Экология человека. Биосфера и человек

Цель. Изучить основные особенности среды обитания современного человека и антропогенных экосистем. Показать значение экологических факторов в жизнедеятельности человека и разобрать основные экологические типы людей.

Задание для студентов

Работа 1. Среда обитания современного человека

Разберите схемы среды обитания и уровней среды обитания современного человека. Обратите внимание на совокупность естественной и искусственной природной и социальной сред на каждом уровне и их взаимосвязь.

Зарисуйте схему 1.

Схема 1. Среда обитания современного человека

Артеприродная среда (техногенная): искусственная среда, состоящая из природных и чисто технических элементов (городские здания, промышленные предприятия, асфальтовые дороги, транспорт и т.д.).

Квазиприродная среда (почти природная): преобразованные человеком природные ландшафты и созданные им агроценозы (грунтовые дороги, лесопарки, деревянные сельские дома и т.д.).

Интимная среда: жилье, производственная среда; семья, соседи, рабочий коллектив.

Ближняя среда: село, рабочий поселок, жилой район, мегаполис, ближние зеленые зоны; жители населенных мест, этнические группы.

Дальняя, или региональная, среда: крупные географические области, основной источник продовольствия, рекреации; этносы и этноэкосистемы.

Глобальная среда: среда всей Земли; население Земли.

Работа 2. Экологические факторы среды обитания человека

Разобрать и зарисовать схему 2. Обратить внимание на совокупное действие экологических факторов природной среды и специфических для человека социальных факторов.

Схема 2. Экологические факторы среды обитания человека

Работа 3. Адаптации человека к среде обитания

Разберите и перепишите схему 3.

Схема 3. Адаптации человека к среде обитания

Работа 4. Климато-географические адаптивные типы людей

Разберите, используя материалы учебников, лекций, разные климатогеографические типы людей. Выберите из перечисленного признаки, характерные для экотипа, и заполните таблицу.

Признаки	Климато-географические экотипы
	тропический	арктический	высокогорный	аридный (пустынный)
Телосложение: пикническое, мускульное, астеническое
Масса тела: повышена, понижена
Скелет: массивный с повышенным содержанием солей; тонкокостный
Грудная клетка: плоская; узкая; широкая
Конечности: длинные, короткие
Мышечная масса: увеличена, снижена
Относительное количество жировой ткани в теле: увеличено, снижено
Уровень основного обмена: повышен, снижен
Теплопродукция: повышена, снижена
Увеличенное количество потовых желез и потоотделения
Артериальное давление: повышено, снижено
Уровень гемоглобина: повышен, снижен

Окончание табл.

Признаки	Климато-географические экотипы
	тропический	арктический	высокогорный	аридный (пустынный)
Количество эритроцитов
Уровень холестерина в крови: повышен, снижен
Уровень сывороточных альбуминов: повышен, снижен
Увеличенное количество гаммаглобулинов

Работа 5. Экологические типы по видам индивидуальной адаптации к экстремальным факторам среды (В.П. Казначеев) Разберите и заполните таблицу.

Тип	Характеристика	Склонность к заболеваниям
«Спринтер»	Мощные физиологические реакции с большой надежностью на действие значительных, но кратковременных факторов. Быстро истощается	Сердечно-сосудистые, болезни дезадаптации
«Стайер»	Приспособлен к выдерживанию длительных и менее интенсивных нагрузок. Менее приспособлен к действию кратковременных сильных факторов	Вегетососудистые дистонии в резко меняющихся условиях
«Микст»	Смешанный тип	Различные заболевания

Работа 6. Хронобиологические типы людей по адаптации к суточным ритмам

Разобрать хронобиологические типы людей и определить с помощью теста свой тип (переработанный по О. Оstberg, 1976).

Определение хронобиологического типа человека

1. Когда Вы встаете в свободный от планов день?

а) 5.00-7.30;

б) 8.00-9.30;

в) 10.00-12.00.

2. Когда Вы предпочитаете ложиться спать в свободный от планов день?

а) 20.00-22.00;

б) 22.30-0.30;

в) 0.30-3.00.

3. Необходим ли Вам будильник, чтобы встать утром в определенное время?

а) нет;

б) иногда;

в) всегда.

4. Легко ли Вы встаете утром?

а) легко;

б) сравнительно легко;

в) тяжело.

5. Как Вы себя чувствуете в первые полчаса после утреннего вставания?

а) очень деятелен, бодр;

б) небольшая вялость, относительно бодр;

в) большая вялость, усталый.

