Loeng 1. FCNS kui teaduse üldised omadused
Kesknärvisüsteemi kui bioloogia haru füsioloogia üldtunnused: õppeaine, eesmärgid, eesmärgid, seosed teiste teadustega.
Närvisüsteemi funktsioonid.
Ajufüsioloogia arengu ajalugu. M. Halli uurimistöö olulisus, I.M. Sechenova, I.P. Pavlova, N.E. Vvedensky, Ch.Sherrington jt.
Neurofüsioloogia panus vaimse tegevuse mõistmisse.
Peamiste ajufunktsioonide uurimismeetodite lühikirjeldus: elektroentsefalograafia, esilekutsutud potentsiaali meetod, funktsionaalne kompuutertomograafia, kesknärvisüsteemi piirkondade ärritamise ja väljalülitamise meetod jne.
Sissejuhatus
FCNS viitab teadustele, mis uurivad inimesi. "Probleem, millega teadus inimese uurimisel silmitsi seisab, on see, et inimene peab ennast ise uurima. Ja vastavalt K. Gödeli teoreemile “Ebatäielikkusest”: teatud tingimustel (süsteemi suletus) “on selle kirjelduse keeles tõene tõestamatu väide”. See tähendab näiteks seda, et kui viibite auditooriumis, võite arvata seal oleva õhu temperatuuri, kuid selle väärtust on võimatu täpselt tõestada ilma, et "auditooriumi" süsteem lahkuks kõrgema järgu süsteemi "ruumi". ”, kust leiate termomeetri. Sellega seoses on “publikul” info puudulikkus, millest saab üle vaid keerulisemasse süsteemi jättes.
Seetõttu on suletud või tinglikult piiratud süsteemis alati olemas teoreetiliselt ületamatu ebatäielikkus. Need. inimese isikukirjelduse keeles võivad olla tõesed väited, kuid need ei ole tõestatavad. Inimest saab täielikult mõista ainult metasüsteemi üksus, mis on oma arenguprotsessis inimese omast oluliselt kõrgemal tasemel. Seetõttu on kõigi religioonide ja vastavate müstiliste koolkondade esoteeriliste aspektide eesmärgiks alati olnud jumaliku avaldumine inimeses, sest ainult Looja tasandilt saab aru “kes ma olen?”, “kust ma tulen. ?” ja milleks?".
"Inimteaduse" taseme järgi saab püstitada vaid teoreetilisi hüpoteese ja otsida neile kinnitust või ümberlükkamist.
Muidugi uurib teadus edukalt inimkeha ehitust nendes piirides, mis on tema instrumentidele kättesaadavad. Instrumentide täiustamisega õpib teadus üha rohkem, kuid seda protsessi ei saa kunagi täielikult lõpule viia, sest lõpmatut ei saa teada lõplike vahenditega.
On selge, et selle fakti väljaütlemine ei tähenda sugugi üleskutset peatada inimestega seotud teadusuuringud. See tegevus on väga vajalik, et inimene arendaks oma mõistuse ratsionaalset osa – mõistust. See puudutab ainult teadusliku meetodi võimalusi, mitte seda, kas seda tasub kasutada.
Kesknärvisüsteemi kui bioloogia haru füsioloogia üldomadused: õppeaine, eesmärgid, eesmärgid, seosed teiste teadustega
Füsioloogia (kreeka keelest "physis" - loodus, "logos" - sõna) on teadus kogu organismi, selle süsteemide, organite, kudede, rakkude funktsioonide ja elutähtsa aktiivsuse mehhanismide kohta.
Füsioloogia uurib nii keha elutegevuse nähtavat (fenomenoloogilist) poolt kui ka väliselt nähtamatuid füsioloogilisi mehhanisme.
Füsioloogia suudab anda tervikliku pildi organismi toimimisest, kui ta uurib selle elutähtsat tegevust elusolendite organiseerumise kõigil tasanditel: molekulaarsel, organ-koe, organsüsteemide ja organismi tasandil.
FCNS uuringud kesknärvisüsteemi ja selle üksikute struktuuride kui keha peamise regulatsioonisüsteemi funktsioonid ja elutegevuse mehhanismid.
Üksus: kesknärvisüsteemi toimimine.
FCNS-i eesmärgid:
– teadmised kesknärvisüsteemi ja selle üksikute struktuuride kui peamise regulatsioonilüli toimimise põhiseadustest, põhimõtetest ja mehhanismidest inimorganismi elutähtsate funktsioonide tagamisel;
Kesknärvisüsteemi toimimise üldiste mustrite, põhimõtete ja mehhanismide uurimine mikro- ja makrotasandil; kesknärvisüsteemi struktuuride erafunktsioonid ja nende seosed.
Ideede arendamine inimpsüühika toimimise loodusteaduslike aluste kohta.
Inimese funktsionaalse seisundi ilmingute füsioloogilisest vaatepunktist analüüsimise võime kujunemine; neuroloogiliste ja vaimsete düsfunktsioonide eristamine.
Föderaalse maksukeskuse ülesanded on paljastada närviregulatsiooni mehhanismid, närvistruktuuride koostoime olemus ja mehhanismid ning kasutada saadud andmeid praktilistel eesmärkidel.
Seosed teiste teadustega: tihedalt seotud neurobioloogia, psühholoogia, neuroloogia, kliinilise neurofüsioloogia, elektrofüsioloogia, etoloogia, neuroanatoomia ja teiste aju uurivate teadustega.
Närvisüsteemi funktsioonid
Keha üks olulisemaid omadusi on sisekeskkonna püsivus. Selle kontseptsiooni tutvustas prantsuse teadlane Claude Bernard.
Sisekeskkond määratakse vere, lümfi ja rakkudevahelise vedeliku koostise ja omaduste järgi organismis.
1929. aastal võttis Ameerika füsioloog W. Cannon kasutusele homöostaasi mõiste, mis tähistab keha stabiilsust tagavaid seisundeid ja protsesse.
Homöostaas on bioloogiliste süsteemide võime muutustele vastu seista ja säilitada koostise ja omaduste dünaamilist suhtelist püsivust.
Näide: Pärast söömist veresuhkru tase tõuseb, kõhunääre stimuleerib insuliini vabanemist, mis viib veresuhkru taseme languseni. Kui selle tase langeb alla normi, suureneb hormooni glükagooni vabanemine, suurendades taas glükoosisisaldust veres optimaalse tasemeni. Teine näide oleks liiga soolaste toitude tarbimine. Kuidas eemaldatakse liigne sool? Tunneme janu ja tarbime rohkem vett, liigne sool eritub selle veega neerude kaudu.
Iga organism primitiivsest kuni kõige keerulisemani peab eksisteerimiseks mis tahes tingimustes ja erinevatel aktiivsustasemetel püsima samal tasemel. homöostaas– keha sisekeskkonna stabiilne ebavõrdsus keskkonnaga.
See on võimalik ainult ainete, energia ja teabe korrastatud voogudega kehasse ja sealt välja. Selleks peab organism vastu võtma ja hindama infot välis- ja sisekeskkonna seisukorra kohta ning esmaseid vajadusi arvestades koostama käitumisprogrammid.
