Forelæsning 1. Generelle karakteristika for FCNS som videnskab
Generelle karakteristika for centralnervesystemets fysiologi som en gren af biologi: emne, mål, mål, forbindelser med andre videnskaber.
Funktioner i nervesystemet.
Historien om udviklingen af hjernens fysiologi. Betydningen af forskningen af M. Hall, I.M. Sechenova, I.P. Pavlova, N.E. Vvedensky, Ch. Sherrington og andre.
Neurofysiologiens bidrag til forståelsen af mental aktivitet.
Kort beskrivelse af de vigtigste metoder til undersøgelse af hjernefunktioner: elektroencefalografi, fremkaldt potentiale metode, funktionel computertomografi, metode til irritation og slukning af områder af centralnervesystemet mv.
Introduktion
FCNS refererer til de videnskaber, der studerer mennesker. "Det problem, som videnskaben står over for, når de studerer mennesket, er, at mennesket skal studere sig selv. Og ifølge K. Gödels sætning "Om ufuldstændighed": under visse betingelser (systemets lukkethed) "er der i dets beskrivelsessprog en sand, ubeviselig udtalelse." Det betyder f.eks., at hvis du er i et auditorium, kan du gætte temperaturen på luften i det, men det er umuligt at bevise præcis, hvad dets værdi er uden at overlade "auditorium"-systemet til et højere ordens system "space" ”, hvor du kan finde et termometer. I denne henseende har "publikum" informationufuldstændighed, som kun kan overvindes ved at efterlade den i et mere komplekst system.
Derfor er teoretisk uoverstigelig ufuldstændighed altid til stede i et lukket eller betinget begrænset system. De der. på sproget i en persons beskrivelse af en person, kan der være sande udsagn, men de vil ikke kunne bevises. En person kan kun forstås fuldt ud af en metasystementitet, som er i gang med sin udvikling på et niveau, der er væsentligt højere end det menneskelige. Derfor har målet for de esoteriske aspekter af alle religioner og tilsvarende mystiske skoler altid været manifestationen af det guddommelige i mennesket, for kun fra Skaberens niveau kan man forstå "hvem er jeg?", "hvor kommer jeg fra ?” og til hvad?".
Fra det niveau, som den "menneskelige" videnskab er placeret på, kan man kun fremsætte teoretiske hypoteser og søge bekræftelse eller afkræftelse af dem.
Naturligvis studerer videnskaben med succes strukturen af den menneskelige krop inden for de grænser, der er tilgængelige for dens instrumenter. Med forbedringen af instrumenter lærer videnskaben mere og mere, men denne proces kan aldrig fuldføres fuldstændigt, fordi det uendelige ikke kan kendes med endelige midler.
Det er klart, at det slet ikke er ensbetydende med en opfordring til at stoppe videnskabelig forskning på mennesker, hvis man siger dette faktum. Denne aktivitet er meget nødvendig for en person at udvikle sin rationelle del af sindet - fornuft. Det handler kun om den videnskabelige metodes muligheder, ikke om den er værd at bruge."
Generelle karakteristika for centralnervesystemets fysiologi som en gren af biologien: emne, mål, mål, forbindelser med andre videnskaber
Fysiologi (fra græsk - "physis" - natur, "logos" - ord) er videnskaben om funktionerne og mekanismerne for vital aktivitet af hele organismen, dens systemer, organer, væv, celler.
Fysiologi studerer både den synlige (fænomenologiske) side af kroppens livsaktivitet og ydre usynlige fysiologiske mekanismer.
Fysiologi kan give et holistisk billede af en organismes funktion, hvis den undersøger dens vitale aktivitet på alle niveauer af organisering af levende ting: molekylært, organ-væv, organsystemer og organismeniveauer.
FCNS undersøgelser funktioner og mekanismer for vital aktivitet i centralnervesystemet og dets individuelle strukturer, som kroppens vigtigste regulatoriske system.
Vare: centralnervesystemets funktion.
Mål for FCNS:
– viden om de grundlæggende love, principper og mekanismer for centralnervesystemets funktion og dets individuelle strukturer som det vigtigste regulatoriske led i sikringen af den menneskelige krops vitale funktioner;
Undersøgelse af generelle mønstre, principper og mekanismer for centralnervesystemets funktion på mikro- og makroniveau; private funktioner i centralnervesystemets strukturer og deres relationer.
Udvikling af ideer om det naturvidenskabelige grundlag for den menneskelige psykes funktion.
Fremme dannelsen af evnen til at analysere manifestationer af en persons funktionelle tilstand fra et fysiologisk synspunkt; skelne mellem neurologiske og mentale dysfunktioner.
Opgaver for Federal Center for Taxation er at afsløre mekanismerne for nerveregulering, arten og mekanismerne for interaktion mellem nervestrukturer og bruge dataene til praktiske formål.
Forbindelser med andre videnskaber: Nært beslægtet med neurobiologi, psykologi, neurologi, klinisk neurofysiologi, elektrofysiologi, etologi, neuroanatomi og andre videnskaber, der studerer hjernen.
Funktioner i nervesystemet
En af kroppens vigtigste egenskaber er det indre miljøs konstanthed. Dette koncept blev introduceret af den franske videnskabsmand Claude Bernard.
Indre miljø bestemt af sammensætningen og egenskaberne af blod, lymfe og intercellulær væske i kroppen.
I 1929 introducerede den amerikanske fysiolog W. Cannon begrebet homeostase for at betegne de tilstande og processer, der sikrer kroppens stabilitet.
Homøostase er biologiske systemers evne til at modstå ændringer og opretholde en dynamisk relativ konstant sammensætning og egenskaber.
Eksempel: Efter at have spist stiger blodsukkerniveauet, bugspytkirtlen stimulerer frigivelsen af insulin, hvilket fører til et fald i blodsukkerniveauet. Hvis niveauet falder til under det normale, øges frigivelsen af hormonet glukagon, hvilket igen øger niveauet af glucose i blodet til det optimale niveau. Et andet eksempel ville være at indtage alt for salt mad. Hvordan fjernes overskydende salt? Vi bliver tørstige og indtager mere vand; overskydende salt udskilles gennem nyrerne med dette vand.
Enhver organisme fra primitiv til den mest komplekse for dens eksistens under alle forhold og på forskellige aktivitetsniveauer skal opretholde det samme niveau homøostase– stabil ulighed mellem kroppens indre miljø og miljøet.
