Особливе місце в біосфері займає людина, розумна діяльність якої в масштабах біосфери сприяє перетворенню останньої в ноосферу. На цьому етапі еволюція біосфери відбувається під визначальним впливом людської свідомості в процесі виробничої діяльності. Ноосфера – це не щось зовнішнє стосовно біосфери, а новий етап у її розвитку, сутність якого полягає в розумному регулюванні відносин людини і природи. Важлива роль у цьому регулюванні приділяється екології. Екологія – це наука, яка вивчає закономірності взаємодії організмів і середовища їх існування, закони розвитку й здійснення біогеоценозів, як комплексів взаємодіючих живих і неживих компонентів у різних ділянках біосфери. Екологічні закономірності виявляються на рівні особи, популяції особистостей, біоценозу, біогеоценозу. Предметом екології, таким чином, є фізіологія і поводження окремих організмів у природних умовах перебування, народжуваність, смертність, міграції, внутрішньовидові відносини, міжвидові відносини, потоки енергії і кругообіги речовин. Одним з найважливіших понять екології є середовище існування. Середовище – це сукупність факторів і елементів, що впливають на організм у місці його перебування. Екологічний фактор – це елемент середовища, що робить прямий вплив на живий організм, хоча б на одній зі стадій індивідуального розвитку. Всі екологічні фактори умовно поділяються на біотичні, абіотичні й антропогенні. Біотичні фактори – це всі можливі впливи, що випробує живий організм із боку оточуючих його живих істот. Абіотичні – це всі елементи неживої природи, що впливають на організм, (температура, світло, вологість, склад повітря, води, ґрунту і т.д.). Антропогенні – це фактори, зв'язані з впливом людини на природне середовище. Відповідно до іншої класифікації розрізняють первинні і вторинні періодичні і неперіодичні фактори. До первинного відносять температуру, зміни положення Землі стосовно Сонця, завдяки яким в еволюції виникла добова, сезонна, річна періодичність багатьох біологічних процесів. Вторинні періодичні фактори є похідними первинних, наприклад, рівень вологості залежить від температури, тому в холодних областях планети повітря містить менше водяної пари; неперіодичні фактори діють на організм чи популяцію раптово, епізодично. До них відносять стихійні сили природи – виверження вулканів, ураган, удар блискавки, повінь і інші. Будь-яка особистість, популяція, співтовариство випробують на собі дію багатьох факторів, але лише деякі з них є життєво важливими. Такі фактори називаються такими, що лімітують чи обмежують. Відсутність цих факторів або коли їхня концентрація вище чи нижче критичних рівнів унеможливлює освоєння середовища особистостями визначеного виду. Відповідно до цього, для кожного біологічного виду існує оптимум фактора (величина, найбільш сприятлива для розвитку й існування) і границі витривалості. Види, що переживають значні відхилення факторів від оптимальної величини, називаються широко пристосованими чи евритопними. Види, що здатні пережити лише незначні відхилення екологічних факторів від оптимальної величини, називаються вузько пристосованими чи стенотопними. Здатність видів освоювати різні середовища існування характеризується величиною екологічної валентності. Для більшості видів екологічний оптимум обмежений. Збереження належного рівня біологічної активності, незважаючи на коливання інтенсивності екологічних факторів, забезпечується гомеостатичними механізмами на рівні особистості чи популяції. Як уже вказувалося, екологічні закономірності проглядаються на рівні особистості, популяції особистостей, біоценозу (співтовариства), біогеоценозу. Біогеоценоз – це історично сформоване динамічне, стійке співтовариство рослин, тварин, мікроорганізмів, що знаходиться в постійній взаємодії і безпосередньому контакті з компонентами атмосфери, гідросфери і літосфери. Біогеоценоз складається з біотичної (біоценоз) частини й абіотичної (екотоп), що зв'язані безупинним обміном речовин і являють собою відкриту систему. Основною функцією біогеоценозу є забезпечення кругообігу речовин і потоків енергії. Біотична частина біогеоценозу представлена біоценозом. Будь-який біоценоз являє собою такий, що само підтримується, саморегулюючи сукупність живих організмів, яка складається з визначеного комплексу видів, у котрій здійснюється кругообіг речовин і енергії. Організми в біоценозі утворюють співтовариства, що відрізняються тісною залежністю одне від одного, найчастіше на основі харчових зв'язків, як засобу одержання енергії для життя. В основі харчових (трофічних) зв'язків лежить наявність двох основних типів харчування. Аутотрофи витягують необхідні для життя хімічні речовини з навколишнього середовища і за допомогою сонячної енергії перетворюють їх в органічну речовину. Гетеротрофи розкладають органічна речовина до вуглекислого газу, води, мінеральних солей і повертають їх у навколишнє середовище. Цим забезпечується кругообіг речовин, що виник у процесі еволюції як необхідна умова існування життя. При цьому світлова енергія Сонця трансформується