Seda funktsiooni täidab närvisüsteem, mis I. P. Pavlovi sõnade kohaselt on "väljendamatult keeruline ja peen suhtlusvahend, mis ühendab paljusid kehaosi üksteisega ja keha kui ülimalt keerukat süsteemi, millel on lõpmatus. välismõjude arv.
Seega hõlmavad närvisüsteemi kõige olulisemad funktsioonid:
1). Integreeriv koordineerimisfunktsioon– kõigi organite ja süsteemide töö juhtimine ning organismi funktsionaalse ühtsuse tagamine. Organism reageerib igale mõjule ühtse tervikuna, mõõtes ja allutades erinevate organite ja süsteemide vajadusi ja võimalusi.
2). Kohanemis-troofiline funktsioon - sümpaatilise närvisüsteemi funktsioon, mis tagab selgroogsete ja inimeste keha kohanemise muutuvate keskkonnatingimustega, muutes kõigi elundite ja kudede ainevahetuse taset. A.-t. f. viiakse läbi füüsikalis-keemiliste, biokeemiliste muutuste kaudu, mis tekivad impulsside mõjul, mis liiguvad mööda sümpaatilisi närve otse organitesse.
3). Puutefunktsioon– välis- ja sisekeskkonna seisundi kohta teabe saamine spetsiaalsetelt tajutavatelt rakkudelt või neuronite - retseptorite lõppudest.
4). Peegeldusfunktsioon, sealhulgas vaimne, Ja mälu funktsioon – saadud teabe töötlemine, hindamine, säilitamine, taasesitamine ja unustamine.
5). Käitumise programmeerimine. Sissetuleva ja juba salvestatud info põhjal koostab närvisüsteem keskkonnaga suhtlemiseks uusi programme või valib olemasolevatest programmidest välja sobivaima. Viimasel juhul liigispetsiifilised programmid, mis on kehtestatud geneetiliselt või programmid, mis on välja töötatud üksikisiku protsessis õppimine (tingimuslikud refleksid, motoorsed ja vaimsed stereotüübid jne, ei ole päritud). Mis tahes programmi rakendamine hõlmab tööorganeid (lihaseid ja näärmeid), mis muudavad oma funktsionaalset aktiivsust sõltuvalt kesknärvisüsteemist saadud signaalidest.
6) . Praegune kontroll programmi õige täitmise üle: Käitumise tulemusi hinnatakse pidevalt ning sellele hinnangule tuginedes saab teha käitumisprogrammi kohandusi.
HOMEOSTAAS, homöostaas (alates homeo... ja kreeka keeles seisak- liikumatus, olek), bioloogiliste süsteemide võime muutustele vastu seista ning säilitada koostise ja omaduste dünaamilist suhtelist püsivust. Mõiste “homöostaas” pakkus välja W. Cannon 1929. aastal, iseloomustamaks seisundeid ja protsesse, mis tagavad keha stabiilsuse. Idee keha sisekeskkonna püsivuse säilitamisele suunatud füsioloogiliste mehhanismide olemasolust väljendas aga juba 19. sajandi 2. poolel C. Bernardi poolt, kes käsitles füüsikaliste ja keemiliste tingimuste stabiilsust. sisekeskkond kui elusorganismide vabaduse ja iseseisvuse alus pidevalt muutuvas väliskeskkonnas.keskkond. Homöostaasi nähtusi täheldatakse bioloogilise organisatsiooni erinevatel tasanditel.
Homöostaas on füsioloogiline. Elu tekkimine Maal, üherakuliste organismide ilmumine oli seotud spetsiifiliste füüsikalis-keemiliste tingimuste tekke ja pideva säilimisega rakus kogu elu jooksul, mis erinesid keskkonnatingimustest. Mitmerakulistes organismides tekib sisekeskkond, milles paiknevad erinevate elundite ja kudede rakud, arenevad ja paranevad homöostaasi mehhanismid. Evolutsiooni käigus moodustuvad spetsiaalsed vereringe-, hingamis-, seede-, eritus- jne organid, mis on seotud homöostaasi säilitamisega. Mereselgrootutel on homöostaatilised mehhanismid sisevedelike mahu, ioonse koostise ja pH stabiliseerimiseks. Loomadele, kes siirdusid elule magevees ja maismaal, aga ka mageveest merre rännanud selgroogsetele moodustusid osmoregulatsioonimehhanismid, mis tagavad osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsiooni püsivuse organismis. Homöostaas on kõige täiuslikum imetajatel, mis suurendab nende võimet kohaneda keskkonnaga. Tänu homöostaasile on vere (isovoleemia) ja teiste rakuväliste vedelike mahu püsivus, ioonide ja osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsioon neis (isosmia), vere pH püsivus, valkude, lipiidide ja süsivesikute koostis. selles on tagatud. Lindudel ja imetajatel reguleeritakse kehatemperatuuri kitsastes piirides (isotermia). Täiendavad füsioloogilised mehhanismid tagavad üksikute elundite sisekeskkonna stabiliseerumise (näiteks määravad aju- ja silmarakke ümbritsevate vedelike eriomadused hematoentsefaal- ja hematoentseftalmoloogiline barjäär).
Homöostaas saavutatakse füsioloogiliste regulatsioonimehhanismide süsteemi abil. Kõige olulisemat, integreerivat funktsiooni täidab kesknärvisüsteem ja eriti ajukoor, sümpaatilise närvisüsteemi mõju, hüpofüüsi, neerupealiste ja teiste endokriinsete näärmete seisund ning efektororganite arenguaste. suure tähtsusega. Kompleksse homöostaatilise süsteemi näide, mis sisaldab erinevaid regulatsioonimehhanisme, on vererõhu optimaalse taseme tagamise süsteem, mida reguleeritakse tagasisidega ahelreaktsioonide põhimõttel: vererõhu muutusi tajuvad veresoonte baroretseptorid, signaal. kandub edasi veresoonte keskustesse, mille seisundi muutused põhjustavad muutusi veresoonte toonuses ja südametegevuses; samal ajal lülitub sisse neurohumoraalne regulatsioonisüsteem ja vererõhk normaliseerub.
Homöostaatiliste protsesside aluseks olevate mehhanismide häireid peetakse homöostaasi haigusteks. Mõne kokkuleppe kohaselt hõlmavad need organismi normaalse talitluse funktsionaalseid häireid, mis on seotud bioloogiliste rütmide sunnitud ümberstruktureerimisega jne. Inimese homöostaasi mustrite tundmine on paljude haiguste tõhusate ja ratsionaalsete ravimeetodite valikul väga oluline.
Taimedes on plasmalemma ja tonoplast esmatähtsad homöostaasi säilitamiseks raku tasemel. Esimene reguleerib toitainete ioonide ja vee sissevoolu rakku väliskeskkonnast ning ballasti ja liigsete ioonide H +, Na +, Ca 2+ vabanemist, teine reguleerib reservsubstraatide sisenemist protoplasmasse vakuoolidest, kui on nende puudus ja eemaldamine vakuooli kui on üle. Rakkude osmootse potentsiaali stabiliseerimine toimub peamiselt K + ja anioonide teatud intratsellulaarse kontsentratsiooni säilitamisega. Kudede tasandil osalevad homöostaasi säilitamises plasmodesmaadid, mis reguleerivad süsivesikute ja muude substraatide rakkudevahelist voolu.
