Учебник по экологии для технических специальностей - Н.И. Николайкин. Учебник по экологии для технических специальностей - Н.И. Никола. Технические науки и по специальностям в области 650000 Техника и технологии е издание, стереотипное москва 2004
 Скачать 4.61 Mb.
|
|
1 и стран разных регионов Земли. Развитие этих научных представлений имеет большое практическое значение для планирования дальнейших путей экономического и социального прогресса человечества, определения причини возможных путей преодоления современного экологического кризиса. Правильное понимание места и роли человека в биосфере необходимо для перехода человечества к сбалансированному (устойчивому) развитию (см. разд. 10.8). 1 Этнос — биосоциальное, эколого-социально-экономическое и исто рико-культурное единство значительной группы (популяции) людей, объективно составляющих и сознающих себя как единое целое и противопоставляющих свою общность другим подобным группам (мы — они. Обычно для этноса характерна общность территории и языка. 8 316 Глава 8. ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ Человек как биологический вид появился в биосфере сравнительно недавно, не более миллиона лет назад, и за столько роткий срок перестроил биосферу в соответствии со своими потребностями. Дальнейшая судьба человечества зависит оттого, насколько оно сможет соотносить свое развитие с фундаментальными природными законами, определяющими существование всей биосферы. 8.1. Экология человека 8 . 1 . 1 . Человек как биологический вид Человек является биосоциальным существом ив тоже самое время — представителем биологического вида Человек разумный (Homo sapiens), принадлежащего к царству животных, типу хордовых, классу млекопитающих, подклассу плацентарных, отряду приматов, семейству гоминид. Другие семейства, входящие в отряд приматов, — это понгиды — крупные человекообразные обезьяны (орангутаны, шимпанзе, гориллы) и хилобатиды — малые человекообразные обезьяны гиббоны. Характерной чертой, отличающей человека от животного, является прежде всего речь, способность к которой определяется развитием мозга, а также артикуляционного аппарата. Речь в свою очередь является средством коммуникации, планирования совместных действий и, что очень важно, концептуального мышления. Второе важнейшее отличие, связанное с первым, — это наличие крупного, сложного, хорошо развитого мозга, в котором увеличено (по сравнению с животными) не только количество нейронов, но главным образом межней ронных связей, те. усложнена организация всего мозга и прежде всего коры его больших полушарий. Развитие мозга и руки дало возможность применять орудия труда. В свою очередь все эти изменения связаны со способностью к прямохождению и соответствующему изменению скелета и пропорций тела человека. Еще человека отличает от животных абстрактное мышление, поэтому его иногда называют животным, создающим символы. Слово для людей является не сигналом, как для животных, а понятием. Люди способны к планированию своих действий, словесной передаче опыта, к осознанию таких понятий, как совесть, вера, красота. Кроме того, челове- 8.1. Экология человека 317 ку, в отличие от других видов животных, характерны иные темпы онтогенеза а именно удлиненные периоды эмбриогенеза и детства, периода обучения и экономической, а также физиологической зависимости от взрослых. Появление человека в биосфере было предопределено около 4,0 млн лет назад, когда произошло отделение эволюционной ветви предков человека. Это, по-видимому, случилось в Африке. Человек же, подобный современному, так называемый кроманьонский человек появился в биосфере всего около 40 тыс. лет тому назад. Если представить всю историю жизни на Земле в масштабе суток, то можно сказать, что в природе человек появился всего за несколько секунд до полуночи. За этот краткий срок его биологические свойства не изменились, тогда как его бурная социокультурная эволюция изменила лик Земли, в итоге поставив природу под угрозу уничтожения. Первые люди существовали под властью природы ив ее составе. Экологическая ниша этого вида определялась прежде всего его положением в трофических цепях. По своему положению в них человек является консументом (как и всякое животное он — гетеротроф, а по типу своего питания — полифаг, те. способен питаться пищей разного рода. Многие современные исследователи и врачи считают, что природой человек более всего предназначен и приспособлен к потреблению растительной пищи — зерновых и плодов. Сейчас он занимает положение на вершине трофических пирамид, питаясь различными видами пищи. Несмотря на свои уникальные свойства (разум, членораздельная речь, трудовая деятельность, социальное поведение и др, человек не лишился биологической сущности, и все законы экологии для него справедливы полностью, как и для любого другого живого организма. Численность первых людей была невелика и контролировалась различными природными факторами согласно природной экологической нише с одной стороны — хищниками, 1 Онтогенез (от греч ontos — сущее и genos — происхождение) — индивидуальное развитие особи, включая всю совокупность ее преобразований от зарождения до конца жизни, или история индивидуальной жизни. Термин введен Э. Геккелем (1866). 2 Эмбриогенез (от греч embryon зародыши происхождение) — ранний период развития особи. 3 Встречаются оценки от 4 до 8 млн лет, в частности, по расчетам С. П. Капицы, это произошло 4,5 млн лет назад. 