Cel wykładu: wyjaśnić poziomy organizacji organizmów żywych, podać pojęcie środowiska i siedliska życia. Zapoznanie się z różnymi zdolnościami adaptacyjnymi organizmów do środowiska.
Zarys wykładu:
1. Poziomy organizacji organizmów żywych
2. Potencjalne możliwości reprodukcyjne organizmów
3. Podstawowe środowisko życia. Pojęcie siedliska
4. Sposoby przystosowania organizmów do środowiska
Podstawowe pojęcia na ten temat: poziomy organizacji: tkankowy, molekularny, komórkowy, organizmowy, populacja, biocenoza, biosfera, nekton, plankton, bentos, geofiltr, geofile, geokseny, mikrobiota, mezobiota, makrobiota.
W ekologii organizm uważany jest za integralny system oddziałujący ze środowiskiem zewnętrznym, zarówno abiotycznym, jak i biotycznym.
Wyróżnia się główne poziomy organizacji życia - gen, komórka, narząd, organizm, populacja, biocenoza, ekosystem, biosfera.
Molekularny-najniższy poziom, na którym układ biologiczny objawia się w postaci funkcjonowania biologicznie aktywnych dużych cząsteczek - białek, kwasów nukleinowych, węglowodanów; komórkowy– poziom, na którym cząsteczki biologicznie czynne łączą się w jeden układ. Jeśli chodzi o organizację komórkową, wszystkie organizacje dzielą się na jednokomórkowe i wielokomórkowe; tkanina– poziom, na którym kombinacja jednorodnych komórek tworzy tkankę; organ– poziom, na którym kilka typów tkanek współdziała funkcjonalnie i tworzy określony narząd; organizmiczny– poziom, na którym interakcja wielu narządów zostaje zredukowana do jednego układu pojedynczego organizmu; populacja– gatunek, w którym występuje zbiór pewnych jednorodnych organizmów, których łączy wspólne pochodzenie, sposób życia i siedlisko; biocenoza i ekosystem– wyższy poziom organizacji materii żywej, jednoczący organizmy o różnym składzie gatunkowym; biosfera- poziom, na którym powstał najwyższy system naturalny, obejmujący wszystkie przejawy życia na naszej planecie. Na tym poziomie zachodzą w skali globalnej wszystkie cykle materii związane z żywotną działalnością organizmów (patrz ryc. 1).
Ze wszystkich powyższych poziomów organizacji życia przedmiotem badań ekologii są jedynie ponadorganizacyjne składniki tej struktury, począwszy od organizmów, do których należy biosfera.
Otaczający nas świat składa się z organizmów. Każdy organizm jest śmiertelny i prędzej czy później umiera, ale życie na Ziemi trwa i kwitnie przez około 4 miliardy lat.
Ryc. 1 Poziomy organizacji organizmów żywych
Organizmy żywe rozmnażają się stale w serii pokoleń, co nie jest charakterystyczne dla ciał nieożywionych. To właśnie zdolność do reprodukcji pozwala gatunkom na bardzo długie istnienie w przyrodzie, pomimo tego, że każdy osobnik żyje przez ograniczony czas. Zdolność do reprodukcji jest główną właściwością życia. Nawet najwolniej rozmnażający się gatunek może w krótkim czasie wyprodukować tak wiele osobników, że na kuli ziemskiej nie ma dla nich miejsca. Na przykład w ciągu zaledwie pięciu pokoleń, tj. w ciągu jednego do półtora miesiąca letniego jedna mszyca może pozostawić ponad 300 milionów potomków. Gdyby gatunkom pozwolono na swobodne rozmnażanie się, bez ograniczeń, liczba każdego z nich wzrosłaby wykładniczo, mimo że niektóre składają w ciągu swojego życia tylko kilka jaj lub młodych, podczas gdy inne wytwarzają tysiące, a nawet miliony zarodków, z których mogą wyrosnąć organizmy dorosłe. W rzeczywistości wszystkie żywe organizmy mają zdolność rozmnażania się w nieskończoność. Jednak żaden gatunek nie jest w stanie w pełni wykorzystać nieograniczonej zdolności reprodukcji, jaką posiada. Głównym ograniczeniem nieograniczonego rozmnażania się organizmów jest brak najpotrzebniejszych zasobów: dla roślin – soli mineralnych, dwutlenku węgla, wody, światła; dla zwierząt - żywność, woda; w przypadku mikroorganizmów – różne spożywane przez nie związki. Zasoby tych zasobów nie są nieograniczone, co utrudnia reprodukcję gatunków. Drugim ogranicznikiem jest wpływ różnych niekorzystnych warunków, które spowalniają wzrost i rozmnażanie organizmów. Na przykład wzrost i dojrzewanie roślin są w dużym stopniu zależne od pogody, w szczególności od zmian temperatury itp. W przyrodzie następuje także ogromna eliminacja, śmierć już narodzonych zarodków lub rosnących młodych osobników. Na przykład tysiące żołędzi, które co roku produkuje jeden duży dąb, zostają zjedzone przez wiewiórki, dziki itp., zostają zaatakowane przez grzyby i bakterie lub z różnych powodów giną na etapie siewek. W rezultacie tylko kilka żołędzi wyrasta na dojrzałe drzewa. Zaobserwowano jedną ważną prawidłowość: te gatunki, które w przyrodzie charakteryzują się bardzo dużą śmiertelnością, wyróżniają się wysoką płodnością. Zatem wysoka płodność nie zawsze prowadzi do dużej liczebności gatunku. Przetrwanie, wzrost i rozmnażanie, liczba organizmów jest wynikiem ich złożonych interakcji ze środowiskiem.
Środowisko każdego organizmu składa się z wielu elementów natury nieorganicznej i organicznej oraz elementów wprowadzonych przez człowieka w wyniku jego działalności gospodarczej. Środowisko obejmuje całe środowisko naturalne (które powstało na Ziemi niezależnie od człowieka) oraz środowisko technogeniczne (stworzone przez człowieka). Pojęcie środowisko wprowadził biolog J. Uksküll, który uważał, że istoty żywe i ich siedliska są ze sobą powiązane i razem tworzą jeden system – otaczającą nas rzeczywistość. W procesie adaptacji do środowiska organizm wchodząc w interakcję z nim dostarcza i otrzymuje różne substancje, energię i informacje. Środowisko to wszystko, co otacza organizm i bezpośrednio lub pośrednio wpływa na jego stan i funkcjonowanie. Środowisko umożliwiające organizmom życie na Ziemi jest bardzo zróżnicowane.
Na naszej planecie można wyróżnić cztery jakościowo różne środowiska życia: wodne, gruntowo-powietrzne, glebowe i organizmy żywe. Same środowiska życia są również bardzo zróżnicowane. Na przykład woda jako środowisko życia może być morska lub świeża, płynąca lub stojąca. W tym przypadku mówimy o siedlisku. Na przykład jezioro jest siedliskiem wodnym. Organizmy żyjące w środowisku wodnym – organizmy wodne – dzielimy ze względu na siedlisko na nekton, plankton i bentos. Nekton to zbiór pływających, swobodnie poruszających się organizmów. Potrafią pokonywać duże odległości i silne prądy (wieloryby, ryby itp.). Plankton to zbiór organizmów pływających, które poruszają się głównie za pomocą prądów i nie są zdolne do szybkich ruchów (glony, pierwotniaki, skorupiaki). Bentos to zbiór organizmów żyjących na dnie zbiorników wodnych, wolno poruszających się lub przyczepionych (glony, ukwiały itp.). Z kolei w siedliskach wyróżnia się siedliska. Tak więc w wodnym środowisku życia, w siedlisku jeziora, można wyróżnić siedliska: w słupie wody, na dnie, blisko powierzchni itp. W środowisku wodnym żyje około 150 000 gatunków. Główne czynniki abiotyczne środowiska wodnego: temperatura wody, gęstość i lepkość wody, przezroczystość wody, zasolenie wody, warunki świetlne, tlen, kwasowość wody. Organizmy wodne mają mniejszą plastyczność ekologiczną niż organizmy lądowe, ponieważ woda jest środowiskiem bardziej stabilnym, a jej czynniki podlegają stosunkowo niewielkim wahaniom. Jedną z cech środowiska wodnego jest obecność w nim dużej liczby drobnych cząstek materii organicznej - detrytusu, utworzonego przez umierające rośliny i zwierzęta. Detrytus jest wysokiej jakości pokarmem dla wielu organizmów wodnych, dlatego część z nich, tzw. biofiltry, przystosowana jest do jego ekstrakcji za pomocą specjalnych mikroporowatych struktur, filtrując wodę i zatrzymując w niej zawieszone cząsteczki. Ta metoda żywienia nazywa się filtracją: do biofiltrów zaliczają się małże, osiadłe szkarłupnie, żółwie, skorupiaki planktonowe i inne. Zwierzęta - biofiltry odgrywają ważną rolę w biologicznym oczyszczaniu zbiorników wodnych.
