Пішак_Медична біологія_2004. Лауреат и но белівсь ко ї прем І ї мечников І
 Скачать 14.51 Mb.
|
|
4.3 Місце і роль людини в біосфері 4.3. Місце і роль людини в біосфері ному детритофаги. Але індустріальне суспільство на це покладатися не може. Забруднення в окре- мих екосистемах відбувається постійно, причому частина забруднювачів є надзвичайно стійкою і не може бути ліквідована природним шляхом (деякі детергенти, більшість пестицидів та інсектицидів). У такій ситуації поступово параметри деяких чин- ників набувають лімітуючих значень для окремих членів екосистеми, і вони заміщуються іншими видами в ході дигресивних сукцесій. Після виходу параметрів за межі лімітуючих значень в екосис- темі починається накопичення забруднювачів. Ці явища відбуваються в природних екосистемах дуже давно. Особливого значення вони набули на урбані зованих територіях, у промислових зонах і на терито- ріях з інтенсивним веденням сільського господарства. Основними джерелами забруднення на суші є промислові і каналізаційні стоки, викиди в атмосферу промислових газів і газо пилових сумішей, про- мислові та побутові відходи. Нераціональне вико- ристання викопного палива призводить до катаст- рофічного забруднення атмосфери. Повітря, яким ми дихаємо, часто містить тверді частки (кіптява, азбест, побутовий пил тощо), мікроскопічні крапли- ни рідин (вуглеводи, кислоти) і гази, які відсутні в природній атмосфері. Першим бар'єром на шляху проникнення забруд- нювачів у людський організм стають очисні фільтри промислових підприємств і системи очищення ви- хлопних газів автомобілів. Кожен легковий авто- мобіль за рік виділяє в атмосферу до 1 τ С 2 , до 300 кг циклічних вуглеводнів, сполук свинцю й окислів азоту. В місцях високої концентрації авто- мобілів, особливо у великих містах, за високої тем- ператури повітря відбуваються фотохімічні реакції з утворенням озону. Цей газ надає вихлопним газам підвищеної токсичності. Доведено, що в містах з високим рівнем забруднення атмосфери вихлоп- ними газами підвищується рівень захворюваності на рак легень. Підприємства, які спалюють вугілля, в умовах підвищеної вологості повітря можуть спри- чинити накопичення в приземному шарі повітря сірчистого ангідриду, що також призводить до по- ширення різних шкірних і легеневих хвороб. Другим бар'єром на шляху проникнення забруд- нювачів у людський організм є очистка і контроль питної води. її отримують здебільшого з наземних водойм (як природних, так і штучних) або річок; нерідко з підземних водоносних горизонтів. Вели- чезне значення має правильна організація очищен- ня води. Ще давньогрецький лікар Гіппократ радив фільтрувати або кип'ятити воду перед уживанням. Безпечність використання питної води визначаєть- ся, зокрема, наявністю в ній домішок трьох кате- горій: неорганічних, органічних та мікроорганізмів. Серед неорганічних розчинених домішок найшкід ливішими є іони фтору, хлору, миш'яку, нітрати. Се- ред органічних діоксин, окремі пестициди, гербі- циди, детергенти. Серед мікроорганізмів збудни- ки холери, тифу, рідше паратифу і дизентерії. Контакт із зараженою водою може спричинити лепто- спіроз. Бактерія збудник цієї хвороби потрапляє уводу з сечею диких або свійських тварин, а в людсь- кий організм крізь мікротріщини, рани на шкірі чи слизових оболонках. Не варто недооцінювати інвазійні хвороби, збуд- ники яких передаються з водою (наприклад, ришта, шистосоми). Цикл їхнього розвитку можна перерва- ти тільки шляхом впровадження активних санітар- но гігієнічних заходів. Одна з найбільших епідемій амебіазу була зафіксована в м. Чікаго 1933 p., коли там проводилася Всесвітня виставка. Причиною епідемії стало протікання каналізаційних труб, через що забруднювалася питна вода. Іноді збудники по- трапляють у питну воду через випорожнення хворих