Mikroskop odsłonił przed nami wiele tajemnic – niewidzialne cząstki, które żyły w organizmie, zobacz innych.
Łomonosow
ORGANIZACJA KOMÓREK
Komórkowy poziom organizacji życia
Komórkowy poziom życia- jest to poziom organizacji, o którego właściwościach decydują komórki wraz z ich składnikami składowymi oraz ich udział w procesach transformacji substancji, energii i informacji.
Komórka to układ biologiczny posiadający charakterystyczne cechy budowy, funkcji i właściwości.
Organizacja strukturalna. Komórka jest podstawową jednostką strukturalną organizmów kolonialnych i wielokomórkowych, a u organizmów jednokomórkowych jest jednocześnie niezależnym organizmem integralnym. Głównymi częściami strukturalnymi komórki są aparat powierzchniowy, cytoplazma i jądro (nukleoid u organizmów prokariotycznych), zbudowane na określonych podsystemach i elementach, którymi są organelle. Istnieją dwa typy organizacji komórek - prokariotyczne i eukariotyczne. Podstawowym poziomem organizacji komórek jest poziom molekularny.
Organizacja funkcjonalna. Aby przetrwać, komórki muszą: a) otrzymywać energię ze środowiska i przekształcać ją do potrzebnej postaci; b) selektywnie przepuszczać, przenosić i usuwać substancje; c) przechowywać, wdrażać i przekazywać informację genetyczną następnemu pokoleniu; d) stale utrzymywać reakcje chemiczne niezbędne do utrzymania równowagi wewnętrznej; e) rozpoznawać sygnały otoczenia i reagować na nie w określony sposób; f) tworzą nowe cząsteczki i struktury w celu zastąpienia tych, których żywotność dobiegła końca.
Każda żywa komórka to system, który przetwarza docierające do niej substancje, energię i informacje, zapewniając w ten sposób procesy życiowe organizmu. Komórka jest jednostką funkcjonalną realizującą takie funkcje jak wsparcie, ruch, odżywianie, oddychanie, krążenie krwi, wydzieliny, rozmnażanie, ruch, regulacja procesów itp. Komórki organizmów jednokomórkowych pełnią wszystkie te istotne funkcje, a większość komórek organizmu wielokomórkowego specjalizuje się w wykonywaniu jednej głównej funkcji życiowej. Ale w obu przypadkach każda funkcja komórki jest konsekwencją skoordynowanej pracy wszystkich jej elementów. Organizacja i funkcjonowanie wszystkich składników komórki są związane przede wszystkim z błonami biologicznymi. Zewnętrzne relacje między komórkami są utrzymywane poprzez uwalnianie substancji chemicznych i nawiązywanie kontaktów; wewnętrzne relacje między elementami komórki zapewniają hialoplazma.
Nieruchomości . Komórka jest elementarnym biosystemem, ponieważ na poziomie komórkowym manifestują się wszystkie właściwości życia. Główne właściwości komórki to otwartość, metabolizm, hierarchia, integralność, samoregulacja, samoodnowa, samoreprodukcja, rytm itp. Właściwości te są zdeterminowane strukturalną i funkcjonalną organizacją biomembran, cytoplazmy i jądra.
2.. Kwasy nukleinowe (DNA i RNA) oraz białka przyciągają uwagę jako substraty życia. Kwasy nukleinowe to złożone związki chemiczne zawierające węgiel, tlen, wodór, azot i fosfor. DNA jest materiałem genetycznym komórek i określa specyficzność chemiczną genów. Pod kontrolą DNA zachodzi synteza białek, w której uczestniczy RNA. Wszystkie żywe organizmy w przyrodzie składają się z tych samych poziomów organizacji; jest to charakterystyczny wzór biologiczny wspólny dla wszystkich żywych organizmów. Wyróżnia się następujące poziomy organizacji organizmów żywych: Poziom genetyki molekularnej.
Jest to najbardziej elementarny poziom charakterystyczny dla życia. Bez względu na to, jak złożona i prosta jest struktura dowolnego żywego organizmu, wszystkie składają się z tych samych związków molekularnych. Przykładem tego są kwasy nukleinowe, białka, węglowodany i inne złożone kompleksy molekularne substancji organicznych i nieorganicznych.
Czasami nazywane są biologicznymi substancjami wielkocząsteczkowymi. Na poziomie molekularnym zachodzą różne procesy życiowe organizmów żywych: metabolizm, konwersja energii. Za pomocą poziomu molekularnego odbywa się transfer informacji dziedzicznych, powstają poszczególne organelle i zachodzą inne procesy.
Poziom komórki.