318 Глава 8. ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ паразитами, с другой стороны — конкурирующими видами человекообразных, внутривидовой борьбой. Кроме того, со временем численность человека регулировалась истощением кормовых ресурсов. По возможностям географического распространения Homo sapiens является панойкуменным видом, те. способен обитать на различных участках ив различных климатических зонах планеты, хотя как биологический вид человек может обитать только в пределах суши экваториального пояса (в тропиках и субтропиках) до высоты 3—3,5 км над уровнем моря. Современный человек расширил границы местообитания расселился во всех широтах, освоил глубины океана и космическое пространство. Однако за пределами первоначального ареала он может выжить не благодаря физиологической адаптации, ас помощью специальных защитных устройств и приспособлений (отапливаемые жилища, одежда, кислородные приборы и т. д. Они имитируют среду обитания человека подобно тому, как это делается для экзотических животных и растений в зоопарках, ботанических садах, океанариях. Тем не менее в отдельных случаях все экологические факторы воспроизвести не удается, как, например, гравитацию в космическом полете, после которого космонавтам требуется ре адаптация. Выход человека из-под контроля среды начался примерно 10 тыс. лет назад, когда впервые появились признаки сельского хозяйства. Именно тогда люди перестали зависеть от ресурсной кормовой базы и начался постепенный рост их численности, больший, чем предусмотрено законами биосферы. В XIX—XX вв. проявились признаки нового мирового демографического перехода — демографического взрыва. В 1960—1965 гг. человечество насчитывало 3,5 млрд человека к концу века эта цифра почти удвоилась, достигнув 6 млрд. По прогнозам в 2007 г. нашей эры население планеты будет насчитывать 7 млрд человек. Очевидно, что биосфера как единая биологическая система обладает соответствующей емкостью и при своих природных ресурсах способна прокормить лишь ограниченное количество людей. При этом численность народонаселения, которое биосфера может прокормить, зависит и от уровня потребления людей. Обычно считают, что уровень жизни человека опреде- 1 По расчетам специализированных организаций ООН это произошло в октябре 1999 г. 8.1. Экология человека 319 ляется численностью населения страны, валовым национальным продуктом (экономическим развитием страны, а также экологическим сознанием, воспитанием и культурой, те. характером потребностей человека. Поэтому воздействовать на будущее нашего видав биосфере возможно, не только влияя на численность народонаселения, но и изменяя сознание человечества и каждого человека в отдельности так, чтобы люди не стремились превысить некоторый разумный уровень потребления ресурсов биосферы и прежде всего энергетических ресурсов. 8.1.2. Полиморфизм популяции человека Биологи выделяют несколько подвидов человека — расы европеоидная, австрало-негроидная, монголоидная и аме- риканоидная (американские индейцы. Ряд исследователей разделяют австрало-негроидную расу на две австралийскую и негроидную. Каждая из рас представляет собой морфофизиологический (структурно-функциональ ный) тип человека. Расы человека характеризуются определенным телосложением, биохимической конституцией (те. гормональным статусом, уровнем артериального давления, активностью ферментов, предрасположенностью или устойчивостью к определенным болезням, преобладанием некоторых психологических черт. Психофизиологический тип человека иногда называют конституцией. В каждой расе существует несколько типов конституций, при этом частота их встречаемос ти в известной мере связана с экологическими условиями проживания конкретной расы. 8.1.3. Среда обитания человека Среду обитания человека также, как и любого живого организма, можно подразделить на несколько условных типов • информационная среда которую можно считать фильтратом внешних впечатлений, поступающих в мозг, которые зависят от видовых особенностей рецепторов, те Полиморфизм (от греч polymorphe — многообразный) — наличие в пределах одного вида резко отличных по облику особей, не имеющих переходных форм частный случай — половой диморфизм. 320 Глава 8. ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ органов чувств. Для человека понятие информационной среды усложняется по сравнению с животными на несколько порядков в связи с наличием большого количества видео- и словесной информации, те. того, что мы называем культурной средой • минимальная среда те. наличие тех необходимых ресурсов, без которых невозможна сама жизнь • физиологическая среда жизни те. минимальная среда плюс наличие условий обеспечения некоторых более сложных потребностей, которое человек, как и любой другой живой организм, получает из среды. Это, например, непросто питание, а полноценное питание или обеспечение потребности в движении и многое подобное • экологическая среда или непосредственная среда жизни среда обитания каждого человека или группы людей) — самое широкое понятие. Она зависит от многообразных экологических связей с окружающими организмами, как непосредственно обеспечивающими потребности людей, таки с другими организмами Земли. Таким образом, II экологическая среда — это вся природная среда. В свою очередь среда жизни каждого отдельного человека, окружающая