Scopo della lezione: spiegare i livelli di organizzazione degli organismi viventi, fornire il concetto di ambienti di vita e habitat. Familiarizzare con le varie capacità adattative degli organismi al loro ambiente.
Schema della lezione:
1. Livelli di organizzazione degli organismi viventi
2. Potenziali capacità riproduttive degli organismi
3. Ambienti di vita di base. Il concetto di habitat
4. Modi di adattamento degli organismi all'ambiente
Concetti di base sull'argomento: livelli di organizzazione: tessutale, molecolare, cellulare, organismico, popolazione, biocenosi, biosfera, necton, plancton, benthos, geofiltro, geofili, geosseni, microbiota, mesobiota, macrobiota.
In ecologia, un organismo è considerato come un sistema integrale che interagisce con l'ambiente esterno, sia abiotico che biotico.
Si distinguono i principali livelli di organizzazione della vita: gene, cellula, organo, organismo, popolazione, biocenosi, ecosistema, biosfera.
Molecolare-il livello più basso in cui il sistema biologico si manifesta sotto forma di funzionamento di grandi molecole biologicamente attive: proteine, acidi nucleici, carboidrati; cellulare– il livello al quale le molecole biologicamente attive sono combinate in un unico sistema. Per quanto riguarda l'organizzazione cellulare, tutte le organizzazioni si dividono in unicellulari e pluricellulari; tessuto– il livello al quale una combinazione di cellule omogenee forma il tessuto; organo– il livello al quale diversi tipi di tessuti interagiscono funzionalmente e formano un organo specifico; organismico– il livello al quale l'interazione di più organi si riduce ad un unico sistema del singolo organismo; popolazione– specie, dove esiste un insieme di determinati organismi omogenei collegati da un'origine, modo di vita e habitat comuni; Biocenosi ed ecosistema– un livello più elevato di organizzazione della materia vivente, unendo organismi di diversa composizione in specie; biosfera- il livello al quale si è formato il sistema naturale più elevato, che copre tutte le manifestazioni della vita sul nostro pianeta. A questo livello, tutti i cicli della materia si verificano su scala globale associati all'attività vitale degli organismi (vedi Fig. 1).
Di tutti i livelli sopra menzionati di organizzazione della vita, oggetto della ricerca ecologica sono solo i componenti sopraorganismi di questa struttura, a cominciare dagli organismi inclusa la biosfera.
Il mondo che ci circonda è costituito da organismi. Qualsiasi organismo è mortale e prima o poi muore, ma la vita sulla Terra continua e fiorisce da circa 4 miliardi di anni.
Fig. 1 Livelli di organizzazione degli organismi viventi
Gli organismi viventi si riproducono costantemente in una serie di generazioni, il che non è caratteristico dei corpi inanimati. È la capacità di riprodursi che consente alle specie di esistere in natura per un tempo molto lungo, nonostante ogni individuo viva per un tempo limitato. La capacità di riprodursi è la proprietà principale della vita. Anche le specie a riproduzione più lenta possono produrre così tanti individui in breve tempo che non c’è abbastanza spazio per loro sul globo. Ad esempio, in sole cinque generazioni, cioè in un mese estivo, un mese e mezzo, un singolo afide può lasciare più di 300 milioni di discendenti. Se alle specie fosse permesso di riprodursi liberamente, senza restrizioni, il numero di ognuna di esse crescerebbe in modo esponenziale, nonostante il fatto che alcune producano solo poche uova o piccoli in una vita, mentre altre producono migliaia o addirittura milioni di embrioni che possono trasformarsi in organismi adulti. Tutti gli organismi viventi, infatti, hanno la capacità di riprodursi indefinitamente. Tuttavia, nessuna specie è in grado di realizzare appieno la capacità illimitata di riprodursi che possiede. Il principale limitatore alla proliferazione illimitata degli organismi è la mancanza di risorse, le più necessarie: per le piante - sali minerali, anidride carbonica, acqua, luce; per gli animali: cibo, acqua; per i microrganismi: i vari composti che consumano. La disponibilità di queste risorse non è infinita e ciò inibisce la riproduzione delle specie. Il secondo limitatore è l'influenza di varie condizioni sfavorevoli che rallentano la crescita e la riproduzione degli organismi. Ad esempio, la crescita e la maturazione delle piante dipendono fortemente dalle condizioni meteorologiche, in particolare dai cambiamenti di temperatura, ecc. In natura avviene anche un'eliminazione enorme, la morte di embrioni già nati o di individui giovani in crescita. Ad esempio, le migliaia di ghiande che una grande quercia produce ogni anno finiscono per essere mangiate da scoiattoli, cinghiali, ecc., oppure vengono attaccate da funghi e batteri, oppure muoiono allo stadio di piantina per vari motivi. Di conseguenza, solo poche ghiande diventano alberi maturi. È stato notato un modello importante: quelle specie che hanno un tasso di mortalità molto elevato in natura si distinguono per un'elevata fertilità. Pertanto, un'elevata fecondità non sempre porta ad un'elevata abbondanza di una specie. Sopravvivenza, crescita e riproduzione, il numero degli organismi è il risultato delle loro complesse interazioni con l'ambiente.
L'ambiente di ogni organismo è composto da numerosi elementi di natura inorganica e organica ed elementi introdotti dall'uomo a seguito delle sue attività economiche. L'ambiente comprende l'intero ambiente naturale (che è sorto sulla Terra indipendentemente dall'uomo) e l'ambiente tecnogenico (creato dall'uomo). Concetto ambienteè stato introdotto dal biologo J. Uksküll, il quale credeva che gli esseri viventi e i loro habitat siano interconnessi e insieme formino un unico sistema: la realtà che ci circonda. Nel processo di adattamento all'ambiente, il corpo, interagendo con esso, cede e riceve varie sostanze, energia e informazioni. L'ambiente è tutto ciò che circonda il corpo e ne influenza direttamente o indirettamente la condizione e il funzionamento. L'ambiente che consente agli organismi di vivere sulla Terra è molto vario.
Sul nostro pianeta si possono distinguere quattro ambienti di vita qualitativamente diversi: acquatico, terra-aria, suolo e organismi viventi. Anche gli ambienti di vita stessi sono molto diversi. Ad esempio, l'acqua come ambiente di vita può essere marina o dolce, corrente o stagnante. In questo caso parliamo di habitat. Ad esempio, un lago è un habitat acquatico. Gli organismi che vivono nell'ambiente acquatico - gli organismi acquatici - sono suddivisi in base al loro habitat in necton, plancton e benthos. Nekton è una raccolta di organismi fluttuanti e che si muovono liberamente. Sono in grado di superare lunghe distanze e forti correnti (balene, pesci, ecc.). Il plancton è un insieme di organismi galleggianti che si muovono principalmente con l'aiuto delle correnti e non sono capaci di movimenti rapidi (alghe, protozoi, crostacei). Il benthos è un insieme di organismi che vivono sul fondo dei corpi idrici, che si muovono lentamente o attaccati (alghe, anemoni di mare, ecc.). A loro volta, gli habitat si distinguono in habitat. Quindi, nell'ambiente acquatico della vita, nell'habitat di un lago, si possono distinguere gli habitat: nella colonna d'acqua, sul fondo, vicino alla superficie, ecc. Nell'ambiente acquatico vivono circa 150.000 specie. I principali fattori abiotici dell'ambiente acquatico: temperatura dell'acqua, densità e viscosità dell'acqua, trasparenza dell'acqua, salinità dell'acqua, condizioni di luce, ossigeno, acidità dell'acqua. Gli organismi acquatici hanno una plasticità ecologica inferiore rispetto a quelli terrestri, poiché l'acqua è un ambiente più stabile e i suoi fattori subiscono fluttuazioni relativamente minori. Una delle caratteristiche dell'ambiente acquatico è la presenza in esso di un gran numero di piccole particelle di materia organica: detriti formati da piante e animali morenti. I detriti sono un alimento di alta qualità per molti organismi acquatici, quindi alcuni di essi, i cosiddetti biofiltri, sono adatti per estrarli utilizzando speciali strutture microporose, filtrando l'acqua e trattenendo le particelle in essa sospese. Questo metodo di alimentazione è chiamato filtrazione: i biofiltri includono bivalvi, echinodermi sessili, ascidie, crostacei planctonici e altri. Animali: i biofiltri svolgono un ruolo importante nella purificazione biologica dei corpi idrici.
