, купи підліску, зарості кущів та високу траву. На місці вирубаного лісу слід влаштовувати ремізи – ділянки, засаджені деревами і кущами, які створюють захисні укриття для лісових тварин. Ремізи слід розміщати також в степових місцях – по яругам і балкам, серед полезахисних лісових смуг, в заплавах річок і струмків. Треба суворо охороняти нори борсуків і лисиць (там, де вони корисні), тхорів та інших пушних звірів. Для копитних тварин рекомендується будувати різні навіси, де б вони могли ховатися в погану погоду. Для водних птахів по берегам водойм розставляють штучні гніздища – ящики, дуплянки, корзини, маленькі будиночки та інші укриття. Для збільшення чисельності дрібних комахоїдних птахів розвішують дуплянки, синичники, шпаківні та ін. Поліпшення кормових умов місць існування багатьох тварин сприяє різкому збільшенню їх чисельності. Створення надійної кормової бази попереджує далекі міграції (які часто приводять до загибелі) тварин, зміцнює їх стійкість до різних захворювань. Кормові ресурси тварин можуть бути значно збагачені шляхом проведення таких біотехнічних заходів: висаджування кормових рослин для покращення живлення рослиноїдних тварин; внесення добрив і обробка грунту на ділянках з кормовими рослинами; збільшення чисельності різних тварин, які є їжею для корисних хижаків; підгодівля корисних тварин в період нестачі природних кормів; забезпечення тварин необхідними їм мікроелементами і вітамінами. В організованих мисливських і рибоводних господарствах проводять суворо організовану, науково обгрунтовану боротьбу з хижаками промислових тварин. Для профілактики різних захворювань диких тварин проводять відстрілювання дуже хворих і сильно травмованих тварин, прибирають трупи загиблих тварин, прибирають гній в місцях скопичення копитних біля годівниць і під наметами, очищують місця водопою. З кормом тваринам дають різні запобіжні вакцини, глистогінні препарати. Для покращення умов існування цінних в господарському відношенні водних організмів проводять біологічну меліорацію водойм – штучне підвищення біологічної і господарської продуктивності водних угідь. Біологічна меліорація включає заходи, напрямлені на покращення умов розмноження риби, збереження і покращення природних та обладнання штучних нерестилищ, створення штучних гнізд для водоплаваючих птахів і пушних звірів, насадженні кормових і захисних рослин – очерету, рогозу та ін. Важливим аспектом охорони тварин є морська аквакультура – система заходів по штучному розведенню в морях різних харчових і технічних рослин та тварин. Існуючі морські господарства спеціалізуються на вирощування мідій, устриць, морських гребінців, трепангів, креветок, лососєвих риб, кефалі та ін. Аквакультура дає 98% всіх устриць, що зараз добуваються, 84% мідій, 30% морських гребінців. З метою охорони рідкісних і зникаючих видів тварин їх заносять до Червоних книг (міжнародної та регіональних). З 1991 р. ведеться Європейський Червоний список тварин, що знаходяться під загрозою зникнення у світовому масштабі. Четверте видання Червоної книги МСОП містило на своїх сторінках 226 видів і 79 підвидів ссавців, 181 вид і 77 підвидів птахів, 77 видів і 21 підвид плазунів, 35 видів і 5 підвидів земноводних, 168 видів і 25 підвидів прісноводних риб. Перше видання Червоної книги Української РСР (1980 р.) містило 85 видів (підвидів) тварин: ссавці – 29; птахи – 28; плазуни – 6; земноводні – 4; комахи – 18. Друге видання Червоної книги України (1994 р.) містить 382 види (підвиди) тварин: гідроїдні поліпи – 2; круглі черви – 2; кільчасті черви – 7; ракоподібні – 26; павукоподібні – 2; комахи – 173; молюски – 12; круглороті – 2; риби – 32; земноводні – 5; плазуни – 8; птахи – 67; ссавці – 41. Для збереження генофонду рідкісних та зникаючих рослин і тварин створюються природно-заповідні території – заповідники, заказники та ін. Вони є природними полігонами для проведення наукових досліджень, які спрямовані на вивчення біолого-екологічних особливостей раритетних видів і розробки шляхів їх збереження. Як показує досвід, значну роботу з охорони тваринного світу виконують зоопарки, спеціалізовані розплідники, акваріуми та океанаріуми. Усвідомлюючи виключність своєї задачі, багато зоопарків об’єднуються у всесвітню мережу, яка вже зараз налічує близько 1000 зоопарків. Зв’язуючими ланками, що забезпечують координацію роботи та управління цими зоопарками є міжнародні організації, такі як Всесвітня організація зоопраків, Міжнародний союз охорони природи і природних ресурсів, Всесвітній фонд дикої природи та ін. Зоологічними статутом зоопарків є “Стратегія охорони природи в зоопарках світу” (“The World Zoo Conservation Strategy”), в ньому визначаються обов’язки і можливості зоопарків та акваріумів в збереженні біорізноманіття світової фауни. Контрольні питання Яке значення мають тварини в природі і житті людини ? Чи існують в теперішній час можливості по одомашненню диких тварин ? Охарактеризуйте вплив людської діяльності на тваринний світ ? В чому полягає прямий і опосередкований вплив людини на тварин ? Як впливають на тварин хімічні забруднювачі навколишнього середовища? Що таке бракон’єрство і яких втрат воно завдає фауні ? Які фактори впливають на зменшення рибних запасів ? Дайте характеристику основним заходам охорони тваринного світу. Яка роль в охороні тварин належить мисливським, рибним господарствам та морській аквакультурі ? Що таке інтродукція ? Чи може вона сприяти знищенню місцевих видів ? Які завдання по охороні тварин стоять перед зоопарками ?