людей. Більшість сучасних випадків зараження людей такими хворобами повязана з тим, що в приго- туванні їжі беруть участь приховані носії збудників хвороб, які не дотримуються правил особистої гігієни. Вживання води з природних джерел може спри- чинитися до ураження лямбліозом. Лямблія часто не викликає в зараженої людини або теплокровної тварини жодних симптомів. Така людина або тва- рина стає паразитоносієм і може, усвою чергу, стати причиною зараження джерел води. Характерно, що для знищення цього збудника хлорування води недостатньо, оскільки цисти паразита витримують таку процедуру. У зв'язку з тим, що дикі тепло- кровні тварини можуть заносити в природні водой- ми цисти лямблій, не рекомендується вживати не кип'ячену воду, взяту навіть з джерел, віддалених від населених пунктів. Вірусні захворювання також можуть поширюва- тися через питну воду. Це стосується поширення 613 Розділ 4. Біосфера і людина збудника гепатиту. Найчастіше епідемії вірусного гепатиту пов'язані з невеликими місцевими джере- лами водопостачання, де відсутній належний контроль якості питної води. Найбільша епідемія вірусно- го гепатиту була зафіксована в м. Нью Делі (столи- ця Індії) 1956 р. Тоді захворіло близько 50 000 людей, хоча вода, заражена цим вірусом, була хлорованою. Сучасні міста оснащені системою станцій очистки води. В них питна вода має проходити кілька етапів очистки біологічну, механічну, хімічну. Ме- ханічна очистка це звичайна фільтрація з метою вловлювання твердих часток. Вперше фільтруван- ня питної води було запроваджено 1872 р. у СІЛА. Для цього використовувалися піщані фільтри. Біо- логічна очистка передбачає пропускання води спершу крізь систему аеробних, а потім анаероб- них редуцентів. Як правило, це бактерії та дрібні безхребетні. При цьому небажані макромолекули мінералізуються і виводяться шляхом наступної хімічної очистки. При хімічній очистці здійснюють осаджування (коагуляцію) колоїдів, пропускають воду крізь спеціальні фільтри, хлорують або озону- ють. При цьому мінералізовані сполуки видаляють- ся разом з осадом, а небажані мікроорганізми зни- щуються. Хлорування в сучасних умовах викорис- товують все рідше, оскільки надлишок хлору, який може потрапляти в організм людини, котра регулярно вживає хлоровану воду, спричиняє негативні зміни. Більш сучасними (але й суттєво дорожчи- ми) є методи озонування води. Аналіз придатності води до вживання в їжу ви- конується за спеціальною методикою, в основі якої лежить визначення у воді вмісту мікроорганізмів. Непатогенні бактерії, що виявляються у воді і вхо- дять до складу мікрофлори кишечника, називають кишковими паличками. Наявність їх у воді у великій кількості свідчить про те, що вода неочищена і вжи- вати її не можна. Число кишкових паличок на оди- ницю об'єму води є індексом придатності води до використання. Так, питною вважать воду, яка містить не більш як 4 кишкові палички на 100 мл. Вода, в якій міститься більше бактерій, вимагає поперед- нього очищення. Вміст більш як 2300 кишкових па- личок на 100 мл є межею придатності води для ку- пання. Перевірка якості води здійснюється різними методами. Один з найпоширеніших методів поля- гає у пропусканні води крізь спеціальний фільтр. Людське суспільство не може існувати поза природою, хоча в ході свого розвитку воно все більше віддаляється від прямої залежності від природного середовища. На відміну від інших живих організмів, котрі лише користуються можливостями, які надає їм навколишнє середовище, людина примушує його служити своїм цілям. Поняття "охорона природи" включає охорону при- родних ресурсів і охорону навколишнього середовища. В сучасному світі вирішальний вплив на структуру, розвиток і функціонування природних екосис- тем здійснює людина. Промислове і сільськогоспо- дарське виробництво