Organizmy żyjące na powierzchni Ziemi otoczone są środowiskiem gazowym charakteryzującym się niską wilgotnością, gęstością i ciśnieniem, a także dużą zawartością tlenu. Czynniki środowiskowe działające w środowisku gruntowo-powietrznym różnią się szeregiem specyficznych cech: w porównaniu do innych środowisk światło jest tu bardziej intensywne, temperatura podlega większym wahaniom, wilgotność zmienia się znacznie w zależności od położenia geograficznego, pory roku i pory dnia. Wpływ niemal wszystkich tych czynników jest ściśle powiązany z ruchem mas powietrza – wiatrów. W procesie ewolucji organizmy zamieszkujące środowisko gruntowo-powietrzne wykształciły specyficzną anatomię - adaptacje morfologiczne, fizjologiczne, behawioralne i inne. Zdobyli narządy zapewniające bezpośrednią asymilację powietrza atmosferycznego; formacje szkieletowe, które podtrzymują ciało w warunkach niskiej gęstości środowiska, uległy silnemu rozwojowi; opracowano złożone urządzenia chroniące przed niekorzystnymi czynnikami; nawiązano bliższe połączenie z glebą; rozwinęła się większa mobilność zwierząt w poszukiwaniu pożywienia; pojawiły się latające zwierzęta i owoce, nasiona i pyłki przenoszone przez prądy powietrzne. Środowisko gruntowo-powietrzne charakteryzuje się jasno określonym podziałem na strefy; rozróżnić równoleżnikowe i południkowe lub podłużne strefy naturalne. Pierwsza rozciąga się z zachodu na wschód, druga z północy na południe.
Gleba jako środowisko życia ma unikalne cechy biologiczne, ponieważ jest ściśle związana z aktywnością życiową organizmów. Organizmy glebowe, ze względu na stopień powiązania ze środowiskiem, dzielą się na trzy główne grupy:
Geobionty są stałymi mieszkańcami gleby, cały ich cykl rozwojowy odbywa się w glebie (dżdżownice);
Geofile to zwierzęta, których część cyklu rozwojowego odbywa się w glebie. Należą do nich większość owadów: szarańcza, komary, stonogi, chrząszcze itp.;
Geokseny to zwierzęta, które czasami odwiedzają glebę w poszukiwaniu tymczasowego schronienia lub schronienia (karaluchy, gryzonie, ssaki żyjące w norach).
Ze względu na wielkość i stopień mobilności mieszkańcy gleby dzielą się na grupy:
Mikrobiota – mikroorganizmy glebowe stanowiące główne ogniwo detrytycznego łańcucha pokarmowego (algi zielone i niebieskozielone, bakterie, grzyby, pierwotniaki);
Mesobiota – stosunkowo małe, ruchliwe zwierzęta, owady, dżdżownice i inne zwierzęta, w tym ryjące kręgowce;
Makrobiota – duże, stosunkowo ruchliwe owady, dżdżownice i inne zwierzęta (ryjące kręgowce).
Górne warstwy gleby zawierają masę korzeni roślin. W procesie wzrostu, śmierci i rozkładu rozluźniają glebę, tworząc pewną strukturę, a jednocześnie warunki do życia innych organizmów. Liczba organizmów w glebie jest ogromna, jednak ze względu na płynność warunków środowiskowych wszystkie charakteryzują się „równomiernością składu grupowego”, ponadto charakteryzują się powtarzalnością w różnych strefach klimatycznych.
Inny, wprost przeciwny sposób przetrwania organizmów wiąże się z utrzymaniem stałego środowiska wewnętrznego, pomimo wahań wpływu czynników zewnętrznych. Na przykład ptaki i ssaki utrzymują w sobie stałą temperaturę, która jest optymalna dla procesów biochemicznych zachodzących w komórkach organizmu. Wiele roślin jest w stanie tolerować poważne susze i rośnie nawet na gorących pustyniach. Taka odporność na wpływ środowiska zewnętrznego wymaga dużych ilości energii i specjalnych adaptacji w strukturze zewnętrznej i wewnętrznej organizmów.
Oprócz uległości i odporności na wpływy środowiska zewnętrznego możliwa jest trzecia metoda przetrwania - unikanie niesprzyjających warunków i aktywne poszukiwanie innych, korzystniejszych siedlisk. Ta ścieżka adaptacji jest dostępna tylko dla zwierząt mobilnych, które mogą poruszać się w przestrzeni.
Wszystkie trzy metody przetrwania można połączyć u przedstawicieli tego samego gatunku. Na przykład rośliny nie potrafią utrzymać stałej temperatury ciała, ale wiele z nich jest w stanie regulować metabolizm wody. Zwierzęta zimnokrwiste narażone są na działanie niekorzystnych czynników, ale potrafią też uniknąć ich skutków.
Zatem głównymi sposobami przetrwania organizmów w przypadku pogorszenia się warunków jest albo tymczasowe przejście do stanu nieaktywnego, albo utrzymanie aktywności przy dodatkowym wydatku energetycznym, albo uniknięcie niekorzystnego czynnika i zmiana siedlisk. Każdy gatunek wdraża te metody na swój własny sposób.
Wnioski
W ten sposób rozróżnia się główne poziomy organizacji systemów żywych od molekularnego po biosferę, gdzie każdy poziom charakteryzuje się pewnym zestawem właściwości i badań ekologicznych, zaczynając od poziomu organizmu. Organizmy żywe mają nieodłączną właściwość polegającą na zdolności do rozmnażania się, a także zdolności przystosowywania się do warunków środowiskowych. Środowisko każdego organizmu składa się z wielu elementów o charakterze nieorganicznym i organicznym.
Pytania bezpieczeństwa
1. Jakie poziomy organizacji biologicznej są przedmiotem badań ekologii?
2. Co to jest siedlisko i jakie środowiska zamieszkują organizmy?
3. Dlaczego powinniśmy mówić o zależności istot żywych nie tylko od środowiska, ale także o ich wpływie na nie?
4. Co przyczynia się do przetrwania gatunku?
5. Wymień główne siedliska?
6. Dlaczego niektóre organizmy popadają w stan zawieszenia ożywienia? Jakie jest ekologiczne znaczenie tego procesu?
Państwowa instytucja autonomiczna
Obwód Kaliningradzki
Profesjonalna organizacja edukacyjna
„Wyższa Szkoła Służby i Turystyki”
PRACA KURSOWA
Według MDK 0n.0n.____________________ __
Na temat ________________________________
Wypełnia student _________________
(Nazwisko, imię, patronimika)
Grupa ______________________
(numer grupy)
Program szkoleniowy dla specjalistów średniego szczebla w specjalności _
(kod i nazwa specjalności)
Opiekun zajęć:
(stanowisko, imię i nazwisko)
Ocena ___________________________
Kaliningrad 2015
WSTĘP…………………………………………………………………………….…2
1. Interakcja organizmu człowieka ze środowiskiem……………....3
1.1. Podstawowe układy funkcjonalne człowieka. Związek funkcji życiowych organizmu człowieka ze środowiskiem. Wpływ środowiska na funkcjonowanie człowieka............................................................................................3
1.2. Główne parametry określające środowisko produkcyjne (warunki pracy) w pomieszczeniach zamkniętych i ich wpływ na organizm człowieka……….5
1.3. Wpływ środowiska produkcyjnego na pracochłonność i wykorzystanie czasu pracy………………………………………………………...7
1.4. Propozycje poprawy środowiska pracy.......9
2. Zagrożenie palnością i pożarem substancji i gałęzi przemysłu……………………………11
2.1. Podstawowe pojęcia. Fizykochemiczne zasady spalania…………………11
2.2. Właściwości substancji charakteryzujące ich zagrożenie pożarowe……….13
2.3. Ogólne wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego dla obiektów produkcyjnych……………………………………………………………………………..16
2.4. Procedura analizy zagrożenia pożarowego obiektu produkcyjnego i obliczenia ryzyka pożarowego……………………………………………………………………………..17
2.5. Klasyfikacja podstawowych środków zapobiegania pożarom. Środki gaśnicze…………………………………………………………………………………...23
WSTĘP
Człowiek pozostaje w stałej relacji z otoczeniem, które determinuje jego zachowanie w danej sytuacji. Co więcej, nie tylko środowisko wpływa na człowieka, ale sama jednostka wpływa na niego, zmieniając i tym samym dostosowując go do siebie.