Komórka jest strukturalną i funkcjonalną jednostką wszystkich żywych organizmów na Ziemi. Poszczególne organelle w komórce mają charakterystyczną budowę i pełnią określoną funkcję. Funkcje poszczególnych organelli w komórce są ze sobą powiązane i realizują wspólne procesy życiowe.
U organizmów jednokomórkowych (glonów jednokomórkowych i pierwotniaków) wszystkie procesy życiowe zachodzą w jednej komórce, a jedna komórka istnieje jako odrębny organizm. Pamiętajcie o glonach jednokomórkowych, chlamydomonach, chlorelli i najprostszych zwierzętach - amebie, orzęskach itp. W organizmach wielokomórkowych jedna komórka nie może istnieć jako odrębny organizm, ale jest elementarną jednostką strukturalną organizmu.
Poziom tkanki.
Zbiór komórek i substancji międzykomórkowych o podobnym pochodzeniu, strukturze i funkcji tworzy tkankę. Poziom tkanki jest charakterystyczny tylko dla organizmów wielokomórkowych. Ponadto poszczególne tkanki nie są niezależnym, integralnym organizmem. Na przykład ciała zwierząt i ludzi składają się z czterech różnych tkanek (nabłonkowej, łącznej, mięśniowej, nerwowej). Tkanki roślinne nazywane są: edukacyjnymi, powłokowymi, podtrzymującymi, przewodzącymi i wydalniczymi. Pamiętaj o budowie i funkcjach poszczególnych tkanek.
Poziom organów.
W organizmach wielokomórkowych połączenie kilku identycznych tkanek o podobnej strukturze, pochodzeniu i funkcji tworzy poziom narządów. Każdy narząd zawiera kilka tkanek, ale spośród nich jedna jest najważniejsza. Oddzielny narząd nie może istnieć jako całość. Kilka narządów o podobnej strukturze i funkcji łączy się, tworząc układ narządów, na przykład trawienie, oddychanie, krążenie krwi itp.
Poziom organizmów.
Rośliny (Chlamydomonas, Chlorella) i zwierzęta (ameba, orzęski itp.), których ciała składają się z jednej komórki, są niezależnym organizmem. A indywidualny osobnik organizmów wielokomórkowych jest uważany za odrębny organizm. W każdym indywidualnym organizmie zachodzą wszystkie procesy życiowe charakterystyczne dla wszystkich żywych organizmów - odżywianie, oddychanie, metabolizm, drażliwość, rozmnażanie itp. Każdy niezależny organizm pozostawia potomstwo.
W organizmach wielokomórkowych komórki, tkanki, narządy i układy narządów nie są oddzielnym organizmem. Tylko integralny układ narządów, które specyficznie spełniają różne funkcje, tworzy odrębny, niezależny organizm. Rozwój organizmu od zapłodnienia do końca życia trwa pewien okres czasu. Ten indywidualny rozwój każdego organizmu nazywa się ontogenezą. Organizm może istnieć w ścisłym związku ze swoim środowiskiem.
Poziom populacji i gatunku.
Zbiór osobników jednego gatunku lub grupy, który istnieje przez długi czas w określonej części zasięgu, stosunkowo oddzielnie od innych populacji tego samego gatunku, stanowi populację. Na poziomie populacji przeprowadzane są proste przemiany ewolucyjne, które przyczyniają się do stopniowego pojawiania się nowego gatunku.
Poziom biogeocenotyczny.
Zbiór organizmów różnych gatunków i o różnej złożoności organizacji, przystosowanych do tych samych warunków środowiska naturalnego, nazywany jest biogeocenozą, czyli zbiorowością naturalną. Biogeocenoza obejmuje liczne gatunki organizmów żywych i naturalne warunki środowiskowe. W naturalnych biogeocenozach energia gromadzi się i jest przekazywana z jednego organizmu na drugi. Biogeocenoza obejmuje związki nieorganiczne, organiczne i organizmy żywe.
Poziom biosfery.
Całość wszystkich żywych organizmów na naszej planecie i ich wspólne środowisko naturalne stanowi poziom biosfery. Na poziomie biosfery współczesna biologia rozwiązuje problemy globalne, np. określając intensywność tworzenia wolnego tlenu przez roślinność Ziemi czy zmiany stężenia dwutlenku węgla w atmosferze związane z działalnością człowieka.
W szczególności właściwości istot żywych można nazwać:
1. Samoodnawianie, które wiąże się z ciągłą wymianą materii i energii, a polega na zdolności do przechowywania i wykorzystywania informacji biologicznej w postaci unikalnych cząsteczek informacyjnych: białek i kwasów nukleinowych.