спричинює два глобальних деструктивних процеси, які визначають статус су- часних екосистем. Це незбалансоване зменшення природних ресурсів і забруднення навколишнього середовища. У зв'язку з ростом населення планети все мен- ше залишається місць, які людина ще не освоїла. Але освоєння нових територій завжди тягне за собою порушення структури природних екосистем, втрату їхніх окремих елементів. Збір рослин, полю- вання на звірів спричиняються до зникнення дея- ких видів на освоєних ділянках території чи аква- торії. Внаслідок вирубування лісів, розбудови насе- лених пунктів, розорювання земель, створення во- досховищ змінюються або зникають цілі екосисте- ми. Вилучення з екосистеми хоча б одного її еле Осад переносять на поживне середовище, необхід- не для вирощування колоній мікроорганізмів. Після появи колоній їх кількість підраховують і роблять висновки щодо придатності вживання води. Проблема питної води не є надуманою, адже половина дітей, які вмирають на планеті за рік, гинуть від захворювань, пов'язаних з вживанням неякісної води. Відсутність надійного контролю за станом пит- ної води є причиною поширення через воду тих за- хворювань, на які припадає близько 80 % летальних випадків. У таких країнах, як Заїр, Лаос, Алжир, Бангладеш та деяких інших, до 80 % населення не має змоги користуватися безпечною питною водою. 4.4 Захист компонентів біосфери в національних масштабах. Захист компонентів біосфери в національних масштабах мента призводить до зниження її стійкості і пору- шення функціонування. Екосистеми мають механіз- ми протидії деструктивним явищам, але існує пев- на межа, за якою починається необоротний розпад. Усі конкретні негативні наслідки, зокрема, зміна видового складу угруповань, розмірів і форми аре- алів, шляхів синтезу окремих речовин, зміни у фе- нологічних явищах, синеволюційні процеси (яви- ща, спряженої еволюції) і багато інших, цілком впи- суються в таку схему. Необхідність підтримування природної різноманітності видів тварин і рослин ус- відомлена людиною вже давно. Ще з III ст. дон. є. відомі факти видання правителями різних держав указів, якими регламентувалося використання лісів, мисливських угідь, оброблюваних земель тощо. Перші свідчення про елементи природоохоронної діяльності на теренах Київської Русі відносяться до XII ст. н. є. (відомий документ "Руська правда. Вже уст. на її території існувала ціла мережа ділянок, де охоронялися місця розмноження і нагулу мисливських тварин. Перші наукові засади охо- рони рослин сформулював на початку XIX ст. відо- мий німецький природодослідник А. Гумбольдт. Він запропонував термін "памятник природи", яким широко користуються і тепер, а також сформулю- вав ряд природоохоронних ідей, котрі поступово втілювалися в життя. Зокрема, першою спробою створити національний парк було створення у Франції ще в XVII ст. "Лісу на Фонтенбло". Першим націо- нальним наркому сучасному розумінні був Йєлоу стонський парк (США, створений у 1872. Успішне розв'язання проблем охорони природи розпочинається зянвентаризації флори і фауни кон- кретної території. Оскільки охорона природи справа державна, результати інвентаризації у вигляді переліку видів, які перебувають в екстремальному стані (скорочення ареалу, зменшення чисельності тощо), набувають значення державних документів. Червона книга універсальна форма державного контролю над видами, котрим загрожує зникнен- ня. Кожна цивілізована країна світу розробляє і за- тверджує власну Червону книгу, до якої заносяться види, що на території даної країни потребують охо- рони, тимчасом як в інших країнах вони можуть бути достатньо поширеними, а отже, не підлягають охо- роні. Особливо це стосується видів, які перебува- ють на даній території на межі свого ареалу. Охоро- няючи види на межі ареалів, ми певною