Homöostaas on geneetiline ehk populatsioon, populatsiooni võime säilitada genotüübilise struktuuri suhteline stabiilsus ja terviklikkus muutuvates keskkonnatingimustes. See saavutatakse, säilitades geneetilise tasakaalu alleelide sageduses üksikisikute vaba ristumise ajal populatsioonides, säilitades heterosügootsuse ja polümorfismi, mutatsiooniprotsessi teatud kiiruse ja suuna. Homöostaasi uurimine on mikroevolutsiooni mustrite uurimisel kiireloomuline ülesanne. Arengu homöostaas on antud genotüübi võime luua spetsiifiline fenotüüp paljudes tingimustes.
Mõistet “homöostaas” kasutatakse ökoloogias laialdaselt ökosüsteemide seisundi ja nende stabiilsuse iseloomustamiseks. Tänu homöostaasile säilib liigilise koosseisu ja isendite arvu püsivus biotsenoosides.
Elussüsteemide stabiliseerimise mehhanismid
Kogu oma eluea jooksul säilitab rakk spetsiifilisi füüsikalis-keemilisi tingimusi, mis erinevad keskkonnatingimustest. Nimetatakse bioloogiliste süsteemide võimet muutustele suhteliselt vastu seista ning säilitada koostise ja omaduste dünaamilist suhtelist püsivust homöostaas. Homöostaasi nähtust täheldatakse kõigil bioloogilise organisatsiooni tasanditel. Nimetatakse bioloogiliste süsteemide võimet automaatselt luua ja hoida konstantsel tasemel teatud bioloogilisi näitajaid iseregulatsioon. Iseregulatsiooni korral ei mõjuta juhtimistegurid süsteemi väljastpoolt, vaid moodustuvad selles iseseisvalt. Mis tahes elutähtsa teguri kõrvalekalle homöostaasist annab tõuke seda taastavate mehhanismide mobiliseerimiseks. Näiteks kehatemperatuuri tõus kuumuses suurendab higistamist ja kehatemperatuur langeb normaalseks. Organismiüleste süsteemide - populatsioonide ja biotsenooside - eneseregulatsiooni ilmingud ja mehhanismid on mitmekesised. Sellel tasemel säilitatakse populatsioonide struktuuri ja nende arvukuse stabiilsus ning reguleeritakse ökosüsteemide kõigi komponentide dünaamikat muutuvates keskkonnatingimustes. Biosfäär ise on näide homöostaatilise seisundi säilitamisest ja elussüsteemide iseregulatsiooni avaldumisest. Kõigile organismidele on omane omadus taastoota oma liiki, tagades elu järjepidevuse ja järjepidevuse.
Paljunemist elusolendites saab taandada kaheks vormiks: aseksuaalne ja seksuaalne. Vanim paljunemisviis on aseksuaalne . See on tavaline üherakulistel organismidel, kuid võib olla iseloomulik ka mitmerakulistele seentele, taimedele ja loomadele (kõrgelt organiseeritud loomadel on see haruldane). Lihtsaim mittesugulise paljunemise vorm on iseloomulik viirustele. Nende paljunemisprotsess on seotud võimega ise nukleiinhappemolekule paljundada. Seoses teiste aseksuaalselt paljunevate organismidega eristavad nad paljunemine sporulatsiooni teel Ja vegetatiivne paljundamine . Sporulatsiooni teel paljunemine on seotud spetsialiseeritud rakkude moodustumisega - eosed, mis sisaldavad tuuma ja tsütoplasmat, on kaetud tiheda membraaniga ja on ebasoodsates tingimustes võimelised pikaajaliselt eksisteerima, tekitades tütarisikuid. Selline paljunemine on tüüpiline bakteritele, vetikatele, seentele, sammaldele ja sõnajalgadele. Vegetatiivne paljunemine on uue isendi moodustumine vanema osast. Tekib emaorganismist osa eraldamisel ja tütarorganismiks muutmisel. Iseloomulik hulkraksetele organismidele. Kõige mitmekesisemad vegetatiivse paljunemise vormid taimedes on pistikud, sibulad, pungad jne. Loomadel toimub vegetatiivne paljunemine kas jagunemise või pungamise teel, mil emakehale moodustub väljakasv - pung, millest areneb uus isend. . Pungad võivad vanema küljest eralduda või jääda selle külge kinni, mille tulemuseks on koloonia (nagu korallide polüüpide puhul). Mitmerakulise looma keha killustumine osadeks võib toimuda, misjärel igast osast areneb uus loom. Selline paljunemine on tüüpiline käsnadele, hüdradele, meritähtedele ja mõnele teisele organismile.
IN seksuaalne paljunemine osalevad kaks vanemindiviid, kes annavad igaüks ühe suguraku – suguraku. Iga suguraku kannab poolt kromosoomide komplekti. Kahe suguraku ühinemise tulemusena moodustub sügoot, millest areneb uus organism. Sügoot saab mõlema vanema pärilikud omadused. Kahekojaliste vormide kõrval on looma- ja taimerühmad, millel on ühes organismis nii isas- kui ka emassuguelundid - hermafrodiidid (isetolmlevad taimed: nisu, oder jne).
Paljunemisprobleem – päriliku teabe ülekandmine järgmistele põlvkondadele. Keha läbib kõik individuaalse arengu etapid – ontogenees: kasvab, areneb, paljuneb, vananeb, sureb. Välistingimuste muutused võivad organismi arengut kiirendada või aeglustada. Organismide piiratud individuaalne eluiga on üks vajalikke tingimusi elu arenguks planeedil.
Superorganismaalsed süsteemid (populatsioonid, biotsenoosid, biosfäär tervikuna) on samuti võimelised end taastootama, ajas arenema ja muutuma.
Le Chatelier' põhimõtte toimimine biosfääris
Le Chatelier' põhimõte tuletati empiiriliselt keemilise tasakaalu jaoks: kui väline mõju viib süsteemi stabiilsest tasakaaluseisundist välja, nihkub see tasakaal selles suunas, milles välismõju mõju väheneb. Vaatleme pöörduvat keemilist reaktsiooni, kui otsene protsess stimuleerib pöördprotsessi.
2H2 + O2 2H2O + Q
See reaktsioon kulgeb soojuse vabanemisega. On võimalik hinnata erinevate tegurite mõju dünaamilise tasakaalu seisundile (kui päri- ja tagasireaktsiooni kiirus on sama). Kui pakutavas süsteemis temperatuuri alandatakse, nihkub tasakaal vastavalt Le Chatelieri põhimõttele reaktsioonisaaduste suunas, kuna reaktsioon on eksotermiline. Kui tõstad temperatuuri, siis lähteainete poole. Rõhu tõustes nihkub tasakaal süsteemis rõhu vähenemise suunas, s.t. reaktsiooniproduktide suunas.
