Экологические факторы влияющие на распространение болезней

Экологические факторы влияющие на распространение болезней thumbnail

Эндемические заболевания главным образом связаны с дефицитом или избыточным накоплением тех или иных элементов в различных геохимических зонах. Развитие промышленности усиливает гетерогенность химического состава биосферы в тех или иных районах земного шара. В настоящее время по этому принципу выделяются геохимические районы, для которых характерно распространение тех или иных заболеваний животных и чело« века.

От количественного содержания микроэлементов в исторически сложившихся геохимических зонах и от изменений в связи с развитием промышленности зависит наличие эндемических очагов некоторых тяжелых заболеваний животных и человека.

Давно установлено, что недостаточность йода в питьевой воде в некоторых районах земного шара вызывает эндемический зоб. Установлено, что в районах, где встречаются ярко выраженные формы этого заболевания, недостатку йода в почве сопутствует недостаточность кобальта, брома, фтора. Увеличение содержания йода в почвах соответственно уменьшает количество эндемических очагов и тяжесть поражения. Ряд бедных йодом эндемических провинций обнаружен в нашей стране на Кавказе, в Средней Азии. Эндемическое увеличение щитовидной железы (или зоб) выявлено в некоторых районах Грузии, где в почвах горно-лесной зоны значительно уменьшенное содержание йода. Интересно, что, по некоторым данным, уменьшение содержания йода в питьевой воде Закатальского района Азербайджана вызвано тем, что ореховые деревья в этой местности поглощают в огромном количестве йод.

Еще в прошлом веке было известно, что недостаточность кобальта вызывает у ягнят и крупного рогатого скота тяжелое поражение, протекающее с острой анемией. Известна роль некоторых минеральных солей в развитии эндемических очагов рахита у животных. Избыточное содержание фтора в воде ведет к развитию эндемических очагов флюороза. В районах, бедных этим элементом, широко распространен кариес зубов.

В настоящее время во многих странах мира выделены различные биогеохимические провинции, для которых характерны те или иные эндемические болезни человека и животных, связанные с высоким содержанием в почве и воде таких элементов, как медь, никель, бор и др.

Особенно обращает на себя внимание распространение столь тяжелых заболеваний, как злокачественные опухоли, сердечно-сосудистые поражения и др. в зависимости от распределения биоэлементов в окружающей среде. Там, где почва богата магнием (например, на берегах Нила), злокачественные опухоли встречаются очень редко. А в тех районах земного шара, где его недостаточно (например, в некоторых районах Великобритании), злокачественные опухоли распространены более широко. Есть основания полагать, что поражения раком органов пищеварения часто встречается там, где в почве и воде низкое содержание марганца, кобальта, йода и др.

Неравномерность числа долгожителей в различных районах земного шара, по мнению некоторых исследователей, в определенной степени объясняется биогеохимической гетерогенностью окружающей среды.

Несколько слов о так называемых природно-очаговых болезнях животных и человека. Эта патология обнаруживается и там, где давно живут люди, и на природных территориях, которые начали осваиваться недавно. Из хорошо изученных природно-очаговых инфекций можно указать на клещевой энцефалит, геморрагическую лихорадку с почечным синдромом, туляремию, лептоспирозы, клещевой возвратный тиф, клещевой риккетсиоз, лихорадку Ку и др.

Низкую заболеваемость природно-очаговыми инфекциями отчасти можно объяснить тем, что эти болезни или не регистрируются, или регистрируются под другими названиями, а еще тем, что пока еще сравнительно немного людей контактирует с природными очагами во вновь осваиваемых районах.

Сегодня человек построил новые города и создал до некоторой степени искусственную среду на суровом Севере. Однако, изменяя природу, человек не свободен от ее законов. Борьба с природно-очаговыми инфекциями в этих районах остается актуальной задачей, тем более что население этих районов постоянно растет.

На начальных этапах освоения территории природно-очаговые инфекции нередко активизируются. Когда же территория полностью освоена людьми, природные очаги постепенно затухают.