- Мітохондріальні захворювання
Мітохондріальні захворювання - група спадкових захворювань, пов'язаних з дефектами у функціонуванні мітохондрій, що приводять до порушень енергетичних функцій в клітинах еукаріотів.
- Рефлекси
Рефлекс — відповідь організму на подразнення за участю нервової системи. Нагромадження й узагальнення даних про особливості виникнення і здійснення рефлексів стало основою рефлекторної теорії. В її розробці відіграли важливу роль праці Р. Декарта (XVII ст.), І. Прохаски (XVIIІ ст.), І.М. Сеченова (ХІХ ст.), С.П. Боткіна, І.П. Павлова і його школи (ХХ ст.). Анатомічною основою рефлексів є рефлекторна дуга. Вона складається з доцентрової (аферентної), центральної і відцентрової (еферентної) частин, зв’язаних між собою синапсами. Існування живих організмів у мінливих умовах навколишнього середовища можливе лише за умов адекватної реакції на нього. У тварин, які мають нервову систему, таке відображення відбувається переважно на основі рефлексів. Рефлекс — відповідь організму на подразнення за участю нервової системи. Нагромадження й узагальнення даних про особливості виникнення і здійснення рефлексів стало основою рефлекторної теорії. В її розробці відіграли важливу роль праці Р. Декарта (XVII ст.), І. Прохаски (XVIIІ ст.), І.М. Сеченова (ХІХ ст.), С.П. Боткіна, І.П. Павлова і його школи (ХХ ст.). Анатомічною основою рефлексів є рефлекторна дуга. Вона складається з доцентрової (аферентної), центральної і відцентрової (еферентної) частин, зв’язаних між собою синапсами. Доцентрова частина складається з рецептора і нерва, по якому нервовий імпульс, що виникає в рецепторі, поширюється в напрямку ЦНС. Рецептори, подразнення яких викликає рефлекс, зосереджуються в рецептивному полі — місці скупчення певних рецепторів. Центральна частина рефлекторної дуги складається з двох або більше нейронів, які входять до складу нервового центру. Аферентний і еферентний нейрони формують моносинаптичну рефлекторну дугу, а якщо нейронів більше — полісинаптичну. По моносинаптичних дугах протікають прості, по полісинаптичних — складніші рефлекси. Останні є результатом взаємодії багатьох нейронів. Еферентна частина рефлекторної дуги включає еферентний нейрон і робочий орган — ефектор. Ефекторами є м’язові волокна і залозисті клітини. Збудження на ефектор передається через периферичні синапси. Можливості організму щодо здійснення рефлекторних реакцій у відповідь на значні зміни умов зовнішнього середовища є обмеженими. Тому тварини пристосовуються до цих надзвичайних змін за допомогою спеціальної організації поведінкових актів, а людина, крім цього, — шляхом активної діяльності. Рефлекторні процеси, які йдуть один за одним, удосконалюються. Це є можливим завдяки зворотному зв’язку. Якщо прямий зв’язок забезпечує передачу інформації від рецепторів до ефектора, то зворотній зв’язок — від ефектора до нервових центрів. За допомогою зворотного зв’язку нервова система отримує інформацію про точність виконання рефлекторної дії і може вносити поправку в рефлекторний акт. Таким чином, здійснення цілеспрямованої нервової діяльності можливе за принципом рефлекторного кільця, до якого входять прямий і непрямий зв’язок. Рефлекси можуть бути простими (відсмикування руки при больовому подразненні, зажмурювання ока при дії на нього світла та ін.) чи складними. Так, під впливом холоду людина починає зігріватися специфічними рухами, внаслідок чого в неї посилюється обмін речовин та теплоутворення. Ще складніші рефлекси лежать в основі поведінкової діяльності. Будь-який рефлекторний акт — реакція всього організму, оскільки вона виконується за участю багатьох його систем. Рефлекси за біологічним значенням поділяються на харчові, захисні, орієнтувальні, познотонічні та ін., за видом рецепторів — екстерорецептивні (тактильні, температурні, больові, зорові, слухові, нюхові, смакові) й інтерорецептивні (з рецепторів внутрішніх органів, судин, м’язів, сухожилків і оболонок суглобів та ін.). Є також класифікації, побудовані за іншими ознаками. 2. Проведення збудження в нервових центрах У забезпеченні рефлексів бере участь багато нервових клітин спинного і головного мозку. Сукупність нервових клітин, які розташовані на різних рівнях ЦНС і забезпечують виконання певної функції, називають нервовим центром. Існують центри дихання, травлення, слиновиділення, ковтання, зору, слуху та ін. Нейрони у нервових центрах з’єднані один з одним великою кількістю синапсів. Тому синапси визначають основні властивості нервових центрів: – однобічність проведення збудження; – затримка проведення збудження; – сумація збудження; – засвоєння і трансформація ритму збудження; – післядія збудження; – тонус нервових центрів; – полегшення проведення збудження; – ритмічна активність нервових центрів; – чутливість до нестачі кисню та інших хімічних речовин Однобічність проведення збудження через нервові центри забезпечує високу впорядкованість рефлекторних реакцій. Пряма дія синапсів зумовлена тим, що медіатор виділяється у синаптичну щілину, взаємодіє з рецепторами постсинаптичної мембрани, викликаючи її деполяризацію, і т.