Ökoloogia laenas selle seaduse üldistatud kujul: Väline mõju, mis viib süsteemi tasakaalust välja, stimuleerib selles protsesse, mis kipuvad nõrgendama selle interaktsiooni tulemusi.
Biosfääris realiseerub see seadus organismi või organismide koosluse oluliste parameetrite autoreguleerimise ja suhtelise püsivuse (homöostaasi) vormis. Selle põhimõtte rakendamine põhineb keskkonna globaalsel biootilisel regulatsioonil. Kogu oma eksisteerimise aja on biosfäär olnud allutatud äkilistele välistele häiretele: meteoriitide kukkumisele, vulkaanipursketele ja muudele loodusõnnetustele. Elusaine aktiivsuse tõttu pärast selliseid häireid oli aga tagatud naasmine algsesse tasakaaluolekusse.
Samuti V.I. Vernadsky märkis elustiku tohutut rolli keskkonnaseisundi stabiliseerimisel, kuna kõigi elusorganismide jaoks oluliste elementide kontsentratsiooni reguleerivad bioloogilised protsessid. Elustik moodustas hiiglaslikud kivimaardlad, Maa hapnikuatmosfääri ja pinnase. Elustik teostab kõige täielikumat kontrolli biogeensete elementide üle, kontrollides nende ringlust. Tänu sellele on keskkonnaseisund reguleeritud ja optimaalsed elutingimused tagatud ülima täpsusega. Miljardite eluaastate jooksul pole olnud selliseid keskkonnahäireid, mis tooksid kaasa biosfääri kui terviku hävimise. Elustik ei saa mõjutada päikesekiirguse voogu ega loodete intensiivsust. Toitainete kontsentratsiooni keskkonnas sihipäraselt vastavalt Le Chatelier’ põhimõttele muutes saab see aga kompenseerida katastroofiliste protsesside tagajärgi. Liigne süsihappegaas võib näiteks väliskeskkonnas muutuda elustiku toimel väheaktiivseteks orgaanilisteks vormideks ning puudujääki saab täiendada huumuses ja turbas sisalduvate orgaaniliste ainete lagunemise tõttu.
Elustiku struktuuri katkemine majandustegevuse käigus võib häirida bioloogiliste liikide korrelatsiooni looduses, et säilitada aineringe ja viia biosfääri hävimiseni.
Erinevate gruppide ettevõtete veetarbimist iseloomustab märkimisväärne ebaühtlus. Tööstusliku veetarbimise mahu hindamiseks kasutatakse mõistet “tootmisvee intensiivsus”, mille all mõistetakse 1 tonni toote tootmiseks vajalikku vee mahtu (m3). Tabelis Joonisel 4 on näidatud erinevat tüüpi toodangu vee intensiivsus.
Suurim veetarbimine tööstuses on energeetika-, keemia-, naftakeemia-, tselluloosi- ja paberitööstuses, musta ja värvilise metallurgia valdkonnas. 300 MW võimsusega soojuselektrijaam tarbib 120 m 3 vett sekundis ehk 300 miljonit m 3 /aastas. Eriti kiiresti kasvas veetarbimine tööstuses 20. sajandil, mil hakkasid arenema äärmiselt veemahukad tööstused, nagu orgaaniline süntees ja naftakeemia.Põllumajanduses seostatakse suurt veetarbimist peamiselt niisutatud põllumajandusega. Kasvatada 1 tonni nisukasvuperioodil Vaja on 1500 m3, 1 tonn riisi – 8000 m3, 1 tonn puuvilla – 5000 m3 . Planeedi rahvastiku kiire kasvu tingimustes on niisutusel üha olulisem roll põllumajanduse kui inimeste peamise toiduvarustuse allika tõhustamisel.
Kommunaalteenustel on veevarude kasutamisel eriline koht: koduseks ja joogiks ning koduseks otstarbeks. Joomiseks kulutab inimene 2,0–2,5 liitrit päevas. Venemaa SNiP andmetel on tavaline veetarbimine päevas inimese kohta 250 liitrit, võrdluseks teistes arenenud riikides - 150–200 liitrit. Erinevates riikides ja linnades on veetarbimine erinev, l/(päev · inimene):
Suurenenud tarbimisest tingitud vee liigne pumpamine on kaasa toonud põhjavee taseme languse kõigil mandritel. Hiinas ja Indias, kahes maailma suurima rahvaarvuga riigis, sõltuvad toiduvarud niisutatud põllumajandusest. Indias on vee väljavõtmine põhjaveekihtidest üle 2 korra suurem kui selle kogunemine, seega Indias langeb mageveekihtide tase peaaegu igal pool 1–3 m aastas. Mallorca saarel (Hispaania ranniku lähedal) pole praegu magevett üldse, saare elanike vajadused katavad kolm magestamisjaama. Saar on valmistatud kivist ja arvatakse, et see on kunagi olnud osa mandrist. Mallorca mageveevarud olid pärast selle eraldamist Pürenee poolsaarest väga suured. Soise ala harimiseks pumpasid saare elanikud viimastel sajanditel vett välja tuulikute abil. Selgus, et see vesi täitis vaid kivides olevad tühimikud.
Veetarbimine kasvab iga aastaga, inimesed kasutavad selle varusid palju rohkem, mistõttu võib lähitulevikus paljudes riikides ilmneda veepuuduse probleem. Mageveepuudust tuntakse juba Hollandis, Belgias, Luksemburgis ja Ungaris. Kuveidis, Alžeerias ja Liibüas kasutatakse destilleeritud vett ning Californiasse ja Aklahomasse on paigaldatud võimsad magestamistehased. Maailma Terviseorganisatsiooni andmetel kannatab veepuuduse käes 1,2 miljardit inimest. Meie riigi elanike veevarustus on üks kõrgemaid maailmas, mistõttu kasutatakse magedat vett äärmiselt ebaökonoomselt. Kuid juba praegu on raskusi elanikkonna kvaliteetse joogivee tagamisega. Võib-olla saame kunagi mereveest magedat vett, kuid tuleb tõdeda, et magestamismeetodid on kallid ja keerulised.
Teadlased usuvad, et Maal pole kristallselget vett ja kogu magevesi on juba tehnosfääri läbinud, mistõttu muutub selle kvalitatiivne koostis. Maa looduslike vete tänapäevase degradatsiooni peamiseks põhjuseks on inimtekkeline reostus. Selle peamised allikad:
Tööstuslik reovesi;
Linnade ja teiste asustatud piirkondade olmereovesi;
Niisutussüsteemide äravool, pindmine äravool põldudelt ja muudelt põllumajandusrajatistelt;
Saasteainete atmosfääri sadestumine veekogude ja valgalade pinnale.