Bezpieczeństwo życia ma na celu zapewnienie korzystnych warunków życia ludziom, ich działalności, ochronę ludzi i ich środowiska przed działaniem czynników zewnętrznych, wewnętrznych i niebezpiecznych.
Intensywnemu wykorzystaniu zasobów naturalnych oraz wprowadzeniu postępu naukowo-technicznego towarzyszy rozprzestrzenianie się różnorodnych zagrożeń naturalnych, biologicznych, spowodowanych przez człowieka, środowiskowych i innych. Potencjalne zagrożenie jest uniwersalną właściwością w procesie interakcji człowieka z otoczeniem.
Aby człowiek czuł się komfortowo, potrzebne są mu warunki życia, w których czuje się bezpiecznie. Można to osiągnąć poprzez ustanowienie nierozerwalnej relacji między człowiekiem a jego otoczeniem.
Celem pracy jest rozważenie następujących zagadnień:
Interakcja organizmu człowieka ze środowiskiem;
Bezpieczeństwo spalania i pożaru substancji i gałęzi przemysłu;
Wentylacja i jej przeznaczenie. Kurs wymiany powietrza. Metoda obliczeniowa.
Interakcja organizmu człowieka ze środowiskiem
1.1. Podstawowe układy funkcjonalne człowieka. Związek funkcji życiowych organizmu człowieka ze środowiskiem. Wpływ środowiska na funkcjonowanie człowieka. Środowisko człowieka to zespół obiektów, zjawisk i czynników otaczającego go (naturalnego i sztucznego) środowiska, które determinują warunki jego życia. Jednym z celów stawianych przed tym systemem jest bezpieczeństwo, czyli m.in. nie powodując szkody dla zdrowia ludzkiego. Osiągnięcie bezpieczeństwa układu „człowiek-środowisko” jest możliwe tylko wtedy, gdy systematycznie uwzględnia się charakterystykę każdego elementu wchodzącego w skład tego systemu.
Charakterystyczne układy „człowiek-środowisko”: środowisko domowe, przemysłowe, miejskie, środowisko naturalne.
Środowisko naturalne to czynniki o czysto naturalnym lub naturalno-antropogenicznym pochodzeniu systemowym. Środowisko naturalne to złożona i różnorodna kombinacja i interakcja litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery jako całości.
Wraz z pojawieniem się przemysłu i transportu pojawił się problem utrzymania czystości atmosfery, której zanieczyszczenia mają pochodzenie naturalne i sztuczne. Głównymi i najniebezpieczniejszymi źródłami zanieczyszczeń powietrza są emisje przemysłowe, transportowe i domowe. W powietrzu atmosferycznym, a przede wszystkim w powietrzu ośrodków przemysłowych i miast, w wyniku złożonych reakcji chemicznych mieszaniny gazów przepływających w jego dolnych warstwach powstają różne substancje, które gromadzą się w toksycznej mgle – „smogu”. Zjawisko to wiąże się z pogorszeniem samopoczucia ludzi, występowaniem epidemii grypy oraz gwałtownym wzrostem liczby chorób płuc i układu krążenia.
Dodatkowo w atmosferze ulega zniszczeniu warstwa ozonowa, stanowiąca ekran ochronny przed promieniowaniem ultrafioletowym. Dzieje się tak na skutek przenikania do atmosfery tzw. freonów, stosowanych w postaci aerozoli, rozpuszczalników itp. zarówno w domu, jak i w pracy. Ponadto globalny wzrost temperatury na planecie wynika z „efektu cieplarnianego”, ponieważ... Zawartość dwutlenku węgla i metanu w atmosferze szybko rośnie.
Wszystkie te i inne zmiany zachodzą z winy człowieka w procesie jego działalności przemysłowej i innej. Obecnie wiele krajów próbuje walczyć z tym problemem.
Kolejnym ważnym składnikiem środowiska naturalnego jest hydrosfera. Ludzkości nie zagrażają niedobory wody. Boryka się z problemem braku czystej wody. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są ścieki przemysłowe i komunalne, zmywające z pól część gleby zawierającą różne agrochemikalia itp.
Wszystkie obiekty świata żywego można podzielić na rośliny i zwierzęta. Rola roślinności w życiu człowieka jest ogromna (las uwalnia tlen i pochłania dwutlenek węgla, ludzie jedzą rośliny itp.). Istnieje jednak wiele zagrożeń dla tego komponentu (pożary, zanieczyszczenie odpadami przemysłowymi itp.). Fauna stanowi ważną część biosfery naszej planety, ale obecnie liczba fauny maleje, co nie może nie wpłynąć na istnienie ludzkości.
Większość aktywnego życia człowieka zajmuje celowa praca zawodowa wykonywana w środowisku pracy, która w przypadku niespełnienia przyjętych wymogów regulacyjnych może niekorzystnie wpłynąć na jego wydajność i zdrowie.
Wydajność to ilość możliwości funkcjonalnych organizmu człowieka, charakteryzująca się ilością i jakością pracy wykonanej w określonym czasie. Podczas pracy wydajność organizmu zmienia się w czasie.
Środowisko produkcyjne to część środowiska człowieka, obejmująca czynniki naturalne i klimatyczne związane z działalnością zawodową (hałas, wibracje, zapylenie itp.), zwane szkodliwymi i niebezpiecznymi. Narażenie na negatywne czynniki w środowisku pracy prowadzi do urazów i chorób zawodowych pracowników. Do zawodów najbardziej niebezpiecznych w gospodarce narodowej zaliczają się (%): kierowca (18,9), traktorzysta (9,8), mechanik (6,4), elektryk (6,3), gazownik (6,3), spawacz gazowo-elektryczny (3,9), złota rączka (3.5).
Aktywność pracy człowieka i środowisko produkcyjne podlegają ciągłym zmianom w procesie intensywnego wykorzystania wytworów postępu naukowo-technicznego i realizacji szerokich przemian społeczno-gospodarczych.
Intensywny rozwój miast w XX wieku, koncentracja większości ludności na terenach nasyconych przedsiębiorstwami przemysłowymi, szlakami komunikacyjnymi i zabudową mieszkalną, spowodowała powstanie szeregu problemów, w tym ogólnego problemu bezpieczeństwa ludzkiego. W miastach, zwłaszcza dużych, koncentruje się szereg niebezpiecznych dla środowiska obiektów przemysłowych i energetycznych, których integralną częścią są: potężna emisja odpadów do środowiska; zanieczyszczenie termiczne, elektromagnetyczne, hałas; potencjalne niebezpieczeństwo wypadków spowodowanych przez człowieka na dużą skalę itp.
Obecnie najbardziej niebezpiecznym dla człowieka stał się transport drogowy. Jego ofiarami są nie tylko kierowcy i pasażerowie, ale także piesi. Inne środki transportu są również niebezpieczne. Na liście sytuacji awaryjnych pożary zajmują czołową pozycję pod względem częstotliwości występowania i wielkości wyrządzonych szkód materialnych. Jednocześnie starannie i systematycznie opracowywane są metody ich zwalczania i ochrony przed nimi. W Rosji nowoczesne metody zapewnienia bezpieczeństwa życia znajdują odzwierciedlenie w aktach prawnych we wszystkich obszarach działalności człowieka.
Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że zasadniczo człowiek stwarza zagrożenie dla własnego życia i działalności.
1.2. Główne parametry określające środowisko produkcyjne (warunki pracy) w pomieszczeniach zamkniętych i ich wpływ na organizm człowieka
Każdy rodzaj pracy jest złożonym zespołem procesów fizjologicznych, który obejmuje wszystkie narządy i układy ludzkiego ciała. Aby człowiek czuł się komfortowo w procesie produkcyjnym, a co za tym idzie, wzrosła jego wydajność, konieczne jest, aby warunki jego pracy odpowiadały podstawowym normom i wymaganiom. Ogólne wymagania bezpieczeństwa dotyczące urządzeń produkcyjnych i procesów produkcyjnych określają GOST 12.2.003-91 i GOST 12.3.002-75. O bezpieczeństwie procesów produkcyjnych decyduje przede wszystkim bezpieczeństwo urządzeń produkcyjnych.
Najczęściej osoba pracuje w pomieszczeniu, a jego warunki pracy muszą spełniać określone parametry. Uwzględniając czynniki szkodliwości. Bardzo ważne jest utrzymanie równowagi cieplnej organizmu. Mikroklimat przemysłowy zależy od strefy klimatycznej i pory roku, charakteru procesu technologicznego, rodzaju stosowanych urządzeń, wielkości pomieszczeń i liczby pracowników, warunków ogrzewania i wentylacji.
