Основи загальної екології та екології людини

Екологія вивчає зв’язки організмів між со­бою та з навколишнім середовищем. У сучас­ному суспільстві поступово формується свідо­ме ставлення до навколишнього середовища, тому навіть слово "екологія" набуло ознак за­гальновживаного всіма верствами населення. Із впливом певних чинників навколишнього се­редовища у свідомості багатьох людей асоцію­ються такі негативні явища, як збільшення зах­ворюваності багатьма хронічними хворобами, скорочення тривалості життя, зниження якості життя тощо. Тому майбутні лікарі повинні чітко знати структуру, методичну оснащеність і про­гностичні можливості сучасної екології, щоб мати змогу коректно аналізувати дані лабора­торних обстежень пацієнтів, пов’язувати ре­зультати обстежень з умовами середовища, в яких перебуває людина, умовами і режимом її харчування, особливостями її побуту, звичок, професійної діяльності тощо. Лише узагальнив­ши таку інформацію, лікар зможе зробити пра­вильні висновки щодо методів лікування, засто­сування тих чи інших природних джерел оздо­ровлення і тривалості їх терапевтичного впливу.

3.1.1. Предмет і методи екології.

3.1.2. Середовище існування. Фактори середови­ща: абіотичні, біотичні, антропогенні.

3.1.3. Екосистеми. Перетворення речовини та енергії в екосистемах.

3.1.4. Особливості антропогенних екосистем.

3.1.5. Екологія людини.

3.1.6. Соціальні та біологічні аспекти адаптації населення до умов життєдіяльності: біологічна мін­ливість людей у зв’язку з біогеографічними особли­востями середовища; формування адаптивних людських екотипів, їх характеристика: арктичний, тропічний, зони помірного клімату, пустель, висо­когірний.

3.1.7. Функціональні типи конституційного реагу­вання людей: "спринтер", "стаєр", "мікст".

3.1.8. Спадкові відмінності в реакціях людей на фак­тори середовища; поняття про екологічну генетику.

3.1.9. Якісні параметри навколишнього середо­вища, їх вплив на здоров’я людей: здорове, або комфортне, середовище; нездорове, або дискомфортне, середовище; екстремальне середовище; адекватні і неадекватні умови середовища.

3.1.10. Екологічний стан в Україні.

3.1.11. Адаптація людей до екстремальних умов (Арктика, пустелі, космос та ін.), поняття про стрес.

3.1.12. Визначення здоров’я (ВООЗ). Стан здоров’я і хвороби, проміжні стани, їх взаємозв’язок із ста­ном екосистеми. Стан здоров’я населення як інтег­ральний критерій оцінки якості навколишнього се­редовища.

3.1.13. Валеологія – наука про здоров’я людей.

3.1.14. Поняття про біополя, біологічні ритми та їх медичне значення.

Порушення екологічної рівноваги може спричинити екологічну небезпеку, екологічну кризу та екологічну катастрофу. Перед люд­ством постали екологічні проблеми: забруднен­ня природного середовища відходами промис­лового та сільськогосподарського виробницт­ва; потепління клімату; забруднення атмосфе­ри кислотними опадами; запустелювання ве­ликих територій; зниження біологічного різно­маніття, втрата цілих екосистем (Ю. А. Злобін, Н. В. Кочубей, 2003). Крім зазначених проблем, в екології людини виникають питання запов­нення екологічних ніш небажаними організма­ми (паразити, шкідники, збудники нових захво­рювань людини - наприклад, вірус пташиного грипу, пріони тощо); перенаселення Землі, демографічні катаклізми; погіршення середо­вища у міській і сільській місцевостях.

Важливим напрямком екологічних спосте­режень є вивчення адаптації людини в умовах інтенсивних техногенних змін, встановлення гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин в атмосфері тощо.

Початок XXI століття - це усвідомлення того, що природа має абсолютну цінність, без неї не­можливе існування людства. Настала епоха на­уки екології - розробки стратегії і тактики пове­дінки людства. Людство є частиною природи, і його існування залежить від функціонування природних систем. Закони екології лежать в ос­нові соціального буття. Порушення екологічної рівноваги зумовило появу невідомих раніше хвороб: генетичних, токсикологічних, алергічних тощо. Тому від вирішення соціально-екологіч­них проблем залежить якість і життя людини, взаємодія людини і середовища, використання природних і лікувальних ресурсів курортно-рекреаційних регіонів. Вивчення біологічних і екологічних законів життя природи - запорука прогнозування змін в екосистемах, збереження рівноваги в популяціях, природних і антропоге-нізованих екосистемах.

Предмет і методи екології

Німецький вчений Е. Геккель у 1870 р. в своїй праці "Загальна морфологія організмів" визначив екологію як "науку, що вивчає взаємовідносини тва­рин з органічною та неорганічною природою". Три­валий час цей термін вживався виключно у вузько­му розумінні, і лише у 1895 р. датський ботанік Е. Вармінг застосував його до представників рос­линного світу. Тільки у XX ст. ця наука сформува­лась як самостійна біологічна дисципліна зі своїми методами і предметом вивчення.