Hüdrosfääri inimtekkeline reostus on nüüdseks muutunud oma olemuselt globaalseks ja on oluliselt vähendanud planeedil kasutatavaid mageveevarusid. Tööstuse, põllumajanduse ja olmereovee kogumaht on ≈ 1300 km 3 . Hüdrosfääri saasteainete kogumass on ≈ 15 miljardit tonni aastas.
elu pole kunagi tekkinud, vaid oli alati olemas
17. Organismide individuaalset arengut, mis hõlmab kõiki muutusi sünnist surmani, nimetatakse...
ontogenees
18. Bioloogiliste süsteemide võimet seista vastu muutustele ja säilitada koostise dünaamilist suhtelist püsivust nimetatakse ...
homöostaas
19. Metoodilist lähenemist elu päritolu küsimusele, mis põhineb usul primaarse geneetilise koodi omadustega makromolekulaarse süsteemi ülimuslikkusesse, nimetatakse...
genobioos
20. Üks elusolendite peamisi märke on:
enesepaljunemise võime
Inimene – füsioloogia, tervis, loovus, emotsioonid, sooritus
Uut vaimu ja keha tervise teadust nimetatakse...
valeoloogia
Intelligentsus on...
võime ratsionaalselt mõelda
REM ehk paradoksaalne uni on unenägu
tavalise "aeglase" kõrval
Inimese tervis – vastavalt...
objektiivne seisund
Tehisintellekti süsteem on süsteem, mis modelleerib ja taastoodab teatud tüüpi...
inimese vaimne tegevus
6. Loomeprotsessi üks etappe on inspiratsioon, taipamine. Selles etapis, mis juhtub...
idee tõesuse kontrollimine, selle järgnev teadlik arendamine ja vormistamine
Kuid Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel on tervis...
täieliku füüsilise, vaimse ja sotsiaalse heaolu seisund
Vene vanasõna "hommik on õhtust targem" ütleb Fr.
teadvuseta töö öösel
9. On teada, et vaatamata ajupoolkerade peaaegu täielikule keemilisele ja anatoomilisele identiteedile erinevad need funktsionaalselt. Vasaku poolkera funktsioonid on järgmised:
Kõne
B) fantaasiatöö
B) loogiline mõtlemine
D) muusika ja maali tajumine
10. Teatavasti on ajupoolkerad funktsionaalselt asümmeetrilised:
"vasakpoolne" mõtlemine - diskreetne, analüütiline; "parem poolkera" - ruumilis-kujundlik. Aju vasaku poolkera funktsioonid hõlmavad järgmist:
loogiline mõtlemine
11. On teada, et ajupoolkerad on funktsionaalselt asümmeetrilised: “vasakpoolkera” mõtlemine – diskreetne, analüütiline; "parem poolkera" - ruumilis-kujundlik. Aju vasaku poolkera funktsioonid hõlmavad järgmist:
otsuseid tehes
Mälu on aju võime saadud teavet meelde jätta, talletada ja taasesitada. Mälu on mitut tüüpi: labiilne (lühiajaline), ikooniline (hetkeline) ja -
püsiv (pikaajaline)
Inimese reaktsioone sisemiste või väliste stiimulite mõjule, millel on väljendunud subjektiivne hinnang ja mis hõlmavad igat tüüpi sensuaalsust ja/kogemusi, nimetatakse...
emotsioonid
14. Indiviidi tunnuseid tema vaimse tegevuse dünaamilise poole pealt (tempo, rütm, vaimsete protsesside ja seisundite intensiivsus) nimetatakse:
Praegune lehekülg: 4 (raamatul on kokku 44 lehekülge) [saadaval lugemislõik: 29 lehekülge]
2.4. Homöostaas
Homöostaas (kreeka keelest.homoios - sama,statos – olek) – bioloogiliste süsteemide võime muutustele vastu seista ning säilitada oma struktuuri ja omaduste suhtelist dünaamilist püsivust. Homöostaasi säilitamine on nii üksikute rakkude ja organismide kui ka tervete bioloogiliste koosluste ja ökosüsteemide eksisteerimise hädavajalik tingimus.
Elussüsteemide homöostaasis (stabiilsus) on:
vastupidavus(ellujäämisvõime, tolerantsus (vt punkt 3.2.2) - võime taluda keskkonnamuutusi ilma süsteemi põhiomadusi rikkumata;
elastsus(vastupidavus, vastupidavus) - võime kiiresti iseseisvalt naasta normaalsesse olekusse ebastabiilsest seisundist, mis tekkis süsteemi välise kahjuliku mõju tagajärjel.
Mõistet “homöostaas” kasutatakse ökoloogias laialdaselt erinevate süsteemide stabiilsuse iseloomustamiseks. Rakkude homöostaasi määravad spetsiifilised füüsikalis-keemilised tingimused, mis erinevad keskkonnatingimustest; mitmerakulise organismi homöostaas – püsiva sisekeskkonna säilitamine. Loomade homöostaasi konstandid on vere ja teiste kehavedelike maht ja koostis.
Populatsiooni homöostaasi määrab ruumilise struktuuri, tiheduse ja geneetilise mitmekesisuse säilimine. Tänu homöostaatilisele regulatsioonile säilib kooslustes populatsioonide koosseisu ja suuruse püsivus.
Ökosüsteemi tasandil avaldub homöostaas kõige stabiilsemates liikidevahelise interaktsiooni vormides, mis väljendub kohanemises keskkonna iseärasustega ja toitaineringete säilimises. Võib isegi mõelda biosfääri homöostaasile, milles erinevate organismide koosmõju säilitab atmosfääri gaasilise koostise, pinnase koostise, maailmamere soolade koostise ja kontsentratsiooni püsivuse jne.
Homöostaasi tagab negatiivse tagasiside põhimõttel toimivate regulatsioonimehhanismide toimimine. Siis tuleks küberneetilisi termineid kasutades kirjeldada häireid elava süsteemi toimimises kui “häire” või “müra” ilmnemist tagasisidekanalis.
Häire rolli võivad mängida mitmesugused tegurid, nagu ilmastikutingimused, inimtegevus jne. Keskkonnaomaduste äkilisi muutusi, mille puhul need (või üks neist) ületavad lubatud piire, nimetatakse keskkonnastressiks.
Loomulikult on spetsiifilised regulatsioonimehhanismid organismi raku, populatsiooni ja ökosüsteemi jaoks erinevad, kuid iseregulatsiooni ja homöostaasi säilitamise tulemuseks on alati bioloogilise süsteemi kõigi elementide toimimise tasakaal ja selge koordineerimine.
2.5. Bioloogilised liigid
Loomade ja taimede kogu mitmekesisuse liikideks jagamine on viis eluslooduse korrapäraseks kirjeldamiseks, mis põhineb selle elementide hierarhilise struktuuri tuvastamisel.
Enamasti eristuvad eri liikide isendid välimuse, käitumise ja füsioloogia järgi. Kuid ainult välistest erinevustest, isegi olulistest, ei piisa liigi eristamiseks. Kui kahe erineva organismirühma isendid, kelle välimuse erinevus on kõige olulisem, on võimelised ristuma ja järglasi tootma (st võimalik on geenivahetus), siis on tegemist ühe liigiga. Vastupidi, isendid, kes ei suuda ristamise korral järglasi toota, liigitatakse erinevateks liikideks.