Standardowe wskaźniki mikroklimatu przemysłowego ustalają GOST 12.1.005-88 i SanPiN 2.2.4.584-96.
W obszarze roboczym pomieszczeń produkcyjnych należy stworzyć optymalne i akceptowalne warunki mikroklimatyczne. Osiąga się to poprzez wentylację przemysłową (naturalną i sztuczną).
Czynnikiem wpływającym na organizm człowieka, a co za tym idzie na jakość wykonania zadania produkcyjnego, jest oświetlenie. Przy odpowiednim oświetleniu miejsca pracy i pomieszczeń produkcyjnych zmniejsza się liczba wypadków i wzrasta wydajność pracy. Odchylenia w oświetleniu szkodzą zdrowiu pracowników, mogą powodować choroby (na przykład krótkowzroczność), są obarczone spadkiem wydajności psychicznej i fizycznej oraz wzrostem liczby błędów w procesach produkcyjnych. Oświetlenie może być naturalne lub sztuczne. Organizując oświetlenie przemysłowe, należy zadbać o równomierny rozkład jasności na powierzchni roboczej i otaczających obiektach. Organizm otaczający środowisko produkcyjne.
Duże zagrożenie stwarzają chemikalia i materiały syntetyczne stosowane w sposób irracjonalny w warunkach produkcyjnych. Pary, gazy, ciecze, aerozole, związki w kontakcie z organizmem człowieka mogą powodować choroby lub problemy zdrowotne. Narażeniu ludzi na działanie szkodliwych substancji może towarzyszyć zatrucie i obrażenia. Podczas pracy substancje toksyczne dostają się do organizmu człowieka przez drogi oddechowe, przewód pokarmowy i skórę. Maksymalne dopuszczalne stężenia substancji szkodliwych w powietrzu w miejscu pracy regulują GOST 12.1.005-88 i GN 2.2.5.686.
Kolejnym istotnym czynnikiem zagrożenia są drgania mechaniczne: wibracje, hałas, infradźwięki, ultradźwięki. Wszystkie te procesy fizyczne wiążą się z przekazywaniem energii, która przy określonej wielkości i częstotliwości może mieć niekorzystny wpływ na osobę: powodować różne choroby, stwarzać dodatkowe zagrożenia. Istnieje kilka rodzajów wibracji, w zależności od każdego z nich skutki tego czynnika są inne. Kiedy ogólne wibracje wpływają na ciało, wpływają na układ mięśniowo-szkieletowy, układ nerwowy i analizatory, takie jak przedsionkowy, wzrokowy i dotykowy. Wibracje miejscowe powodują skurcze naczyń krwionośnych dłoni i przedramion, co wiąże się z zaburzeniem dopływu krwi do kończyn. Jednocześnie wibracje działają na zakończenia nerwowe i tkankę kostną mięśni. Do drgań akustycznych zalicza się hałas, infradźwięki i ultradźwięki, które mogą być słyszalne lub niesłyszalne. Intensywny hałas w produkcji powoduje spadek uwagi i wzrost liczby błędów podczas wykonywania pracy. Z powodu hałasu spada wydajność pracy i pogarsza się jakość pracy. Na hałas narażony jest cały organizm człowieka: działa depresyjnie na centralny układ nerwowy, powoduje zmiany w częstości oddechu i tętna, przyczynia się do zaburzeń metabolicznych, powstawania chorób układu krążenia, wrzodów żołądka itp. Infradźwięki zaliczane są do wibracji niesłyszalnych dla człowieka . W warunkach produkcyjnych infradźwięki z reguły łączą się z hałasem o niskiej częstotliwości, a w niektórych przypadkach z wibracjami o niskiej częstotliwości. Kiedy organizm narażony jest na działanie infradźwięków o poziomie od 110 do 150 dB, mogą wystąpić nieprzyjemne subiektywne odczucia i zmiany funkcjonalne: zaburzenia w układzie sercowo-naczyniowym, oddechowym, ośrodkowym układzie nerwowym i analizatorze przedsionkowym.
1.3. Wpływ środowiska produkcyjnego na pracochłonność i wykorzystanie czasu pracy
Aktywność pracy człowieka i środowisko podlegają ciągłym zmianom w procesie przyspieszania postępu naukowo-technicznego i realizacji szerokich przemian społeczno-gospodarczych. Jednocześnie praca pozostaje pierwszym, podstawowym i niezbędnym warunkiem bytu człowieka. Różne formy aktywności zawodowej dzielą się na pracę fizyczną i umysłową.
Praca fizyczna charakteryzuje się przede wszystkim zwiększonym obciążeniem układu mięśniowo-szkieletowego i jego układów funkcjonalnych (krążeniowo-naczyniowego, nerwowo-mięśniowego, oddechowego itp.), które wspomagają jego czynność.
Praca umysłowa łączy w sobie pracę związaną z odbiorem i przetwarzaniem informacji, która wymaga pierwotnego napięcia aparatu zmysłów, uwagi, pamięci, a także aktywacji procesów myślowych i środowiska emocjonalnego.
Obecnie istnieje kilka głównych form pracy, które wymagają określonej intensywności pracy i wykorzystania czasu pracy.
1. Formy pracy wymagające znacznej energii mięśni.
Wytężona praca fizyczna, stymulująca rozwój układu mięśniowego i procesów metabolicznych, ma jednocześnie szereg wad. Najważniejszym z nich jest nieefektywność związana z niską wydajnością pracy i koniecznością przerw na regenerację sił fizycznych, wynoszącą nawet do 50% czasu pracy.
2. Zmechanizowane formy pracy.
Mechanizacja pracy umożliwia zmniejszenie charakteru obciążeń mięśni i komplikowanie programów działania. Jednak monotonia prostych działań i niewielka ilość informacji dostrzeżonych w tym procesie prowadzą do monotonii pracy.
3.Formularze związane z produkcją zautomatyzowaną.
Przy zautomatyzowanych formach pracy od pracownika wymaga się ciągłej gotowości do działania i szybkiego reagowania, co jest niezbędne do terminowej eliminacji pojawiających się problemów.
4. Grupowe formy pracy - przenośnik, którego cechą charakterystyczną jest podział ogólnego procesu na określone operacje, ścisła kolejność ich realizacji, automatyczne dostarczanie części do każdego miejsca pracy za pomocą przenośnika taśmowego.
Jedną z negatywnych konsekwencji pracy na linii montażowej jest monotonia, która wyraża się w przedwczesnym zmęczeniu i wyczerpaniu nerwowym.
5. Formy pracy związane z zarządzaniem procesami i mechanizmami produkcyjnymi (praca umysłowa).
Praca intelektualna polega na przetwarzaniu i analizowaniu dużej ilości różnorodnych informacji, dlatego wymaga mobilizacji pamięci, uwagi, napięcia aparatu zmysłowego i aktywacji procesów myślowych. Obciążenia mięśni są nieznaczne.
Pracę intelektualną charakteryzuje hipokinezja, tj. znaczny spadek aktywności ruchowej człowieka, prowadzący do osłabienia reaktywności organizmu i zwiększonego stresu emocjonalnego.
1.4.Propozycje poprawy otoczenia przemysłowego
Aby zwiększyć wydajność danej osoby, musisz stworzyć dla niej komfortowe warunki w miejscu pracy, bez względu na to, jaką pracę wykonuje. Na przykład, aby chronić osobę przed urazami mechanicznymi, konieczne jest albo uniemożliwienie mu wejścia do obszarów niebezpiecznych, albo zbudowanie specjalnych urządzeń, które chronią ludzi przed niebezpiecznym czynnikiem.
Aby zapewnić bezpieczną i niezawodną pracę urządzeń, bardzo ważne jest zainstalowanie urządzeń informacyjnych, ostrzegawczych, automatyki awaryjnej i alarmowych.
Bardzo ważna jest odpowiednia organizacja miejsca pracy dla osób pracujących przy komputerach osobistych. Aby to zrobić, konieczne jest, aby pomieszczenie było wystarczająco przestronne, dobrze wentylowane i odpowiednio oświetlone. Nie można pracować na komputerze w ciemnym lub półciemnym pomieszczeniu.
Ponadto osoba pracująca przy komputerze porusza się bardzo mało, co negatywnie wpływa na jego zdrowie. W takich organizacjach można organizować np. „dzień sportu” dwa razy w miesiącu (pójście na siłownię, basen itp.). Moim zdaniem odciąży to pracownika emocjonalnie i utrzyma sprawność fizyczną, co tylko pozytywnie wpłynie na jego wydajność i efektywność w realizacji powierzonych zadań.