Dette er kun muligt med ordnede strømme af stoffer, energi og information ind og ud af kroppen. For at gøre dette skal kroppen modtage og evaluere information om tilstanden af det ydre og indre miljø og under hensyntagen til umiddelbare behov opbygge adfærdsprogrammer.
Denne funktion udføres af nervesystemet, som med I.P. Pavlovs ord er "et usigeligt komplekst og subtilt kommunikationsinstrument, forbindelse af adskillige dele af kroppen med hinanden og kroppen som et meget komplekst system med en uendelig antal ydre påvirkninger."
Således omfatter nervesystemets vigtigste funktioner:
1). Integrativ koordinationsfunktion– styring af arbejdet i alle organer og systemer og sikring af kroppens funktionelle enhed. Kroppen reagerer på enhver påvirkning som en enkelt helhed, og måler og underordner behovene og evnerne hos forskellige organer og systemer.
2). Tilpasning-trofisk funktion - en funktion af det sympatiske nervesystem, der sikrer tilpasningen af hvirveldyrs og menneskers krop til skiftende miljøforhold ved at ændre niveauet af metabolisme af alle organer og væv. På. f. udføres gennem fysisk-kemiske, biokemiske ændringer, der sker under påvirkning af impulser, der rejser langs de sympatiske nerver direkte til organerne.
3). Touch funktion– indhentning af information om tilstanden af det ydre og indre miljø fra særlige opfattende celler eller enderne af neuroner - receptorer.
4). Refleksfunktion inklusive mentale, Og hukommelsesfunktion – behandling, evaluering, opbevaring, reproduktion og glemning af modtagne oplysninger.
5). Adfærdsprogrammering. Baseret på indkommende og allerede lagrede informationer bygger nervesystemet enten nye programmer til interaktion med omgivelserne, eller vælger det bedst egnede af de eksisterende programmer. I sidstnævnte tilfælde, artsspecifikke programmer fastlagt genetisk eller programmer udviklet i processen af individuelle læring (betingede reflekser, motoriske og mentale stereotyper osv., ikke nedarvet). Implementeringen af ethvert program involverer fungerende organer (muskler og kirtler), som ændrer deres funktionelle aktivitet afhængigt af de signaler, der modtages fra centralnervesystemet.
6) . Aktuel kontrol af den korrekte udførelse af programmet: Resultaterne af adfærden vurderes løbende, og ud fra denne vurdering kan der foretages justeringer af adfærdsprogrammet.
HOMØOSTASE, homeostase (fra homeo... og græsk stase- immobilitet, tilstand), biologiske systemers evne til at modstå ændringer og opretholde dynamisk relativ konstant sammensætning og egenskaber. Udtrykket "Homeostase" blev foreslået af W. Cannon i 1929 for at karakterisere de tilstande og processer, der sikrer kroppens stabilitet. Ideen om eksistensen af fysiologiske mekanismer, der sigter mod at opretholde konstantheden af kroppens indre miljø, blev dog udtrykt tilbage i anden halvdel af det 19. århundrede af C. Bernard, som betragtede stabiliteten af fysiske og kemiske forhold i det indre miljø som grundlag for levende organismers frihed og uafhængighed i et konstant foranderligt ydre miljø. Fænomenerne homøostase observeres på forskellige niveauer af biologisk organisation.
Homøostase er fysiologisk. Fremkomsten af liv på Jorden, udseendet af encellede organismer, var forbundet med dannelsen og kontinuerlig vedligeholdelse i cellen gennem hele livet af specifikke fysisk-kemiske forhold, der adskilte sig fra miljøforhold. I flercellede organismer opstår et indre miljø, hvor cellerne i forskellige organer og væv er placeret, og homeostase-mekanismer udvikles og forbedres. Under evolutionen dannes der specialiserede organer af kredsløb, åndedræt, fordøjelse, udskillelse osv., som er involveret i at opretholde homeostase. Marine hvirvelløse dyr har homøostatiske mekanismer til at stabilisere volumen, ionsammensætning og pH af indre væsker. For dyr, der gik over til livet i ferskvand og på land, samt for hvirveldyr, der vandrede fra ferskvand til havet, blev der dannet osmoreguleringsmekanismer, der sikrer konstanten af koncentrationen af osmotisk aktive stoffer inde i kroppen. Homeostase er mest perfekt hos pattedyr, hvilket forbedrer deres evne til at tilpasse sig miljøet. Takket være homeostase, konstanten af volumen af blod (isovolæmi) og andre ekstracellulære væsker, koncentrationen af ioner og osmotisk aktive stoffer i dem (isosmi), konstanten af pH i blodet, sammensætningen af proteiner, lipider og kulhydrater i det er sikret. Hos fugle og pattedyr reguleres kropstemperaturen inden for snævre grænser (isotermi). Yderligere fysiologiske mekanismer sikrer stabilisering af det indre miljø af individuelle organer (for eksempel bestemmer blod-hjerne- og blod-oftalmiske barrierer de særlige egenskaber af væskerne, der omgiver cellerne i hjernen og øjnene).
Homeostase opnås ved et system af fysiologiske reguleringsmekanismer. Den vigtigste integrerende funktion udføres af centralnervesystemet og især hjernebarken; påvirkningen af det sympatiske nervesystem, tilstanden af hypofysen, binyrerne og andre endokrine kirtler, og graden af udvikling af effektororganer er af stor betydning. Et eksempel på et komplekst homøostatisk system, herunder forskellige reguleringsmekanismer, er systemet til at sikre det optimale niveau af blodtryk, som reguleres efter princippet om kædereaktioner med feedback: ændringer i blodtrykket opfattes af vaskulære baroreceptorer, signalet overføres til vaskulære centre, hvor ændringer i tilstanden fører til ændringer i vaskulær tonus og hjerteaktivitet; samtidig tændes det neurohumorale reguleringssystem, og blodtrykket vender tilbage til det normale.
Forstyrrelser i de mekanismer, der ligger til grund for homeostatiske processer, betragtes som "homeostasesygdomme." Med en vis konvention omfatter disse funktionelle forstyrrelser i kroppens normale funktion forbundet med tvungen omstrukturering af biologiske rytmer osv. Kendskab til mønstrene for human homeostase er af stor betydning for valget af effektive og rationelle metoder til behandling af mange sygdomme.