д. У зворотному напрямку цей процес не відбувається. Затримка проведення збудження визначається значно більшим часом проходження збудження по синапсах, ніж по нервових волокнах. Тобто хімічний спосіб проведення імпульсів у синапсах набагато триваліший (у 1000 і більше разів), аніж — по нервових волокнах. Синаптична затримка складається з часу приходу імпульса в синаптичне закінчення, часу дифузії медіатора в синаптичну щілину і його руху до постсинаптичної мембрани, часу зміни йонної проникності та виникнення потенціалу дії, тобто нервового імпульса. Час від подразнення рецептора до початку рефлекторної відповіді називається прихованим, або латентним періодом рефлексу. Його тривалість залежить від кількості нейронів, а точніше синапсів, по яких збудження проходить по рефлекторній дузі. Наприклад, для моносинаптичної дуги колінного рефлексу, яка складається з двох нейронів, латентний період становить 24 мс, а складнішої зорової реакції — 200 мс. Сумація збуджень була відкрита в 1863 р. І.М. Сеченовим. Розрізняють просторову та часову сумації. Просторова сумація пов’язана із одночасним надходженням до клітини кількох імпульсів, кожний з яких є підпороговим подразником. Ці підпорогові стимули сумуються, внаслідок чого виникає потенціал дії. Часова сумація спостерігається при надходженні до постсинаптичної мембрани серії підпорогових імпульсів, які також сумуються, що призводить до виникнення потенціалу дії. Засвоєння і трансформація ритму збуджень у нервових центрах вивчалися О.О. Ухтомським і учнями (кінець ХІХ — початок ХХ ст.). Ними встановлено, що нервові центри здатні змінювати частоту імпульсації з аферентних волокон. Засвоєння ритму пов’язане із здатністю нейронів настроюватись на ритм аферентних імпульсів. У процесі переробки інформації нейрони здатні також змінювати (трансформувати) аферентні ритмічні збудження у свій власний ритм. Припинення дії подразника супроводжується продовженням слідової деполяризації мембрани клітини або циркуляції імпульсів по сітках нервового центру. Відповідно, розрізняють короткочасну (1-3 мс) і тривалу (кілька секунд і більше) післядію. Завдяки великій кількості нейронів у нейронних сітках збудження підсилюється і підтримує себе. Цей механізм лежить в основі явища реверберації. Процеси післядії пов’язані з механізмами короткочасної пам’яті. Реверберація нервових імпульсів сприяє підтриманню тонусу нервових центрів. Навіть за умов відсутності аференних впливів імпульси самовільно (спонтанно) надходять до робочих органів і підтримують їх функціональну активність. Тонус посмугованих і непосмугованих м’язів забезпечується саме тонусом нервових центрів. В свою чергу, тонус нервових центрів підтримується імпульсами від багатьох рецепторів тіла і внутрішнього середовища організму. Полегшення проведення збудження викликається тим, що при ритмічному надходженні імпульсів через синапс кожен попередній імпульс «залишає» після себе в синаптичній щілині певну кількість медіатора. Тому наступний стимул потребує меншого рівня деполяризації. Ритмічна активність нервових центрів здійснюється завдяки мимовільній (без аферентних впливів), або фоновій активності частини нейронів. Ці нейрони здатні виділяти медіатор, унаслідок чого може мати місце нечаста постсинаптична деполяризація і реверберація імпульсів у нейронних сітках. Ритмічна активність сприяє підвищенню чутливості до подразників і підтриманню готовності до рефлекторних реакцій. Нервові центри дуже чутливі до нестачі кисню — гіпоксії, наркотиків і багатьох хімічних речовин (алкоголю, ефіру, хлороформу, нікотину та ін). До деяких фармакологічних речовин певні нервові центри виявляють вибіркову чутливість. Так, дихальний центр має високу чутливість до лобеліну, серцево-судинний — до коразолу, центр блювання — до апоморфіну і т.д. 3. Гальмування в центральній нервовій системі Як для організму, так і для збудливих утворів характерне перебування в одному з трьох станів: відносного фізіологічного спокою, збудження і гальмування. Гальмування — процес тимчасового пригнічення або повного припинення збудження, зменшення або припинення фізіологічної реакції організму. Гальмування має велике значення для координації рухів, регуляції функцій внутрішніх органів, організації поведінкових актів. Вперше гальмування відкрили брати Вебер (1845) досліджуючи вплив блукаючого нерва на серце. Згодом І.