Na produkcji, aby chronić pracowników przed szkodliwymi emisjami i emisjami, konieczne jest instalowanie różnych filtrów w celu zmniejszenia ich stężenia w otaczającym powietrzu. W celu ochrony przed szkodliwymi zrzutami hydrosfery stosuje się takie metody, jak racjonalne rozmieszczenie źródeł zrzutów oraz organizacja poboru i odprowadzania wody; rozcieńczanie substancji szkodliwych w zbiornikach wodnych do dopuszczalnych stężeń, a także stosowanie środków oczyszczania ścieków (metody mechaniczne, fizykochemiczne, biologiczne).
Bardzo ważne jest, aby nauczyć się chronić środowisko przed odpadami powstającymi w przemyśle i innych gałęziach przemysłu. W tym celu konieczne jest wprowadzenie technologii zbierania i unieszkodliwiania odpadów. W tym recykling odpadów, który zapewni minimalne zanieczyszczenie środowiska. Najbardziej efektywne rozwiązanie problemów ochrony przed odpadami przemysłowymi możliwe jest dzięki powszechnemu wprowadzaniu technologii niskoodpadowych.
„Organizm i Środowisko”
Wstęp
W procesie ewolucji i intensywnej walki o byt organizmy opanowały różnorodne warunki środowiskowe, a jednocześnie ukształtowała się cała współczesna różnorodność roślin i zwierząt, która liczy około dwóch milionów gatunków. Z kolei żywotna działalność organizmów miała ogromny wpływ na środowisko nieożywione, które stawało się coraz bardziej złożone i ewoluowało wraz z rozwojem życia.
Ogólny obraz otaczającej nas przyrody nie jest chaotyczną kombinacją różnych żywych istot, ale dość stabilnym i zorganizowanym systemem, w którym każdy rodzaj roślin i zwierząt zajmuje określone miejsce.
Wiemy, że każdy gatunek jest zdolny do nieograniczonej reprodukcji i może szybko zaludnić całą dostępną mu przestrzeń. Jest oczywiste, że jednoczesne współistnienie różnych istot żywych jest możliwe tylko wtedy, gdy istnieją specjalne mechanizmy regulujące przebieg rozmnażania oraz determinujące przestrzenne rozmieszczenie gatunków i liczbę osobników. Taka regulacja jest konsekwencją złożonych relacji konkurencyjnych i innych między organizmami w procesie ich życia. Ważną rolę odgrywają także wpływy warunków fizycznych środowiska.
Badanie relacji organizmów między sobą oraz między organizmami a środowiskiem fizycznym stanowi treść działu biologii zwanego ekologią („oikos” – dom, schronienie i „logos” – nauka, Grecki).
Ekologia opiera się na uogólnieniach i wnioskach z większości innych dziedzin biologii, a także nauk o Ziemi.
Prawa ekologiczne stanowią naukową podstawę racjonalnego wykorzystania naturalnych zasobów biologicznych przez człowieka i rozwiązywania wielu problemów ekonomicznych.
1. Środowisko i czynniki środowiskowe
Organizm i czynniki środowiskowe. Pojęcie środowiska zewnętrznego obejmuje wszystkie warunki bytu i przyrody nieożywionej, które otaczają organizm i wpływają bezpośrednio lub pośrednio na jego stan, rozwój, przetrwanie i rozmnażanie. Środowisko jest zawsze złożonym zespołem różnych elementów. Nazywa się poszczególne elementy środowiska działające na organizm czynniki środowiskowe.
Wśród nich wyróżnia się dwie grupy o różnym charakterze:
1. Czynniki abiotyczne – wszystko elementy przyrody nieożywionej oddziałujące na organizm. Do najważniejszych czynników zalicza się światło, temperaturę, wilgotność i inne składniki klimatu, a także skład środowiska wodnego, powietrznego i glebowego.
2. Czynniki biotyczne- wszelkiego rodzaju wpływy, jakich doświadcza ciało od otaczających je żywych istot. W dobie nowożytnej działalność człowieka ma niezwykle duży wpływ na przyrodę, co można uznać za szczególny czynnik środowiskowy.
W przyrodzie warunki zewnętrzne są zawsze w pewnym stopniu zmienne. Każdy gatunek w procesie ewolucji przystosował się do pewnego natężenia czynników środowiskowych i amplitudy ich wahań. Wynikające z tego adaptacje do określonych warunków życia są dziedzicznie utrwalone. Dlatego adaptacje ekologiczne, choć bardzo odpowiednie dla środowiska, w którym gatunek historycznie się ukształtował, ograniczają lub nawet wykluczają możliwość istnienia w innym środowisku.
Różne czynniki środowiskowe: temperatura, skład gazowy atmosfery, żywność, działają na organizm na różne sposoby. W związku z tym adaptacje morfologiczne i fizjologiczne do nich są różne. Jednak wyniki wpływu dowolnego czynnika są porównywalne ekologicznie, ponieważ zawsze wyrażają się zmianą żywotności organizmu, co ostatecznie prowadzi do zmiany wielkości populacji.
Natężenie czynnika najkorzystniejszego dla życia nazywa się optymalnym lub optymalnym. Im bardziej wartość współczynnika odbiega od wartości optymalnej dla danego typu (zarówno w dół, jak i w górę), tym bardziej hamowana jest aktywność życiowa. Granice, powyżej których istnienie organizmu jest niemożliwe, nazywane są dolną i górną granicą wytrzymałości.
Ponieważ optymalne odzwierciedla charakterystykę warunków panujących w siedliskach, zwykle jest różne dla różnych gatunków. W zależności od tego, który poziom współczynnika jest najkorzystniejszy, można rozróżnić gatunki: kochające ciepło i zimno, kochające wilgoć i suchość, przystosowane do wysokiego i niskiego zasolenia wody itp. Wraz z tym gatunki adaptacje przejawiają się także w tolerancji stopnia czynnika zmienności. Gatunki, które tolerują tylko niewielkie odchylenia współczynnika od wartości optymalnej, nazywane są wąsko przystosowanymi; szeroko przystosowane - gatunki, które mogą wytrzymać znaczne zmiany danego czynnika. Na przykład większość mieszkańców mórz jest wąsko przystosowana do stosunkowo dużego zasolenia wody, a spadek stężenia soli w wodzie jest dla nich szkodliwy. Mieszkańcy wód słodkich są również wąsko przystosowani, ale do niskiej zawartości soli w wodzie. Istnieją jednak gatunki, które tolerują bardzo duże zmiany zasolenia wody, na przykład ciernik trójkolcowy, który może żyć zarówno w wodach słodkich, jak i słonych jeziorach, a nawet w morzach.
Przystosowania do poszczególnych czynników środowiskowych są w dużej mierze niezależne, zatem ten sam gatunek może wykazywać wąską adaptację do jednego z czynników, np. zasolenia, i szeroką adaptację do innego, np. temperatury czy pożywienia.
Interakcja czynników. Czynnik ograniczający. Na organizm zawsze jednocześnie oddziałuje bardzo złożony zestaw warunków środowiskowych. Rezultatem ich wspólnego oddziaływania nie jest prosta suma reakcji na działanie poszczególnych czynników. Optimum i granice wytrzymałości w odniesieniu do jednego z czynników środowiskowych zależą od poziomu pozostałych. Przykładowo, w optymalnej temperaturze wzrasta tolerancja na niekorzystną wilgotność i brak pożywienia. Z drugiej strony obfitość pożywienia zwiększa odporność organizmu na zmiany warunków klimatycznych.
Jednak takie wzajemne kompensowanie jest zawsze ograniczone i żadnego z czynników niezbędnych do życia nie da się zastąpić innym. Zatem przy zmianie siedlisk lub warunków na danym obszarze aktywność życiowa gatunku i jego zdolność do konkurowania z innymi będą ograniczane przez czynnik, który najbardziej odbiega od wartości optymalnej dla gatunku. Jeżeli wartość ilościowa przynajmniej jednego z czynników przekracza granice wytrzymałości, wówczas istnienie gatunku staje się niemożliwe, niezależnie od tego, jak sprzyjające są pozostałe warunki.
Na przykład rozmieszczenie wielu zwierząt i roślin na północy jest zwykle ograniczone brakiem ciepła, podczas gdy na południu czynnikiem ograniczającym dla tego samego gatunku może być brak wilgoci lub niezbędnego pożywienia.