2. Samoreprodukcja, która zapewnia ciągłość między pokoleniami systemów biologicznych.
3. Samoregulacja, która opiera się na przepływie materii, energii i informacji.
4. Większość procesów chemicznych zachodzących w organizmie nie przebiega w stanie dynamicznym.
5. Organizmy żywe są zdolne do wzrostu.
stały, które cały cykl życiowy spędzają w organizmie żywiciela, wykorzystując go jako źródło pożywienia i siedliska (np. glisty, tasiemce, wszy);
A) wewnątrzjamowy - zlokalizowane w jamach łączących się ze środowiskiem zewnętrznym (na przykład w jelitach - glista, włosogłówka);
B) tkanina zlokalizowane w tkankach i zamkniętych jamach; (na przykład przywra wątrobowa, cysticerci tasiemców);
V) wewnątrzkomórkowy- zlokalizowane w komórkach; (na przykład plazmodia malarii, toksoplazma).
dodatkowy, lub drugi żywiciel pośredni (na przykład ryba dla przywry kociej);
1) Odżywcze(przez usta z pożywieniem) - jaja robaków, cysty pierwotniaków w przypadku nieprzestrzegania zasad higieny osobistej i higieny żywności (warzywa, owoce); larwy robaków (Trichinella) i wegetatywne formy pierwotniaków (Toxoplasma) przy niedostatecznej obróbce kulinarnej produktów mięsnych.
2) Przewieziony drogą lotniczą(przez błony śluzowe dróg oddechowych) - wirusy (grypa) i bakterie (błonica, dżuma) oraz niektóre pierwotniaki (toksoplazma).
3) Kontakt i gospodarstwo domowe(bezpośredni kontakt z chorym lub zwierzęciem, poprzez bieliznę i artykuły gospodarstwa domowego) - jaja robaków kontaktowych (owsiki, tasiemiec karłowaty) i wielu stawonogów (wszy, świerzb).
4) Przenośny- z udziałem wektora stawonogów:
A) szczepienie - przez trąbkę podczas ssania krwi (plazmodia malarii, trypanosomy);
B) zanieczyszczenie- podczas drapania i wcierania w skórę odchodów lub hemolimfy nośnika (dur wszy, dżuma).
Przezłożyskowy(przez łożysko) - toksoplazma, plazmodia malarii.
Seksualny(podczas stosunku płciowego) - wirus AIDS, Trichomonas.
Transfuzja(z transfuzją krwi) - wirus AIDS, plazmodia malarii, trypanosomy.
a) wysoce przystosowany(w systemie praktycznie nie ma sprzeczności);
Wyróżnia się następujące formy manifestacji specyfiki:
aktualny: specyficzna lokalizacja u żywiciela (wszy głowowe i tułowia, świerzbowce, robaki jelitowe);
wiek(owsiki i tasiemce karłowate najczęściej atakują dzieci);
sezonowy(ogniska czerwonki amebowej są związane z okresem wiosenno-letnim, włośnicą - z okresem jesienno-zimowym).
Świat żywy jest zbiorem systemów biologicznych o różnych poziomach organizacji i różnym podporządkowaniu. Są w ciągłej interakcji. Istnieje kilka poziomów żywej materii:
Molekularny– każdy żywy system, niezależnie od tego, jak skomplikowany jest zorganizowany, objawia się na poziomie funkcjonowania makrocząsteczek biologicznych: kwasów nukleinowych, białek, polisacharydów, a także ważnych substancji organicznych. Z tego poziomu rozpoczynają się najważniejsze procesy życiowe organizmu: metabolizm i konwersja energii, przekazywanie informacji dziedzicznych itp. - najstarszy poziom struktury przyrody żywej, graniczący z przyrodą nieożywioną.
Komórkowy– komórka jest jednostką strukturalną i funkcjonalną, a także jednostką rozmnażania i rozwoju wszystkich żywych organizmów żyjących na Ziemi. Nie ma komórkowych form życia, a istnienie wirusów tylko potwierdza tę zasadę, ponieważ mogą one wykazywać właściwości żywych systemów tylko w komórkach.
Tkanina— Tkanka to zbiór komórek o podobnej budowie, połączonych wspólną funkcją.
Organ— u większości zwierząt narząd jest strukturalną i funkcjonalną kombinacją kilku rodzajów tkanek. Na przykład ludzka skóra jako narząd obejmuje nabłonek i tkankę łączną, które łącznie pełnią szereg funkcji, z których najważniejsza ma funkcję ochronną.
Organizm- organizm wielokomórkowy to integralny układ narządów wyspecjalizowanych do pełnienia różnych funkcji. Różnice między roślinami i zwierzętami w budowie i sposobie żywienia. Połączenie organizmów ze środowiskiem, ich zdolność przystosowania się do niego.