Hos planter er plasmalemmaet og tonoplasten af primær betydning for at opretholde homeostase på celleniveau. Den første regulerer tilstrømningen af ernæringsioner og vand til cellen fra det ydre miljø og frigivelsen af ballast og overskydende ioner H+, Na +, Ca 2+, den anden regulerer indgangen af reservesubstrater til protoplasmaet fra vakuolerne, når der er mangel på dem og fjernelse ind i vakuolen, når der er et overskud. Stabilisering af det osmotiske potentiale af celler udføres hovedsageligt ved at opretholde en vis intracellulær koncentration af K+ og anioner. På vævsniveau deltager plasmodesmata, som regulerer de intercellulære strømme af kulhydrater og andre substrater, i at opretholde homeostase.
Homøostase er genetisk, eller population, en populations evne til at opretholde den relative stabilitet og integritet af den genotypiske struktur under skiftende miljøforhold. Det opnås ved at opretholde genetisk balance i frekvensen af alleler under fri krydsning af individer i populationer ved at opretholde heterozygositet og polymorfi, en vis hastighed og retning af mutationsprocessen. Studiet af homeostase er en presserende opgave, når man studerer mikroevolutionens mønstre. Udviklingshomeostase er en given genotypes evne til at skabe en specifik fænotype under en lang række forhold.
Begrebet "Homeostase" er meget brugt i økologi til at karakterisere økosystemernes tilstand og deres stabilitet. Takket være homeostase opretholdes konstanten af artssammensætningen og antallet af individer i biocenoser.
Mekanismer til stabilisering af levende systemer
Gennem hele sin levetid opretholder en celle specifikke fysisk-kemiske forhold, der adskiller sig fra miljøforhold. Biologiske systemers evne til relativt at modstå ændringer og opretholde dynamisk relativ konstanthed af sammensætning og egenskaber kaldes homøostase. Fænomenet homeostase observeres på alle niveauer af biologisk organisation. Biologiske systemers evne til automatisk at etablere og vedligeholde visse biologiske indikatorer på et konstant niveau kaldes selvregulering. Med selvregulering påvirker kontrolfaktorer ikke systemet udefra, men dannes uafhængigt i det. Afvigelsen af enhver vital faktor fra homeostase tjener som en impuls til mobiliseringen af mekanismer, der genopretter den. For eksempel øger en stigning i kropstemperaturen i varmen sveden, og kropstemperaturen falder til det normale. Manifestationerne og mekanismerne for selvregulering af supraorganismesystemer - populationer og biocenoser - er forskellige. På dette niveau opretholdes stabiliteten af befolkningsstrukturen og deres antal, og dynamikken i alle komponenter af økosystemer under skiftende miljøforhold reguleres. Biosfæren i sig selv er et eksempel på opretholdelse af en homeostatisk tilstand og manifestationen af selvregulering af levende systemer. Alle organismer har den iboende egenskab at reproducere deres egen art, hvilket sikrer kontinuitet og kontinuitet i livet.
Reproduktion i levende væsener kan reduceres til to former: aseksuel og seksuel. Den ældste form for reproduktion er aseksuel . Det er almindeligt i encellede organismer, men kan også være karakteristisk for flercellede svampe, planter og dyr (det er sjældent hos højt organiserede dyr). Den enkleste form for aseksuel reproduktion er karakteristisk for vira. Deres reproduktionsproces er forbundet med evnen til selv at duplikere nukleinsyremolekyler. I forhold til andre organismer, der formerer sig aseksuelt, skelner de reproduktion ved sporulation Og vegetativ formering . Reproduktion ved sporulering er forbundet med dannelsen af specialiserede celler - sporer, der indeholder en kerne og cytoplasma, er dækket af en tæt membran og er i stand til langvarig eksistens under ugunstige forhold, hvilket giver anledning til datterindivider. En sådan reproduktion er typisk for bakterier, alger, svampe, mosser og bregner. Vegetativ formering er dannelsen af et nyt individ fra en del af forælderen. Opstår ved at adskille en del fra moderorganismen og omdanne den til en datterorganisme. Karakteristisk for flercellede organismer. De mest forskelligartede former for vegetativ formering hos planter er stiklinger, løg, knopper osv. Hos dyr sker vegetativ formering enten ved deling eller ved knopskydning, når der dannes en udvækst på moderens krop - en knop, hvorfra et nyt individ udvikler sig . Knopperne kan løsne sig fra forælderen eller forblive knyttet til den, hvilket resulterer i en koloni (som i koralpolypper). Fragmentering af et flercellet dyrs krop i dele kan forekomme, hvorefter hver del udvikler sig til et nyt dyr. En sådan reproduktion er typisk for svampe, hydraer, søstjerner og nogle andre organismer.
I seksuel reproduktion to forældreindivider deltager og bidrager med en kønscelle hver - en kønscelle. Hver kønscelle bærer halvdelen af sættet af kromosomer. Som et resultat af fusionen af to gameter dannes en zygote, hvorfra en ny organisme udvikler sig. Zygoten modtager begge forældres arvelige egenskaber. Sammen med dioecious former er der grupper af dyr og planter, der har både mandlige og kvindelige reproduktionsorganer i én organisme - hermafroditter (selvbestøvende planter: hvede, byg osv.).
Reproduktionsproblem – overførsel af arvelig information til efterfølgende generationer. Kroppen gennemgår alle stadier af individuel udvikling – ontogenese: vokser, udvikler sig, formerer sig, ældes, dør. Ændringer i ydre forhold kan fremskynde eller bremse udviklingen af organismen. Organismers begrænsede individuelle liv er en af de nødvendige betingelser for livets udvikling på planeten.
Superorganismesystemer (populationer, biocenoser, biosfæren som helhed) er også i stand til at reproducere sig selv, udvikle sig og ændre sig over tid.
Handling af Le Chateliers princip i biosfæren
Le Chateliers princip blev empirisk udledt for kemisk ligevægt: når en ydre påvirkning tager systemet ud af en tilstand af stabil ligevægt, skifter denne ligevægt i den retning, hvor virkningen af den ydre påvirkning aftager. Lad os overveje en reversibel kemisk reaktion, når en direkte proces stimulerer en omvendt proces.
2H2 + O2 2H2O + Q
Denne reaktion fortsætter med frigivelse af varme. Det er muligt at evaluere indflydelsen af forskellige faktorer på tilstanden af dynamisk ligevægt (når hastighederne for fremadrettede og omvendte reaktioner er de samme). Hvis temperaturen i det foreslåede system sænkes, vil ligevægten ifølge Le Chateliers princip skifte mod reaktionsprodukterne, da reaktionen er eksoterm. Hvis du øger temperaturen, så mod udgangsstofferne. Når trykket stiger, vil ligevægten skifte i retning af faldende tryk i systemet, dvs. mod reaktionsprodukterne.