Współzależność organizmów i środowiska. Organizm jest całkowicie zależny od środowiska i bez niego nie można sobie wyobrazić. Ale w procesie aktywności życiowej i ciągłej wymiany substancji ze środowiskiem, same rośliny i zwierzęta wpływają na otaczające warunki i zmieniają środowisko fizyczne. Zmiany, które w nim zachodzą, powodują z kolei, że organizmy potrzebują nowych adaptacji środowiskowych. Skala i znaczenie takich zmian w przyrodzie nieożywionej pod wpływem działalności istot żywych jest bardzo duża. Wystarczy pamiętać, że fotosynteza roślin doprowadziła do powstania nowoczesnej atmosfery bogatej w tlen, która stała się jednym z głównych warunków istnienia większości współczesnych organizmów. W wyniku żywotnej działalności organizmów powstała gleba, do której składu i charakteru przystosowały się rośliny i zwierzęta w procesie ewolucji. Zmienił się także klimat i pojawiły się cechy lokalne – mikroklimat.
2. Główne czynniki klimatyczne i ich wpływ na organizm
Klimat jest jednym z głównych elementów środowiska zewnętrznego. Dla życia roślin i zwierząt lądowych największe znaczenie mają 3 elementy klimatu: światło, temperatura i wilgotność. Ważną cechą tych czynników jest ich naturalna zmienność zarówno w ciągu roku, jak i dnia oraz w powiązaniu z podziałem geograficznym. Dlatego adaptacje do nich mają naturalny charakter strefowy i sezonowy.
Światło. Głównym źródłem energii dla wszystkich procesów zachodzących na Ziemi jest promieniowanie słoneczne. Biologiczne działanie promieniowania słonecznego jest zróżnicowane i zależy od jego składu widmowego, natężenia oraz dobowej i sezonowej częstotliwości oświetlenia.
W widmie promieniowania słonecznego wyróżnia się trzy obszary różniące się działaniem biologicznym: ultrafiolet, światło widzialne i podczerwień.
Promienie ultrafioletowe o długości fali mniejszej niż 0,290 µm niszczycielskie dla wszystkich żywych istot. Życie na Ziemi jest możliwe tylko dzięki temu, że to promieniowanie krótkofalowe jest blokowane przez warstwę ozonową atmosfery. Tylko niewielka część dłuższych promieni ultrafioletowych dociera do powierzchni Ziemi (0,300-0,400 µm). Są wysoce aktywne chemicznie i w dużych dawkach mogą uszkadzać żywe komórki. W małych dawkach promienie ultrafioletowe są niezbędne dla ludzi i zwierząt. W szczególności przyczyniają się do powstawania witaminy D w organizmie. Niektóre zwierzęta, np. owady, wizualnie rozróżniają promienie ultrafioletowe.
Wpływ promieni widzialnych o długości fali od około 0,400 do 0,750 µm, które stanowią większość energii promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi, doprowadziły do pojawienia się szeregu bardzo ważnych adaptacji u roślin i zwierząt.
Rośliny zielone syntetyzują materię organiczną, a zatem pożywienie dla wszystkich innych organizmów, wykorzystując energię tej konkretnej części widma.
Jednak w przypadku zwierząt i roślin innych niż chlorofil światło nie jest warunkiem istnienia, a wiele gatunków żyjących w glebie, jaskiniach i głębinach przystosowało się do życia w ciemności. Dla większości zwierząt światło widzialne jest jednym z ważnych czynników środowiskowych. Jest substancją silnie drażniącą i bierze udział w regulacji wielu procesów. Szczególnie ważna jest rola światła widzialnego w zachowaniu i orientacji przestrzennej. Nawet wiele zwierząt jednokomórkowych wyraźnie reaguje na zmiany światła. Bardziej zorganizowane, począwszy od koelenteratów, mają już specjalne narządy wrażliwe na światło, a formy wyższe (stawonogi, mięczaki, kręgowce) rozwinęły równolegle i niezależnie złożone narządy wzroku - oczy i zdolność wizualnego postrzegania otaczających obiektów.
Większość zwierząt potrafi dobrze rozróżniać skład widmowy światła, to znaczy widzi kolory. Rozwój wzroku doprowadził do pojawienia się u zwierząt różnorodnych barw, które pomagają im ukryć się przed wrogiem lub rozpoznać osobniki własnego gatunku. Rośliny wyewoluowały kwiaty o jaskrawych kolorach, aby przyciągnąć zapylacze, ułatwiając zapylanie krzyżowe.
Promienie podczerwone o długości fali większej niż 0,750 µm, niewidoczne dla ludzkiego oka, są ważnym źródłem energii cieplnej. Są szczególnie bogate w bezpośrednie światło słoneczne. To promieniowanie długofalowe, pochłaniane przez tkanki zwierząt i roślin, powoduje ich nagrzewanie. Wiele zwierząt zmiennocieplnych (jaszczurki, węże, owady) wykorzystuje światło słoneczne do podniesienia temperatury ciała, aktywnie wybierając najbardziej nasłonecznione miejsca. Reżim świetlny w przyrodzie ma wyraźną okresowość dzienną i sezonową, która jest określona przez obrót Ziemi.
Ze względu na dobowy rytm oświetlenia zwierzęta przystosowały się do dziennego i nocnego trybu życia. Każdy gatunek jest aktywny w określonych porach dnia. O określonych porach dnia kwiaty wielu roślin otwierają się, a niektóre wykazują dzienne ruchy liści (na przykład niektóre rośliny strączkowe). Prawie wszystkie wewnętrzne procesy fizjologiczne u roślin i zwierząt mają dzienny rytm z maksimum i minimum w określonych godzinach.
Długość dnia ma ogromne znaczenie ekologiczne. Różni się znacznie w zależności od szerokości geograficznej i pory roku. Tylko na równiku długość dnia jest taka sama przez cały rok i wynosi 12 godzin. Wraz z oddalaniem się od równika długość dnia w połowie roku letniego stopniowo rośnie, a w połowie roku zimowego maleje; najdłuższy dzień przypada na 22 czerwca (przesilenie letnie), a najkrótszy dzień 22 grudnia (przesilenie zimowe). Za kołem podbiegunowym latem panuje ciągły dzień, a zimą nieprzerwana noc, których czas trwania na biegunach sięga 6 miesięcy. W dni równonocy wiosennej (21 marca) i jesiennej (23 września) długość dnia między kręgami polarnymi wynosi wszędzie 12 godzin. Napływ promieniowania słonecznego na powierzchnię Ziemi zależy od długości dnia i wysokości Słońca nad horyzontem, dlatego warunki temperaturowe są ściśle powiązane z sezonowymi zmianami reżimu świetlnego. W rezultacie długość dnia jest ważnym czynnikiem ekologicznym regulującym zjawiska okresowe w dzikiej przyrodzie.
Temperatura. Wszystkie procesy chemiczne zachodzące w organizmie zależą od temperatury. Naturalnym jest zatem, że duże zmiany warunków termicznych, które często obserwuje się w przyrodzie, głęboko wpływają na wzrost, rozwój i inne przejawy życia zwierząt i roślin. Zależność od temperatury zewnętrznej jest szczególnie wyraźna u organizmów niezdolnych do utrzymania stałej temperatury ciała, czyli u wszystkich roślin i większości zwierząt, z wyjątkiem ptaków i ssaków. Zdecydowana większość lądowych roślin i zwierząt w stanie aktywnego życia nie toleruje ujemnych temperatur.
Górna granica temperatury rozwoju jest różna dla różnych gatunków, ale rzadko przekracza 40-45°C. Tylko kilka gatunków przystosowało się do życia w bardzo wysokich temperaturach. Tak więc w gorących źródłach niektóre mięczaki żyją w temperaturze wody do 53 ° C, larwy much lwów - w 60 ° C, a niektóre niebiesko-zielone glony i bakterie żyją w temperaturze 70-85 ° C.
Optymalna temperatura rozwoju zależy od warunków siedliskowych gatunku; dla większości zwierząt lądowych waha się w dość wąskich granicach (15-30°C).
Nazywa się organizmy o niestabilnej temperaturze ciała poikilotermiczne. W nich wzrost temperatury powoduje przyspieszenie wszystkich procesów fizjologicznych. Zatem im wyższa temperatura, tym krótszy czas potrzebny na rozwój poszczególnych etapów lub całego cyklu życia. Jeśli w temperaturze 26°C okres od wyjścia z jaja do przepoczwarzenia wynosi 10-11 dni, to w temperaturze około 10°C wzrasta 10-krotnie, tj. przekracza 100 dni. Zależność ta jest bardzo poprawna.