М. Сєченов (1862) спостерігав ефект центрального гальмування. Для цього він накладав на переріз проміжного мозку кристалик кухонної солі і спостерігав пригнічення мозкових центрів жаби. Це проявлялося у подовженні рефлекторної реакції згинання лапки. Розрізняють такі види гальмування: пресинаптичне і постсинаптичне, песимальне і зворотне. Пресинаптичне гальмування пов’язане з діяльністю аксо-аксональних синапсів. При цьому на аксональних закінченнях збудливих нейронів закінчуються аксони гальмівних вставних нейронів. Гальмівний медіатор (напр. гама-аміномасляна кислота, гліцин та ін.) викликає гіперполяризацію аксона і знижує величину деполяризації пресинаптичного закінчення. Внаслідок цього в синаптичну щілину виділяється менше медіатора і потенціал дії не виникає. Постсинаптичне гальмування розвивається як наслідок виділення в синаптичну щілину медіатора, який відкриває калієві канали. В постсинаптичній мембрані виникає гіперполяризація, пригнічується діяльність натрієвих каналів, розвивається гальмівний постсинаптичний потенціал (ГПСП). Для багатьох нейронів, включаючи рухові, функцію гальмівного медіатора виконує амінокислота гліцин. Оскільки розвиток ГПСП виникає внаслідок зростання проникності мембран для йонів калію або хлору, то їх гіперполяризація перешкоджає досягненню порога подразнення і виникненню збудження у клітинах. 4. Координація функцій організму. Інтегративна функція нервової системи Для виконання поведінкових актів необхідним є відбір таких рефлексів, без яких обмежена або неможлива поточна діяльність організму. Координуюча функція нервової системи полягає в організації функціонально доцільної (адекватної умовам внутрішнього і зовнішнього середовища) рефлекторної відповіді за умов взаємоузгодження між усіма фізіологічними процесами організму. Координацією називають таку взаємодію нервових процесів, яка спрямована на інтеграцію функцій органів і систем організму. Координаційна діяльність нервової системи — результат тривалої еволюції живих організмів. Координація здійснюється за такими принципами: дивергенція, конвергенція, індукція, іррадіація, концентрація нервових процесів, принципи кінцевого спільного шляху, зворотнього зв’язку, домінанта. Дивергенція (розходження) — при виникненні збудження або гальмування в будь-якій ділянці організму воно поширюється завдяки вставним нейронам в інші відділи ЦНС: спинний мозок, стовбурову частину головного мозку і навіть на КГМ. Завдяки дивергенції багато структур нервової системи переходять у стан збудження, тобто готовності до рефлекторної відповіді, або ж гальмування. Конвергенція (сходження). Поширюючись спочатку на значну кількість нейронів, збудження чи гальмування передається на вставні клітини, а від них— на значно менше число рухових нейронів. Такий принцип пов’язаний з аналізом інформації за її значенням. Індукція — нервовий процес, який полягає в наведенні гальмування в нервовому центрі, якщо в сусідніх ділянках ЦНС виникає збудження. Якщо навпаки, даний нервовий центр загальмований, то в сусідніх ділянках нервової системи наводиться збудження. Індукція має важливе значення для відбору нервовою системою найважливішої інформації. Іррадіація близька за своїм фізіологічним значенням до дивергенції. Іррадіація — поширення збудження, яке виникає в ЦНС. При цьому збудження виникає спочатку в найбільш збудливих, а потім у менш збудливих нейронах. Завдяки цьому у формування рефлекторної реакції можуть залучатися не лише нейрони даного нервового центру, а й інших, які діють узгоджено. Завдяки цьому швидко формується рефлекс. Концентрація — протилежна ірадіації. Це процес обмеження збудження в тих нервових клітинах і центрах, які визначають високодосконалу рефлекторну реакцію. Так, при багаторазовій дії подразника збудження зосереджується в тих нейронах, які забезпечують найбільш адекватну відповідь на дане подразнення. Принцип кінцевого спільного шляху був відкритий англійським фізіологом У. Шерінгтоном. Він близький до конвергенції. Кількість чутливих нейронів у 5-6 разів перевищує число рухових. Тому на рухових нейронах збігаються імпульси від чутливих і вставних нервових клітин. Це становить основу інтеграції — відбору нервових імпульсів від клітин з найбільш важливою інформацією. Принцип зворотного зв’язку. Складні рефлекторні акти включають прямі і зворотні зв’язки. Прямий зв’язок здійснюється при подразненні рецепторів і виникненні рефлекторної відповіді. Однак у робочому органі є рецептори, які сигналізують про виконання рефлекторної дії. Це зворотній зв’язок, завдяки якому ЦНС одержує інформації про виконання рефлексу і вносить відповідні поправки. Принцип домінанти було відкрито О. Ухтомським у 1923 році. Домінанта — тимчасово пануюче збудження нервових центрів, яке визначає поточну діяльність організму. Домінантний центр гальмує діяльність інших центрів, а при їх подразненні посилює свою збудливість. Домінанта становить фізіологічну основу уваги. Вона має такі особливості: підвищену збудливість, іррадіацію, сумацію й інертність. Завдяки підвищеній збудливості домінантного центру рефлекторні реакції протікають за його участю у першу чергу. Домінантне вогнище здатне ірадіювати на інші центри, підпорядковуючи собі їхню діяльність. Водночас домінанта здатна підсилюватися за рахунок збудження в сусідніх нервових центрах. Інертність домінанти проявляється в тривалому продовженні рефлекторної діяльності за участю домінантного центру після припинення подразнень.