Økologi lånte denne lov i en generaliseret form: En ydre påvirkning, der bringer systemet ud af balance, stimulerer processer i det, der har en tendens til at svække resultaterne af denne interaktion.
I biosfæren realiseres denne lov i form af evnen til at autoregulere og opretholde den relative konstanthed af vigtige parametre for en organisme eller et samfund af organismer (homeostase). Implementeringen af dette princip er baseret på global biotisk regulering af miljøet. Gennem hele sin eksistens har biosfæren været udsat for pludselige eksterne forstyrrelser: meteoritfald, vulkanudbrud og andre naturkatastrofer. Men på grund af levende stofs aktivitet efter sådanne forstyrrelser blev en tilbagevenden til den oprindelige ligevægtstilstand sikret.
Også V.I. Vernadsky bemærkede biotaens enorme rolle i stabiliseringen af miljøets tilstand, da koncentrationen af alle elementer, der er vigtige for levende organismer, reguleres af biologiske processer. Biota dannede gigantiske stenaflejringer, Jordens iltatmosfære og jord. Biotaen udøver den mest fuldstændige kontrol over biogene elementer og kontrollerer deres cirkulation. Takket være dette reguleres miljøets tilstand og sikres optimale levevilkår med den højeste præcision. I løbet af de milliarder af år, livet har eksisteret, har der ikke været sådanne miljøforstyrrelser, der ville føre til ødelæggelsen af biosfæren som helhed. Biota kan ikke påvirke strømmen af solstråling eller intensiteten af tidevandet. Men ved målrettet at ændre koncentrationen af næringsstoffer i miljøet i overensstemmelse med Le Chateliers princip, kan det kompensere for konsekvenserne af katastrofale processer. Overskydende kuldioxid i det ydre miljø kan for eksempel omdannes af biota til lavaktive organiske former, og manglen kan genopbygges på grund af nedbrydning af organiske stoffer indeholdt i humus og tørv.
Afbrydelse af strukturen af biota under økonomisk aktivitet kan forstyrre den korrelerede interaktion mellem biologiske arter i naturen for at opretholde cyklusser af stoffer og føre til ødelæggelse af biosfæren.
Vandforbruget i virksomheder af forskellige grupper er karakteriseret ved betydelige ujævnheder. For at estimere mængden af industrielt vandforbrug anvendes begrebet "produktionsvandsintensitet", som forstås som den mængde vand (m3), der kræves for at producere 1 ton produkt. I tabel Figur 4 viser vandintensiteten af forskellige typer produktion.
Det største vandforbrug i industrien er inden for energi-, kemisk-, petrokemisk-, pulp- og papirindustrien, jern- og ikke-jernmetallurgi. Et termisk kraftværk med en kapacitet på 300 MW forbruger 120 m 3 vand i sekundet eller 300 millioner m 3 /år. Vandforbruget i industrien voksede især hurtigt i det 20. århundrede, da ekstremt vandintensive industrier begyndte at udvikle sig, såsom organisk syntese og petrokemikalier.I landbruget er højt vandforbrug hovedsageligt forbundet med kunstvandet landbrug. At dyrke 1 ton hvedei vækstsæsonen 1500 m3 er påkrævet, 1 ton ris – 8000 m3, 1 ton bomuld – 5000 m3 . Under forhold med hurtig vækst af planetens befolkning spiller kunstvanding en stadig vigtigere rolle i at øge effektiviteten af landbruget som den vigtigste kilde til at give folk mad.
Forsyningsvirksomheder indtager en særlig plads i brugen af vandressourcer: til husholdnings- og drikkeformål og til husholdningsformål. For at drikke bruger en person 2,0-2,5 liter om dagen. Ifølge SNiP i Rusland er standardvandforbruget per dag per person 250 liter, til sammenligning i andre udviklede lande - 150-200 liter. I forskellige lande og forskellige byer er vandforbruget forskelligt, l/(dag · person):
Overdreven pumpning af vand på grund af øget forbrug har ført til et fald i grundvandsstanden på alle kontinenter. I Kina og Indien, to af verdens største folkerige lande, afhænger fødevareforsyningen af kunstvandet landbrug. I Indien er vandtilbagetrækningen fra grundvandsmagasiner mere end 2 gange større end dens akkumulering, så i Indien falder niveauet af ferskvandsmagasiner næsten overalt med 1-3 m årligt. På øen Mallorca (ud for Spaniens kyst) er der i øjeblikket intet ferskvand overhovedet; behovene for øens beboere leveres af tre afsaltningsanlæg. Øen er lavet af sten og menes engang at have været en del af kontinentet. Ferskvandsreserverne på Mallorca efter dets adskillelse fra den iberiske halvø var meget store. For at dyrke det sumpede område har indbyggerne på øen i tidligere århundreder pumpet vand ud ved hjælp af vindmøller. Det viste sig, at dette vand kun fyldte hulrummene i klipperne.
Vandforbruget stiger hvert år, folk bruger meget mere af dets reserver, så i den nærmeste "fremtid" kan problemet med vandmangel dukke op i mange lande. Manglen på ferskvand mærkes allerede i Holland, Belgien, Luxembourg og Ungarn. Destilleret vand bruges i Kuwait, Algeriet, Libyen, og kraftfulde afsaltningsanlæg er installeret i Californien og Aklahoma. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen lider 1,2 milliarder mennesker af vandmangel. Vandforsyningen til befolkningen i vores land er en af de højeste i verden, så ferskvand bruges ekstremt uøkonomisk. Men der er allerede vanskeligheder med at forsyne befolkningen med drikkevand af høj kvalitet. Måske får vi en dag ferskvand fra havvand, men det må siges, at afsaltningsmetoder er dyre og komplekse.
Forskere mener, at der ikke er krystalklart vand på Jorden, og alt ferskvand har allerede passeret gennem teknosfæren, så det ændrer sin kvalitative sammensætning. Hovedårsagen til den moderne nedbrydning af jordens naturlige vand er menneskeskabt forurening. Dens vigtigste kilder:
Industrielt spildevand;
Kommunalt spildevand fra byer og andre befolkede områder;
Afstrømning fra kunstvandingssystemer, overfladeafstrømning fra marker og andre landbrugsanlæg;
Atmosfærisk aflejring af forurenende stoffer på overfladen af vandområder og afløbsbassiner.