Прямым последствием уничтожения лесов и замены их пашнями считают широкое распространение природных очагов туляремии лугово-полевого типа на Европейском континенте. С развитием сельскохозяйственного ландшафта связывают расширение ареала геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Зато исчезновение природных очагов чумы в Юго-Восточной Европе связывают с массовой распашкой и интенсивным сельскохозяйственным освоением степных пространств.

При застройке бывших территорий леса природные очаги клещевого энцефалита угасают. Однако, когда населенные пункты строятся внутри лесных массивов, природные очаги клещевого энцефалита непосредственно примыкают к границам поселков, часто окружают их. Иногда внутри городской черты сохраняются отдельные массивы леса, в которых какое-то время продолжается циркуляция возбудителей клещевого энцефалита.

Опыт изучения эндемических и природно-очаговых заболеваний показывает, что приезжающие в эндемическую или очаговую зону заболевают значительно чаще и болезнь у них протекает тяжелее, чем у местного населения. Это закономерное явление, прежде всего, связано с защитными и приспособительными реакциями организма. Экологический подход к эпидемиологии эндемических и инфекционных заболеваний дает возможность раскрыть причины возникновения и исчезновения эндемических, природно-очаговых и других инфекционных заболеваний и прогнозировать особенности их дальнейшей динамики.

Эпидемиологические исследования, а также борьба с хроническими неинфекционными заболеваниями в последние два-три десятилетия широко проводятся во многих странах. Статистические данные показывают, что там, где питьевая вода фторируется, наблюдается тенденция к снижению смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, рака, туберкулеза и др. У населения, живущего в городах с жесткой водой (богато снабженной различными минеральными солями), работа сердечно-сосудистой и дыхательной системы лучше, работоспособность выше, а смертность ниже, чем у тех, кто живет в городах с мягкой водой. Обращает на себя внимание и то, что например, недостаточность лития в питьевой воде может вызывать предрасположение к стенокардии, атеросклерозу, гипертонии, инфаркту миокарда и др. Длительное употребление в пищу некоторых слишком очищенных от минеральных примесей продуктов (например, рафинированного сахара) порой приводит к распространению сахарного диабета и других тяжелых недугов.

Читайте также:  Вода в почках что за болезнь

Источник

Экологические факторы — это комплекс окружающих условий, воздействующих на живые организмы. Различают факторы неживой природы — абиотические (климатические, эдафические, орографические, гидрографические, химические, пирогенные), факторы живой природы — биотические (фитогенные и зоогенные) и факторы антропогенные (воздействие человеческой деятельности). К лимитирующим относятся любые факторы, ограничивающие рост и развитие организмов. Приспособление организма к среде обитания называется адаптацией. Внешний облик организма, отражающий его приспособленность к условиям среды, называется жизненной формой.

Понятие об экологических факторах среды, их классификация

Отдельные компоненты среды обитания, воздействующие на живые организмы, на которые они реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются факторами среды, или экологическими факторами. Иначе говоря, комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, носит название экологические факторы среды.

Все экологические факторы делят на группы:

1. Абиотические факторы включают компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Среди множества абиотических факторов главную роль играют:

  • климатические (солнечная радиация, свет и световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, атмосферное давление и др.);
  • эдафические (механическая структура и химический состав почвы, влагоемкость, водный, воздушный и тепловой режим почвы, кислотность, влажность, газовый состав, уровень грунтовых вод и др.);
  • орографические (рельеф, экспозиция склона, крутизна склона, перепад высот, высота над уровнем моря);
  • гидрографические (прозрачность воды, текучесть, проточность, температура, кислотность, газовый состав, содержание минеральных и органических веществ и др.);
  • химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды);
  • пирогенные (воздействие огня).

2. Биотические факторы — совокупность взаимоотношений живых организмов, а также их взаимовлияний на среду обитания. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов (например, изменение состава почвы, микроклимата под пологом леса и т.д.). К биотическим факторам относятся:

  • фитогенные (влияние растений друг на друга и на окружающую среду);
  • зоогенные (влияние животных друг на друга и на окружающую среду).