Vaade- teatud piirkonnas (geograafilise leviku piirkonnas) asustavate isendite kogum, mis on võimeline ristama ja tootma viljakaid järglasi, millel on mitmeid ühiseid morfofüsioloogilisi omadusi ja seoseid abiootilise ja biootilise keskkonnaga, mis on eraldatud teistest sarnastest. isikute rühmad hübriidvormide peaaegu täieliku puudumise tõttu. Liigid on evolutsiooniprotsessi kvalitatiivne etapp (vt jaotis 3.33).
Ülaltoodud liikide määramise reeglil (nagu kõigil teistel teaduslikel skeemidel, mis kirjeldavad elu lõputult erinevaid ilminguid) on erandid.
Testi küsimused ja ülesanded
2.1. Mis on homöostaas?
2.2. Too näiteid organismide vastupidavuse ja elastsuse kohta.
2.3. Millised muutused toimuvad aines ja energias fotosünteesi ja taimede kasvu käigus?
2.4. Nimeta fotosünteesi ja kemosünteesi protsesside sarnasused ja erinevused.
2.5. Loetlege peamised hingamistüübid.
2.6. Nimetage üks ja universaalne raku energiavarustuse allikas.
2.7. Millised organismid on tootjad ja milline on nende roll ökosüsteemis?
2.8. Selgitage tootjaorganismide, tarbimisorganismide ja lagundavate organismide vahelisi seoseid.
2.9. Millist rolli mängib vesi raku elus?
2.10. Määratlege bioloogilised liigid. Kas sellest liigimääratluse reeglist on erandeid?
KESKKONNATEGURID
Elusolendid on oma keskkonnast lahutamatud. Iga üksik organism, olles iseseisev bioloogiline süsteem, on pidevalt otseses või kaudses suhetes oma keskkonna ehk teisisõnu elupaiga erinevate komponentide ja nähtustega, mõjutades organismi seisundit ja omadusi.
kolmapäeval– üks ökoloogilistest põhimõistetest, mis tähendab kogu organismi ümbritsevate elementide ja tingimuste spektrit ruumiosas, kus organism elab, kõike, mille keskel ta elab ja millega ta vahetult suhtleb. Samal ajal muudavad organismid, olles kohanenud teatud kindlate tingimustega, elutegevuse käigus ise järk-järgult neid tingimusi, s.o. oma olemasolu keskkonda.
3.1. Keskkonnategurid ja nende mõju
Ökoloogiline faktor– keskkonnateguriks nimetatakse mis tahes keskkonnaelementi, mis võib elusorganismi otseselt või kaudselt mõjutada vähemalt ühes tema isendiarengu faasis.
Keskkonnategurid on mitmekesised ning iga tegur on vastava keskkonnaseisundi ja selle ressursi (keskkonnas leiduva varu) kombinatsioon.
Keskkonnakeskkonna tegurid (joonis 3.1) jagunevad tavaliselt kahte rühma:
Inertse (eluta) looduse tegurid - abiootiline või abiogeenne;
Looduslikud tegurid - biootiline või biogeenne.
Teisest küljest on mõlemad päritolult nii looduslikud kui ka inimtekkelised, st otseselt või kaudselt seotud inimtegevusega, mis mitte ainult ei muuda looduslike keskkonnategurite režiime, vaid loob ka uusi, sünteesides pestitsiide, väetisi, ehitusmaterjale. , ravimid jne.
Riis. 3.1. Keskkonnategurite klassifikatsioon
Teadaolevalt peaks terminisüsteemi konstrueerimise aluseks olema üsna mahukas klassifikatsioon, mis hõlmab kõiki mõisteid nende omavahelises seoses ja arengus. Looduses toimuvate nähtuste erakordne keerukus, seotus ja vastastikune sõltuvus muudab ökoloogiasse klassifitseerimise keeruliseks. Lisaks ülaltoodud keskkonnategurite klassifikatsioonile on palju teisi (vähem levinud), mis kasutavad muid eristavaid tunnuseid. Seega tehakse kindlaks tegurid, mis sõltuvad ja ei sõltu organismide arvust ja tihedusest. Näiteks makrokliima tegurite mõju ei mõjuta loomade või taimede arv, kuid patogeensete mikroorganismide põhjustatud epideemiad (massihaigused) sõltuvad nende arvukusest antud territooriumil. On teada klassifikatsioonid, milles kõik inimtekkelised tegurid liigitatakse biootilisteks.
3.1.1. Abiootilised tegurid
Keskkonna abiootilises osas (elutus looduses) saab kõik tegurid eelkõige jagada füüsikalisteks ja keemilisteks. Vaadeldavate nähtuste ja protsesside olemuse mõistmiseks on aga mugav esitada abiootilisi tegureid klimaatiliste, topograafiliste, kosmiliste tegurite kogumina, samuti keskkonna (vee-, maismaa- või pinnase) koostise tunnuseid, jne.
3.1.1.1. Peamised klimaatilised tegurid
Päikese energia. Kosmoses levib see elektromagnetlainetena. Organismide jaoks on oluline tajutava kiirguse lainepikkus, selle intensiivsus ja kokkupuute kestus.
Umbes 99% päikesekiirguse koguenergiast moodustavad kiired lainepikkusega λ = 170 ... 4000 nm, sealhulgas 48% spektri nähtavas osas (λ = 390 ... 760 nm), 45% spektri nähtavas osas (λ = 390 ... 760 nm). infrapuna lähedal (λ = 760 ... 4000 nm) ja umbes 7% ultraviolettkiirguse (λ< 400 нм).
Kiired λ = 380 ... 710 nm on fotosünteesi jaoks esmatähtsad. Pikalaineline (kaug-infrapunane) päikesekiirgus (λ > 4000 nm) mõjutab organismide elutähtsaid protsesse vähe.
Ultraviolettkiired laiusega λ > 320 nm väikestes annustes on vajalikud loomadele ja inimestele, kuna nende mõjul tekib organismis D-vitamiin Kiirgus λ-ga< 290 нм губительно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.
Atmosfääriõhu läbimisel päikesevalgus (joonis 3.2) peegeldub, hajub ja neeldub. Puhas lumi peegeldab päikesevalgust ligikaudu 80–95%, saastunud lumi – 40–50%, tšernozemmuld – kuni 5%, kuiv kerge muld – 35–45%, okasmetsad – 10–15%. Maapinna valgustus varieerub aga oluliselt olenevalt aasta- ja kellaajast, geograafilisest laiuskraadist, kallakutest, atmosfääritingimustest jne.
Maa pöörlemise tõttu vahelduvad valguse ja pimeduse perioodid perioodiliselt. Fotoperioodi pikkusega (päeva pikkusega) seostatakse õitsemist, seemnete idanemist taimedes, rännet, talveunne, loomade paljunemist ja palju muud looduses. Taimede valgusevajadus määrab nende kiire kasvu kasvu ja metsa kihilise struktuuri. Veetaimed levivad peamiselt veekogude pinnakihtides.
Riis. 3.2. Päikese kiirguse tasakaal Maa pinnal päevasel ajal
Temperatuur. Temperatuur on peamiselt seotud päikesekiirgusega, kuid mõnel juhul määrab selle geotermilistest allikatest saadav energia.