Gli organismi che vivono sulla superficie della Terra sono circondati da un ambiente gassoso caratterizzato da bassa umidità, densità e pressione, nonché da un elevato contenuto di ossigeno. I fattori ambientali che operano nell'ambiente terra-aria differiscono per una serie di caratteristiche specifiche: rispetto ad altri ambienti, la luce qui è più intensa, la temperatura subisce fluttuazioni più forti, l'umidità varia notevolmente a seconda della posizione geografica, della stagione e dell'ora del giorno. L'impatto di quasi tutti questi fattori è strettamente correlato al movimento delle masse d'aria: i venti. Nel processo di evoluzione, gli organismi che abitano l'ambiente terra-aria hanno sviluppato un'anatomia specifica: adattamenti morfologici, fisiologici, comportamentali e di altro tipo. Hanno acquisito organi che assicurano l'assimilazione diretta dell'aria atmosferica; le formazioni scheletriche che sostengono il corpo in condizioni di bassa densità ambientale sono diventate fortemente sviluppate; sono stati sviluppati dispositivi complessi per proteggersi da fattori avversi; è stato stabilito un legame più stretto con il suolo; si è sviluppata una maggiore mobilità degli animali alla ricerca di cibo; apparvero animali volanti e frutti, semi e pollini trasportati dalle correnti d'aria. L'ambiente terra-aria è caratterizzato da una zonalità ben definita; distinguere tra zone naturali latitudinali e meridionali o longitudinali. I primi si estendono da ovest a est, i secondi da nord a sud.
Il suolo come ambiente vivente ha caratteristiche biologiche uniche, poiché è strettamente correlato all'attività vitale degli organismi. Gli organismi del suolo, a seconda del grado di connessione con il loro ambiente, si dividono in tre gruppi principali:
I geobionti sono abitanti permanenti del suolo, il loro intero ciclo di sviluppo avviene nel suolo (lombrichi);
I geofili sono animali il cui ciclo di sviluppo avviene nel suolo. Questi includono la maggior parte degli insetti: locuste, zanzare, millepiedi, scarafaggi, ecc.;
I geosseni sono animali che talvolta visitano il suolo per ripararsi o ripararsi temporaneamente (scarafaggi, roditori, mammiferi che vivono nelle tane).
In base alle dimensioni e al grado di mobilità, gli abitanti del suolo sono divisi in gruppi:
Microbiota – microrganismi del suolo che costituiscono l’anello principale della catena alimentare detritica (alghe verdi e blu-verdi, batteri, funghi, protozoi);
Mesobiota: animali mobili, insetti, lombrichi e altri animali relativamente piccoli, compresi i vertebrati scavatori;
Macrobiota: insetti, lombrichi e altri animali grandi e relativamente mobili (vertebrati scavatori).
Gli strati superiori del terreno contengono una massa di radici di piante. Nel processo di crescita, morte e decomposizione, allentano il terreno, creando una certa struttura e allo stesso tempo le condizioni per la vita di altri organismi. Il numero di organismi nel suolo è enorme, tuttavia, a causa della regolarità delle condizioni ambientali, sono tutti caratterizzati da “uniformità di composizione del gruppo”, inoltre sono caratterizzati da ripetibilità in diverse zone climatiche.
Un altro modo di sopravvivenza degli organismi direttamente opposto è associato al mantenimento di un ambiente interno costante, nonostante le fluttuazioni nell'influenza di fattori esterni. Ad esempio, gli uccelli e i mammiferi mantengono al loro interno una temperatura costante, che è ottimale per i processi biochimici nelle cellule del corpo. Molte piante sono in grado di tollerare gravi siccità e di crescere anche nei deserti caldi. Tale resistenza all'influenza dell'ambiente esterno richiede grandi quantità di energia e adattamenti speciali nella struttura esterna ed interna degli organismi.
Oltre alla sottomissione e alla resistenza all'influenza dell'ambiente esterno, è possibile un terzo metodo di sopravvivenza: evitare condizioni sfavorevoli e cercare attivamente altri habitat più favorevoli. Questo percorso di adattamento è disponibile solo per gli animali mobili che possono muoversi nello spazio.
Tutti e tre i metodi di sopravvivenza possono essere combinati in rappresentanti della stessa specie. Ad esempio, le piante non possono mantenere una temperatura corporea costante, ma molte di loro sono in grado di regolare il metabolismo dell’acqua. Gli animali a sangue freddo sono soggetti a fattori sfavorevoli, ma possono anche evitarne gli effetti.
Pertanto, i modi principali in cui gli organismi sopravvivono quando le condizioni peggiorano sono una transizione temporanea verso uno stato inattivo, o il mantenimento dell'attività con un dispendio energetico aggiuntivo, o l'evitare un fattore sfavorevole e il cambiamento degli habitat. Ogni specie implementa questi metodi a modo suo.
conclusioni
Pertanto, i principali livelli di organizzazione dei sistemi viventi si distinguono da quello molecolare alla biosfera, dove ogni livello è caratterizzato da un certo insieme di proprietà e studi ecologici a partire dal livello organismico. Gli organismi viventi hanno la proprietà intrinseca di potersi riprodurre, così come l'adattabilità alle condizioni ambientali. L'ambiente di ogni organismo è composto da molti elementi di natura inorganica e organica.
Domande di controllo
1. Quali livelli di organizzazione biologica sono oggetto di studio dell'ecologia?
2. Cos'è un habitat e quali ambienti sono abitati dagli organismi?
3. Perché dovremmo parlare della dipendenza degli esseri viventi non solo dall'ambiente, ma anche della loro influenza su di esso?
4. Cosa contribuisce alla sopravvivenza di una specie?
5. Elencare i principali habitat?
6. Perché alcuni organismi cadono in uno stato di animazione sospesa? Qual è il significato ecologico di questo processo?
Ente autonomo dello Stato
Regione di Kaliningrad
Organizzazione educativa professionale
"Collegio di Servizi e Turismo"
LAVORO DEL CORSO
Secondo MDK 0n.0n.____________________ __
Su questo argomento ________________________
È fatto da uno studente _________________
(Nome e cognome)
Gruppo ______________________
(numero del gruppo)
Programma di formazione per specialisti di medio livello nella specialità _
(codice e nome della specialità)
Supervisore dei corsi:
(posizione, nome completo)
Segno _________________________________
Kaliningrad 2015
INTRODUZIONE………………………….…2
1. Interazione del corpo umano con l'ambiente………………....3
1.1. Sistemi funzionali umani di base. La connessione tra le funzioni vitali del corpo umano e l'ambiente. L’influenza dell’ambiente sulle prestazioni umane……………………3
1.2. I principali parametri che determinano l'ambiente produttivo (condizioni di lavoro) negli spazi chiusi e il loro impatto sul corpo umano……….5
1.3. L'influenza dell'ambiente produttivo sull'intensità del lavoro e sull'utilizzo dell'orario di lavoro………………...7
1.4. Proposte per migliorare l'ambiente di lavoro.......9
2. Pericolo di combustione e incendio di sostanze e industrie……………..11
2.1. Concetti basilari. Principi fisico-chimici della combustione…………........11
2.2. Proprietà delle sostanze che ne caratterizzano il pericolo di incendio………….13
2.3. Requisiti generali di sicurezza antincendio per gli impianti produttivi…………………
2.4. La procedura per l'analisi del pericolo di incendio di un impianto produttivo e il calcolo del rischio di incendio…………………..…………..17
2.5. Classificazione delle misure fondamentali di prevenzione incendi. Agenti estinguenti………………………………...23
INTRODUZIONE
Una persona è in costante relazione con l'ambiente, che determina il suo comportamento in una determinata situazione. Inoltre, non solo l'ambiente influenza una persona, ma l'individuo stesso la influenza, cambiandola e adattandola così a se stessa.