Ustalając doświadczalnie czas rozwoju danego gatunku zwierzęcia lub rośliny w różnych temperaturach, można z wystarczającą dokładnością określić oczekiwany czas rozwoju w środowisku naturalnym. W naturze temperatura zawsze się waha i często przekracza poziom sprzyjający życiu. Doprowadziło to do pojawienia się u roślin i zwierząt specjalnych adaptacji, które osłabiają szkodliwe skutki takich wibracji. Rośliny np. po przegrzaniu obniżają temperaturę liści, zwiększając parowanie wody przez aparaty szparkowe. Zwierzęta mogą również nieznacznie obniżyć temperaturę ciała poprzez odparowanie wody przez układ oddechowy i skórę.
Możliwość aktywnego wzrostu temperatury u roślin jest niezwykle mała, a u zwierząt poikilotermicznych zauważalna jest jedynie u gatunków najbardziej mobilnych. Zatem u owadów latających, z powodu wzmożonej pracy mięśni, temperatura wewnętrzna może wzrosnąć powyżej temperatury otoczenia o 10-20 C lub więcej. U trzmieli, szarańczy i dużych motyli w czasie lotu osiąga 30-40°C, jednak po zaprzestaniu lotu szybko spada do poziomu temperatury powietrza.
Chociaż organizmy poikilotermiczne wykazują pewną zdolność do termoregulacji, jest ona na tyle niedoskonała, że temperatura ich ciała zależy głównie od temperatury otoczenia. Tylko niektóre owady społeczne, zwłaszcza pszczoły, wykształciły skuteczniejszy sposób utrzymywania temperatury poprzez zbiorową termoregulację. Każda pszczoła nie jest w stanie utrzymać stałej temperatury ciała, jednak dziesiątki tysięcy pszczół tworzących kolonię wytwarzają tyle ciepła, że w ulu jest w stanie utrzymać stałą temperaturę 34-35°C, niezbędną do rozwoju larw.
Najbardziej zaawansowaną termoregulację posiadają ptaki i ssaki, czyli zwierzęta stałocieplne. Zdolność do utrzymania stałej temperatury ciała jest bardzo ważną ekologicznie adaptacją, która zapewniła zwierzętom wyższym znaczną niezależność od warunków termicznych środowiska. Większość ptaków ma temperaturę ciała nieco powyżej 40°C, podczas gdy ssaki mają zwykle nieco niższą temperaturę ciała. Utrzymuje się na stałym poziomie niezależnie od wahań temperatury otoczenia. I tak przy mrozach około -40°C temperatura ciała lisa polarnego wynosi 38°C, a kuropatwy białej 43°C, czyli prawie 80°C więcej niż temperatura otoczenia. U prymitywnych ssaków australijskich – dziobaka i kolczatki – termoregulacja jest słabo rozwinięta, a temperatura ich ciała w dużym stopniu zależy od warunków środowiskowych. Termoregulacja jest również niedoskonała u małych gryzoni i młodych większości ssaków.
Dla istnienia zwierząt w zmieniających się warunkach środowiskowych ogromne znaczenie ma nie tylko zdolność do termoregulacji, ale także zachowanie: wybór miejsca o korzystniejszej temperaturze, aktywność o określonej porze dnia, budowanie specjalnych schronień i gniazd w bardziej sprzyjającym środowisku środowisku. korzystny mikroklimat itp. Tak więc latem Podczas upałów wielu mieszkańców stepów i pustyń chowa się w dziurach, pod kamieniami lub zakopuje się w piasku, unikając przegrzania. Wiosną i jesienią, gdy temperatura jest niska, ten sam gatunek wybiera najcieplejsze, nasłonecznione miejsca.
Temperatura, a także reżim świetlny, od którego zależy, zmieniają się naturalnie w ciągu roku i w związku z szerokością geograficzną.
Na równiku temperatura, podobnie jak długość dnia, jest bardzo stała i przez cały rok utrzymuje się na poziomie bliskim 25°C. Wraz z odległością od równika roczna amplituda temperatury wzrasta. Jednocześnie temperatura latem zmienia się znacznie mniej wraz ze wzrostem szerokości geograficznej niż temperatura zimą. Latem temperatura we wszystkich punktach utrzymuje się w normalnym zakresie. W związku z tym dla istnienia zwierząt i roślin w klimacie umiarkowanych i północnych szerokości geograficznych najważniejsze jest przystosowanie się nie do warunków temperaturowych lata, ale do ujemnych temperatur zimy.
Referencje
1. Azimov A. Krótka historia biologii. M., 1997.
2. Kemp P., Arms K. Wprowadzenie do biologii. M., 2000.
3. Libbert E. Biologia ogólna. M., 1978 Llozzi M. Historia fizyki. M., 2001.
4. Naydysh V.M. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. Przewodnik po studiach. M., 1999.
5. Nebel B. Nauka o środowisku. Jak działa świat. M., 1993.
Żywa materia organiczna na Ziemi, będąc niezwykle aktywnym źródłem specyficznej energii, wyróżnia się jednocześnie wyjątkową różnorodnością form jej manifestacji.
Różnorodność tych form wynika z wieloletniego rozwoju świata organicznego i jego adaptacji do środowiska geograficznego zmieniającego się w czasie i przestrzeni.
Organizm jest nierozerwalnie związany ze środowiskiem i jest nie do pomyślenia poza tym środowiskiem, choćby dlatego, że jednym z głównych przejawów życia (nie wyczerpującym jednak jakościowej specyfiki procesów życiowych) jest metabolizm. Inne oznaki żywych istot: wrażliwość, mobilność, wzrost, rozwój, reprodukcja, dziedziczność, zmienność. Istnienie każdego organizmu polega na przyjmowaniu i gromadzeniu materii (asymilacja) oraz uwalnianiu i marnowaniu materii (dysymilacja). Środowisko jest jedynym źródłem substancji, z których organizm buduje swój organizm. Poza metabolizmem w organizmie nie może powstać żadna substancja. Oddziaływanie ciał żywych ze środowiskiem jest niezbędnym warunkiem ich zachowania i istnienia, w przeciwieństwie do ciał nieożywionych, dla których oddziaływanie ze środowiskiem jest warunkiem ich zniszczenia.
Asymilacja to zdolność żywej istoty do postrzegania, modyfikowania i asymilacji substancji środowiska zewnętrznego. Zwierzęta przyswajają głównie substancje o charakterze organicznym, rośliny - nieorganiczne. Ale w obu przypadkach w procesie asymilacji to, co nieożywione, zamienia się w życie, a to, co zewnętrzne, w to, co wewnętrzne. Ciało nieustannie buduje się na swój sposób z substancji środowiska zewnętrznego.
Dysymilacja (rozpad) reprezentuje drugą stronę pojedynczego, sprzecznego procesu metabolicznego. Służy jako źródło energii, dzięki czemu zachodzą biochemiczne reakcje syntezy (asymilacja) i wszystkie inne przejawy aktywności życiowej (ruch itp.), A przeważają dwa rodzaje źródeł energii: biologiczne reakcje utleniania leżące u podstaw oddychania oraz nie -oksydacyjny rozkład głównie węglowodanów, czyli reakcje takie jak fermentacja. Ważną cechą żywej materii jest to, że wszystkie reakcje biochemiczne w metabolizmie nie zachodzą w sposób przypadkowy, ale w ściśle określonej kolejności, to znaczy są uporządkowane w czasie i połączone w integralny system. Zapewnia to, w przypadku ustania rozkładu, stałość składu i struktury organizmu.
Metabolizm jest podstawą wszystkich procesów życiowych. Połączenie organizmu ze środowiskiem zakłada zgodność organizmu z warunkami jego istnienia, adaptację (przystosowanie) organizmu do środowiska. Obserwuje się to wszędzie w przyrodzie, a adaptacja obejmuje wszystkie właściwości i cechy organizmów - ich kształt, kolor, funkcje fizjologiczne, zachowanie itp. - i pomaga organizmowi jak najlepiej wykorzystać środowisko, pozbyć się niebezpieczeństw, ułatwić atak na ofiarę i zapewnić nie tylko życie, ale także reprodukcję.
W wyniku czego i w jaki sposób organizmy przystosowały się do środowiska? Jaki jest motywujący powód powstawania i doskonalenia form zwierząt i roślin, czyli powód rozwoju świata organicznego, przejścia form prostych w bardziej złożone?