Külmumispunktist madalamal temperatuuril kahjustab elusrakk tekkivate jääkristallide poolt füüsiliselt ja sureb ning kõrgel temperatuuril ensüümid denatureeritakse. Valdav enamus taimi ja loomi ei talu negatiivseid kehatemperatuure. Elutemperatuuri ülemine piir tõuseb harva üle 40–45 °C.
Äärmuslike piiride vahelises vahemikus kahekordistub ensümaatiliste reaktsioonide kiirus (ja seega ka ainevahetuse kiirus) iga 10 °C temperatuuri tõusuga. Märkimisväärne osa organismidest suudab kontrollida (säilitada) kehatemperatuuri eelkõige kõige elutähtsamates organites. Selliseid organisme nimetatakse homöotermiline- soojavereline (kreeka keelest. homoios- sarnane, termo– soojus), erinevalt poikilotermiline- külmavereline (kreeka keelest. poikilos- mitmesugused, muutlikud, mitmekesised), millel on ebastabiilne temperatuur, sõltuvalt ümbritsevast temperatuurist.
Veekeskkonnas on vee suure soojusmahtuvuse tõttu temperatuurimuutused vähem dramaatilised ja tingimused stabiilsemad kui maismaal. On teada, et piirkondades, kus temperatuur on päeva jooksul ja ka aastaaegade vahel väga erinev, on liikide mitmekesisus väiksem kui piirkondades, kus ööpäevased ja aastased temperatuurid on püsivamad.
Temperatuur, nagu ka valguse intensiivsus, sõltub laiuskraadist, aastaajast, kellaajast ja nõlva kokkupuutest. Äärmuslike temperatuuride (madala ja kõrge) mõju võimendab tugev tuul.
Temperatuuri muutust õhus tõusmisel või vette sukeldumisel nimetatakse temperatuuri kihistumine. Tavaliselt toimub mõlemal juhul pidev temperatuuri langus teatud gradiendiga. Siiski on ka teisi võimalusi. Seega soojenevad suvel pinnaveed rohkem kui süvaveed. Seoses vee tiheduse olulise vähenemisega soojenemisel, algab selle tsirkulatsioon kuumutatud pinnakihis, segunemata aluskihtide tihedama ja külma veega. Selle tulemusena moodustub sooja ja külma kihi vahele terav temperatuurigradiendiga vahevöönd. Kõik see mõjutab elusorganismide paiknemist vees, samuti sissetulevate lisandite ülekandumist ja hajumist.
Sarnane nähtus esineb atmosfääris, kui jahtunud õhukihid liiguvad allapoole ja paiknevad soojade kihtide all, s.t. temperatuuri inversioon, soodustades saasteainete kuhjumist maapinna õhukihti.
Mõned reljeefielemendid soodustavad ümberpööramist, näiteks süvendid ja orud. See tekib siis, kui teatud kõrgusel on aineid, näiteks aerosoole, mida kuumutatakse otseselt otsese päikesekiirgusega, mis põhjustab ülemiste õhukihtide intensiivsemat kuumenemist.
Mullakeskkonnas sõltub temperatuuri päevane ja hooajaline stabiilsus (kõikumised) sügavusest (joonis 3.3). Märkimisväärne temperatuurigradient (nagu ka õhuniiskus) võimaldab mullaelanikel väiksemate liikumistega soodsa keskkonna luua.
Riis. 3.3. Mulla temperatuuri aastaste kõikumiste vähendamine sügavusega
Elusorganismide olemasolu ja arvukus võivad temperatuuri mõjutada. Näiteks metsa võra all või üksiku taime lehtede all tekib erinev temperatuur.
Sademed, niiskus. Vesi on eluks Maal hädavajalik, ökoloogilises mõttes on see ainulaadne (vt jaotised 2.1, 2.2). Peaaegu identsetes geograafilistes tingimustes eksisteerib Maal nii kuum kõrb kui ka troopiline mets (joonis 3.4). Erinevus on vaid aastases sademete koguses: esimesel juhul 0,2-200 mm ja teisel 900-2000 mm.
Sademed, mis on tihedalt seotud õhuniiskusega, on veeauru kondenseerumise ja kristalliseerumise tagajärg atmosfääri kõrgetes kihtides. Maapinnases õhukihis moodustub kaste ja udu ning madalatel temperatuuridel täheldatakse niiskuse kristalliseerumist - sajab härmatist või lund.
Iga organismi üks peamisi füsioloogilisi funktsioone on piisava veetaseme säilitamine organismis. Organismidel on evolutsiooni käigus välja kujunenud erinevad kohandused vee saamiseks ja säästlikuks kasutamiseks, samuti kuivaperioodide üleelamiseks. Mõned kõrbeloomad saavad vett toidust, teised õigeaegselt talletatud rasvade oksüdeerimise kaudu (näiteks kaamel, kes suudab bioloogilise oksüdatsiooni teel saada 100 g rasvast 107 g metaboolset vett); samal ajal on neil keha väliskesta minimaalne vee läbilaskvus, valdavalt öine eluviis jne. Perioodilise kuivuse korral langevad nad tavaliselt minimaalse ainevahetuse kiirusega puhkeolekusse.
Riis. 3.4. Taimkatte tüübi sõltuvus kliimatingimustest
Maismaataimed saavad vett peamiselt mullast. Vähene sademete hulk, kiire drenaaž, intensiivne aurustumine või nende tegurite kombinatsioon põhjustavad kuivamist ning liigne niiskus põhjustab muldade vettimist ja vettimist.
Niiskuse tasakaal sõltub sademete ja mulla ja taimede pinnalt aurustuva vee hulga erinevusest (vt. transpiratsioon). Aurumisprotsessid omakorda sõltuvad otseselt atmosfääriõhu suhtelisest niiskusest. Kui niiskus on 100% lähedal, aurustumine praktiliselt peatub ja kui temperatuur veelgi langeb, algab vastupidine protsess - kondenseerumine (tekib udu, kaste, langeb härmatis).
Lisaks märgitule suurendab õhuniiskus kui keskkonnategur oma äärmuslikel väärtustel (kõrge ja madal õhuniiskus) temperatuuri mõju (süvendab mõju) kehale.
Õhu küllastumine veeauruga saavutab harva maksimaalse väärtuse. Niiskusedefitsiit on erinevus antud temperatuuril maksimaalse võimaliku ja tegeliku küllastuse vahel. See on üks olulisemaid keskkonnaparameetreid, kuna see iseloomustab kahte suurust korraga: temperatuuri ja niiskust. Mida suurem on niiskusdefitsiit, seda kuivem ja soojem on ning vastupidi.
Sademete režiim on kõige olulisem tegur, mis määrab saasteainete migratsiooni looduskeskkonnas ja nende väljauhtumise atmosfäärist.
Keskkonna liikuvus.Õhumasside (tuule) liikumise põhjusteks on eelkõige maapinna ebaühtlane kuumenemine, põhjustades rõhumuutusi, aga ka Maa pöörlemine. Tuul on suunatud soojema õhu poole.