6. Какой у Вас утром аппетит?

а) очень хороший;

б) хороший;

в) отсутствует.

7. Какой у Вас аппетит вечером?

а) плохой;

б) средний;

в) повышен.

8. Едите ли Вы ночью?

а) нет, никогда;

б) иногда;

в) часто.

9. Когда Вы ложитесь спать перед выходным днем?

а) всегда или почти всегда как обычно;

б) позднее на час;

в) позднее больше чем на час.

10. Хотели бы Вы заниматься физкультурой дважды в неделю между 7 и 8 часами?

а) да;

б) было бы затруднительно;

в) нет.

11. В какое время Вам лучше всего работать с 2-часовым текстом?

а) 8.00-10.00.

б) 11.00-14.00.

в) 15.00-21.00.

12. Как Вы чувствуете себя в 23.00?

а) усталым;

б) относительно усталым;

в) бодрым.

13. Когда Вы встаете утром в выходной день, если накануне легли поздно спать?

а) как обычно, и спать не хочу;

б) просыпаюсь и снова засыпаю;

в) просыпаюсь позднее.

14. Когда Вы высыпаетесь, если работаете в ночную смену, а следующий день выходной?

а) перед ночной сменой;

б) сплю перед сменой и после нее;

в) сплю после ночной смены.

15. В какие часы Вам лучше выполнять тяжелую физическую работу?

а) 8.30-11.00.

б) 11.00-14.00.

в) 16.00-21.00.

16. Хотели бы Вы заниматься физкультурой в 22.00-23.00?

а) никогда;

б) не очень удобно;

в) вполне устраивает.

Поставьте за каждый ответ «а» — 10 баллов, «б» — 5 баллов, «в» — 0 баллов. Сложите баллы за каждый ответ и по сумме баллов определите свой хронобиологический тип: 160-125 — «жаворонок»; 124-40 — «голубь»; 39-0 — «сова».

Работа 7. Эндоэкология. Микроэкосистемы организма человека

Между организмом человека и организмами, живущими на его кожных покровах и в органах, сообщающихся с внешней средой в процессе совместной эволюции, сложилось динамическое равновесие. Населяющие организм человека бактерии, вирусы, одноклеточные грибы, простейшие и даже клещи (в коже) образуют отдельные сообщества (биоценозы), для которых биотопом служат органы человека. Плод развивается в стерильных условиях организма матери. После рождения происходит интенсивное заселение микроорганизмами кожи и органов, сообщающихся с внешней средой. В результате формируются микроэкосистемы организма ребенка. Микроэкосистемы являются открытыми биологическими системами, так как между биоценозом эндоэкосистемы и экосистемами окружающей среды происходит постоянный обмен, сопровождающийся циркуляцией организмов симбионтов. Каждая микроэкосистема включает строго определенные виды, между которыми, а также между ними и организмом человека складываются разные формы взаимоотношений. Причем в нормальных микроэкосистемах преобладают в видовом и количественном отношении виды, обеспечивающие колонизационную резистентность организма человека к возбудителям паразитарных болезней. Кроме того, эти виды участвуют в нормальном функционировании организма человека, например пищеварении.

При воздействии ряда факторов, например при лечении антибиотиками, может нарушиться биоценоз микроэкосистемы в видовом составе, численном отношении, либо и в том и другом. Вследствие указанных нарушений в микроэкосистемах у человека развиваются дисбактериозы, молочница, кандидозы, демодекоз и другие заболевания.

Разберите и перепишите схему 4.

Схема 4. Микроэкосистемы организма человека

Работа 8. Антропогенные экосистемы

Изучите и разберите особенности разных видов антропогенных экосистем. Перепишите таблицу и приведите примеры экосистем.

Характеристика	Натурценоз	Агроценоз	Урбаноценоз
Природная среда	Неизменная или малоизмененная	Измененная	Измененная в значительной степени
Абиотические компоненты:		Изменение исходных и появление новых компонентов
— биотоп	Неизменен	Малоизменен	Изменен
— климатические факторы	Не изменены	Не изменены	Изменены
Биотические компоненты:
— продуценты	Преобладают	Снижено разнообразие. Преобладают монокультуры	Объем продуцентов снижен, в основном в городе декоративные виды, для питания консументов необходимо поступление вещества продуцентов из-за пределов системы
— консументы	Соответствуют принципу пирамиды масс и чисел	В животноводческих агроценозах могут преобладать	Резко преобладают: доминируют человек и небольшое число видов домашних и диких животных
Редуценты	В состоянии минерализовать все мертвое органическое вещество	Не в состоянии минерализовать все органические останки	Огромная масса отходов должна удалятся за пределы экосистемы

Окончание табл.