его как в природных экосистемах, таки в условиях городского или сельского существования, также подразделяется на несколько видов • собственно природная среда тете природные экосистемы, в которых живет данная группа людей. Этот вид среды имеет свойство самоподдержания и саморегуляции. Человек ощущает энергетическое состояние среды, те. наличие определенных климатических условий, электромагнитных полей, атмосферные условия, водную компоненту среды, ландшафт, облик и состав биологического окружения. Кроме того, он находится под властью биологических ритмов, так или иначе связанных не только с общебиосферными, но и с космическими циклами • агротехническая среда сельскохозяйственные угодья, культурные ландшафты, зеленые насаждения, постройки, бульвары, сады и т. п. Этот вид среды требует усилий человека по ее поддержанию, ибо это полуискусст- 8.1. Экология человека 321 венные агроэкосистемы. В городах и на производстве люди окружены полностью искусственной средой. Внутреннее пространство жилищ и производственных помещений, транспорт, культурно-архитектурная среда, среда вещей и прочее полностью созданы человеком и не могут без него существовать • социальная среда в которой живет человек, его куль турно-психологическое окружение, социум и та часть информационной среды, которая по своему происхождению связана с культурой, а нес природой. Социальная среда вырастает из биологической среды (сообщество, этнос, семья и т. п, ноне может быть сведена к ней. Таким образом, социальная среда жизни человека — это следующий уровень организации живой материи. С позиций самого человека качество жизни и качество среды определяются его базовыми потребностями. Однако с позиций природы качество жизни человечества, включая возможность его выживания, помимо прочего определяется возможностями природы те. биосферы, в том числе саморегуляции под воздействием антропогенных факторов, к которым относятся перенаселение демографический взрыв, антропогенное загрязнение биосферы, а также исчерпание ее ресурсов. 8.1.4. Биологические потребности человека Потребности человека делятся на несколько групп элементарные потребности пища, одежда, жилище, воздух,вода; вторичные потребности в конкретных вещах и условиях при возможности их выбора • псевдопотребности, те. потребности в предметах роскоши и следовании каким-то привычкам. Различают также базовые и важнейшие биологические потребности человека, а также псевдопотребности. Базовые биологические потребности К ним, помимо пищи, воздуха, воды, одежды и жилища, можно отнести более сложные, но необходимые для человека условия безопасность тепловой, акустический, электромагнитный комфорт состав воздуха, не приводящий к физиологическим или генетическим аномалиями неприятным ощущениям 11 Экология 322 Глава 8. ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ питьевая вода, не только не загрязненная и не угрожающая здоровью, но и приятная на вкус сбалансированность питания, включая калорийность пищи, обеспечивающей энергетические потребности человеческого организма, а также наличие незаменимых элементов пищи, таких, как незаменимые аминокислоты, витамины, жиры, белки, углеводы определенные вкусовые характеристики пищи и ее безвредность, те. экологическая чистота продолжение рода и получение сексуального удовлетворения. Важнейшие биологические потребности К ним относятся полноценный сони отдых, те. релаксация защита от заболеваний и антропогенных загрязнений пространственный комфорт (определенное место в пространстве для каждого человеческого существа — жизнь без переуплотнения); комфорт природной (биогенной) среды, причем необходима именно та природная среда, к которой исторически адаптирована данная группа людей ландшафтная природная среда (определенная высота над уровнем моря, наличие или отсутствие определенных ветров, диапазон колебаний температуры и влажности атмосферного воздуха и т. п подвижность и труд (гиподинамия — одна из базовых причин многих типичных болезней городского населения информация, необходимая для здоровья и развития мозга (причем немаловажны и объем, и качество этой информации • биолого-социальный климат, те. определенное положение в иерархической структуре общества. К естественным, эволюционно сложившимся потребностям относят и потребность в сопереживании, те. одной из эмоциональных основ поведения человека в социуме, а также наличие индивидуального участка в труде и жизни. Из перечисленных потребностей видно, что многие из них на первый взгляд кажутся присущими лишь человеку, нона самом деле являются биологически обоснованными и эволюционно сложившимися. Поэтому они свойственны не только человеку, но и другим живым существам, особенно высшим животным, родственным человеку. 