організмами в інші форми енергії – хімічну, механічну, теплову. Визначена частина енергії Сонця розсіюється у виді тепла. Діяльність і взаємини всіх живих істот у природі засновано на односторонньо спрямованому потоці енергії і кругообігу речовин. Співтовариство живих істот (біоценоз) разом з його фізичним середовищем існування, що складається з набору неорганічних речовин (біотоп) складають екосистему. Біогеоценоз є елементарною природною екосистемою. Сукупність усіх екосистем Землі називається біосферою. У структурі будь-якого біогеоценозу розрізняють наступні обов'язкові компоненти: 1) абіотичні речовини середовища; 2) аутотрофні організми – продуценти біотичних органічних речовин; 3) гетеротрофні організми – консументи (споживачі) готових органічних речовин першого і наступних порядків (рослиноїдні і м'ясоїдні тварини); 4) детритоядні організми – деструктори, що руйнують органічну речовину до простих мінеральних з'єднань (мікроорганізми). Важлива роль в економіці біогеоценозу належить ланцюгам харчування, що складають трофічну структуру і по який здійснюється перенос енергії і кругообіг речовин. Первинним джерелом енергії в ланцюзі харчування є сонячне випромінювання, потужність енергії якого складає 4,6•1026Дж/с. Поверхні Землі досягає 1/2 000 000 частина цієї кількості енергії, з яких близько 1…2% асимілюється рослинами, 30…70% поглиненої енергії використовується рослинами для забезпечення власної життєдіяльності і синтезу органічних речовин. Енергія, накопичена в рослинній біомасі, складає чисту первинну продукцію біогеоценозу. Фітобіомаса використовується як джерело енергії і матеріалу для створення біомаси споживання першого порядку і далі по харчовому ланцюзі. Звичайно продуктивність наступного трофічного рівня складає не більш 5…20% попереднього. У цілому, якщо сумарна біомаса всіх організмів, що живуть на суші складає приблизно 3* 1012 т, то на зообіомасу припадає лише 1…3% цієї кількості, а маса живої речовини, що належить людям, складає близько 0,0002% від сумарної маси живої речовини планети. Це зв'язано з тим, що обсяг енергії, необхідний для забезпечення життєдіяльності збільшується з підвищенням рівня морфофункціональній організації. Прогресивне зниження асимільованої енергії в ланцюгах харчування відбивається в структурі екологічних пірамід. Тому, що навіть для найбільш продуктивних співтовариствах у реакціях фотосинтезу використовується всього 1…2% сонячної енергії, а цього не вистачає для того, щоб прокормити зростаюче чисельно людство. Зворотні співвідношення – відносно мала біомаса і висока первинна продуктивність – властиві агробіоценозам, що є економічно вигідними. Однак без постійного догляду та захисту з боку людини вони швидко змінюються малопродуктивними природними біогеоценозами. Первинною ареною розвитку живої речовини на Землі була протобосфера, що охоплювала поверхневі шари гідросфери, та частину літосфери. У ході еволюції поверхня Землі придбала головні риси свого сучасного біогеохімічного вигляду. Одним з найважливіших результатів дії природних факторів на людину як біологічний вид на всьому протязі історії людства, тобто його еволюції, є екологічна диференціація населення земної кулі, розподіл його на адаптивні типи. Адаптивний тип являє собою норму біологічної реакції на переважні умови існування, що обумовлює найкращу пристосованість до навколишнього середовища. Розрізняють: адаптивні типи помірного пояса, арктичний, тропічний та гірський адаптивний тип. Велика частина населення помірного поясу проживає в промислово розвинутих країнах з великою часткою міського населення, виявлення біологічних механізмів адаптації в них ускладнено. Арктичному типу властиво сильний розвиток кістково-м'язового апарата, великі розміри грудної клітки, високий рівень гемоглобіну, великий простір, займаний кістковим мозком, підвищена здатність окисляти жири, стійкі процеси обміну в умовах переохолодження. Мають особливості процеси терморегуляції. У місцевих жителів півночі температура тіла може суттєво знижуватися, але обмін речовин при цьому майже не сповільнюється, щодо стороннього населення, то у його представників температура шкіри не падає, але з'являється сильне тремтіння, тому що підсилюється обмін речовин і збільшується втрата тепла через шкіру. Тропічний регіон відрізняється екстремальними кількостями тепла і вологи, тому тропічний адаптивний тип людини формувався під впливом жаркого клімату, раціону з низьким вмістом тваринного білка, великої різноманітності екологічних умов від району до району. Тут спостерігається найбільша розмаїтість груп населення в расовому, етнічному й економічному відносинах. Саме тут живуть самі низькорослі і самі високорослі люди. До характерних ознак тропічного типу відносяться подовжена форма тіла, знижена м'язова маса, зменшений обсяг грудної клітки, велика кількість потових залоз, низький обмін речовин і так далі. У високогір'ї низький атмосферний тиск, холод, одноманітність їжі. У гірського адаптивного типу людей підвищений основний обмін, збільшено кількість