Menneskeskabt forurening af hydrosfæren er nu blevet global af natur og har reduceret de tilgængelige udnyttelige ferskvandsressourcer på planeten betydeligt. Den samlede mængde industri-, landbrugs- og kommunalt spildevand er ≈ 1300 km 3 . Den samlede masse af hydrosfæreforurenende stoffer er ≈ 15 milliarder tons om året.
liv opstod aldrig, men har altid eksisteret
17. Individuel udvikling af organismer, der dækker alle ændringer fra fødsel til død kaldes...
ontogenese
18. Biologiske systemers evne til at modstå ændringer og opretholde en dynamisk relativ konstant sammensætning kaldes ...
homøostase
19. En metodisk tilgang til spørgsmålet om livets oprindelse, baseret på troen på forrangen af et makromolekylært system med egenskaberne fra den primære genetiske kode kaldes...
genobiose
20. Et af de vigtigste tegn på levende ting er:
evne til selvreproduktion
Mennesket - fysiologi, sundhed, kreativitet, følelser, præstation
Den nye videnskab om sundhed i sind og krop kaldes...
valeologi
Intelligens er...
evne til at tænke rationelt
REM eller paradoksal søvn er en drøm
ved siden af den sædvanlige "langsomme"
Menneskets sundhed - ifølge...
objektiv tilstand
Et kunstig intelligens-system er et system, der modellerer og gengiver visse typer af...
menneskelig mental aktivitet
6. Et af stadierne i den kreative proces er inspiration, indsigt. Hvad sker der på dette tidspunkt...
verifikation af idéens sandhed, dens efterfølgende bevidste udvikling og formalisering
Men ifølge Verdenssundhedsorganisationen (WHO) er sundhed...
en tilstand af fuldstændig fysisk, åndelig og socialt velvære
Det russiske ordsprog "morgenen er klogere end aftenen" siger Fr.
det bevidstløses arbejde i løbet af natten
9. Det er kendt, at på trods af den næsten fuldstændige kemiske og anatomiske identitet af hjernehalvdelene, adskiller de sig funktionelt. Funktionerne af venstre hjernehalvdel er:
En tale
B) fantasiarbejde
B) logisk tænkning
D) opfattelse af musik og maleri
10. Det er kendt, at de cerebrale hemisfærer er funktionelt asymmetriske:
"venstre halvkugle" tænkning - diskret, analytisk; "højre hjernehalvdel" - rumlig-figurativ. Funktionerne i den venstre hjernehalvdel omfatter:
logisk tænkning
11. Det er kendt, at hjernehalvdelene er funktionelt asymmetriske: "venstre hemisfære"-tænkning - diskret, analytisk; "højre hjernehalvdel" - rumlig-figurativ. Funktionerne i den venstre hjernehalvdel omfatter:
tage beslutninger
Hukommelse er hjernens evne til at huske, lagre og gengive modtaget information. Der er flere typer hukommelse: labil (kortsigtet), ikonisk (øjeblikkelig) og -
permanent (langsigtet)
Menneskelige reaktioner på påvirkning af indre eller ydre stimuli, som har en udtalt subjektiv vurdering og dækker alle typer af sanselighed og/oplevelser, kaldes...
følelser
14. Karakteristika for et individ fra den dynamiske side af hans mentale aktivitet (tempo, rytme, intensitet af mentale processer og tilstande) kaldes:
Nuværende side: 4 (bogen har i alt 44 sider) [tilgængelig læsepassage: 29 sider]
2.4. Homøostase
Homeostase (fra græsk.homoios - samme,statos – tilstand) – biologiske systemers evne til at modstå ændringer og opretholde den relative dynamiske konstanthed af deres struktur og egenskaber. Opretholdelse af homeostase er en uundværlig betingelse for eksistensen af både individuelle celler og organismer og hele biologiske samfund og økosystemer.
I homeostase (stabilitet) af levende systemer er der:
udholdenhed(overlevelsesevne, tolerance (se afsnit 3.2.2) - evnen til at tolerere miljøændringer uden at krænke systemets grundlæggende egenskaber;
elasticitet(modstand, modstand) - evnen til hurtigt uafhængigt at vende tilbage til en normal tilstand fra en ustabil, som opstod som følge af en ekstern negativ effekt på systemet.
Begrebet "homeostase" er meget brugt i økologi til at karakterisere stabiliteten af forskellige systemer. Cellehomeostase bestemmes af specifikke fysisk-kemiske forhold, der adskiller sig fra miljøforhold; homeostase af en flercellet organisme - opretholdelse af et konstant indre miljø. Konstanterne for dyrehomeostase er volumen og sammensætning af blod og andre kropsvæsker.
Populationshomeostase bestemmes af opretholdelsen af rumlig struktur, tæthed og genetisk diversitet. På grund af homeostatisk regulering opretholdes konstanten af sammensætningen og størrelsen af befolkninger i samfund.
På økosystemniveau viser homøostase sig i de mest stabile former for interaktion mellem arter, hvilket kommer til udtryk i tilpasning til miljøets karakteristika og opretholdelse af næringsstofkredsløb. Man kan endda overveje biosfærens homeostase, hvor interaktionen mellem forskellige organismer opretholder konstanten af atmosfærens gassammensætning, jordsammensætning, sammensætning og koncentration af salte i verdenshavet osv.
Homeostase sikres ved driften af reguleringsmekanismer, der fungerer efter princippet om negativ feedback. Ved hjælp af kybernetiske termer bør forstyrrelser i et levende systems funktion angives som udseendet af "interferens" eller "støj" i feedbackkanalen.
Forskellige faktorer kan spille rollen som interferens, såsom vejrforhold, menneskelig aktivitet osv. Pludselige ændringer i miljøkarakteristika, hvor de (eller en af dem) går ud over de acceptable grænser, kaldes miljøstress.
Selvfølgelig er specifikke reguleringsmekanismer forskellige for en organismes celle, population og økosystem, men resultatet af selvregulering og vedligeholdelse af homeostase er altid balancen og klar koordinering af funktionen af alle elementer i det biologiske system.
2.5. Biologiske arter
At opdele hele mangfoldigheden af dyr og planter i arter er en måde at ordne beskrive den levende natur på, baseret på at identificere den hierarkiske struktur af dens elementer.
I de fleste tilfælde er individer af forskellige arter kendetegnet ved udseende, adfærd og fysiologi. Men ydre forskelle alene, selv væsentlige, er ikke nok til at skelne en art. Hvis individer af to forskellige grupper af organismer, med den mest signifikante forskel i udseende, er i stand til at avle og producere afkom (dvs. genudveksling er mulig), så er de én art. Tværtimod klassificeres individer, der ikke er i stand til at producere afkom, når de krydses, som forskellige arter.
