Правило обязательного заполнения экологической ниши

В ядре клетки находятся ДНК, а синтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах. Перенос информации о первичной структуре белка к месту синтеза обеспечивает информационная РНК. Аминокислоты, необходимые для сборки белковых молекул, доставляются к рибосомам цитоплазмы транспортными РНК. Биосинтез протекает в присутствии катализаторов всех реакций процессов с участием АТФ, при распаде которой выделяется энергия, необходимая для осуществления процессов.

К обязательным для аминокислот группам – СООН и --NH2 оставшиеся две свободные валентности могут присоединять: водород, алкилы, ароматические группы, спиртовые группы, бензольные кольца

Геном называется участок молекулы ДНК, содержащей информацию о первичной структуре конкретного белка (у человека около 20000-25000 генов).

Геном человека — это геном биологического вида Homo sapiens. В нормальной ситуации в большинстве клеток человека должно присутствовать 46 хромосом: 44 из них не зависят от пола (аутосомные хромосомы), а две — X-хромосома и Y-хромосома — определяют пол (XY — у мужчин или ХХ — у женщин), эти 46 хромосом составляют один геном. Хромосомы в общей сложности содержат приблизительно 3 миллиарда пар оснований нуклеотидов ДНК, в которых по оценкам содержится 20000-25000 генов. ^[1] До 90% ДНК клетки сосредоточено в хромосомах.

Синтез белка начинается с транскрипции – процесса списывания информации о структуре белка с участка ДНК на информационную РНК (рибонуклеиновую кислоту).

Рибонуклеи́новые кисло́ты (РНК) — нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят остаток ортофосфорной кислоты, рибоза (в отличие от ДНК, содержащей дезоксирибозу) и азотистые основания — аденин, цитозин, гуанин и урацил (в отличие от ДНК, содержащей вместо урацила тимин). Эти молекулы содержатся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах.

Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Затем матричные РНК (мРНК) подвергаются сплайсингу и принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Трансляция — это синтез белка на матрице мРНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК.

Мутация – качественные, внезапно появляющиеся изменения генов, передаваемые из поколения в поколение. Мутации могут быть связаны с изменениями во внешней среде!

После обзора изложенного сложного биохимического материала выделим моменты важные для понимания влияния окружающей среды и ее загрязнений на организмы человека. Проведем оценки некоторых показателей:

- За время существования современного человека (40 тыс. лет) сменилось около 2 тыс. поколений, в течение которых организм сформировался, как химическая субстанция, в т.ч. в части обмена веществ с объектами окружающей среды.

- Сильное загрязнение объектов окружающей среды от техногенной деятельности началось около 200 лет назад, т.е. оказало влияние примерно на 10 поколений и имеет тенденцию к резкому усилению.

- Загрязнение объектов окружающей среды приводит к поступлению в организм человека разных по химическому составу веществ. Причем, в одном случае поступают вещества, которые в объектах среды содержатся (например, уран), в другом вещества которые в окружающей среде отсутствуют и появились в результате техногенной деятельности (например препараты сельхозхимии).

- Загрязняющие вещества оказывают множественное негативное воздействие на организм живых существ посредством нарушения обмена вещества и энергии, синтеза белка, возникновением мутаций.

- Упрощенные оценки показывают, что общее количество ультрамикроэлементов в организме человека массой 100 кг (0,00001% вес) составляет около 10 мг. Т.о. вес в таком человеке тяжелых металлов (например урана), не превышает долей миллиграмма. Необходимо учитывать, что уран, помимо химической токсичности как тяжелый металл, радиоактивен с выделением альфа-частиц. Повышение поступления в организм даже таких малых количеств ряда тяжелых металлов, при загрязнении ими объектов окружающей среды выше естественного уровня, может привести к серьезному влиянию на организм.

Нормирование ПДК должно учитывать все эти особенности существования организмов, как в естественной среде обитания, так и с учетом техногенного воздействия.

Рассмотрим основные законы экологии, которые часто включаются в состав тестов и будут в вопросах 13-й недели!!!!!

Закон минимума Либиха и закон толлерантности Шелфорда. Что характеризует диапазон толлерантности? Как подразделяют живые организмы по диапазону толлерантности? Понятие о лимитирующих факторах

Закон минимума Либиха - закон, открытый. Либихом (1840), согласно которому относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем больше он находится по сравнению с другими факторами в минимуме. По данному закону, от вещества, концентрация которого лежит в минимуме, зависят рост растений, величина и устойчивость их урожайности. Закон минимума Либиха гласит: рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. В изобилии присутствуют двуокись углерода и вода, а потому они не являются факторами, ограничивающими рост. А вот цинка в почве очень мало, потребность растения в нем невелика, и рост растения будет успешен до тех пор, пока не будет израсходован весь его запас. Поэтому наличие цинка является ограничивающим, или лимитирующим фактором. Более ясный пример – когда в дефиците оказывается вода и становится лимитирующим фактором развития, т.е. засуха. Закон минимума Либиха распространяется на все абиотические и биотические факторы, влияющие на организм. Такими факторами могут быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника или паразита. Сформулированный закон применим как к растениям, так и животным.

Закон толерантности Шелфорда - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

Формулировка: "лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору". Если продолжить пример воды – то ее избыток также вреден для растения.

Толерантность (от греческого толеранция - терпение) - способность организмов выдерживать изменения условий жизни (колебания температуры, влажности, света). Например, одни гибнут при температуре 50, а другие выдерживают кипячение. Или в разных условиях биологические процессы протекают с различной скоростью. Например, скорость роста многих растений зависит от концентрации различных веществ (воды, СО2, ионов водорода).

Например: форель и окунь. Форель не выносит большие колебания температуры, если исчезнут все деревья по берегам горного потока, это приведет к повышению температуры на несколько градусов, в результате чего форель погибнет, а окунь выживет.
При помещении организма в новые условия, он через некоторое время привыкает, адаптируется, происходят сдвиги кривой толерантности - это называется адаптацией или акклиматизацией. Для нормального развития организмов необходимо наличие различных факторов строго определённого качества, каждый из них должен быть и в определённом количестве. В соответствии с законом толерантности избыток какого-либо вещества может быть так же вреден, как и недостаток, т.е. все хорошо в меру. Например: урожай может погубить как при засушливом, так и при слишком дождливом лете.

При этом, по закону минимума недостаток какого-либо одного вещества не компенсируется избытком всех остальных. Если в почве много азота, калия и др. питательных веществ, но не хватает фосфора (или наоборот) растения будут нормально развиваться только до тех пор, пока не усвоят весь фосфор. Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями называются лимитирующими.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША - совокупность всех факторов природной среды, в пределах которых возможно существование того или иного вида организмов. К таким факторам относится не только положение вида в пространстве (его местообитание), но также его взаимоотношения с другими видами (конкуренция за пищу, наличие врагов и т. п.) ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС - нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные антропогенной деятельностью и угрожающие существованию человека как вида. По степени угрозы естественной жизни человека и развитию общества выделяются неблагоприятная экологическая ситуация, экологическое бедствие и экологическая катастрофа.

Дата добавления: 2014-01-20