Лекция 1. Человек и биосфера

Зарождение жизни и эволюция – биосфера – появление техносферы – конституциональные типы людей – глобальные экологические проблемы

В.И. Вернадский определил живое вещество как "совокупность всех организмов, в данный момент существующих, численно выра­женную в химическом составе, весе, энергии; оно связано с окружа­ющей средой своим дыханием, питанием, размножением". Челове­ка ученый расценивал как часть живого вещества планеты, компо­нент биосферы. В.И. Вернадский считал, что осуществляемые жи­вым веществом функции (энергетическая, концентрационная, де­структивная, средообразующая, транспортная) делают решающей его роль в существовании и эволюции биосферы. Естественные гео­логические и климатические изменения, химическая эволюция могли привести лишь к простейшему круговороту веществ, осно­ванному на круговороте углерода, и занимали огромные по продол­жительности периоды эволюции планеты (абиогенный период – 4-3 млрд. лет назад).

Зарождение жизни произошло в виде самых примитивных форм и биогенно-гетеро­трофного способа существования 3 млрд. лет на­зад. С появлением живых организмов круговорот веществ приобрел новые черты, основанные на жизни и смерти. Одноклеточные прокариотические организмы шаровидной формы с гетеротрофным способом питания, анаэробы – эти первые существа ознаменовали возникновение на Земле биогенных круговоротов веществ. Изна­чально средой их жизни стала вода. Энергию они получали путем гликолиза (брожения). Эффективность этого способа была очень мала. Поэтому когда в течение следующего 1 млрд. лет появились одноклеточные цианобактерии и синезеленые водоросли, способные к первичному фотосинтезу и созданию простейших органических веществ из неорганических, т.е. автотрофы, они оказались более конкуренто-способными и получили эволюционное преимущество. Каким бы маломощным ни был их фотосинтез, за следующие 500 млн. лет они накопили в атмосфере Земли 1 % кислорода и под­готовили условия для появления организмов-аэробов. Получение энергии путем аэробного окисления глюкозы стало в 18 раз более эффективным, что привело к невиданному ускорению эволюции биосферы: развитию первых ядерных организмов (эукариот), явле­ний специализации клеток, симбиоза, появлению многоклеточных организмов с их неизмеримо более высокой продуктивностью, на­коплению кислорода в атмосфере Земли, образованию озонового экрана – и все это за 500 млн. лет. Появление на Земле человека отстоит от выхода живых существ на сушу всего лишь на 400 млн. лет.

Все развитие живого на Земле представляет собой бесчисленные серии адаптации (приспособлений) к естественно изменяющимся условиям среды. Жизнь и среда эволюционировали вместе как еди­ное целое. С возникновением человеческого общества, активно вмешивающегося в природные процессы, решающим фактором эво­люции биосферы становится деятельность человека. С этим треть­им этапом в развитии биосферы В.И. Вернадский связал формиро­вание так называемой "ноосферы". Он обозначил ее как "сферу ра­зума", имея в виду разумное регулирование отношений человека и природы.

К сожалению, к сегодняшней биосфере гораздо больше подходит другое название – "техносфера". За какое-нибудь одно столетие человечество сумело так истощить ресурсы биосферы, создававшие­ся живыми организмами в течение миллиардов лет, так загрязнить среды жизни (воду, воздух, почву, живые организмы), что это со­здало угрозу глобального экологического кризиса, т.е. разрушения нашего природного дома.

Под экологическими факторами понимают отдельные свойства или элементы среды, способные оказывать на организм прямое или косвенное влияние хотя бы на одной из стадий его индивидуального развития. Экологические факторы имеют разную природу и делятся на абиотические (температура, свет, различные излучения, влаж­ность, давление воздуха, ветер, состав воды, течения, рельеф мест­ности), биотические (все формы воздействия живых организмов друг на друга) и антропогенные (все формы деятельности человека, приводящие к изменению природы как среды обитания живых орга­низмов).