- Предмет та задачі біохімії, методи біохімії.
Біологічна хімія (біохімія) – це наука про хімічний склад та хімічні реакції живих організмів, властивості речовин та перетворення цих речовин в процесі життєдіяльності. Сукупність цих перетворень, які відображають постійний взаємозв’язок організму з навколишнім середовищем, прийнято називати обміном речовин. Предмет та задачі біохімії, методи біохімії. 1. Предмет та задачі біохімії. 2. Статистична та динамічна біохімія. 3. Методи біохімії. 1.Біологічна хімія (біохімія) – це наука про хімічний склад та хімічні реакції живих організмів, властивості речовин та перетворення цих речовин в процесі життєдіяльності. Сукупність цих перетворень, які відображають постійний взаємозв’язок організму з навколишнім середовищем, прийнято називати обміном речовин. Поняття «хімічний склад», «перетворення речовин» та сама назва науки – «біологічна хімія» викликає питання: розділом біології чи хімії є біохімія? Життя – якісно своєрідна, вища форма руху матерії в природі. Обмін речовин уявляє собою основу, сутність цієї особливої форми руху матерії. «Життя є спосіб існування білкових тіл, вагомим моментом якого є постійний обмін речовин з оточуючою їх навколишньою природою». Тому наука, яка вивчає сутність біологічної форми руху матерії – обмін речовин, повинна бути віднесена до групи біологічних наук. Визначення біохімії як науки одночасно характеризує і її положення та значення серед інших біологічних наук. Вивчаючи сутність життя, саме головне у життєвих процесах – обмін речовин, біохімія, безперечно повинна бути віднесена до надважливих біологічних наук. Значення біохімії, як науки для людства визначається тим, що вона є однією з теоретичних основ медицини, сільського господарства, біотехнології, генної інженерії та інших галузей промисловості. В основі багатьох біологічних станів людини лежать порушення окремих біологічних процесів. Відомо більше ста хвороб, обумовлених порушенням діяльності ферментативних систем, відсутністю окремих ферментів внаслідок спадкоємних дефектів. Для деяких хвороб характерні зміни в хімічній структурі деяких високомолекулярних сполук. Такі своєрідні «молекулярні дефекти» описані, зокрема, для гемоглобіну та полісахаридів. Без глибоких знань молекулярних основ патології не можливі ні діагностика ні лікування, ні профілактика хвороб. Успіхи біохімії визначають і стратегію створення нових лікарських препаратів. Великий інтерес в цьому відношенні має широке використання ферментів при лікуванні деяких хвороб, а також використання ферментних препаратів у годівлі тварин. Біохімічні процеси та показники лежать в основі будь-якої технології харчової промисловості: хлібопечення, сироваріння, виноробства, пивоваріння, виробництва чаю, жирів та масел, переробки молока, м’яса та риби, плодів та овочів, виробництва крохмалю та патоки. Біохімічні знання необхідні для успішної організації шкіряного виробництва, при виготовленні виробів з хутра, обробці натурального шовку. Ферментативні препарати широко використовують при виготовленні бавовняних тканин. Все більше розширюються біохімічні виробництва для виготовлення вітамінів, антибіотиків, біологічно активних речовин (БАР), органічних кислот, кормового білку. Тільки на основі глибокого вивчення закономірностей обміну речовин с/г рослин та тварин можливе одержання великих врожаїв з високою якістю продуктів у рослинництві та підвищення продуктивності у тваринництві. Виключно ефективним в цьому відношенні є використання в с/г різноманітних хімічних препаратів: гербіцидів, фунгіцидів, кормових вітамінів, білків та антибіотиків, дефоліантів та десікантів (викликають опадання листя та перезбиральне висушування рослин), інсектицидів (знешкоджують комах - шкідників), репелентів (відлякують шкідників) та т.і. Все перелічене говорить про велике значення біохімії для людства, пояснює великий інтерес до цієї науки у всьому світі. 2.Біохімію прийнято ділити на статичну та динамічну. Задача статичної біохімії – вивчення хімічного складу та властивості речовин живих організмів. Динамічна біохімія – вивчає перетворення речовин в процесі життєдіяльності або протягом хімічних процесів, які відбуваються у живій матерії. Цей розподіл, у значній мірі умовний, при проведенні реальних біохімічних досліджень неможливо глибоко вивчити та зрозуміти перетворення будь-якої речовини в організмі, не знаючи будови, властивостей цієї речовини, та навпаки, будь-яка характеристика властивостей біохімічних сполук буде неповною без опису їх перетворень в організмі. Динамічна біохімія потребує знань складу живого тіла, а також речовин, які до нього потрапляють; вмінь ізолювати та одержувати шляхом синтезу окремі речовини, які входять до складу живого організму та їжі як до нього потрапляє. ; вміння відкривати та визначати їх як якісно так і кількісно. В залежності від об’єктів дослідження розрізняють біохімію людини та тварин, біохімію рослин, біохімію мікроорганізмів. Виділяють окремі розділи біохімії за напрямком досліджень. Технічна біохімія розробляє біохімічні основи тих галузей промисловості, де переробляється сировина та матеріали біологічного походження (хлібопечення, сироваріння, виноробства і т.