8.1. Экология человека 323 Осознание своих истинных потребностей очень важно для человека, ибо в соответствии с ним человек выстраивает свою субъективную систему ценностей. Когда эти ценности, а также представления об успехе в жизни и о комфорте опираются на естественные потребности и стремление к их реализации, тогда гарантирован успех не только в социальной, но ив личной жизни ощущение счастья, комфорта и т. д. Псевдопотребности. Если биологические потребности не реализуются, то они заменяются псевдопотребностями, например, в агрессии или лидерстве путем агрессии, либо в предметах роскоши. Подобная псевдокомпенсация в конечном счете ведет не только к асоциальному поведению человека, но также и к нарушению многих экологических законов, те. правил поведения человека в природе. В физиологическом плане потребности человека и возможность их реализации тесно связаны с эмоциями, а эмоции в свою очередь являются очень важной составляющей мыслительного процесса — интеллектуальной деятельности человека. Эмоциональные мотивации нашей деятельности способствуют успеху обучения, запоминания, повышению работоспособности как физической, таки интеллектуальной. Отрицательный эмоциональный фон, связанный с невозможностью удовлетворить свои естественные потребности, ведет к постоянному стрессовому состоянию человека. 8.1.5. Экологические факторы и здоровье человека Понимание здоровья у людей в разные времена существенно различалось. Существуют следующие основные концепции здоровья общепринятой концепцией здоровья с древних времени по наше время считается просто отсутствие болезней. Такое понимание здоровья бытует сначала нашей эры, и его можно встретить в работах и древних, и средневековых, и современных врачей по биологическим представлениям здоровье — это способность организма сохранять гомеостатическое равновесие, те. устойчивость регуляционных систем организма по определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) здоровье — это позитивное состояние, харак- 324 Глава 8. ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ теризующее личность в целом, те. состояние физического, духовного и социального благополучия. Одним из главных показателей и следствий здоровья населения является такой социально значимый фактор, как работоспособность. Поскольку с биологических позиций здоровье представляет собой состояние гомеостатического равновесия, широкой адаптивности и резистентности, то современное понятие здоровья расширяется от узкого до более широкого понимания здоровья разных видов организмов, сообществ и даже экосистем. Рассмотрим некоторые наиболее типичные патологические состояния ибо лез ни человека. Прежде всего надо отметить, что патологическое состояние в каждом отдельном организме, у каждого отдельного человека возникает чаще всего не сразу, а путем накопления усталости, некомпенсированных стрессовых состояний, те. того, что в медицине часто называется состоянием «предболезни». Классифицируя болезни, их можно разделить на несколько основных групп. Наследственные болезни. Первая группа — это наследственные заболевания, возникающие у носителей мутантных генов. При простом (менделевском) наследовании это наличие одного мутантного гена. Примерами таких болезней, которые вызваны мутациями (генными или хромосомными, являются синдром Дауна, появляющийся вследствие нарушений хромосомного набора, а также фенилкетонурия — болезнь обмена веществ, следствие генной мутации, грозящая ребенку умственной отсталостью, если он с самого рождения не получает особое (диетическое) питание. Генные мутации — причина таких болезней, как, например, опухоль сетчатки (ретинобласто- ма) и гемофилия. Часто встречается наследственная предрасположенность к болезням как результат полигенного наследования к язвенными сердечно-сосудистым заболеваниям, сахарному диабету, различным видам аллергий. Наследственные болезни в значительной степени связаны с условиями окружающей человека среды. В частности, мутации могут появиться в организме не только самопроизвольно, но и под действием определенных факторов среды, называемых мутагенными Главным мутагенным фактором среды являются ионизирующие излучения (радиация. Выявлен ряд химических мутагенов, поступающих в окружающую природную среду от многих химических производств. Мутагенное 8.1. Экология человека 325 действие оказывает и ряд вирусных заболеваний, делающих более изменчивой наследственность отдельного человека ивы зывающих наследственные предрасположения к патологиям. Экопатологии. Это болезни, вызванные факторами среды. Прежде всего, это болезни образа жизни, связанные преимущественно с недостаточностью или с избыточностью питания. При недостаточном питании содержание витаминов, микроэлементов, белков в пище ниже нормы, что приводит к тяжелым нарушениям здоровья. При избыточном питании развивается ожирение, которое ведет к таким тяжелым патологиям, как диабет, рак, сердечно-сосудистые болезни. Поэтому избыток или дисбаланс питания играет не менее губительную роль, чем его недостаток. Важный патогенный фактор — избыток рафинированной пищи, потребляемой населением экономически развитых стран, особенно жителями городов. Излишнее потребление животных жиров, сахара, различных консервов, колбас, копченостей — все это способствует возникновению ряда системных болезней как пищеварения, таки всего организма в целом. Среда обитания человека также является источником стрессорных воздействий. Это прежде всего факторы воздействия физического и химического стрессов. Факторы физического стресса связаны с нарушениями светового, акустического или вибрационного режима, а также уровня электромагнитных излучений. Как правило, отклонение от норм этих факторов характерно для городской или производственной среды, где чаще всего ив наибольшей степени нарушаются условия, к которым эволюционно адаптирован человеческий организм. Факторы химического стресса чрезвычайно многообразны. В последние годы синтезировано более 7 тыс. различных веществ, ранее чуждых для биосферы, — |