La sicurezza della vita ha lo scopo di garantire condizioni di vita favorevoli alle persone, alle loro attività, proteggendo le persone e il loro ambiente dagli effetti di fattori esterni, interni e pericolosi.
L'uso intensivo delle risorse naturali e l'introduzione del progresso scientifico e tecnologico sono accompagnati dalla diffusione di vari rischi naturali, biologici, causati dall'uomo, ambientali e di altro tipo. Il potenziale pericolo è una proprietà universale nel processo di interazione umana con l'ambiente.
Affinché una persona si senta a suo agio, sono necessarie le condizioni della sua vita in cui si senta al sicuro. Ciò può essere ottenuto stabilendo un rapporto inestricabile tra l’uomo e il suo ambiente.
Lo scopo del lavoro è quello di considerare le seguenti questioni:
Interazione del corpo umano con l'ambiente;
Combustione e sicurezza antincendio di sostanze e industrie;
Ventilazione e suo scopo. Tasso di cambio dell'aria. Metodo di calcolo.
Interazione del corpo umano con l'ambiente
1.1. Sistemi funzionali umani di base. La connessione tra le funzioni vitali del corpo umano e l'ambiente. L'influenza dell'ambiente sulle prestazioni umane. L'ambiente umano è un insieme di oggetti, fenomeni e fattori dell'ambiente circostante (naturale e artificiale) che determinano le condizioni della sua vita. Uno degli obiettivi che questo sistema deve affrontare è la sicurezza, vale a dire non causare danni alla salute umana. Il raggiungimento della sicurezza del sistema “uomo-ambiente” è possibile solo se si tiene sistematicamente conto delle caratteristiche di ciascun elemento compreso in tale sistema.
Sistemi caratteristici “uomo-ambiente”: ambiente domestico, industriale, urbano, naturale.
L'ambiente naturale è costituito da fattori di origine sistemica puramente naturale o naturale-antropogenica. L'ambiente naturale è una combinazione complessa e diversificata e l'interazione della litosfera, dell'atmosfera, dell'idrosfera e della biosfera nel loro insieme.
Con l'avvento dell'industria e dei trasporti si è posto il problema del mantenimento della purezza dell'atmosfera, il cui inquinamento è di origine naturale e artificiale. Le principali e più pericolose fonti di inquinamento atmosferico sono le emissioni industriali, dei trasporti e domestiche. Nell'aria atmosferica, e principalmente nell'aria dei centri industriali e delle città, a seguito di complesse reazioni chimiche di una miscela di gas che scorre nei suoi strati inferiori, si formano varie sostanze che si accumulano in una nebbia tossica - "smog". Questo fenomeno è associato a un deterioramento del benessere delle persone, al verificarsi di epidemie influenzali e a un forte aumento del numero di malattie polmonari e cardiovascolari.
Inoltre, nell'atmosfera, lo strato di ozono, che funge da schermo protettivo contro le radiazioni ultraviolette, viene distrutto. Ciò avviene a causa della penetrazione nell'atmosfera dei cosiddetti freon, utilizzati sotto forma di aerosol, solventi, ecc. sia a casa che al lavoro. Inoltre, si verifica un aumento globale della temperatura sul pianeta a causa dell’“effetto serra”, perché... Il contenuto di anidride carbonica e metano nell’atmosfera sta crescendo rapidamente.
Tutti questi e altri cambiamenti si verificano a causa della colpa dell'uomo, nel corso delle sue attività industriali e di altro tipo. Attualmente, diversi paesi stanno cercando di combattere questo problema.
Un'altra componente importante dell'ambiente naturale è l'idrosfera. L’umanità non è minacciata dalla scarsità d’acqua. Si trova ad affrontare la mancanza di acqua pulita. Le principali fonti di inquinamento sono gli scarichi fognari industriali e municipali, il lavaggio via dai campi di parte del terreno contenente vari prodotti chimici per l'agricoltura, ecc.
Tutti gli oggetti del mondo vivente possono essere suddivisi in piante e animali. Il ruolo della vegetazione nella vita delle persone è grande (la foresta rilascia ossigeno e assorbe anidride carbonica, le persone mangiano le piante, ecc.). Ma le minacce legate a questa componente sono numerose (incendi, inquinamento da rifiuti industriali, ecc.). La fauna rappresenta una parte importante della biosfera del nostro pianeta, ma il numero della fauna è attualmente in calo, il che non può che influenzare l'esistenza dell'umanità.
La maggior parte della vita attiva di una persona è occupata da un lavoro professionale mirato, svolto in un ambiente di lavoro, che, se i requisiti normativi accettati non vengono soddisfatti, può influire negativamente sulle sue prestazioni e sulla sua salute.
L'efficienza è la quantità di capacità funzionali del corpo umano, caratterizzata dalla quantità e qualità del lavoro svolto in un determinato tempo. Durante il lavoro, le prestazioni del corpo cambiano nel tempo.
L'ambiente produttivo è parte dell'ambiente umano, comprensivo dei fattori naturali e climatici associati alle attività professionali (rumore, vibrazioni, polveri, ecc.), definiti dannosi e pericolosi. L'esposizione a fattori negativi nell'ambiente di lavoro porta a infortuni e malattie professionali dei lavoratori. Tra le professioni più pericolose nell'economia nazionale figurano (%): autista (18,9), trattorista (9,8), meccanico (6,4), elettricista (6,3), installatore di gas (6,3), saldatore elettrico a gas (3,9), tuttofare (3.5).
L'attività lavorativa umana e l'ambiente produttivo cambiano costantemente nel processo di utilizzo intensivo dei prodotti del progresso scientifico e tecnologico e nell'attuazione di ampie trasformazioni socioeconomiche.
La crescita intensiva delle città nel XX secolo, la concentrazione della maggior parte della popolazione in aree sature di imprese industriali, vie di trasporto ed edifici residenziali, hanno dato origine a una serie di problemi, incluso il problema generale della sicurezza umana. Nelle città, soprattutto quelle grandi, si concentrano numerosi impianti di produzione industriale ed energetici pericolosi per l'ambiente, parte integrante dei quali sono: potenti emissioni di rifiuti nell'ambiente; inquinamento termico, elettromagnetico, acustico; potenziale pericolo di incidenti causati dall’uomo su larga scala, ecc.
Attualmente, il trasporto su strada è diventato il più pericoloso per l'uomo. Le sue vittime non sono solo guidatori e passeggeri, ma anche pedoni. Anche altri modi di trasporto sono pericolosi. Nell'elenco delle situazioni di emergenza, gli incendi occupano la posizione di primo piano in termini di frequenza di accadimento e quantità di danni materiali causati. Allo stesso tempo, i metodi per combatterli e proteggerli vengono sviluppati in modo accurato e sistematico. In Russia, i metodi moderni per garantire la sicurezza della vita si riflettono negli atti legislativi in tutti i settori dell'attività umana.
Sulla base di quanto sopra, possiamo concludere che fondamentalmente una persona crea una minaccia per la propria vita e attività.
1.2. I principali parametri che determinano l'ambiente di produzione (condizioni di lavoro) negli spazi chiusi e il loro impatto sul corpo umano
Qualsiasi tipo di attività lavorativa è un complesso complesso di processi fisiologici, che coinvolge tutti gli organi e sistemi del corpo umano. Affinché una persona si senta a proprio agio durante il processo di produzione, il che significa che le sue prestazioni aumentano, è necessario che le sue condizioni di lavoro rispettino gli standard e i requisiti di base. I requisiti generali di sicurezza per le apparecchiature di produzione e i processi produttivi sono stabiliti da GOST 12.2.003-91 e GOST 12.3.002-75. La sicurezza dei processi produttivi è determinata principalmente dalla sicurezza delle attrezzature di produzione.
Molto spesso una persona lavora in ambienti chiusi e le sue condizioni di lavoro devono soddisfare determinati parametri. Compresi i fattori di nocività. È molto importante mantenere l'equilibrio termico del corpo. Il microclima industriale dipende dalla zona climatica e dalla stagione dell'anno, dalla natura del processo tecnologico, dal tipo di attrezzatura utilizzata, dalle dimensioni dei locali e dal numero di lavoratori, dalle condizioni di riscaldamento e ventilazione.