д. ) Медична біохімія вивчає біохімічні процеси в організмі людини у нормі та при патології. Еволюційна біохімія співвідносить склад та шляхи перетворення речовин та енергії різних систематичних груп живих організмів в еволюційному плані. Квантова біохімія досліджує властивості, функції та шляхи перетворення різноманітних речовин живих організмів у зв’язку з електронними характеристиками цих речовин, одержаних за допомогою квантово-механічних розрахунків. Ензимологія вивчає структуру, властивості та механізм дії ензимів (ферментів) - біологічних каталізаторів. З усіх інших наук біохімія найбільше пов’язана з фізіологією. Цей зв’язок обумовлений самою природою, сутністю біологічних процесів. В основі любого порушення будь-якої фізіологічної функції лежить система змін біохімічних реакцій. Не можна глибоко, до кінця вірно зрозуміти природу любого фізіологічного процесу, якщо не знати його біохімізм, так як не можна вивчати біохімічні реакції відокремлено від їхнього фізіологічного значення. Тому стає зрозумілим, чому до другої половини 19 сторіччя біохімія була не самостійною наукою, а розділом фізіології. На хід біохімічних процесів вирішальне значення робить стан фізіологічних функцій організму і перш за все стан нервової системи. Тісний взаємозв’язок біохімії і фізіології відобразився і у творчості багатьох великих дослідників. Великий руський фізіолог та акад. І.П. Павлов є одночасно одним з основоположників низькі важливих розділів біохімії, зокрема розділів ензимології: про перетворення зімогенів (проферментів) в активні ферменти, о зворотності дії ферментів, будові та властивостях травних ферментів. Поступово, у зв’язку з накопиченням біологічних знань, біохімія стала одним з ведучих розділів фізіології, а потім відокремилась у самостійну науку. В теперішній час, у зв’язку з могутнім розвитком окремих розділів біохімії, з’являється тенденція виділення деяких з них у самостійні наукові дисципліни (наприклад, ензимології). Біохімія взаємозв’язана і з органічною хімією. При проведенні досліджень біохіміки виділяють окремі речовини з живих організмів, очищують від домішок, встановлюють однорідність, визначають склад та структуру, вивчають властивості, після чого, при необхідності, синтезують ці речовини. Такі ж самі етапи дослідження у хіміка-органіка. Але якщо у хіміка на цьому робота закінчується, у біохіміка починається найважливіше і найцікавіше – вивчення перетворень цих сполучень у загальній системі обміну речовин живого організму, визначення їх ролі у життєдіяльності організму. Зв’язок біохімії та органічної хімії також відобразився у науковій творчості багатьох вчених. Так видатний радянський хімік-органік акад.. Н.Д. Зелинський відомий своїми працями з біохімії білків. З кожним роком розширюються зв’язки біохімії з фізичною хімією. Велике значення для протікання життєвих процесів мають швидкості біохімічних реакцій, їх залежності від температури, активної реакції середовища та зв’язку з осмотичними явищами. Всі ці питання входять до компетенції і біохімії і фізичної хімії. Ще тридцять років потому можна було говорити про серйозну взаємодію біохімії з математикою. Зараз це стало очевидним фактом. І це не тільки тому, що результатам біохімічних досліджень можна вірити лише тоді, коли вони статистично оброблені та визначена ступінь їхньої достовірності. Значно більше вклад математики у біохімію у зв’язку з широким впровадженням метода математичних моделей, розгляданням ряду біохімічних процесів з точки зору прямих та зворотних зв’язків, механізмів регуляції та управління цими процесами, їх саморегуляції (тобто сполучення біохімії з кібернетикою), що призвело до широкого використання комп’ютерів у сучасних біохімічних дослідженнях. 3. Методи біохімії. Якими ж методами користується біохімія для вирішення поставлених перед нею задач? Ці методи дуже різноманітні. Біохімія, як будь-яка наука, має особливі методи дослідження, які в процесі розвитку науки змінювались та вдосконалювались. Методи аналітичної хімії широко використовувались та використовуються в біохімії і у теперішній час. Метод синтезу у вивченні структури білків дозволив винайти досить суттєве у їхній будові – спосіб з’єднання амінокислот один з іншим (пептидні зв’язки) в молекулах білку, а потім визначити послідовність розташування амінокислотних залишків у поліпептидних ланцюгах молекул білка. Зараз вже вдалося встановити кількість поліпептидних рядів у молекулах таких білків, як інсулін – гормон білкової природи, рибонуклеаза – фермент, який каталізує розщеплення рибонуклеїнової кислоти, та