мірою "ук- ріплюємо кордони", всередині яких види є авто- хтонними (місцевого походження). Тим самим підтримується стабільність та цілісність біомів і планетарної екосистеми в цілому. Певні види часто не можуть існувати самостійно, а успішно розвиваються і розмножуються лише в складі угруповань. При цьому іноді спостерігаєть- ся приуроченість тих чи інших видів, зокрема енде- мічних, реліктових, до певних рослинних угруповань (ценотипи). Тому при охороні таких видів важливо зберегти фітоценози, в яких вони зростають у при- родних умовах. Враховуючи це, в ряді країн запро- ваджено Зелену книгу, до якої вносять перелік фіто- ценозів, що підлягають охороні. Наприклад, до Зе- леної книги України занесено водні рослинні угру- повання, в яких головним ценозоутворювачем є во- дяний горіх; угруповання з домінуванням ковили Лессінга та багато інших. Орієнтуючись на Зелену книгу, зручніше визначати стан окремих екосистем і потребу в їх охороні. Рідкісними є ті рослинні угру- повання, де ценозоутворювачами стають види, за- несені до Червоної книги. З огляду на окреслене коло проблем можна дати таке визначення: охорона природи це комплекс заходів, організованих і контрольованих на державному, міжнародному і суспільному рівнях, затверджений законодавчо і спрямований на збереження видової різноманітності та ста- більності екосистем і природних ресурсів. Ос- новна мета охорони природи створення оптималь- них умов існування людського суспільства, задово- лення матеріальних та культурних потреб існуючих і майбутніх поколінь людства. Охорона природи справа територіальна. Цінність територій, що підля- гають охороні, визначається передусім оцінкою стану рослинних угруповань. Природні ресурси це частина явищ і предметів навколишнього середовища, котрі можуть бути ви- користані як предмети праці чи умови відновлення робочої сили або засобів виробництва. Ресурси поді- ляються на вичерпні і невичерпні. Вичерпні поді- ляються на відновлювані (рослинні, тваринні, грун- тові, ландшафтні) та невідновлювані (корисні ко- палини), а також на біотичні, абіотичні, викорис- товувані та потенційні. Невичерпні ресурси поді- ляються на космічні, кліматичні і водні. 615 Розділ 4. Біосфера і людина Охорона природи стосується багатьох сфер людської діяльності і розглядається в кількох аспектах Науковий аспект передбачає збереження ета- лонів живої природи на популяційно видовому і еко системному рівнях. Вивчення природних процесів необхідне для того, щоб прогнозувати закономірності змін, спричинених втручанням людини в хід глобаль- них і локальних природних процесів. Економічний аспект охорони передбачає ретельне вивчення мож- ливостей подальшого використання ресурсів у плані їх відновлення або збереження стабільності екоси- стем. Перш ніж вилучити з використання певну те- риторію, акваторію чи окремий елемент довкілля, екологи і економісти ретельно підраховують по- тенційні втрати і майбутні надбання. Оздоровчо гігієнічний аспект охорони має значення перш за все для медицини, тому розглядається окремо. Ес тетико виховний аспект враховує потужні можли- вості природного середовища в розвитку спостереж- ливості, формуванні позитивних рис характеру тощо. Реальне втілення програм охорони окремих видів неможливе без контролю території їхнього поширен- ня. Саме тому головною запорукою тут стає відчу- ження ділянок землі (водного дзеркала), на яких постійно зростають певні види рослин або постійно перебувають, годуються чи розмножуються певні види тварин, що потребують охорони. На відчуже- них землях, відповідно рівня охорони, забороняєть- ся організація промислового і сільськогосподарсь- кого виробництва, інших видів діяльності, часом навіть відвідування з метою відпочинку. Впродовж XX ст. у світі поступово сформувався більш менш універсальний