Gli indicatori standard del microclima industriale sono stabiliti da GOST 12.1.005-88 e SanPiN 2.2.4.584-96.
Nell'area di lavoro dei locali di produzione devono essere create condizioni microclimatiche ottimali e accettabili. Ciò si ottiene attraverso la ventilazione industriale (naturale e artificiale).
Un fattore che influenza il corpo umano e, di conseguenza, la qualità dell'esecuzione di un'attività produttiva, è l'illuminazione. Con una corretta illuminazione dell’area di lavoro e dei locali produttivi, il numero degli infortuni diminuisce e la produttività del lavoro aumenta. Le deviazioni nell'illuminazione danneggiano la salute dei lavoratori, possono causare malattie (ad esempio la miopia), sono irte di una diminuzione delle prestazioni mentali e fisiche e di un aumento del numero di errori nei processi di produzione. L'illuminazione può essere naturale o artificiale. Quando si organizza l'illuminazione industriale, è necessario garantire una distribuzione uniforme della luminosità sulla superficie di lavoro e sugli oggetti circostanti. L'organismo che circonda l'ambiente produttivo.
I prodotti chimici e i materiali sintetici utilizzati irrazionalmente nelle condizioni di produzione rappresentano un grande pericolo. Vapori, gas, liquidi, aerosol, composti a contatto con il corpo umano possono causare malattie o problemi di salute. L'esposizione a sostanze nocive per l'uomo può essere accompagnata da avvelenamento e lesioni. Al lavoro, le sostanze tossiche entrano nel corpo umano attraverso le vie respiratorie, il tratto gastrointestinale e la pelle. Le concentrazioni massime consentite di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro sono regolate da GOST 12.1.005-88 e GN 2.2.5.686.
Un altro importante fattore di pericolo sono le vibrazioni meccaniche: vibrazioni, rumore, infrasuoni, ultrasuoni. Tutti questi processi fisici sono associati al trasferimento di energia che, ad una certa entità e frequenza, può avere un effetto negativo su una persona: causare varie malattie, creare ulteriori pericoli. Esistono diversi tipi di vibrazione, a seconda di ciascuno di essi le conseguenze di questo fattore sono diverse. Quando le vibrazioni generali colpiscono il corpo, vengono colpiti il sistema muscolo-scheletrico, il sistema nervoso e gli analizzatori vestibolari, visivi e tattili. La vibrazione locale provoca spasmi dei vasi sanguigni della mano e degli avambracci, associati a un'interruzione dell'afflusso di sangue alle estremità. Allo stesso tempo, le vibrazioni agiscono sulle terminazioni nervose e sul tessuto osseo muscolare. Il rumore, gli infrasuoni e gli ultrasuoni sono classificati come vibrazioni acustiche, che possono essere udibili o non udibili. Il rumore intenso nella produzione porta ad una diminuzione dell'attenzione e ad un aumento del numero di errori durante l'esecuzione del lavoro. A causa del rumore, la produttività del lavoro diminuisce e la qualità del lavoro peggiora. L'intero corpo umano è esposto al rumore: deprime il sistema nervoso centrale, provoca cambiamenti nella frequenza della respirazione e del polso, contribuisce a disordini metabolici, all'insorgenza di malattie cardiovascolari, ulcere allo stomaco, ecc. Gli infrasuoni sono classificati come vibrazioni non udibili dall'uomo . Nelle condizioni di produzione, gli infrasuoni sono solitamente combinati con il rumore a bassa frequenza e, in alcuni casi, con vibrazioni a bassa frequenza. Quando il corpo è esposto a infrasuoni con un livello compreso tra 110 e 150 dB, possono verificarsi sensazioni soggettive spiacevoli e cambiamenti funzionali: disturbi nel sistema cardiovascolare e respiratorio, nel sistema nervoso centrale e nell'analizzatore vestibolare.
1.3 L'influenza dell'ambiente produttivo sull'intensità del lavoro e sull'utilizzo dell'orario di lavoro
L’attività lavorativa umana e l’ambiente sono in costante cambiamento nel processo di accelerazione del progresso scientifico e tecnologico e di attuazione di ampie trasformazioni socioeconomiche. Allo stesso tempo, il lavoro rimane la condizione prima, fondamentale e indispensabile dell’esistenza umana. Varie forme di attività lavorativa sono suddivise in lavoro fisico e mentale.
Il lavoro fisico è caratterizzato principalmente da un aumento del carico sul sistema muscolo-scheletrico e sui suoi sistemi funzionali (cardiovascolare, neuromuscolare, respiratorio, ecc.) che ne supportano l'attività.
Il lavoro mentale combina il lavoro relativo alla ricezione e all'elaborazione delle informazioni, che richiede la tensione primaria dell'apparato sensoriale, dell'attenzione, della memoria, nonché l'attivazione dei processi di pensiero e dell'ambiente emotivo.
Attualmente esistono diverse forme principali di lavoro che richiedono una certa intensità di lavoro e l'utilizzo dell'orario di lavoro.
1. Forme di travaglio che richiedono una significativa energia muscolare.
Il lavoro fisico intenso, che stimola lo sviluppo del sistema muscolare e dei processi metabolici, presenta allo stesso tempo una serie di svantaggi. Il principale è l’inefficienza associata alla bassa produttività del lavoro e alla necessità di pause per ripristinare la forza fisica, che rappresentano fino al 50% dell’orario di lavoro.
2. Forme di lavoro meccanizzate.
La meccanizzazione del lavoro consente di ridurre la natura dei carichi muscolari e di complicare i programmi d'azione. Tuttavia, la monotonia delle azioni semplici e la piccola quantità di informazioni percepite in questo processo portano alla monotonia del lavoro.
3.Moduli relativi alla produzione automatizzata.
Con le forme di lavoro automatizzate, il dipendente deve essere costantemente pronto all'azione e pronto a reagire, il che è necessario per la tempestiva eliminazione dei problemi che si presentano.
4. Forme di lavoro di gruppo - trasportatore, la cui caratteristica distintiva è la divisione del processo generale in operazioni specifiche, la sequenza rigorosa della loro attuazione, la fornitura automatica di parti a ciascun posto di lavoro utilizzando un nastro trasportatore.
Una delle conseguenze negative del lavoro in catena di montaggio è la monotonia, che si esprime in affaticamento prematuro e esaurimento nervoso.
5. Forme di lavoro legate alla gestione dei processi e dei meccanismi produttivi (lavoro mentale).
Il lavoro intellettuale consiste nell'elaborare e analizzare un grande volume di informazioni diverse e quindi richiede la mobilitazione della memoria, dell'attenzione, della tensione dell'apparato sensoriale e dell'attivazione dei processi di pensiero. I carichi muscolari sono insignificanti.
Il lavoro intellettuale è caratterizzato da ipocinesia, cioè una significativa diminuzione dell’attività motoria di una persona, che porta ad un indebolimento della reattività del corpo e ad un aumento dello stress emotivo.
1.4.Proposte per migliorare l'ambiente industriale
Per aumentare le prestazioni di una persona, è necessario creare condizioni confortevoli per lui sul posto di lavoro, indipendentemente dal lavoro che svolge. Ad esempio, per proteggere una persona da lesioni meccaniche, è necessario impedirgli di entrare in aree pericolose o costruire dispositivi speciali che proteggano le persone da un fattore pericoloso.
Per garantire un funzionamento sicuro e affidabile delle apparecchiature, è molto importante installare dispositivi di informazione, avviso, controllo automatico di emergenza e allarme.
È molto importante organizzare adeguatamente il posto di lavoro per chi lavora sui personal computer. Per fare ciò è necessario che la stanza sia sufficientemente spaziosa, ben ventilata e adeguatamente illuminata. Non è possibile lavorare al computer in una stanza buia o semibuia.
Inoltre, una persona che lavora al computer si muove molto poco, il che influisce negativamente sulla sua salute. In tali organizzazioni è possibile organizzare, ad esempio, una “giornata sportiva” due volte al mese (andare in palestra, in piscina, ecc.). A mio avviso, ciò allevierà emotivamente il dipendente e manterrà la forma fisica, il che avrà solo un impatto positivo sulle sue prestazioni e sull'efficienza nel portare a termine i compiti assegnati.