Характеристика	Натурценоз	Агроценоз	Урбаноценоз
Пищевые цепи	Многозвенные	Короткие, малозвенные	Очень короткие, часто случайные
Энергия экосистемы	Солнечная	Солнечная и дополнительная энергия	Система существует в основном за счет притока дополнительной энергии из-за пределов урбаноценоза
Круговорот веществ	Замкнутый или частично разорванный	Разорванный	Разорванный
Стабильность	Обычно высокая	Низкая, система постоянно подвергается разным антропогенным нарушениям
Способность к саморегуляции	Имеется или снижена	Отсутствует	Отсутствует
Синантропные организмы	Отсутствуют или небольшое число видов	Увеличено число видов	Огромное число видов
Примеры экосистем

Работа 9. Биосфера и человек

Разберите на рисунке приложения основные подразделения биосферы (Реймерс Н.Ф., 1990; переработано), определите границы биосферы, укажите на неравномерность распределения живых организмов в биосфере и разберите основные виды вещества биосферы и функции живого вещества.

Разберите виды воздействия человека на биологические системы и приведите примеры прямого и опосредованного действия человека на экосистемы, популяции, организмы.

Зарисуйте схему 5 и приведите примеры.

Схема 5. Виды воздействия человека на биосистемы

Приложение 1

Структура биосферы

Словарь терминов

Абиосфера — слой литосферы и пространство околоземного космоса, где отсутствуют живые организмы, и они никогда не подвергались влиянию живого или биогенного веществ.

Аквабиосфера — часть гидробиосферы — континентальные водоемы.

Апобиосфера — слои атмосферы выше 60-80 км, где нет живых организмов, но заносятся в небольших количествах биогенные вещества.

Артебиосфера — околоземное пространство, где летают обитаемые искусственные спутники Земли.

Афотосфера — зоны водоемов, где живые организмы существуют без солнечного света.

Аэробиосфера — приземный слой атмосферы до 6-7 км, где организмы постоянно присутствуют и могут размножаться.

Биосфера (эубиосфера, собственно биосфера) — нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы.

Геобиосфера — наземная часть биосферы (терробиосфера плюс литосфера).

Гидробиосфера — часть биосферы в пределах гидросферы.

Гипобиосфера (подбиосфера) — слой литосферы, где живые организмы могут находиться случайно, но не могут нормально жить и свободно размножаться.

Дисфотосфера — зоны водоемов, куда проникает лишь незначительная часть солнечного света.

Литобиосфера — часть биосферы, верхние границы до 2 км, максимум до 6 км.

Мегабиосфера — биосфера + метабиосфера.

Метабиосфера — слой литосферы, преобразованный живым веществом Земли, но в котором ныне живые организмы не присутствуют.

Озоносфера — озоновый слой (экран) — слой атмосферы в пределах стратосферы до 50 км (на полюсах на высоте 7-8 км, на экваторе — 17-18 км; наибольшая плотность озона на высоте 20-22 км).

Парабиосфера — слой атмосферы (от 6-7 до 60-80 км), куда живые организмы могут случайно попадать, но не могут нормально жить и размножаться.

Педосфера — почвенный слой Земли.

Пленка жизни — (биокалимма = биофильм) наиболее насыщенный жизнью слой, включающий в себя почти всю массу живого вещества биосферы.

Стратобиосфера — верхняя часть биосферы, где могут постоянно существовать лишь микроорганизмы, в основном в виде спор.

Террабиосфера — часть биосферы в пределах суши на ее поверхности.

Теллуробиосфера — часть литобиосферы, где могут существовать лишь организмы-анаэробы.

Тропобиосфера — постоянно населенная часть аэробиосферы до 6-6,2 км, в пределах положительных температур в атмосфере.

Фитосфера — поверхностный слой над сушей, почва и подпочва.

Фотосфера — область существования живых организмов в гидросфере, при нормальном солнечном освещении.

Эоловая зона — высокая часть терробиосферы, где постоянно живут некоторые членистоногие животные и хемосинтетики.

Вопросы для самоподготовки

1. В чем разница понятий «среда жизни» и «среда обитания»?

2. Каковы особенности среды обитания современного человека?

3. Какого рода воздействия оказывают абиотические факторы на организм человека?