Udsigt- et sæt individer, der er i stand til at krydse og producere frugtbart afkom, bebo et bestemt område (geografisk udbredelsesområde), som besidder en række fælles morfo-fysiologiske karakteristika og typer af forhold til det abiotiske og biotiske miljø, adskilt fra andre lignende grupper af individer ved det næsten fuldstændige fravær af hybride former. Arter er et kvalitativt stadie i den evolutionære proces (se afsnit 3.33).
Ovenstående regel til bestemmelse af arter (som alle andre videnskabelige skemaer, der beskriver livets uendeligt forskellige manifestationer) har undtagelser.
Test spørgsmål og opgaver
2.1. Hvad er homeostase?
2.2. Giv eksempler på organismers udholdenhed og elasticitet.
2.3. Hvilke ændringer sker i stof og energi under fotosyntese og plantevækst?
2.4. Nævn ligheder og forskelle mellem processerne for fotosyntese og kemosyntese.
2.5. Angiv hovedtyperne af vejrtrækning.
2.6. Nævn en enkelt og universel energiforsyningskilde til cellen.
2.7. Hvilke organismer er producenter, og hvad er deres rolle i økosystemet?
2.8. Forklar sammenhængen mellem producentorganismer, forbrugerorganismer og nedbrydningsorganismer.
2.9. Hvilken rolle spiller vand i en celles liv?
2.10. Definer biologiske arter. Er der undtagelser fra denne artsdefinitionsregel?
MILJØMÆSSIGE FAKTORER
Levende ting er uadskillelige fra deres omgivelser. Hver enkelt organisme, der er et uafhængigt biologisk system, er konstant i direkte eller indirekte forhold til forskellige komponenter og fænomener i dets miljø eller med andre ord habitatet, hvilket påvirker organismens tilstand og egenskaber.
onsdag– et af de økologiske grundbegreber, hvilket betyder hele spektret af elementer og forhold, der omgiver organismen i den del af rummet, hvor organismen lever, alt, hvad den lever mellem, og som den direkte interagerer med. Samtidig ændrer organismer, der har tilpasset sig et bestemt sæt af specifikke forhold, i processen med livsaktivitet selv gradvist disse betingelser, dvs. miljøet for deres eksistens.
3.1. Miljøfaktorer og deres virkninger
Økologisk faktor– ethvert element i miljøet, der direkte eller indirekte kan påvirke en levende organisme, i det mindste på et af stadierne af dens individuelle udvikling, kaldes en miljøfaktor.
Miljøfaktorer er forskellige, og hver faktor er en kombination af en tilsvarende miljøtilstand og dens ressource (reserve i miljøet).
Miljømæssige miljøfaktorer (fig. 3.1) er normalt opdelt i to grupper:
Faktorer af inert (ikke-levende) natur – abiotisk eller abiogene;
Dyrelivsfaktorer – biotiske eller biogen.
På den anden side er begge af oprindelse både naturlige og menneskeskabte, dvs. direkte eller indirekte relateret til menneskelig aktivitet, hvilket ikke kun ændrer regimerne for naturlige miljøfaktorer, men også skaber nye, syntetiserer pesticider, gødning, byggematerialer. , medicin osv.
Ris. 3.1. Klassificering af miljøfaktorer
Det er kendt, at grundlaget for at konstruere et system af termer bør være en ret rummelig klassifikation, der dækker alle begreber i deres indbyrdes sammenhæng og udvikling. Den usædvanlige kompleksitet, indbyrdes sammenhæng og indbyrdes afhængighed af fænomener i naturen gør klassificering i økologi vanskelig. Sammen med ovenstående klassificering af miljøfaktorer er der mange andre (mindre almindelige), der bruger andre karakteristiske træk. Således identificeres faktorer, der afhænger og ikke afhænger af antallet og tætheden af organismer. For eksempel påvirkes virkningen af makroklimatiske faktorer ikke af antallet af dyr eller planter, men epidemier (massesygdomme) forårsaget af patogene mikroorganismer afhænger af deres antal i et givet område. Der er kendte klassifikationer, hvor alle menneskeskabte faktorer er klassificeret som biotiske.
3.1.1. Abiotiske faktorer
I den abiotiske del af miljøet (i den livløse natur) kan alle faktorer primært opdeles i fysiske og kemiske. Men for at forstå essensen af de fænomener og processer, der er under overvejelse, er det praktisk at repræsentere abiotiske faktorer som et sæt af klimatiske, topografiske, kosmiske faktorer såvel som karakteristika ved sammensætningen af miljøet (akvatisk, terrestrisk eller jordbund), etc.
3.1.1.1. Vigtigste klimatiske faktorer
Solens energi. Det forplanter sig i rummet i form af elektromagnetiske bølger. For organismer er bølgelængden af den opfattede stråling, dens intensitet og eksponeringsvarighed vigtig.
Omkring 99 % af solstrålingens samlede energi består af stråler med en bølgelængde λ = 170 ... 4000 nm, inklusive 48 % i den synlige del af spektret (λ = 390 ... 760 nm), 45 % i nær infrarød (λ = 760 ... 4000 nm) og omkring 7 % for ultraviolet (λ< 400 нм).
Stråler med λ = 380 ... 710 nm er af primær betydning for fotosyntesen. Langbølget (langt infrarød) solstråling (λ > 4000 nm) har ringe effekt på organismers vitale processer.
Ultraviolette stråler med λ > 320 nm i små doser er nødvendige for dyr og mennesker, da der under deres indflydelse dannes D-vitamin i kroppen Stråling med λ< 290 нм губительно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.
Ved passage gennem atmosfærisk luft reflekteres, spredes og absorberes sollys (fig. 3.2). Ren sne reflekterer ca. 80-95% af sollys, forurenet sne - 40-50%, chernozem-jord - op til 5%, tør let jord - 35-45%, nåleskove - 10-15%. Belysningen af jordens overflade varierer dog betydeligt afhængigt af årstid og dag, geografisk breddegrad, hældningseksponering, atmosfæriske forhold mv.
På grund af jordens rotation veksler lyse og mørke perioder periodisk. Blomstring, frøspiring i planter, migration, dvale, dyrereproduktion og meget mere i naturen er forbundet med længden af fotoperioden (daglængden). Behovet for lys til planter bestemmer deres hurtige vækst i højden og skovens lagdelte struktur. Vandplanter spredes hovedsageligt i overfladelagene af vandområder.
Ris. 3.2. Balance af solstråling på jordens overflade i dagtimerne
Temperatur. Temperaturen er primært relateret til solstråling, men er i nogle tilfælde bestemt af energi fra geotermiske kilder.