Nella produzione, per proteggere i lavoratori da emissioni ed emissioni nocive, è necessario installare vari filtri per ridurne le concentrazioni nell'aria ambiente. Per proteggersi dagli scarichi dannosi dell'idrosfera, vengono utilizzati metodi come il posizionamento razionale delle fonti di scarico e l'organizzazione della presa e del drenaggio dell'acqua; diluendo le sostanze nocive nei corpi idrici a concentrazioni accettabili e anche utilizzando mezzi di trattamento delle acque reflue (metodi meccanici, fisico-chimici, biologici).
È molto importante imparare come proteggere l'ambiente dai rifiuti generati dalle industrie e da altre industrie. Per fare questo è necessario introdurre tecnologie per la raccolta e lo smaltimento dei rifiuti. Compreso il riciclaggio dei rifiuti, che garantirà un inquinamento ambientale minimo. La soluzione più efficace ai problemi di protezione dai rifiuti industriali è possibile con l’introduzione diffusa di tecnologie a basso spreco.
"Organismo e ambiente"
introduzione
Nel processo di evoluzione e di intensa lotta per l'esistenza, gli organismi hanno dominato un'ampia varietà di condizioni ambientali e, allo stesso tempo, si è formata l'intera diversità moderna di piante e animali, che ammonta a circa due milioni di specie. A sua volta, l'attività vitale degli organismi ha avuto un enorme impatto sull'ambiente inanimato, che è diventato più complesso e si è evoluto insieme allo sviluppo della vita.
Il quadro generale della natura che ci circonda non è una combinazione caotica di vari esseri viventi, ma un sistema abbastanza stabile e organizzato in cui ogni tipo di pianta e animale occupa un determinato posto.
Sappiamo che qualsiasi specie è capace di riprodursi illimitatamente e può popolare rapidamente tutto lo spazio a sua disposizione. È ovvio che la coesistenza simultanea di vari esseri viventi è possibile solo se esistono meccanismi speciali che regolano il corso della riproduzione e determinano la distribuzione spaziale delle specie e il numero degli individui. Tale regolamentazione è una conseguenza di complesse relazioni competitive e di altro tipo tra gli organismi nel processo della loro vita. Anche gli influssi derivanti dalle condizioni fisiche dell’ambiente svolgono un ruolo importante.
Lo studio delle relazioni degli organismi tra loro e tra gli organismi e l'ambiente fisico costituisce il contenuto di una sezione della biologia chiamata ecologia (“oikos” - casa, rifugio e “logos” - scienza, Greco).
L’ecologia si basa su generalizzazioni e conclusioni provenienti dalla maggior parte degli altri rami della biologia, nonché dalle scienze della Terra.
Le leggi ecologiche servono come base scientifica per l'uso razionale delle risorse biologiche naturali da parte dell'uomo e per risolvere molti problemi economici.
1. Ambiente e fattori ambientali
Organismo e fattori ambientali. Il concetto di ambiente esterno comprende tutte le condizioni della natura vivente e inanimata che circondano l'organismo e ne influenzano direttamente o indirettamente la condizione, lo sviluppo, la sopravvivenza e la riproduzione. L'ambiente è sempre un complesso complesso di vari elementi. Vengono chiamati i singoli elementi dell'ambiente che agiscono sul corpo fattori ambientali.
Tra questi si distinguono due gruppi di diversa natura:
1. Fattori abiotici: tutto elementi di natura inanimata che influenzano il corpo. I fattori più importanti includono la luce, la temperatura, l’umidità e altri componenti climatici, nonché la composizione dell’acqua, dell’aria e dell’ambiente del suolo.
2. Fattori biotici- tutti i tipi di influenze che il corpo sperimenta dagli esseri viventi che lo circondano. Nell'era moderna, l'attività umana ha un impatto estremamente ampio sulla natura, che può essere considerata un fattore ambientale speciale.
In natura, le condizioni esterne sono sempre in una certa misura modificabili. Ogni specie nel processo di evoluzione si è adattata a una certa intensità di fattori ambientali e all'ampiezza delle loro fluttuazioni. Gli adattamenti risultanti a specifiche condizioni di vita sono fissati ereditariamente. Pertanto, pur essendo molto appropriati per l'ambiente in cui la specie si è storicamente formata, gli adattamenti ecologici limitano o addirittura escludono la possibilità di esistenza in un ambiente diverso.
Vari fattori ambientali: temperatura, composizione del gas dell'atmosfera, cibo, agiscono sul corpo in modi diversi. Di conseguenza, gli adattamenti morfologici e fisiologici ad essi sono diversi. Tuttavia, i risultati dell'influenza di qualsiasi fattore sono ecologicamente comparabili, poiché si esprimono sempre in un cambiamento nella vitalità dell'organismo, che alla fine porta a un cambiamento nella dimensione della popolazione.
L'intensità del fattore più favorevole alla vita è chiamata ottimale o ottimale. Quanto più il valore del fattore si discosta dal valore ottimale per un dato tipo (sia verso il basso che verso l'alto), tanto più l'attività vitale viene inibita. I limiti oltre i quali l'esistenza di un organismo è impossibile sono chiamati limiti inferiore e superiore di resistenza.
Poiché l'ottimale riflette le caratteristiche delle condizioni negli habitat, solitamente è diversa per le diverse specie. A seconda del livello del fattore più favorevole, è possibile distinguere tra le specie: amanti del caldo e del freddo, amanti dell'umidità e del secco, adattate all'alta e bassa salinità dell'acqua, ecc. Insieme a questo, le specie gli adattamenti si manifestano anche nella tolleranza al grado di variabilità del fattore a. Le specie che tollerano solo piccole deviazioni del fattore dal valore ottimale sono chiamate strettamente adattate; ampiamente adattato: specie che possono sopportare cambiamenti significativi in un dato fattore. Ad esempio, la maggior parte degli abitanti del mare sono strettamente adattati alla salinità dell'acqua relativamente elevata e una diminuzione della concentrazione di sali nell'acqua è dannosa per loro. Anche gli abitanti delle acque dolci sono strettamente adattati, ma a un basso contenuto di sale nell'acqua. Tuttavia, ci sono specie che possono tollerare cambiamenti molto grandi nella salinità dell'acqua, ad esempio lo spinarello a tre spine, che può vivere sia in acque dolci che in laghi salati e persino nei mari.
Gli adattamenti ai singoli fattori ambientali sono in gran parte indipendenti, quindi la stessa specie può avere un adattamento ristretto a un fattore, ad esempio la salinità, e un adattamento ampio a un altro, ad esempio la temperatura o il cibo.
Interazione di fattori. Fattore limitante. Il corpo è sempre simultaneamente influenzato da un insieme molto complesso di condizioni ambientali. Il risultato della loro influenza congiunta non è una semplice somma di reazioni all'azione di fattori individuali. L'ottimale e i limiti di resistenza in relazione a uno dei fattori ambientali dipendono dal livello degli altri. Ad esempio, a una temperatura ottimale, aumenta la tolleranza all'umidità sfavorevole e alla mancanza di cibo. D'altra parte, l'abbondanza di cibo aumenta la resistenza dell'organismo ai cambiamenti delle condizioni climatiche.
Tuttavia, tale compensazione reciproca è sempre limitata e nessuno dei fattori necessari alla vita può essere sostituito da un altro. Pertanto, quando si cambiano gli habitat o si cambiano le condizioni in una determinata area, l'attività vitale di una specie e la sua capacità di competere con le altre sarà limitata dal fattore che si discosta maggiormente dal valore ottimale per la specie. Se il valore quantitativo di almeno uno dei fattori supera i limiti della sopportazione, allora l'esistenza della specie diventa impossibile, per quanto favorevoli siano le altre condizioni.
Ad esempio, la distribuzione di molti animali e piante al nord è solitamente limitata dalla mancanza di calore, mentre al sud il fattore limitante per la stessa specie può essere la mancanza di umidità o di cibo essenziale.