підхід до цієї проблеми. Він полягає у розробці мережі об'єктів охорони природи. Діяльність і завдання кожного об'єкта охорони організується, координується і контролюється з боку відповідного відомства. Кожна держава може мати свої категорії охорони, але загалом усі об'єкти мож- на згрупувати за ступенем охорони таким чином памятки природи. Це невеликі ділянки, на яких охороні підлягають окремі дерева, озера, фраг- менти лісу чи степу навколо памяток природи по- винні встановлюватися попереджувальні таблички з відповідною інформацією; заказники природи. Це ділянки площею від кількох десятків, до кількох тисяч гектарів, на яких забороняється проведення певних видів господарсь- кої діяльності (наприклад, оранка землі, вирубка лісу, збір рослинної сировини, відлов риби тощо). Тери- торія чи акваторія заказників, як правило, демар кується і оснащується необхідною інформацією для відвідувачів; тут також відповідними державними органами регулярно проводиться інспекція; заповідники. Це державні установи зі своїм штатом співробітників і диференційованою терито- рією; окремі ділянки в заповідниках є абсолютно Рис 4.8 Ділянки Карпатського біосферного заповідника. 616 4.4. Захист компонентів біосфери в національних масштабах заповідними, на інших проводять регламентований сінокіс, вирубку дерев та деякі інші господарські заходи. Літопис природи, який ведеться в заповід- никах, використовується при складанні довготрива- лих прогнозів погоди, визначенні термінів проведення певних сільськогосподарських робіт тощо. Нате- риторії заповідника строго заборонене перебування сторонніх осіб; біосферні заповідники. Це заповідники, в яких охороняються унікальні природні об'єкти світового значення. Статус біосферного заповідника присво- юється лише після ретельної інспекції з боку ком- петентних міжнародних організацій; ними ж коор- динується науково дослідницька та моніторингова Рис. 4.9 Ділянки біосферного заповідника Асканія Нова. діяльність таких заповідників. На території біосфер- ного заповідника строго заборонене перебування сторонніх осіб; національні природні парки. Це великі тери- торії, на яких, крім заповідників, можуть знаходити- ся заказники і памятки природи, населені пункти, сільськогосподарські угіддя, транспортні мережі, інші комунікації, місця відпочинку й оздоровлення. Ця форма охорони природи найбільш відповідає оп тимізації матеріальних і культурних потреб людини. Першим справжнім заповідником на території України є Асканія Нова, де заповідний режим існує з 1841 р. Першим у світі природним національним парком став Иєлоустонський парк, створений у США в Рис. 4.10 Ділянки Чорноморського біосферного заповідника. 617 Розділ 4. Біосфера і людина Рис. 4.11 Ділянки Дунайського біосферного заповідника. 1872 р. В Україні подібні проекти почали втілювати в життя лише наприкінці XX ст. Неабияке значення об'єкти охорони природи мають для медицини. Сучасна мережа основних об'єктів охорони при- родив Україні включає: біосферні заповідники Карпатський, Аска нія Нова, Чорноморський, Дунайський (рис. 4.8, 4.9, 4.10, 4.11); природні заповідники Поліський, Розточчя, Медобори, Горгани, Канівський, Дніпровсько Орільський, Єланецький степ, Казантипський, Опутцький, Карадазький, Кримський, Ялтинсь- кий гірсько лісовий, Мис Мартьян, Луганський, Рівненський, Черемський, Український степовий (його відділеннями є Хомутівський степ, Михайлів- ська цілина, Кам'яні могили і Крейдова флора національні природні парки Шацький, Яво рівський, Сколівські Бескиди, Синевир, Карпатсь- кий, Подільські Товтри, Вижницький, Деснянсь- ко Старо гутський, Святі Гори, Азово Сивась кий, Ужанський, Гуцульщина. Біорізноманіття рослинного і тваринного світу створює природні ресурси, що забезпечують люди- ну їжею, сировиною для різних галузей