дещо інше. Таким чином, хімічна структура деякої кількості білків може вважатися вивченою настільки, що реально може бути піднятим питання про одержання їх шляхом синтезу. Зараз досягнуті великі успіхи у вивченні закономірностей розвитку органічного світу. Біохімія все глибше проникає у молекулярну структуру живої клітини, вивчає сутність елементарних фізико-хімічних процесів, які протікають у ній, та розкриває зв’язки хімічних та фізичних структур клітини з їх біохімічними функціями. В останні часи особливо активно впроваджуються в біохімічні дослідження фізико-хімічні та фізичні методи: хроматографія, електрофорез, рентгеноструктурний аналіз, електронна мікроскопія, інфрачервона мікроскопія, електронний парамагнітний резонанс (ЕПР), ядерний магнітний резонанс (ЯМР), метод радіоактивних ізотопів і т.д. Як наслідок сформувалась нова галузь наукових знань – фізико-хімічна біологія, яка зараз успішно розвивається. Слід приділити особливу увагу методу радіоактивних ізотопів, який дає можливість прослідкувати за пересуванням тієї чи іншої речовини в організмі. Цей метод дав можливість розшифрувати чисельні біохімічні процеси, які відбуваються в окремих органах. Внаслідок використання мічених атомів виявлена виключна динамічність білкових речовин. Білки більш, ніж які-небудь інші речовини піддаються в організмі оновленню, розкладу та синтезу. Далі було встановлено, що постійному оновленню у відповідній мірі піддаються складові частини таких, як би мовити, інертних утворень, як сухожилля, зв’язки, зубна емаль та ін.. Всі ці дані значною мірою розширили нашу уяву про обмін речовин між організмами та навколишнім середовищем і поставили перед дослідниками ряд інших проблем. Багато фактів, встановлених динамічною біохімією при використанні неклітинних соків, окремих елементів клітини, мітохондрій, макросом, ядер і т.д., були підтверджені вивченням хімічних процесів у цілісному організмі за допомогою метода мічених атомів. За допомогою електронного мікроскопу при дуже сильному збільшенні вдалося вивчити будову клітин, виявити в них наявність субклітинних утворень. Було визначено, що цитоплазма досить неоднорідна, як це здається коли дивишся у звичайний мікроскоп. У неї є ряд спеціалізованих структурних утворень, або як їх ще називають, клітинні органоїди, які виконують специфічні функції: ядро, мітохондрії, рибосоми, або мікросоми, клітинні гранули резервного білку або крохмалю, краплинки жиру, які відрізняються за розмірами та за щільністю. У клітинах рослин є ще пластиди, які містять зазвичай зелений пігмент хлорофіл. Вагомим кроком уперед стала розробка способу виділення складових частин клітини, які дозволяють одержувати більш або менш однорідні та чисті препарати ядра, мітохондрій і т.д. Навчились «гомогенізувати» клітини, а потім за допомогою високошвидкісних центрифуг відокремлювати мітохондрії від інших цитоплазматичних часток. Вони осаджуються з різною швидкістю, яка залежить як від властивостей самих внутрішньоклітинних компонентів., так і від властивостей рідкої фази гомогенату. Після цього можна інкубувати in vitro очищені мітохондрії та вивчати їх метаболічні властивості. Ізольовані мітохондрії здатні розщеплювати вуглеводи, жирні кислоти та амінокислоти до вуглекислоти та води, тобто вони залишаються живими. У живій клітині мітохондрії можна розпізнати за їх винятковим забарвленням особливим барвником – Янусом зеленим. Зазвичай вони зосереджені у частинах клітини з найбільш інтенсивним обміном речовин, складаються з білків, РНК та фосфоліпідів. У цих тільцях або на їх поверхні знаходиться складний комплекс ферментів, за допомогою яких вуглеводи, жирні кислоти та амінокислоти розщеплюються до вуглекислоти та води. У біохімії знайшли широке використання фізичні методи – метод рентгеноструктурного аналізу, за допомогою якого виявлена структура таких складних сполук як, ряд фібрилярних білків, міоглобін, структура лізоциму та інших молекул. Фізико-хімічні методи дозволили пояснити основні принципи побудови біополімерів – білків нуклеїнових кислот та полісахаридів, а визначення молекулярної будови живого дозволяє глибше проникнути у тайни життєвих процесів. Акад. Енгельгардт підкреслював, що в основі життєвих явищ лежать три потоки – матерії, енергії та інформації. Ці три потоки перетинаються між собою, утворюючи тріаду. Нуклеїнові кислоти забезпечують потік інформації, білок є основою для потоку матерії і енергії, а оскільки білки мають і каталітичні властивості, їм належить і вирішальна роль у забезпеченні структурною організацією живої матерії. В першу чергу мається на увазі синтез специфічних білків, які грають роль пластичного матеріалу та регуляторів метаболізму клітини, тому що всі ферменти є білками. Біологічна специфічність різних білкових речовин обумовлена головним чином послідовністю розподілу 20 амінокислот у білових молекулах тварин та рослин.