Interdipendenza tra organismi e ambiente. L'organismo dipende interamente dall'ambiente ed è impensabile senza di esso. Ma nel processo dell'attività vitale e nel continuo scambio di sostanze con l'ambiente, le piante e gli animali stessi influenzano le condizioni circostanti e modificano l'ambiente fisico. I cambiamenti che si verificano in esso, a loro volta, fanno sì che gli organismi necessitino di nuovi adattamenti ambientali. La portata e il significato di tali cambiamenti nella natura inanimata sotto l'influenza delle attività degli esseri viventi sono molto grandi. Basti ricordare che la fotosintesi delle piante ha portato alla formazione di un'atmosfera moderna ricca di ossigeno, che è diventata una delle principali condizioni di esistenza per la maggior parte degli organismi moderni. Come risultato dell'attività vitale degli organismi, è sorto il suolo, alla cui composizione e natura si sono adattate piante e animali nel processo di evoluzione. Anche il clima è cambiato e sono emerse caratteristiche locali: i microclimi.
2. Principali fattori climatici e loro influenza sull'organismo
Il clima è una delle componenti principali dell’ambiente esterno. Per la vita delle piante e degli animali terrestri, 3 elementi climatici sono di massima importanza: luce, temperatura e umidità. Una caratteristica importante di questi fattori è la loro naturale variabilità sia nel corso dell'anno e del giorno, sia in relazione alla zonizzazione geografica. Pertanto, gli adattamenti ad essi hanno un carattere zonale e stagionale naturale.
Leggero. La radiazione solare funge da principale fonte di energia per tutti i processi che si verificano sulla Terra. L'effetto biologico della radiazione solare è vario ed è determinato dalla sua composizione spettrale, dall'intensità e dalla frequenza dell'illuminazione giornaliera e stagionale.
Nello spettro della radiazione solare si distinguono tre regioni, diverse per azione biologica: ultravioletto, visibile e infrarosso.
Raggi ultravioletti con lunghezza d'onda inferiore a 0,290 µm distruttivo per tutti gli esseri viventi. La vita sulla Terra è possibile solo perché questa radiazione a onde corte è bloccata dallo strato di ozono dell'atmosfera. Solo una piccola porzione dei raggi ultravioletti più lunghi raggiunge la superficie terrestre (0,300-0,400 µm). Sono altamente chimicamente attivi e in grandi dosi possono danneggiare le cellule viventi. A piccole dosi, i raggi ultravioletti sono necessari per l’uomo e gli animali. In particolare, contribuiscono alla formazione della vitamina D nel corpo. Alcuni animali, come gli insetti, distinguono visivamente i raggi ultravioletti.
Effetto dei raggi visibili con una lunghezza d'onda compresa tra circa 0,400 e 0,750 µm, che rappresentano la maggior parte dell'energia della radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre, hanno portato alla comparsa di una serie di adattamenti molto importanti nelle piante e negli animali.
Le piante verdi sintetizzano la materia organica, e quindi il cibo per tutti gli altri organismi, utilizzando l'energia di questa particolare parte dello spettro.
Tuttavia, per gli animali e le piante non clorofilliche, la luce non è un prerequisito per l’esistenza e molte specie del suolo, delle caverne e delle profondità marine si sono adattate alla vita nell’oscurità. Per la maggior parte degli animali, la luce visibile è uno dei fattori ambientali importanti. È un forte irritante e partecipa alla regolazione di molti processi. Il ruolo della luce visibile nel comportamento e nell’orientamento spaziale è particolarmente importante. Anche molti animali unicellulari rispondono chiaramente ai cambiamenti di luce. Quelli più altamente organizzati, a partire dai celenterati, hanno già speciali organi sensibili alla luce e forme superiori (artropodi, molluschi, vertebrati) hanno sviluppato organi visivi paralleli e indipendenti complessi: gli occhi e la capacità di percepire visivamente gli oggetti circostanti.
La maggior parte degli animali è brava a distinguere la composizione spettrale della luce, cioè ha una visione dei colori. Lo sviluppo della vista ha portato alla comparsa di vari colori negli animali, che li aiutano a nascondersi dal nemico o a riconoscere gli individui della propria specie. Le piante hanno sviluppato fiori dai colori vivaci per attirare gli impollinatori, rendendo più facile l’impollinazione incrociata.
Raggi infrarossi con lunghezza d'onda maggiore di 0,750 µm, non percepibili dall’occhio umano, costituiscono un’importante fonte di energia termica. Sono particolarmente ricchi di luce solare diretta. Queste radiazioni ad onda lunga, assorbite dai tessuti di animali e piante, ne provocano il riscaldamento. Molti animali a sangue freddo (lucertole, serpenti, insetti) sfruttano la luce solare per aumentare la temperatura corporea, scegliendo attivamente i luoghi più soleggiati. Il regime della luce in natura ha una periodicità giornaliera e stagionale distinta, che è determinata dalla rotazione della Terra.
A causa del ritmo quotidiano dell'illuminazione, gli animali hanno sviluppato adattamenti allo stile di vita diurno e notturno. Ogni specie è attiva in determinati momenti della giornata. In certi momenti della giornata i fiori di molte piante si aprono e alcune mostrano movimenti fogliari diurni (ad esempio alcune leguminose). Quasi tutti i processi fisiologici interni nelle piante e negli animali hanno un ritmo quotidiano con massimi e minimi in determinate ore.
La durata della giornata è di grande importanza ecologica. Varia notevolmente con la latitudine e il periodo dell'anno. Solo all'equatore la durata del giorno è la stessa tutto l'anno ed è pari a 12 ore. Con l'allontanarsi dall'equatore la lunghezza del giorno nel semestre estivo aumenta progressivamente, mentre in inverno diminuisce; il giorno più lungo è il 22 giugno (solstizio d'estate) e il giorno più corto è il 22 dicembre (solstizio d'inverno). Oltre il circolo polare artico c'è il giorno continuo in estate e la notte continua in inverno, la cui durata ai poli raggiunge i 6 mesi. Nei giorni dell'equinozio di primavera (21 marzo) e d'autunno (23 settembre), la durata del giorno tra i circoli polari è ovunque di 12 ore. L'afflusso della radiazione solare sulla superficie terrestre dipende dalla lunghezza del giorno e dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte, pertanto le condizioni di temperatura sono strettamente correlate ai cambiamenti stagionali nel regime di luce. Di conseguenza, la durata del giorno funge da importante fattore ecologico che regola i fenomeni periodici nella fauna selvatica.
Temperatura. Tutti i processi chimici che avvengono nel corpo dipendono dalla temperatura. È naturale, quindi, che i grandi cambiamenti delle condizioni termiche, spesso osservati in natura, influenzino profondamente la crescita, lo sviluppo e altre manifestazioni della vita di animali e piante. La dipendenza dalla temperatura esterna è particolarmente evidente negli organismi che non sono in grado di mantenere una temperatura corporea costante, cioè in tutte le piante e nella maggior parte degli animali, ad eccezione degli uccelli e dei mammiferi. La stragrande maggioranza delle piante e degli animali terrestri in stato di vita attiva non possono tollerare temperature negative.
Il limite superiore della temperatura di sviluppo varia da specie a specie, ma raramente supera i 40-45°C. Solo poche specie si sono adattate alla vita a temperature molto elevate. Pertanto, nelle sorgenti termali, alcuni molluschi vivono a temperature dell'acqua fino a 53 ° C, le larve delle mosche del leone - a 60 ° C, e alcune alghe e batteri blu-verdi vivono a 70-85 ° C.
La temperatura ottimale per lo sviluppo dipende dalle condizioni dell'habitat della specie; per la maggior parte degli animali terrestri oscilla entro limiti piuttosto ristretti (15-30°C).
Vengono chiamati organismi con una temperatura corporea instabile poichilotermico. In essi, un aumento della temperatura provoca un'accelerazione di tutti i processi fisiologici. Pertanto, maggiore è la temperatura, minore sarà il tempo necessario per lo sviluppo delle singole fasi o dell'intero ciclo vitale. Se a 26°C il periodo dall'uscita dall'uovo alla pupa è di 10-11 giorni, a una temperatura di circa 10°C aumenta di 10 volte, cioè supera i 100 giorni. Questa dipendenza ha un carattere molto corretto.