Codzienne obserwacje i doświadczenie wskazują, że podczas rozmnażania organizmy rozmnażają się z pokolenia na pokolenie wyłącznie własnego gatunku. Ta biologiczna bezwładność, czyli zdolność potomstwa do zachowania cech rodziców, nazywa się dziedzicznością. Inna właściwość organizmu - jego plastyczność biologiczna, zdolność do zmian w porównaniu z rodzicami - nazywa się zmiennością.
Zmienność jest wynikiem wpływu środowiska zewnętrznego, a także wynikiem korelacji między narządami i funkcjami organizmu, dzięki czemu zmiana w jednych pociąga za sobą zmianę w innych. Dziedziczność definiuje się jako właściwość żywego organizmu, która wymaga pewnych warunków do swojego życia, rozwoju i zdecydowanie reaguje na określone warunki. Jeśli organizm odnajdzie w swoim środowisku i przyswoi coś, co w pełni odpowiada jego wymaganiom, zachowuje podobieństwo do swoich rodziców. Drobne zmiany w środowisku, w pewnych stosunkowo wąskich granicach, nie zmieniają dziedziczności organizmu, gdyż nie zakłócają ogólnego charakteru metabolizmu. Jednak każda poważna zmiana warunków życia, spowodowana żywotną aktywnością samego organizmu lub zmianą środowiska, nieuchronnie pociąga za sobą zmianę rodzaju metabolizmu. Co więcej, ponieważ poza metabolizmem nie ma życia, organizm musi albo umrzeć, albo przystosować się do nowych warunków, to znaczy zmienić się zgodnie z tymi warunkami, zmienić swoją dziedziczność.
Uciekając się do zmiany organizmów, człowiek od dawna wykorzystuje zarówno zmienność, jak i dziedziczność. Nagromadzenie i stworzenie przez człowieka pewnych, wybranych przez siebie cech u dowolnego zwierzęcia lub rośliny poprzez wykorzystanie zmienności i dziedziczności nazywa się sztuczną selekcją, selekcją lub hodowlą. W selekcji bardzo ważną rolę odgrywa zmiana warunków życia organizmu, zmiana rodzaju metabolizmu.
W środowisku naturalnym działają oczywiście te same prawa zmienności i dziedziczności, jednak tutaj selekcją rządzi już nie człowiek, lecz walka o byt, rozumiana w szerokim znaczeniu jako przetrwanie najlepiej przystosowanych. W przeciwieństwie do doboru sztucznego, dobór w przyrodzie, zwany doborem naturalnym, działa na korzyść samego organizmu (a nie osoby).
Nieuchronność doboru naturalnego wynika z faktu, że w przyrodzie rodzi się więcej osobników danego gatunku, niż pozwalają na to warunki dostępne dla ich życia. To prawda, że ogromna liczba zarodków i osobników umiera, niezależnie od stopnia ich przystosowania do środowiska (zjadanie jaj przez ryby drapieżne, śmierć nasion roślin lądowych wpadających do wody, powodzie, pożary i inne klęski żywiołowe). Jednocześnie ogromna liczba osobników, które przeżyły naturalną śmierć, narażona jest na wiele niekorzystnych warunków przyrody nieożywionej, epidemie, ataki wrogów i zmuszona jest walczyć o pożywienie, światło, przestrzeń, wodę (w szczególności z przedstawicielami swoich własne gatunki, które nakładają podobne wymagania na środowisko) itp. W tych warunkach przetrwają tylko te organizmy, które posiadają cechy, które zapewniają organizmowi w obecnej sytuacji jakąś przewagę dla jego bytu i dalszego rozmnażania. W wyniku zmienności, dziedziczności i doboru naturalnego w obrębie gatunku powstają odmiany. Z biegiem czasu cechy odmian skrajnych różnią się tak bardzo, że z odmian tych powstają nowe gatunki, a odmiany pośrednie, jako mniej przystosowane, wymierają w wyniku doboru naturalnego.
Zatem rozwój świata organicznego ma charakter adaptacyjny. Różnorodność form istot żywych jest różnorodnością form adaptacji, ale adaptacja ma charakter względny, tymczasowy i ma znaczenie tylko w określonej sytuacji życiowej. Sytuacja się zmienia – dotychczasowa sprawność traci sens.
Organizm sam w sobie nie ma szczególnego pragnienia celowych zmian. Celowość w strukturze, funkcjach i zachowaniu organizmu jest historycznym wynikiem długotrwałego doboru naturalnego, a nie pierwotną właściwością żywej materii.
Przystosowanie organizmu do środowiska najwyraźniej wyraża się w obrębie obszaru, na którym zwykle żyje. Organizm przeniesiony do innego środowiska może się do niego przystosować, jednak stopień i charakter tej adaptacji w dużej mierze zależą od plastyczności biologicznej organizmu. Niektóre organizmy giną w nowym środowisku, inne żyją i rozmnażają się, inne żyją, ale się nie rozmnażają, co w praktyce oznacza, że gatunek, do którego dany osobnik należy, jest skazany na śmierć w nowym środowisku, gdyż osobnik nie pozostawia potomstwa. Niektóre organizmy żyją utrzymując stare nawyki, inne zaś je zmieniają. Przykładowo australijski łabędź czarny zakłada gniazda w swojej ojczyźnie w listopadzie-grudniu, a w ogrodach zoologicznych południowej Ukrainy w marcu-kwietniu, czyli w obu przypadkach wiosną, ale w różnych miesiącach roku, zgodnie z przebiegiem warunków klimatycznych. procesów zachodzących na półkuli północnej i południowej.
Doktrynę doboru naturalnego można zastosować jedynie w biologii. Nie jest to uniwersalna metodologia nauki, nie można jej przenieść na społeczeństwo ludzkie i prawa rozwoju tego społeczeństwa.
Organizm - układ biologiczny biosfery
Każda żywa istota jest ciało, różniący się od przyrody nieożywionej zestawem pewnych właściwości właściwych wyłącznie żywej materii - organizacji komórkowej i metabolizmowi.
Z współczesnego punktu widzenia ciało jest samoorganizującym się systemem informacji energetycznej, który pokonuje entropię (patrz sekcja 9.2) poprzez utrzymywanie stanu niestabilnej równowagi.
Badanie relacji i interakcji w układzie „organizm-środowisko” doprowadziło do zrozumienia, że organizmy żywe zamieszkujące naszą planetę nie istnieją samodzielnie. Są całkowicie uzależnieni od środowiska i podlegają jego ciągłemu wpływowi. Każdy organizm z powodzeniem przeżywa i rozmnaża się w określonym siedlisku, charakteryzującym się stosunkowo wąskim zakresem temperatur, opadów, warunków glebowych itp.
Dlatego częścią przyrody, która otacza organizmy żywe i ma na nie bezpośredni lub pośredni wpływ, jest ich siedlisko. Z niego organizmy pozyskują wszystko, co potrzebne do życia i wydzielają do niego produkty przemiany materii. Siedlisko każdego organizmu składa się z wielu elementów natury nieorganicznej i organicznej oraz elementów wprowadzonych przez człowieka i jego działalność produkcyjną. Co więcej, niektóre elementy mogą być częściowo lub całkowicie obojętne dla organizmu, inne są konieczne, a jeszcze inne mają negatywny wpływ.
Warunki życia czyli warunki istnienia, to zespół niezbędnych dla organizmu elementów środowiska, z którymi stanowi on nierozerwalną jedność i bez których nie może istnieć.
Homeostaza - samoodnowa i utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu.
Organizmy żywe charakteryzują się ruchem, reaktywnością, wzrostem, rozwojem, rozmnażaniem i dziedzicznością, a także adaptacją. Podczas metabolizmu lub metabolizm w organizmie zachodzi szereg reakcji chemicznych (na przykład podczas oddychania lub fotosyntezy).
Organizmy takie jak bakterie mają zdolność tworzenia związków organicznych kosztem składników nieorganicznych - związków azotu lub siarki. Proces ten nazywa się chemosynteza.
Metabolizm w organizmie zachodzi tylko przy udziale specjalnych makrocząsteczkowych substancji białkowych - enzymy, pełniąc rolę katalizatorów. Enzymy pomagają regulować proces metaboliczny w organizmie witaminy i hormony. Razem przeprowadzają ogólną koordynację chemiczną procesu metabolicznego. Procesy metaboliczne zachodzą na całej drodze indywidualnego rozwoju organizmu – ontogenezie.
Ontogeneza - zespół następujących po sobie przemian morfologicznych, fizjologicznych i biochemicznych, jakim ulega organizm w ciągu całego życia.
Siedlisko organizmu- zespół stale zmieniających się warunków jego życia. Fauna i flora lądowa opanowała trzy główne siedliska: i glebę wraz ze skałami przypowierzchniowej części litosfery.