Ved temperaturer under frysepunktet bliver en levende celle fysisk beskadiget af de resulterende iskrystaller og dør, og ved høje temperaturer denatureres enzymer. Langt de fleste planter og dyr kan ikke modstå negative kropstemperaturer. Den øvre temperaturgrænse for livet stiger sjældent over 40-45 °C.
I intervallet mellem de ekstreme grænser fordobles hastigheden af enzymatiske reaktioner (og derfor stofskiftehastigheden) for hver 10 °C temperaturstigning. En betydelig del af organismerne er i stand til at kontrollere (vedligeholde) kropstemperaturen, primært i de mest vitale organer. Sådanne organismer kaldes homøotermisk- varmblodet (fra græsk. homoios- lignende, termo– varme), i modsætning til poikilotermisk- koldblodig (fra græsk. poikilos- forskellige, foranderlige, forskellige), der har en ustabil temperatur, afhængigt af den omgivende temperatur.
I et vandmiljø er temperaturændringer på grund af vands høje varmekapacitet mindre dramatiske, og forholdene er mere stabile end på land. Det er kendt, at i regioner, hvor temperaturen varierer meget i løbet af dagen, samt mellem årstider, er mangfoldigheden af arter mindre end i regioner med mere konstante dags- og årstemperaturer.
Temperaturen afhænger ligesom lysintensiteten af breddegrad, årstid, tidspunkt på dagen og hældningseksponering. Effekterne af ekstreme temperaturer (lave og høje) forstærkes af kraftig vind.
Ændringen i temperatur, når man stiger i luften eller nedsænkes i vand, kaldes temperatur lagdeling. Typisk er der i begge tilfælde et kontinuerligt temperaturfald med en vis gradient. Der er dog andre muligheder. Om sommeren opvarmes overfladevand således mere end dybt vand. På grund af et betydeligt fald i tætheden af vand, når det opvarmes, begynder dets cirkulation i det opvarmede overfladelag uden at blandes med det tættere, kolde vand i de underliggende lag. Som et resultat dannes en mellemzone med en skarp temperaturgradient mellem de varme og kolde lag. Alt dette påvirker placeringen af levende organismer i vand, såvel som overførsel og spredning af indkommende urenheder.
Et lignende fænomen opstår i atmosfæren, når afkølede luftlag bevæger sig ned og er placeret under varme lag, dvs. temperaturinversion, der fremmer ophobningen af forurenende stoffer i jordlaget af luft.
Nogle relieftræk bidrager til inversion, for eksempel gruber og dale. Det opstår, når der er stoffer i en bestemt højde, for eksempel aerosoler, der opvarmes direkte af direkte solstråling, hvilket forårsager mere intens opvarmning af de øvre luftlag.
I jordmiljøet afhænger daglig og sæsonbestemt stabilitet (udsving) af temperaturen af dybden (fig. 3.3). En betydelig temperaturgradient (såvel som luftfugtighed) gør det muligt for jordbeboere at give sig selv et gunstigt miljø gennem mindre bevægelser.
Ris. 3.3. Reduktion af årlige udsving i jordtemperaturen med dybden
Tilstedeværelsen og overfloden af levende organismer kan påvirke temperaturen. For eksempel under baldakinen af en skov eller under bladene af en individuel plante opstår en anden temperatur.
Nedbør, fugt. Vand er essentielt for livet på Jorden; i økologisk henseende er det unikt (se afsnit 2.1, 2.2). Under næsten identiske geografiske forhold eksisterer både en varm ørken og en tropisk skov på Jorden (fig. 3.4). Forskellen er kun i den årlige mængde nedbør: i det første tilfælde 0,2-200 mm, og i det andet 900-2000 mm.
Nedbør, tæt forbundet med luftfugtighed, er resultatet af kondensering og krystallisering af vanddamp i høje lag af atmosfæren. Dug og tåge dannes i jordlaget af luft, og ved lave temperaturer observeres krystallisering af fugt - frost eller sne falder.
En af de vigtigste fysiologiske funktioner for enhver organisme er at opretholde et tilstrækkeligt niveau af vand i kroppen. I evolutionsprocessen har organismer udviklet forskellige tilpasninger til at opnå og økonomisk bruge vand, samt for at overleve tørre perioder. Nogle ørkendyr får vand fra mad, andre gennem oxidation af rettidigt lagret fedt (for eksempel en kamel, som er i stand til at opnå 107 g metabolisk vand fra 100 g fedt gennem biologisk oxidation); samtidig har de minimal vandgennemtrængelighed af kroppens ydre integument, en overvejende natlig livsstil osv. Ved periodisk tørhed falder de typisk i en hviletilstand med et minimumsstofskifte.
Ris. 3.4. Vegetationstypens afhængighed af klimatiske forhold
Landplanter henter hovedsageligt vand fra jorden. Lav nedbør, hurtig dræning, intens fordampning eller en kombination af disse faktorer fører til udtørring, og overskydende fugt fører til vand og vandmasser af jord.
Fugtbalancen afhænger af forskellen mellem mængden af nedbør, der falder og mængden af vand, der fordamper fra jordens og planternes overflader (vh. transpiration). Til gengæld afhænger fordampningsprocesser direkte af den atmosfæriske lufts relative fugtighed. Når luftfugtigheden er tæt på 100%, stopper fordampningen praktisk talt, og hvis temperaturen falder yderligere, begynder den omvendte proces - kondens (tåge dannes, dug, frost falder).
Ud over det, der er blevet bemærket, forstærker luftfugtighed som en miljøfaktor ved sine ekstreme værdier (høj og lav luftfugtighed) effekten (forværrer virkningen) af temperaturen på kroppen.
Luftmætning med vanddamp når sjældent sin maksimale værdi. Fugtunderskud er forskellen mellem den maksimalt mulige og faktisk eksisterende mætning ved en given temperatur. Dette er en af de vigtigste miljøparametre, da den karakteriserer to mængder på én gang: temperatur og fugtighed. Jo højere fugtunderskud, jo tørrere og varmere er det, og omvendt.
Nedbørsregimet er den vigtigste faktor, der bestemmer migrationen af forurenende stoffer i det naturlige miljø og deres udvaskning fra atmosfæren.
Miljøets mobilitet.Årsagerne til bevægelsen af luftmasser (vind) er primært ulige opvarmning af jordens overflade, hvilket forårsager trykændringer, såvel som jordens rotation. Vinden er rettet mod varmere luft.