Avendo stabilito sperimentalmente la durata dello sviluppo di una data specie animale o vegetale a diverse temperature, è possibile determinare con sufficiente accuratezza il tempo di sviluppo previsto in un ambiente naturale. In natura la temperatura oscilla sempre e spesso supera il livello favorevole alla vita. Ciò ha portato alla comparsa di adattamenti speciali nelle piante e negli animali che indeboliscono gli effetti dannosi di tali vibrazioni. Le piante, ad esempio, quando si surriscaldano, abbassano la temperatura fogliare, aumentando l'evaporazione dell'acqua attraverso gli stomi. Gli animali possono anche abbassare leggermente la temperatura corporea facendo evaporare l'acqua attraverso il sistema respiratorio e la pelle.
La possibilità di un aumento attivo della temperatura nelle piante è estremamente ridotta e negli animali poichilotermici è evidente solo nelle specie più mobili. Pertanto, negli insetti volanti, a causa dell'aumento del lavoro muscolare, la temperatura interna può salire al di sopra della temperatura ambiente di 10-20 C o più. Nei bombi, nelle locuste e nelle grandi farfalle durante il volo raggiunge i 30-40°C, ma con la cessazione del volo scende rapidamente al livello della temperatura dell'aria.
Sebbene gli organismi poichilotermi mostrino una certa capacità di termoregolazione, questa è così imperfetta che la loro temperatura corporea dipende principalmente dalla temperatura dell'ambiente. Solo alcuni insetti sociali, in particolare le api, hanno sviluppato un modo più efficiente di mantenere la temperatura attraverso la termoregolazione collettiva. Ogni singola ape non è in grado di mantenere una temperatura corporea costante, ma decine di migliaia di api che compongono una colonia producono così tanto calore che l'alveare riesce a mantenere una temperatura costante di 34-35°C, necessaria per lo sviluppo delle larve.
Gli uccelli e i mammiferi, cioè gli animali a sangue caldo, hanno la termoregolazione più avanzata. La capacità di mantenere una temperatura corporea costante è un adattamento ecologicamente molto importante, che ha assicurato una significativa indipendenza degli animali superiori dalle condizioni termiche dell'ambiente. La maggior parte degli uccelli ha una temperatura corporea leggermente superiore a 40°C, mentre i mammiferi di solito hanno una temperatura corporea leggermente inferiore. Rimane a un livello costante indipendentemente dalle fluttuazioni della temperatura ambiente. Così, con gelate di circa -40°C, la temperatura corporea della volpe artica è di 38°C, e quella della pernice bianca è di 43°C, cioè quasi 80°C più alta di quella ambientale. Nei mammiferi primitivi australiani - l'ornitorinco e l'echidna - la termoregolazione è poco sviluppata e la loro temperatura corporea dipende fortemente dalle condizioni ambientali. Anche la termoregolazione è imperfetta nei piccoli roditori e nei piccoli della maggior parte dei mammiferi.
Per l'esistenza degli animali in condizioni ambientali mutevoli, non solo la capacità di termoregolazione, ma anche il comportamento è di grande importanza: scegliere un luogo con una temperatura più favorevole, attività in una determinata ora del giorno, costruire rifugi e nidi speciali in un luogo più microclima favorevole, ecc. Quindi, in estate, durante la stagione calda, molti abitanti delle steppe e dei deserti si nascondono nelle buche, sotto le pietre e si seppelliscono nella sabbia, evitando il surriscaldamento. In primavera e in autunno, quando la temperatura è bassa, le stesse specie scelgono i luoghi più caldi e soleggiati.
La temperatura, così come il regime di luce da cui dipende, cambia naturalmente durante tutto l'anno e in relazione alla latitudine geografica.
All'equatore, la temperatura, così come la durata del giorno, è molto costante e si mantiene intorno ai 25°C tutto l'anno. Con la distanza dall’equatore, l’ampiezza della temperatura annuale aumenta. Allo stesso tempo, la temperatura estiva cambia molto meno con l’aumentare della latitudine geografica rispetto alla temperatura invernale. In estate la temperatura in tutti i punti rimane entro i limiti consueti. Di conseguenza, per l'esistenza di animali e piante nel clima delle latitudini temperate e settentrionali, l'importanza principale è l'adattamento non alle condizioni termiche dell'estate, ma alle temperature negative dell'inverno.
Bibliografia
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La materia organica vivente sulla Terra, essendo una fonte estremamente attiva di energia specifica, si distingue allo stesso tempo per un'eccezionale varietà di forme della sua manifestazione.
La diversità di queste forme è il risultato dello sviluppo a lungo termine del mondo organico e del suo adattamento a un ambiente geografico che varia nel tempo e nello spazio.
L'organismo è indissolubilmente legato all'ambiente ed è impensabile al di fuori di questo ambiente, se non altro perché una delle principali manifestazioni della vita (non esaurendo però la specificità qualitativa dei processi vitali) è il metabolismo. Altri segni degli esseri viventi: sensibilità, mobilità, crescita, sviluppo, riproduzione, ereditarietà, variabilità. L'esistenza di qualsiasi organismo consiste nell'accettazione e nell'accumulo di materia (assimilazione) e nel rilascio e spreco di materia (dissimilazione). L'ambiente è l'unica fonte di sostanze da cui l'organismo costruisce il proprio corpo. Al di fuori del metabolismo, nessuna sostanza può formarsi nel corpo. L'interazione dei corpi viventi con l'ambiente è una condizione indispensabile per la loro conservazione ed esistenza, al contrario dei corpi inanimati, per i quali l'interazione con l'ambiente è una condizione per la loro distruzione.
L'assimilazione è la capacità di un essere vivente di percepire, modificare e assimilare a sé le sostanze dell'ambiente esterno. Gli animali assimilano principalmente sostanze di natura organica, le piante - inorganiche. Ma in entrambi i casi, nel processo di assimilazione, l'inanimato si trasforma in vivente, l'esterno in interno. Il corpo si costruisce costantemente a modo suo dalle sostanze dell'ambiente esterno.
La dissimilazione (decadimento) rappresenta l'altro lato di un unico processo metabolico contraddittorio. Serve come fonte di energia, grazie alla quale si verificano reazioni biochimiche di sintesi (assimilazione) e tutte le altre manifestazioni dell'attività vitale (movimento, ecc.), E predominano due tipi di fonti di energia: reazioni di ossidazione biologica che sono alla base della respirazione e non -decomposizione ossidativa principalmente dei carboidrati, cioè reazioni come la fermentazione. Una caratteristica importante della materia vivente è che tutte le reazioni biochimiche nel metabolismo non avvengono in modo casuale, ma in una sequenza rigorosamente definita, cioè sono ordinate nel tempo e collegate in un sistema integrale. Ciò garantisce, in presenza di cessato decadimento, la costanza della composizione e della struttura dell'organismo.
Il metabolismo è la base di tutti i processi vitali. La connessione di un organismo con l'ambiente presuppone la conformità dell'organismo alle condizioni della sua esistenza, l'adattamento (adattamento) dell'organismo all'ambiente. Ciò si osserva ovunque in natura e l'adattamento copre tutte le proprietà e le caratteristiche degli organismi - la loro forma, colore, funzioni fisiologiche, comportamento, ecc. - e aiuta l'organismo a sfruttare al meglio l'ambiente, a sbarazzarsi dei pericoli, a facilitare un attacco alla vittima, e garantire non solo la vita, ma anche la riproduzione.
Come risultato di cosa e come gli organismi si sono adattati al loro ambiente? Qual è la ragione motivante per la formazione e il miglioramento delle forme di animali e piante, cioè la ragione per lo sviluppo del mondo organico, la transizione da forme semplici a forme più complesse?
L'osservazione e l'esperienza quotidiana indicano che durante la riproduzione gli organismi si riproducono di generazione in generazione solo della propria specie. Questa inerzia biologica, la proprietà della prole di conservare le caratteristiche dei genitori, è chiamata ereditarietà. Un'altra proprietà dell'organismo - la sua plasticità biologica, la capacità di cambiare rispetto ai suoi genitori - si chiama variabilità.