еритроцитів, кількість гемоглобіну, розширена грудна клітка. У будь-якому випадку, у різних зонах земної кулі формувалися людські популяції, генофонди, які відповідають місцевим умовам краще, ніж генофонд виду в цілому. Наявність різних адаптивних типів свідчить про значну екологічну мінливість людини, що послужила причиною всесвітнього поширення людей. Індивідуальні і групові адаптації людини, на відміну від біологічної адаптації рослин і тварин, забезпечують поряд з виживанням і відтворенням потомства, виконання соціальних функцій, найважливішою з який є продуктивна праця. Заходи, що спрямовані на оптимізацію умов життя і трудової діяльності, включають створення сприятливих і безпечних умов праці, створення і благоустрій житла, створення одягу, організацію харчування і водопостачання, раціональний режим праці і відпочинку. Однак не слід забувати про те, що в основі усіх форм адаптації лежать біологічні механізми, це необхідно враховувати при міграції людей в інші кліматичні зони. Відбувається так називана акліматизація людей до нових умов існування. Критерієм акліматизації для тварин і рослин є виживання, для людей – відновлення високого рівня працездатності. При акліматизації відбуваються досить складні фізіологічні процеси – перебудова обміну речовин, процесів терморегуляції, дихання, кровообігу й інших. Наприклад, у акліматизованих на півночі людей на холоді тепловий потік з рук зростає на 40%, тоді як із грудей – на 19%. У зв'язку з цим, завдяки високій температурі, зберігається належна працездатність верхніх кінцівок. На людські популяції усе в більшій ступені впливають соціальні фактори. Результатом їхньої дії є закономірна зміна в історичному розвитку суспільства, господарсько-культурних типів співтовариств людей, що утворюються в подібних природно-ресурсних умовах. В даний час у промислово розвинутих країнах у зв'язку з науково-технічним прогресом склалися господарсько-культурні типи з високорозвиненим товарним землеробством і тваринництвом. Лише в обмеженому числі регіонів ще зберігається, наприклад, “прихоплюючий” тип, що віддає перевагу економічній ролі полюванню, рибальству, збиранню (пігмеї-мисливці на території Заїра, племена аета, кубу в лісах Південно-Східної Азії, індіанці в басейні Амазонки). Суть теорії єдності організму людини і навколишнього середовища відбита у відомому висловленні І.М. Сєченова про те, що “організм людини без зовнішнього середовища, що підтримує його існування, немислимий”. Антропоекологічні системи являють собою співтовариства людей, що знаходяться в динамічному взаємозв'язку із середовищем, і ці зв'язки використовуються, для задоволення своїх потреб. Антропоекологічні системи розрізняються в залежності від чисельності і характеру організації людських популяцій. Велике значення у визначенні розміру зазначених систем мають природні умови. Найбільш чисельні сучасні людські популяції, близько 80%, живуть на 44% суші в області тропічних лісів, саван, а також у зоні помірного пояса з чагарниковою рослинністю і змішаними лісами. На посушливих землях, у пустелях на 18% суші розміщено 4% населення. У різних умовах існування людина займає різні екологічні ніші. Екологічна ніша – сукупність усіх факторів і ресурсів середовища, у межах якої може існувати вид у природі. Антропоекологічні системи відрізняються від природних екосистем наявністю в їх складі людських співтовариств, яким належить домінуюча роль у розвитку всієї системи. Людина в середовищі існування є об'єктом дії екологічних факторів і сама є важливим екологічним фактором. Відмітна риса людини, як екологічного фактора, полягає в усвідомленості, цілеспрямованості і масированості впливу на природу. Енергозабезпеченість, технічна озброєність людей створює передумови для заселення будь-яких екологічних ніш. Людство – єдиний вид, який має всесвітнє поширення, що перетворює його в екологічний фактор із глобальним впливом. Завдяки впливу на головні компоненти біосфери, наслідки діяльності людства досягають самих віддалених зон планети. Наприклад, ДДТ (у народі дуст) був виявлений у печінці тюленів і дельфінів, виловлених в Антарктиді, де жоден інсектицид ніколи не застосовувався. Це, зв'язано зі здатністю живих організмів до біоакумуляції, тобто нагромадження в тканинах речовин, що надходять із навколишнього середовища. Різні організми мають визначений коефіцієнт біоакумуляції. Коефіцієнт біоакумуляції – це відношення концентрації речовини в організмі до концентрації його в навколишнім середовищі. Він складає величину, що дорівнює: для рослин – 0,1; для комах – 0,3; для хробаків – 70; гризунів – до 100; креветок – 1 000; устриць – 10 000; риб – 100 000, Так, наприклад, в озерах США встановлена наявність ДДТ у зоопланктоні в кількості 5 мг/кг, у дрібних рибах – до 10 мг/кг, у великих рибах – до 200 мг/кг. В організмі птахів, що харчуються рибою, кількість ДДТ склало 2 500 мг/кг, що приводило до їхньої загибелі.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Людина і біосфера» з дисципліни «Безпека життєдіяльності людини у надзвичайних ситуаціях»