Vind er den vigtigste faktor i spredningen af fugt, frø, sporer, kemiske urenheder osv. over lange afstande.Den bidrager både til et fald i den jordnære koncentration af støv og gasformige stoffer nær det punkt, hvor de trænger ind i atmosfære, og til en stigning i baggrundskoncentrationer i luften på grund af emissioner fra fjerne kilder, herunder grænseoverskridende transport.
Vind fremskynder transpiration (fordampning af fugt fra overjordiske dele af planter), hvilket især forværrer levevilkårene ved lav luftfugtighed. Derudover påvirker det indirekte alle levende organismer på land, der deltager i processerne med forvitring og erosion.
Mobilitet i rummet og blanding af vandmasser hjælper med at opretholde den relative homogenitet (homogenitet) af vandområdernes fysiske og kemiske karakteristika. Gennemsnitshastigheden af overfladestrømme ligger i området 0,1-0,2 m/s, når nogle steder 1 m/s og 3 m/s i Golfstrømmen.
Tryk. Normalt atmosfærisk tryk anses for at være et absolut tryk ved overfladen af Verdenshavet på 101,3 kPa, svarende til 760 mm Hg. Kunst. eller 1 atm. Inden for kloden er der konstante områder med højt og lavt atmosfærisk tryk, og sæsonbestemte og daglige udsving observeres på de samme punkter. Når højden stiger i forhold til havniveauet, falder trykket, iltens partialtryk falder, og transpirationen i planter øges.
Periodisk dannes der områder med lavt tryk i atmosfæren med kraftige luftstrømme, der bevæger sig i en spiral mod midten, som kaldes cykloner. De er kendetegnet ved høj nedbør og ustabilt vejr. De modsatte naturfænomener kaldes anticykloner. De er karakteriseret ved stabilt vejr, svag vind og i nogle tilfælde temperaturvendinger. Under anticykloner opstår der nogle gange ugunstige meteorologiske forhold, der bidrager til ophobning af forurenende stoffer i atmosfærens overfladelag.
Der er også marine og kontinentale atmosfæriske tryk.
Trykket i vandmiljøet stiger, når du dykker. På grund af den betydeligt (800 gange) større tæthed af vand end luft, for hver 10 m dybde i en ferskvandsforekomst, stiger trykket med 0,1 MPa (1 atm). Det absolutte tryk i bunden af Mariana-graven overstiger 110 MPa (1100 atm).
Ioniserende stråling. Ioniserende stråling er stråling, der danner par af ioner, når de passerer gennem et stof; baggrund - stråling skabt af naturlige kilder. Den har to hovedkilder: kosmisk stråling og radioaktive isotoper og grundstoffer i jordskorpens mineraler, som engang opstod under dannelsen af jordens stof. På grund af den lange halveringstid er kernerne af mange oprindelige radioaktive grundstoffer blevet bevaret i jordens tarme indtil i dag. De vigtigste af dem er kalium-40, thorium-232, uranium-235 og uran-238. Under påvirkning af kosmisk stråling dannes der konstant nye kerner af radioaktive atomer i atmosfæren, de vigtigste er kulstof-14 og tritium.
Et landskabs strålingsbaggrund er en af de uundværlige komponenter i dets klima. Alle kendte kilder til ioniserende stråling deltager i dannelsen af baggrunden (fig. 3.5), dog afhænger hver af dems bidrag til den samlede strålingsdosis af en specifik geografisk placering. Mennesket, som indbygger i det naturlige miljø, modtager hovedparten af strålingen fra naturlige strålingskilder, og det er umuligt at undgå dette. Alle levende ting på Jorden har været udsat for stråling fra rummet gennem hele eksistenshistorien og har tilpasset sig dette.
Ris. 3.5. Doser af modtaget radioaktiv eksponering, mrad/g. (Ved N.F. Reimers): 1- kosmiske stråler; 2 – indre α-stråler og 40K-stråling indeholdt i levende organismer; 3 – stråling fra lokale eksterne kilder
Bjerglandskaber er på grund af deres betydelige højde over havets overflade karakteriseret ved et øget bidrag fra kosmisk stråling. Gletsjere, der fungerer som en absorberende skærm, fanger stråling fra underliggende grundfjeld i deres masse. Der blev opdaget forskelle i indholdet af radioaktive aerosoler over hav og land. Havluftens samlede radioaktivitet er hundreder og tusinder af gange mindre end kontinentalluftens.
Der er områder på Jorden, hvor strålingsintensiteten er titusinder gange højere end gennemsnitsværdierne, for eksempel områder med uran- og thoriumaflejringer. Sådanne steder kaldes uran og thorium provinser. Et stabilt og relativt højere niveau af stråling observeres i områder, hvor granitsten dukker op.
Biologiske processer, der ledsager dannelsen af jordbund, påvirker akkumuleringen af radioaktive stoffer i sidstnævnte betydeligt. Med et lavt indhold af humusstoffer er deres aktivitet svag, mens chernozems altid har haft en højere specifik aktivitet. Den er især høj i chernozem- og engjord, der ligger tæt på granitmassiver. I henhold til graden af stigning i specifik aktivitet kan jordbunden groft arrangeres i følgende rækkefølge: tørv; jord i steppezonen og skovsteppe; chernozem; jord, der udvikler sig på granitter.
Påvirkningen af periodiske udsving i intensiteten af kosmisk stråling nær jordoverfladen på strålingsdosis til levende organismer er praktisk talt ubetydelig.
I mange områder af kloden når eksponeringsdosishastigheden forårsaget af stråling fra uran og thorium det strålingsniveau, der eksisterede på Jorden i en geologisk overskuelig tid, hvor den naturlige udvikling af levende organismer fandt sted. Generelt har ioniserende stråling en mere skadelig effekt på højtudviklede og komplekse organismer, og mennesker er særligt følsomme. Nogle stoffer er jævnt fordelt i hele kroppen, såsom kulstof-14 eller tritium, mens andre ophobes i visse organer. Således ophobes radium-224, – 226, bly-210, polonium-210 i knoglevæv. Den inaktive gas radon-220, som nogle gange frigives ikke kun fra aflejringer i lithosfæren, men også fra mineraler udvundet af mennesker og brugt som byggematerialer, har en stærk effekt på lungerne.
Radioaktive stoffer kan ophobes i vand, jord, sediment eller luft, hvis deres frigivelseshastighed overstiger hastigheden af radioaktivt henfald. I levende organismer sker ophobning af radioaktive stoffer, når de trænger ind sammen med fødevarer (“biotic enhancement rule”, se afsnit 5.1.3).