3. Антропогенные факторы отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К таким факторам относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе человека, и в свою очередь оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

Влияние антропогенных факторов в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья, выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одни виды и уничтожает другие. Эти воздействия (сознательные) часто носят отрицательный характер, например необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.

К случайным относятся воздействия, которые происходят в природе под влиянием деятельности человека, но не были заранее предусмотрены и запланированы им: распространение вредителей, паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др.

Биотические факторы среды проявляются через взаимоотношения организмов, входящих в одно сообщество. В природе многие виды тесно взаимосвязаны, их отношения друг с другом как компонентами окружающей среды могут носить чрезвычайно сложный характер. Что касается связей между сообществом и окружающей неорганической средой, то они всегда являются двусторонними, обоюдными. Так, характер леса зависит от соответствующего типа почв, но сама почва в значительной мере формируется под влиянием леса. Подобно этому температура, влажность и освещенность в лесу определяются растительностью, но сформировавшиеся климатические условия в свою очередь влияют на сообщество обитающих в лесу организмов.

Воздействие экологических факторов на организм

Воздействие среды обитания воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими. Следует отметить, что экологическим фактором является только изменяющийся элемент окружающей среды, вызывающий у организмов при своем повторном изменении ответные приспособительные эколого-физиологические реакции, наследственно закрепляющиеся в процессе эволюции. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 1).

Читайте также:  Как набрать вес при болезни печени

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдафические.

Физические факторы — те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура.

Химические факторы — те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, содержание кислорода и т.п.

Эдафические (или почвенные) факторы представляют собой совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Например, влияние биогенных элементов, влажности, структуры почвы, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.

Биотические факторы — совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других (внутривидовые и межвидовые взаимодействия), а также на неживую среду обитания. Пример: внутривидовая конкуренция за места гнездований, за площадь расселения в округе; межвидовые взаимодействия — нейтрализм, конкуренция, паразитизм, хищничество и др. Примером воздействия биотических факторов на неживую природу может служить особый лесной микроклимат или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой режим температур и влажности: зимой здесь теплее, летом — прохладнее и более влажно.

Экологические факторы влияющие на распространение болезней

Рис. 1. Схема воздействия среды обитания (окружающей среды) на организм

Антропогенные факторы — факторы деятельности человека, воздействующие на окружающую природную среду (загрязнение атмосферы и гидросферы, эрозия почв, уничтожение лесов и т.п.).

Лимитирующими (ограничивающими) экологическими факторами называют такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или избытка питательных веществ по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием).

Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости), или толерантности. Ограничивающие его точки, т.е. максимальная и минимальная пригодные для жизни температуры, — пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т.е. речь идет о стрессовых зонах, или зонах угнетения, в рамках диапазона устойчивости (рис. 2). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, но по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.

Экологические факторы влияющие на распространение болезней

Рис. 2. Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности

Таким образом, для каждого вида растений или животных существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости (или выносливости) в отношении каждого фактора среды обитания. При значении фактора, близкого к пределам выносливости, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т.е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, поэтому оптимум обычно определяют отдельные показатели жизнедеятельности (скорость роста, выживаемость и т.п.).

Адаптация состоит в приспособлении организма к условиям среды обитания.

Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях — от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.

Адаптации могут быть морфологическими, когда меняется строение организма вплоть до образования нового вида, и физиологическими, когда происходят изменения в функционировании организма. К морфологическим адаптациям близко примыкает приспособительная окраска животных, способность менять ее в зависимости от освещенности (камбала, хамелеон и др.).

Широко известны примеры физиологической адаптации — зимняя спячка животных, сезонные перелеты птиц.

Весьма важными для организмов являются поведенческие адаптации. Например, инстинктивное поведение определяет действие насекомых и низших позвоночных: рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и др. Такое поведение генетически запрограммировано и передается по наследству (врожденное поведение). Сюда относится: способ построения гнезда у птиц, спаривание, выращивание потомства и др.