Об’єктами досліджень в екології можуть бути окремі організми, популяції, угруповання, екосисте­ми та вся біота нашої планети. З огляду на це в еко­логії виділяють три рівні вивчення: 1) популяційно-видовий; 2) екосистемний; 3) еволюційно-історичний.

Популяційно-видовий рівень передбачає ви­вчення індивідуальних реакцій окремих організмів, популяцій або виду в цілому на дію чинників навко­лишнього середовища. Такий шлях досліджень на­зивають також аутекологією. Особливої актуаль­ності для медицини серед аутекологічних дослід­жень набуло вивчення адаптивних можливостей людського організму, що перебуває в умовах постій­ної зміни параметрів навколишнього середовища. Сучасна людина стала більш мобільною, впродовж життя їй доводиться контактувати з багатьма по­тенційними джерелами захворювань. Звичайно, це певною мірою збільшує ризик зараження інфекцій­ною, інвазійною чи іншої етіології хворобою. Тому лікар має враховувати якомога більшу кількість кон­тактів при встановленні джерела захворювання. Особливе місце в цій сфері екологічних досліджень посідають продукти харчування і лікувальні препа­рати природного походження.

Екосистемний рівень досліджень передбачає вивчення процесів, спричинених взаємним впливом організмів чи популяцій різних видів. На цьому рівні виконуються надзвичайно складні й трудомісткі дослідження, спрямовані на з’ясування закономірно­стей, які визначають існування в просторі та часі зв’язків між різними видами автотрофів і гетеротрофів. Екосистемним слід вважати вивчення симбіотичних властивостей організмів, адже будь-яка форма симбіозу є насамперед результатом сумар­ного впливу на об’єкт дослідження чинників нежи­вої природи та живих організмів. Цей напрямок дос­ліджень називають також синекологією. Медичний аспект на цьому рівні досліджень полягає в тому, щоб з’ясувати особливості взаємодії між організ­мом людини і збудниками хвороб. Відомий факт, що хвороботворні мікроорганізми досить швидко при­стосовуються до дії більшості антибіотиків. Тому актуальною є проблема пошуку засобів пригнічен­ня їхньої життєдіяльності, виходячи з полівекторного аналізу залежності мікроорганізмів від різних па­раметрів внутрішнього середовища людини.

Еволюційно-історичний рівень досліджень перед­бачає встановлення стратегічних можливостей роз­витку (зміни) об’єктів досліджень під впливом глобаль­них (історичного масштабу) коливань параметрів на­вколишнього середовища, таких як вікові коливання погодних умов, зміни ґрунтів або рельєфу тощо.

В сучасній екології застосовують надзвичайно багатий арсенал методів досліджень. їх можна згру­пувати у такі три категорії: 1) емпіричні методи; 2) експериментальні методи; 3) методи моде­лювання.

До емпіричних методів належать численні спо­соби реєстрації прямих спостережень, вимірювання за допомогою будь-яких технічних засобів. Напри­клад, масив даних, отриманих лікарем у ході обсте­ження певного контингенту населення, складає емпі­ричну основу наступних досліджень, зокрема, еколо­гічного спрямування. Не завжди вистачає лише спо­стережень для проведення зваженого аналізу даних, тому часто використовують експерименти.

Експерименти здійснюються на основі теорій, які вимагають інтерпретації результатів досліджень. До експериментальних належать методи, що пе­редбачають контроль та керування умовами, в яких перебуває об’єкт дослідження. Основним у вико­нанні експериментів є перевірка гіпотез, припущень, котрі мають принципове практичне значення. Най­простішими експериментами є якісні, що передба­чають перевірку існування передбачуваного явища. Так, наприклад, якісними є експерименти з пере­вірки дієвості певних методів боротьби з перенос­никами збудників інвазійних захворювань. Такого роду експерименти знаходяться на стику екології та медицини.

До методів моделювання в екології належать: предметне моделювання, при якому модель певним чином відтворює параметри оригіналів (фітотрон), і знаково-математичне моделювання, при якому об’єкт відтворюється віртуально (комп’ютерне моделювання) або у вигляді графіків, гістограм, схем тощо. Наприклад, багато досліджень присвя­чено проблемам прогнозування змін у співвідношен­нях між популяціями різних видів у екосистемі. Най­простіша модель Лотки-Вольтерра описує взаємообумовлені коливання чисельності хижаків і їх жертв.

З метою передбачення змін в природних екоси­стемах, зумовлених природними процесами або діяльністю людини, здійснюють екологічне прогно­зування. Виділяють наступні рівні прогнозування:

1) локальне (поширюється на невелику територію);

2) національне (поширюється на окрему державу);

3) регіональне (поширюється на кілька країн, мате­рик, океан тощо); 4) глобальне. Екологічний прогноз передбачає можливі зміни в екосистемах, основу­ючись на об’єктивних наукових даних про законо­мірності функціонування живих систем та їхні ре­акції на вплив певних чинників.