промисло- вості, у тому числі фармацевтичної. Незалежно від прикладного значення, біорізноманіття є фактором творення середовища життя людини. Світова гро- мадськість, занепокоєна небезпекою втрати біоріз- номаніття, на Конференції ООН з довкілля та роз- витку (Ріо де Жанейро, 1992), схвалила Конвенцію про біорізноманіття, яка набула чинності в грудні 1993 р. Україна приєдналася до цієї Конвенції, яка вступила у дію в нашій державі з 1995 р. після її ратифікації Верховною Радою. Україна бере актив- ну участь в міжнародних програмах, спрямованих на захист довкілля, зокрема, у формуванні Панєв ропейської екологічної мережі шляхом розширення системи об'єктів охорони природи. Значну приро- доохоронну роботу здійснює Національний комітет України з програми ЮНЕСКО «Людина і біосфе- ра». До Світової мережі біосферних заповідників включено шість об'єктів України: Карпатський. Асканія Нова, Чорноморський, Дунайський біос- ферні заповідники, Ужанський національний природ- ний парк з Надсянським регіональним ландшафт- ним паркому складі українсько польсько словаць кого біосферного заповідника "Східні Карпати". Шацький національний природний парк. 618 4.4. Захист компонентів біосфери в національних масштабах 1. Сформулюйте поняття біосфери. 2. Що є елементарною одиницею біосфери? 3. Охарактеризуйте структуру і функції біосфери. 4. Яка роль В. І. Вернадського у вченні про біосферу? 5. Що таке гомеостаз біосфери і в чому полягає його суть 6. Як еволюціонувала біосфера? Назвіть найваж- ливіші етапи. 7. Поясніть суть процесів кругообігу речовин і енергії на рівні біосфери. 8. Наведіть приклади типів біомів у сучасній біосфері. 9. Охарактеризуйте екологічну систему. 10. Чим забезпечується сталість екосистеми? 11. Поясніть суть трофічного ланцюга та його значен- ня для функціонування екосистеми. 12. У чому полягає відмінність між природними, ант- ропогенними та штучними екосистемами? 13. Поясніть суть біологічної та екологічної рівноваги в екосистемах. 14. Від чого залежить біомаса біосфери, екосистеми? 15. Які основні функції живої речовини? У чому по- лягає їх суть 16. Дайте визначення понять "біополе", "біологічні ритми". Яке їх значення у житті живих організмів? 17. Вкажіть місце і роль людини в біосфері. 18. Назвіть основні напрямки діяльності людини в біосфері. 19. Сформулюйте екологічні проблеми сучасності. Ви- рішення яких завдань вони потребують? г) біогеоценотична; д) кібернетична. 3. Яку назву має нижня частина атмосфери? а) стратосфера б) тропосфера в) мезосфера г) термосфера; д) екзосфера. 4. Види, яким у даний час не загрожує зникнення, хоча внаслідок їх незначної чисельності або обмеженого ареалу така загроза може виникнути за несприятливих змін сере- довища існування, називаються: а) зникаючими видами б) вразливими видами в) невизначеними видами г) рідкісними видами д) відновленими видами. 5. Природні території, створені з метою збереження і відтворення певних природних комплексів або окремих видів організмів, де проводиться наукова та деякі види гос- подарської й культурно просвітньої діяльності з дотриман- ням вимог охорони довкілля, називаються: а) заповідники; б) національні природні парки в) памятки природи; г) ботанічні сади та зоологічні парки д) заказники. 6. Який геофізичний фактор визначає формування при- родних зона) світло; б) температура в) тиск; г) вода д) ґрунт. 7. Які із зазначених речовин найбільш активно руйну- ють озоновий шар атмосфери? а) залізовмісні; б) калійвмісні; в) хлорвмісні; г) вуглецьвмісні; д) магнійвмісні. 8. Визначте, який із факторів належить до антропогенних джерел забруднення навколишнього середовища: а) пил вулканічного походження; б) пил космічного походження; в) дим лісових пожеж:; г) відходи машинобудівної промисловості; д) пил, що виникає при ерозії ґрунту. 619 |