4. Какие формы биотических связей между человеком и другими организмами?

5. В чем сущность социальных факторов?

6. Каковы особенности антропогенных экосистем, их классификация?

7. Как осуществляются основные потоки энергии и вещества в антропогенных экосистемах?

8. Какие существуют виды адаптации человека к факторам среды?

9. Что такое экологические типы людей?

10.Адаптация к каким экологическим факторам привела к возникновению экологических типов людей?

11.Какие основные экологические типы людей выделяют?

12. В чем отличия антропических факторов от естественноприродных?

13.Какие формы воздействия оказывает человек на биологические системы, включая биосферу?

Тестовые задания

Выберите один правильный ответ.

1. МИКРОЭКОСИСТЕМА РОТОВОЙ ПОЛОСТИ ЧЕЛОВЕКА ВКЛЮЧАЕТ:

1. Бактерии, вирусы, простейших, гельминтов

2. Бактерии, вирусы, одноклеточные грибы, простейших

3. Вирусы и простейших

4. Вирусы и бактерии

5. Бактерии и простейшие

Выберите несколько правильных ответов.

2. ЭКОЛОГ Б. КОММОНЕР СФОРМУЛИРОВАЛ ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ:

1. Все связано со всем

2. Все должно куда-то деваться

3. Природа знает лучше

4. Развитие общества зависит от глобальной экологии

5. Ничто не дается даром

3. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КОМПОНЕНТЫ БИОСФЕРЫ ВЫЗЫВАЕТ УЩЕРБ:

1. Экономический

2. Политический

3. Экологический

4. Моральный

5. Эстетический

4. В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ТЕМПЕРАТУРА РЕГУЛИРУЕТ:

1. Потребление пищи

2. Газообмен

3. Репродуктивную функцию

4. Водный баланс

5. Уровень обмена веществ

6. Функцию нервной системы

7. Биоритмы

5. МЕЖДУ ЧЕЛОВЕКОМ И ДРУГИМИ ВИДАМИ СУЩЕСТВУЮТ БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ:

1. Паразитизм

2. Антибиоз

3. Мутуализм

4. Аменсализм

5. Комменсализм

6. МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА К ПУСТЫНЕ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЕМ:

1. На организменном уровне

2. На популяционном уровне

3. С изменением только фенотипа

4. С изменением генотипа и фенотипа

7. АРКТИЧЕСКИЙ КЛИМАТО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АДАПТИВНЫЙ ТИП ИМЕЕТ:

1. Астеническое телосложение

2. Пикническое телосложение

3. Широкая грудная клетка

4. Узкая грудная клетка

5. Высокое содержание в крови холестерина

6. Низкое содержание в крови холестерина

8. ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ ЛЮДЕЙ ВОЗНИКЛИ НА ОСНОВЕ АДАПТАЦИИ:

1. Биохимической

2. Поведенческой

3. Психической

4. Морфологической

5. Физиологической.

9. ХРОНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ ЛЮДЕЙ ОБУСЛОВЛЕНЫ АДАПТАЦИЕЙ К РИТМАМ:

1. Часовым

2. Суточным

3. Месячным

4. Сезонным

5. Многолетним

10. К АНТРОПОГЕННЫМ ЭКОСИСТЕМАМ ОТНОСЯТСЯ:

1. Биогеоценоз

2. Микробоценоз

3. Натурценоз

4. Зооценоз

5. Агроценоз

6. Урбаноценоз

Литература

Основная

Агаджанян Н.А., Торшин В.Н. Экология человека. Биология. — М.:

Крук, 1994.

Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. — М.: Высшая школа, 2001. —

Кн. 2. — С. 156-161, 170-183, 305-318.

Пехов А.П. Биология и общая генетика. — М.: Изд-во РУДН, 1993. —

С. 414-430.

Дополнительная

Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. — Л.,

1979.

Казначеев В.П. Очерки теории и практики экологии человека. — М.:

Наука, 1983.

Одум Ю. Экология. — М.: Мир, 1986.

Небел Б. Наука об окружающей среде. — М.: Мир, 1993.

Шилов И.А. Экология. — М.: Высшая школа, 2001.

Алексеев С.В., Пивоваров Ю.Т. Экология человека. — М.: ГОУ

ВУНМЦ МЗ РФ, 2001.

Степановских А.С. Экология. — М.: ЮНИТИ, 2001. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность. — М.: ACADEMIA, 2002.

Гора Е.П. Экология человека. — М.: Дрофа, 2007.