- Лишайники
Лишайники – симбіотичні організми, які є складними об’єктами для фізіологічних досліджень, тому що складаються із двох протилежних компонентів – гетеротрофного гриба та автотрофної водорості. Вчені вважають, що у них ще досить багато таємниць. Інтенсивність фотосинтезу у лишайників набагато нижча, ніж у вищих рослин. Спостереження та вимірювання відношення продуктивності асиміляції у листуватих лишайників та картоплі складає 1 : 16. Вчені пояснюють це тим явищем, що у лишайників наявні часті періоди екологічної депресії – висихання та повернення до нормального життєдіяльності, навіть, в умовах низьких температур та незначного вмісту вуглекислого газу, де інші рослини там гинуть. Цим же можна пояснити і їх повільний ріст. Процес фотосинтезу у лишайників залежить від багатьох екологічних факторів. Хлоропласти клітин у слані під шаром із гіфів одержують значно менше світла, ніж хлоропласти під епідермою у листках вищих рослин. Температурний оптимум фотосинтезу для більшості лишайників знаходиться у межах від +10 до +250С, хоча поглинати вуглекислоту можуть і до +350С, і до -250С. Для нормальної фотосинтетичної діяльності слані лишайників повинні містити певну кількість води. Але, на жаль, більшість лишайників дуже нерегулярно постачаються оптимальною кількістю вологи. Зате при надмірній кількості води у навколишньому середовищі, вони поглинають її у великій кількості. Але віддача води відбувається також досить швидко. Наприклад, при освітленні лишайників сонцем, вони втрачають вологу уже через 30-60 хвилин і стають крихкими. Існують дослідження, що лишайники найактивніше фотосинтезують вранці і ввечері. Швидкість приросту лишайників залежить від загальних екологічних умов. Найінтенсивніший приріст на початкових стадіях розвитку, коли органічні речовини, які синтезуються фікобіонтом, надходять досить рівномірно в усі частини слані. Коли слань набуває відносно великих розмірів і стає товщою, її ріст уповільнюється. Інколи слань всередині відмирає, а наростає лише по периферії. Тривалість життя лишайників та їхній більш-менш постійний приріст у межах певної кліматичної області привів вчених до думки, що можна визначати вік субстратів, на яких вони поселяються. Такий метод назвали ліхенометрією: на субстраті вимірюють діаметр найбільших сланей і, знаючи їхній середньорічний приріст у даній місцевості, обчислюють мінімальний вік цього субстрату. Цікаво, але лишайники по-різному реагують на забруднення повітря: деякі з них не витримують, навіть, найменшого забруднення та гинуть, інші, навпаки, живуть лише у містах чи інших населених пунктах з відповідними антропогенними умовами. У зв’язку із цим з’явився напрямок індикаційної екології – ліхеноіндикація. Прогулюючись лісом можна побачити різні лишайники, які ростуть на стовбурах дерев: великі плямисті листуваті, великі накипні, звисаючі з гілок «бородаті»… Всі вони живі, красиві, інколи покривають більше половини поверхні стовбура. Але, якщо пройти по міському парку, такого вже не побачити: лишайників можна знайти у вигляді маленьких плямочок у тріщинах кори. Таку відмінність між природною зоною та культурними ландшафтами помітили ще у ХІХ ст.. і стало зрозуміло, що частина лишайників дуже чутлива до міських умов, а саме до стану повітря. Вченими були зроблені висновки про те, що одні з них ростуть тільки у природних умовах незайманих культурою, інші переносять незначний вплив цивілізації, а треті можуть спокійно існувати і у великих містах, звичайно більше на їхній периферії. При вивченні лишайників, які ростуть у містах були виявлені загальні закономірності: - чим більше індустрії в місті, тим більше забруднене повітря, і тим менше зустрічається в таких місцях лишайників, вони менше покривають стовбури дерев і мають низьку життєздатність; - при підвищенні ступеня забруднення повітря першими зникають кущисті лишайники, за ними – листуваті, а вже потім накипні. Видовий склад лишайників у різних частинах міста (у центрі, на околицях, в індустріальних районах, у парках) виявляється настільки різноманітним, що вчені стали у межах міст виділяти так звані «зони лишайників». Вперше вони були виділені у Стокгольмі, де: - фабричний район назвали «лишайниковою пустелею», бо повітря було досить забрудненим і лишайників майже не було; - «зоною змагання» називали частину міста із середнім забруднення повітря, де лишайників було зовсім мало; - «нормальна зона» - периферійні райони, де зустрічається велика кількість видів лишайників. Пізніше такі області стали виділяти і в інших великих індустріальних містах. Цікаво, що з кожним десятиріччям «лишайникова пустеля» збільшується за площею. За останні сто років було з’ясовано, що із компонентів забрудненого повітря на лишайники негативно впливає діоксид сірки. Ця речовина у концентрації до сотих міліграма на 1 м3 повітря починає свою негативну дію: у хлоропластах з’являються бурі плями, починається деградація хлорофілу і плодові тіла стають кволими. Концентрація до десятих міліграма згубно діє на всі види лишайників. Штучним шляхом було перенесено природні лишайники у хімічно забруднені місця, і лише незначна їхня частина змогла пристосуватися до отруєного середовища, а всі інші загинули. Тому що у забруднених містах на лишайники діє не лише діоксид сірки, а також оксиди азоту, вуглецю, сполуки фтору…, крім цього у містах повітря сухіше, тепліше та, менш світліше. Адже лишайники люблять вологі місця існування. Таким чином, прогулюючись по парках, скверах, лісах за допомогою лишайників, а саме їхньої кількості та розмірів, ми можемо визначити у якому місці повітря більш забруднене, а де чистіше.