Существует также и приобретенное повеление, полученное индивидом в процессе его жизни. Обучение (или научение) — главный способ передачи приобретенного поведения от одного поколения к другому.

Способность индивида управлять своими познавательными способностями, чтобы выжить при неожиданных изменениях среды обитания, является интеллектом. Роль научения и интеллекта в поведении возрастает с совершенствованием нервной системы — увеличением коры головного мозга. Для человека — это определяющий механизм эволюции. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая мистичность вида.

Читайте также:  Болезни щитовидной железы у женщин фото

Совместное действие экологических факторов на организм

Экологические факторы обычно действуют не по одному, а комплексно. Действие одного какого-либо фактора зависит от силы воздействия других. Сочетание разных факторов оказывает заметное влияние на оптимальные условия жизни организма (см. рис. 2). Действие одного фактора не заменяет действие другого. Однако при комплексном воздействии среды часто можно наблюдать «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов. Так, свет не может быть заменен избытком тепла или обилием углекислого газа, но, воздействуя изменениями температуры, можно приостановить, например фотосинтез растений.

В комплексном влиянии среды воздействие различных факторов для организмов неравноценно. Их можно подразделить на главные, сопутствующие и второстепенные. Ведущие факторы различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте. В роли ведущего фактора на разных этапах жизни организма могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни многих культурных растений, таких, как злаки, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения — почвенная влага, в период созревания — количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться.

Ведущий фактор может быть неодинаков у одних и тех же видов, живущих в разных физико-географических условиях.

Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием о лимитирующих факторах. Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется лимитирующим. Действие лимитирующего фактора будет проявляться и в том случае, когда другие факторы среды благоприятны или даже оптимальны. Лимитирующими могут выступать как ведущие, так и второстепенные экологические факторы.

Понятие лимитирующих факторов было введено в 1840 г. химиком 10. Либихом. Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, он сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Этот принцип известен под названием закона минимума Либиха.

Закон минимума Либиха относится ко всем влияющим на организм абиотическим и биотическим факторам. Это может быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника и паразита. Сформулированный закон действует как в отношении растений, так и животных.

Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, на что указывал Либих, но и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Как отмечалось ранее, организмы характеризуются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон между этими двумя величинами принято называть пределами устойчивости, или толерантности.

В общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам, переносимым данным организмом (1913 г.). Эти два предела называют пределами толерантности.

По «экологии толерантности» были проведены многочисленные исследования, благодаря которым стали известны пределы существования многих растений и животных. Таким примером является влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека (рис. 3).

Экологические факторы влияющие на распространение болезней

Рис. 3. Влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека. Макс — максимальная жизненная активность; Доп — допустимая жизненная активность; Опт — оптимальная (не влияющая на жизненную активность) концентрация вредного вещества; ПДК — предельно допустимая концентрация вещества, существенно не изменяющая жизненную активность; Лет — летальная концентрация

Концентрация влияющего фактора (вредного вещества) на рис. 5.2 обозначена символом С. При значениях концентрации С = Слет человек погибнет, но необратимые изменения в его организме произойдут при значительно меньших значениях С = Спдк. Следовательно, диапазон толерантности ограничивается именно значением Спдк= Слим. Отсюда, Спдк необходимо определить экспериментально для каждого загрязняющего или любого вредного химического соединения и не допускать превышения его Сплк в конкретной среде обитания (жизненной среде).

В охране окружающей среды важны именно верхние пределы устойчивости организма к вредным веществам.

Таким образом, фактическая концентрация загрязняющего вещества Сфакт не должна превышать Спдк (Сфакт ≤ Спдк = Слим).

Ценность концепции лимитирующих факторов (Слим) состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций. Если для организма характерен широкий диапазон толерантности к фактору, отличающемуся относительным постоянством, и он присутствует в среде в умеренных количествах, то такой фактор вряд ли является лимитирующим. Наоборот, если известно, что тот или иной организм обладает узким диапазоном толерантности к какому-то изменчивому фактору, то именно этот фактор и заслуживает внимательного изучения, так как он может быть лимитирующим.


Источник