Все эти закономерности справедливы и по отношению к организ­му человека, хотя приспособление человека к различным условиям среды имеет свои особенности. Человек освоил практически все сре­ды жизни. С биологической точки зрения человек – дибионт (с мо­мента зачатия и до рождения он развивается как гидробионт, а по­сле рождения свободно живет в наземно-воздушной среде). Человек может трудиться и под водой, и под землей, и в космосе. С социаль­ной точки зрения человек воспитывается и живет в обществе людей – социальной среде и без такого воспитания не приобретает свойств личности. Адаптационные возможности человека усилива­ются имеющимися в его распоряжении социальными механизмами: техническими приспособлениями, медициной, наукой, культурой, заботой общества о его членах и т.д. Наряду с натурценозами (мало измененными участками природы) человек создает урбаноценозы (городские поселения с развитым производством, скоплением тех­ники и транспорта) и агроценозы (сельские хозяйства с ограничен­ным числом используемых видов растений и животных и оттеснен­ной природной средой).

Активная деятельность человека без учета экологических зако­нов изменяет условия его существования, нарушает его адаптаци­онные возможности: убыстряется и расширяется производство, интенсивнее становятся информационные нагрузки, режим труда, воздействия скоростей, температур, шума, вибрации, излучений, синтетических материалов. При этом изменяются биотические связи, нерационально организуется питание, растет гипо­динамия. Освоение космического пространства создало новые проблемы воздействия на организм человека состояний невесомости изоляции, длительного пребывания в искусственных условиях, психогенных нагрузок.

В процессе эволюции человек как биологическое и социальное существо подвергался влиянию разнообразных климато-географических условий существования. Необходимость выживания требовала приспособления к ним: изменялись строение тела и функции формировались новые признаки и свойства, что создало генетиче­ское разнообразие – огромную изменчивость признаков у людей (широкий полиморфизм). В результате развились и закрепились конституциональные типы людей, соответствующие определен­ному комплексу природных экологических условий.

В разные исторические периоды и в разных географических усло­виях имели преимущество разные варианты конституции людей и складывались соответствующие адаптивные типы (экотипы) с опре­деленным набором морфологических характеристик и особенностей обмена веществ. При этом преобладающие геомагнитные свойства Земли, температурные условия среды, характер питания создавали особенности строения, а геохимические показатели находили выра­жение в вариантах минерального обмена. Так, у коренных жителей арктических широт увеличенное весо-ростовое соотношение, высокий процент жировой ткани, ослаблены способности сосудов к сужению, улучшено напол­нение тканей кровью, повышен уровень основного обмена. Анало­гичны особенности строения и функций организма жителей высоко­горий. У населения тропических широт, напротив: высокий рост, большая поверхность тела (испарения), понижение основного обмена, ослабление синте­за эндогенных жиров и снижение концентрации АТФ. Для населе­ния умеренной зоны характерен как бы усредненный тип телосло­жения, обмена веществ и функций.

Таким образом, конституциональные типы представлены во всех зонах Земли, но в разных соотношениях в отличие от рас, характер­ных лишь для определенных географических зон. Формирование расовых признаков как более поздних (экотипы складывались в эпоху раннего, а расы – позднего палеолита) также имело адап­тивное значение. Наиболее древними считаются тропический адап­тивный тип и негроидная раса, остальные формировались при рас­селении человечества.

Геохимическая среда также существенно влияет на пропорции человеческого тела, определяя степень развития скелета, соотноше­ния роста и "обхватных" размеров тела, длину конечностей. Высо­кое или, наоборот, пониженное содержание минеральных компо­нентов в воде и почве по сравнению со среднеземным обусловливает различные заболевания человека – природные эн­демии. Кроме того, периодичность геоло­гических процессов, происходящих в ядре и мантии Земли, а также гелиофизических и других космических явлений способствует из­менчивости в строении и функциях организма человека. С этой точки зрения делаются попытки объяснить, например, явления акселерации.

Учет конституциональных особенностей людей очень важен в ус­ловиях нарастающих антропогенных воздействий.

Дата добавления: 2014-01-20