Tuul on kõige olulisem tegur niiskuse, seemnete, eoste, keemiliste lisandite jms levimisel pikkade vahemaade taha. See aitab kaasa nii tolmu kui gaasiliste ainete maalähedase kontsentratsiooni vähenemisele nende sisenemiskoha läheduses. atmosfääris ja foonkontsentratsiooni suurenemisele õhus, mis on tingitud kaugetest allikatest, sealhulgas piiriülesest transpordist, põhjustatud heitkogustest.
Tuul kiirendab transpiratsiooni (niiskuse aurustumist taimede maapealsetest osadest), mis halvendab eriti madala õhuniiskuse juures elutingimusi. Lisaks mõjutab see kaudselt kõiki maismaal asuvaid elusorganisme, osaledes ilmastiku ja erosiooni protsessides.
Mobiilsus ruumis ja veemasside segunemine aitavad säilitada veekogude füüsikaliste ja keemiliste omaduste suhtelist homogeensust (homogeensust). Pinnavoolude keskmine kiirus jääb vahemikku 0,1–0,2 m/s, ulatudes kohati 1 m/s, Golfi hoovuses 3 m/s.
Surve. Normaalseks atmosfäärirõhuks loetakse absoluutset rõhku Maailma ookeani pinnal 101,3 kPa, mis vastab 760 mm Hg. Art. või 1 atm. Maakeral on pidevalt kõrge ja madala õhurõhuga alad ning samades punktides täheldatakse hooajalisi ja igapäevaseid kõikumisi. Kuna kõrgus merepinnast ookeani tasemega võrreldes suureneb, rõhk väheneb, hapniku osarõhk väheneb ja transpiratsioon taimedes suureneb.
Perioodiliselt tekivad atmosfääris madala rõhuga alad võimsate õhuvooludega, mis liiguvad spiraalselt tsentri poole, mida nimetatakse nn. tsüklonid. Neid iseloomustab suur sademete hulk ja ebastabiilne ilm. Nimetatakse vastupidiseid loodusnähtusi antitsüklonid. Neid iseloomustab stabiilne ilm, nõrk tuul ja mõnel juhul ka temperatuurimuutused. Antitsüklonite ajal tekivad mõnikord ebasoodsad meteoroloogilised tingimused, mis aitavad kaasa saasteainete kuhjumisele atmosfääri pinnakihti.
Samuti on mere- ja mandri atmosfäärirõhk.
Sukeldumisel suureneb veekeskkonna rõhk. Vee oluliselt (800 korda) õhust suurema tiheduse tõttu tõuseb mageveekogus iga 10 m sügavuse kohta rõhk 0,1 MPa (1 atm). Absoluutne rõhk Mariaani süviku põhjas ületab 110 MPa (1100 atm).
Ioniseeriv kiirgus. Ioniseeriv kiirgus on kiirgus, mis ainet läbides moodustab ioonide paare; taust – looduslike allikate tekitatud kiirgus. Sellel on kaks peamist allikat: kosmiline kiirgus ja radioaktiivsed isotoobid ja elemendid maakoore mineraalides, mis kunagi tekkisid Maa aine tekkimise ajal. Pika poolestusaja tõttu on Maa soolestikus tänapäevani säilinud paljude ürgsete radioaktiivsete elementide tuumad. Neist olulisemad on kaalium-40, toorium-232, uraan-235 ja uraan-238. Kosmilise kiirguse mõjul tekivad atmosfääris pidevalt uued radioaktiivsete aatomite tuumad, millest peamised on süsinik-14 ja triitium.
Maastiku kiirgusfoon on selle kliima üks asendamatuid komponente. Fooni moodustamises osalevad kõik teadaolevad ioniseeriva kiirguse allikad (joonis 3.5), kuid igaühe panus kogu kiirgusdoosi oleneb konkreetsest geograafilisest asukohast. Inimene kui looduskeskkonna elanik saab suurema osa kiirgusest looduslikest kiirgusallikatest ja seda on võimatu vältida. Kõik elusolendid Maal on kogu eksisteerimisajaloo jooksul kosmosekiirgusega kokku puutunud ja sellega kohanenud.
Riis. 3.5. Saadud radioaktiivse kokkupuute doosid, mrad/g. (Kõrval N.F. Reimers): 1– kosmilised kiired; 2 – elusorganismides sisalduvad sisemised α-kiired ja 40K kiirgus; 3 – kohalike välisallikate kiirgus
Mägimaastikke iseloomustab nende märkimisväärse kõrguse tõttu merepinnast suurenenud kosmilise kiirguse panus. Liustikud, mis toimivad neelava ekraanina, püüavad oma massis kinni aluspõhjakivimite kiirguse. Avastati mere ja maismaa kohal olevate radioaktiivsete aerosoolide sisalduse erinevused. Mereõhu koguradioaktiivsus on sadu ja tuhandeid kordi väiksem kui mandri õhul.
Maal on piirkondi, kus kiirguse intensiivsus on kümneid kordi kõrgem keskmistest väärtustest, näiteks uraani- ja tooriumimaardlate alad. Selliseid kohti nimetatakse uraani- ja tooriumiprovintsideks. Graniitkivimite tekkepiirkondades täheldatakse stabiilset ja suhteliselt kõrgemat kiirgustaset.
Muldade tekkega kaasnevad bioloogilised protsessid mõjutavad oluliselt radioaktiivsete ainete akumuleerumist viimastesse. Madala humiinainete sisaldusega on nende aktiivsus nõrk, samas kui tšernozemidel on alati olnud kõrgem eriaktiivsus. Eriti kõrge on see graniidimassiivide läheduses asuvatel tšernozemi- ja niidumuldadel. Vastavalt eriaktiivsuse suurenemise astmele võib mullad jämedalt järjestada järgmises järjekorras: turvas; stepivööndi ja metsastepi mullad; tšernozem; graniidil arenevad mullad.
Maapinna lähedal toimuva kosmilise kiirguse intensiivsuse perioodiliste kõikumiste mõju elusorganismide kiirgusdoosile on praktiliselt tähtsusetu.
Paljudes maakera piirkondades saavutab uraani ja tooriumi kiirgusest põhjustatud ekspositsioonidoosikiirus geoloogiliselt ettenähtava aja jooksul Maal eksisteerinud kiirgustaseme, mille jooksul toimus elusorganismide loomulik evolutsioon. Üldiselt mõjub ioniseeriv kiirgus kõrgelt arenenud ja keerukatele organismidele kahjulikumalt ning inimesed on eriti tundlikud. Mõned ained jaotuvad kogu kehas ühtlaselt, näiteks süsinik-14 või triitium, teised aga kogunevad teatud organitesse. Seega kogunevad luukoesse raadium-224, – 226, plii-210, poloonium-210. Inertgaas radoon-220, mis mõnikord ei eraldu ainult litosfääri ladestustest, vaid ka inimeste kaevandatud ja ehitusmaterjalina kasutatavatest mineraalidest, avaldab tugevat mõju kopsudele.
Radioaktiivsed ained võivad koguneda vette, pinnasesse, setetesse või õhku, kui nende eraldumise kiirus ületab radioaktiivse lagunemise kiirust. Elusorganismides toimub radioaktiivsete ainete kogunemine toiduga sisenemisel (“biootilise võimenduse reegel”, vt punkt 5.1.3).