La variabilità è il risultato dell'influenza dell'ambiente esterno, nonché il risultato della correlazione tra gli organi e le funzioni del corpo, per cui un cambiamento in alcuni comporta un cambiamento in altri. L'ereditarietà è definita come la proprietà di un corpo vivente di richiedere determinate condizioni per la sua vita, il suo sviluppo e di rispondere in modo definitivo a determinate condizioni. Se un organismo trova nel suo ambiente e assimila qualcosa che soddisfa pienamente le sue esigenze, conserva la somiglianza con i suoi genitori. Piccoli cambiamenti nell'ambiente, entro certi limiti relativamente ristretti, non modificano l'eredità dell'organismo, poiché non interrompono la natura generale del metabolismo. Tuttavia, qualsiasi cambiamento serio nelle condizioni di vita, causato dall'attività vitale dell'organismo stesso o da un cambiamento nell'ambiente, comporta inevitabilmente un cambiamento nel tipo di metabolismo. Inoltre, poiché non esiste vita al di fuori del metabolismo, l'organismo deve morire o adattarsi a nuove condizioni, cioè cambiare in base a queste condizioni, cambiare la sua eredità.
Ricorrendo all'alterazione degli organismi, l'uomo ha da tempo approfittato sia della variabilità che dell'ereditarietà. L'accumulo e la creazione da parte dell'uomo di determinate caratteristiche autoselezionate in qualsiasi animale o pianta attraverso l'uso della variabilità e dell'ereditarietà è chiamata selezione artificiale, selezione o allevamento. Nella selezione, un ruolo molto importante è giocato dal cambiamento delle condizioni di vita del corpo di una persona e dal cambiamento del tipo di metabolismo.
In un ambiente naturale, ovviamente, operano le stesse leggi della variabilità e dell'ereditarietà, ma qui la selezione non è più governata dall'uomo, ma dalla lotta per l'esistenza, intesa in senso lato come sopravvivenza del più adatto. A differenza della selezione artificiale, la selezione naturale, detta selezione naturale, agisce a vantaggio dell'organismo stesso (e non della persona).
L'inevitabilità della selezione naturale deriva dal fatto che in natura nascono più individui di una data specie di quanto consentano le condizioni disponibili per la loro vita. È vero, un numero enorme di embrioni e individui muore, indipendentemente dal grado di adattamento all'ambiente (mangiamento di uova da parte di pesci predatori, morte di semi di piante terrestri che cadono nell'acqua, inondazioni, incendi e altri disastri naturali). Allo stesso tempo, un numero enorme di individui sopravvissuti alla morte naturale rimangono esposti a molte condizioni sfavorevoli di natura inanimata, epidemie, attacchi di nemici e sono costretti a lottare per il cibo, la luce, lo spazio, l'acqua (in particolare con i rappresentanti della loro propria specie, che impongono richieste simili all'ambiente ) ecc. In queste condizioni, solo quegli organismi che hanno caratteristiche che forniscono all'organismo nella situazione attuale qualche vantaggio per la sua esistenza e l'ulteriore riproduzione sono destinati a sopravvivere. Come risultato della variabilità, dell’ereditarietà e della selezione naturale, all’interno di una specie nascono le varietà. Nel corso del tempo, le caratteristiche delle varietà estreme divergono così tanto che da queste varietà si formano nuove specie e le varietà intermedie, poiché meno adattate, si estinguono a causa della selezione naturale.
Pertanto, lo sviluppo del mondo organico è di natura adattiva. La varietà delle forme degli esseri viventi è una varietà di forme di adattamento, ma l'adattamento è relativo, temporaneo e ha significato solo in una determinata situazione di vita. La situazione cambia: la forma fisica precedente perde il suo significato.
L'organismo in sé non ha alcun desiderio speciale di cambiamento mirato. La finalità nella struttura, nelle funzioni e nel comportamento di un organismo è un risultato storico della selezione naturale a lungo termine e non è affatto una proprietà originale della materia vivente.
L'adattamento di un organismo al suo ambiente si esprime più chiaramente nell'area in cui vive abitualmente. Trasferito in un altro ambiente, l'organismo può adattarsi ad esso, ma il grado e la natura di questo adattamento dipendono in gran parte dalla plasticità biologica dell'organismo. Alcuni organismi muoiono in un nuovo ambiente, altri vivono e si riproducono, altri vivono ma non si riproducono, il che in pratica significa che la specie a cui appartiene un dato individuo è condannata a morte in un nuovo ambiente, poiché l'individuo non lascia prole. Alcuni organismi vivono mantenendo vecchie abitudini, mentre altri le modificano. Ad esempio, il cigno nero australiano nidifica nella sua terra natale in novembre-dicembre, e negli zoo dell'Ucraina meridionale in marzo-aprile, cioè in entrambi i casi in primavera, ma in diversi mesi dell'anno, a seconda dell'andamento climatico processi negli emisferi settentrionale e meridionale.
La dottrina della selezione naturale può essere applicata solo in biologia. Non è una metodologia universale della scienza, non può essere trasferita alla società umana e alle leggi di sviluppo di questa società.
Organismo - sistema biologico della biosfera
Qualsiasi creatura vivente lo è corpo, che differisce dalla natura inanimata per un insieme di alcune proprietà inerenti solo alla materia vivente: organizzazione cellulare e metabolismo.
Da un punto di vista moderno, il corpo è un sistema informativo energetico auto-organizzante che supera l'entropia (vedi sezione 9.2) mantenendo uno stato di equilibrio instabile.
Lo studio della relazione e dell'interazione nel sistema “organismo-ambiente” ha portato alla comprensione che gli organismi viventi che abitano il nostro pianeta non esistono da soli. Sono completamente dipendenti dall’ambiente e ne sono costantemente influenzati. Ogni organismo sopravvive e si riproduce con successo in un habitat specifico caratterizzato da un intervallo relativamente ristretto di temperature, precipitazioni, condizioni del suolo, ecc.
Pertanto, la parte della natura che circonda gli organismi viventi e che ha su di essi un effetto diretto o indiretto è loro habitat. Da esso gli organismi ottengono tutto ciò di cui hanno bisogno per la vita e vi secernono prodotti metabolici. L'habitat di ogni organismo è composto da tanti elementi di natura inorganica e organica ed elementi introdotti dall'uomo e dalle sue attività produttive. Inoltre, alcuni elementi possono essere parzialmente o completamente indifferenti all'organismo, altri sono necessari e altri ancora hanno un effetto negativo.
Condizioni di vita, o condizioni di esistenza, è un insieme di elementi ambientali necessari ad un organismo, con i quali è in unità inestricabile e senza i quali non può esistere.
Omeostasi - autorinnovamento e mantenimento della costanza dell'ambiente interno del corpo.
Gli organismi viventi sono caratterizzati da movimento, reattività, crescita, sviluppo, riproduzione ed ereditarietà, nonché adattamento. Durante il metabolismo, o metabolismo, nel corpo si verificano numerose reazioni chimiche (ad esempio durante la respirazione o la fotosintesi).
Organismi come i batteri sono in grado di creare composti organici a scapito dei componenti inorganici: composti di azoto o zolfo. Questo processo si chiama chemiosintesi.
Il metabolismo nel corpo avviene solo con la partecipazione di speciali sostanze proteiche macromolecolari - enzimi, agendo da catalizzatori. Gli enzimi aiutano a regolare il processo metabolico nel corpo vitamine e ormoni. Insieme realizzano il coordinamento chimico complessivo del processo metabolico. I processi metabolici si verificano durante l'intero percorso di sviluppo individuale dell'organismo: l'ontogenesi.
Ontogenesi - insieme di successive trasformazioni morfologiche, fisiologiche e biochimiche subite da un organismo durante l'intero periodo della vita.
L'habitat dell'organismo- un insieme di condizioni in costante cambiamento della sua vita. Il biota terrestre ha dominato tre habitat principali: , e suolo, insieme alle rocce della parte vicina alla superficie della litosfera.