Gatunki populacyjne– zbiór organizmów tego samego gatunku, połączonych wspólnym siedliskiem, tworzy populację jako system porządku ponadorganizacyjnego. W systemie tym przeprowadzane są najprostsze, elementarne przekształcenia ewolucyjne.
Biogeocenotyczny- biogeocenoza - zbiór organizmów różnych gatunków i o różnej złożoności organizacji, wszystkie czynniki środowiskowe.
Biosfera— biosfera to najwyższy poziom organizacji żywej materii na naszej planecie, obejmujący całe życie na Ziemi. Zatem żywa przyroda jest złożonym systemem hierarchicznym.
2. Rozmnażanie na poziomie komórkowym, mitoza i jej rola biologiczna
Mitoza (od greckiego mitos – nić), rodzaj podziału komórki, w wyniku którego komórki potomne otrzymują materiał genetyczny identyczny z tym zawartym w komórce macierzystej. Karyokineza, czyli pośredni podział komórki, jest najpowszechniejszą metodą reprodukcji (reprodukcji) komórek, zapewniającą jednakowy rozkład materiału genetycznego pomiędzy komórkami potomnymi oraz ciągłość chromosomów w wielu pokoleniach komórek.
Ryż. 1. Schemat mitozy: 1, 2 – profaza; 3 – prometafaza; 4 – metafaza; 5 – anafaza; 6 – wczesna telofaza; 7 – późna telofaza
Biologiczne znaczenie mitozy zależy od połączenia podwojenia chromosomów poprzez ich podłużne rozszczepienie i równomierne rozmieszczenie pomiędzy komórkami potomnymi. Początek mitozy poprzedza okres przygotowania, który obejmuje magazynowanie energii, syntezę kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) i reprodukcję centrioli. Źródłem energii są związki wysokoenergetyczne, czyli tzw. związki wysokoenergetyczne. Mitozie nie towarzyszy wzmożone oddychanie, ponieważ w interfazie zachodzą procesy oksydacyjne (wypełnianie „rezerwy energetycznej ary”). Okresowe uzupełnianie i wyczerpywanie się rezerwy energetycznej ara jest podstawą energii mitozy.
Etapy mitozy są następujące. Pojedynczy proces. Mitozę dzieli się zwykle na 4 etapy: profazę, metafazę, anafazę i telofazę.
Ryż. 2. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Interfaza
Ryż. 3. Mitoza w kępach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Profaza (luźna figura kulowa)
Ryż. 4. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Późna profaza (zniszczenie błony jądrowej)
METAFAZA - polega na przemieszczeniu CHROMOSOMÓW do płaszczyzny równikowej (metakineza lub prometafaza), utworzeniu PŁYTY równikowej („gwiazda matka”) i oddzieleniu chromatyd, czyli chromosomów siostrzanych.
Ryż. 5. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Prometafaza
Ryc.6. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Metafaza
Ryż. 7. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Anafaza
ANAPHAZA to etap rozbieżności chromosomów w stronę biegunów. Ruch anafazowy wiąże się z wydłużeniem centralnych nici wrzeciona, które oddala bieguny mitotyczne, oraz ze skróceniem mikrotubul chromosomalnych aparatu mitotycznego. Wydłużenie centralnych nici WRZECIONA następuje albo na skutek POLARYZACJI „zapasowych makrocząsteczek”, które dopełniają budowę MIKROTUBULI wrzeciona, albo na skutek odwodnienia tej struktury. Skrócenie mikrotubul chromosomalnych zapewniają WŁAŚCIWOŚCI białek kurczliwych aparatu mitotycznego, zdolnych do kurczenia się bez pogrubiania. TELOPAZA - polega na rekonstrukcji jąder potomnych z chromosomów zgromadzonych na biegunach, podziale ciała komórki (CYTOTYMIA, CYTOKINEZA) i ostatecznym zniszczeniu aparatu mitotycznego z TWORZENIEM ciała pośredniego. Rekonstrukcja jąder potomnych wiąże się z desperalizacją chromosomów, ODBUDOWĄ jąderka i błony jądrowej. Cytotomię przeprowadza się poprzez utworzenie PŁYTKI komórkowej (w komórce roślinnej) lub poprzez utworzenie bruzdy tnącej (w komórce zwierzęcej).
Ryc.8. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Wczesna telofaza
Ryż. 9. Mitoza w komórkach merystematycznych korzenia cebuli (mikrografia). Późna telofaza
Mechanizm cytotomii jest związany albo ze skurczem żelatynizowanego pierścienia CYTOPLAZMU otaczającego RÓWNIK („hipoteza kurczliwego pierścienia”), albo z ekspansją powierzchni komórki w wyniku prostowania łańcuchów białkowych w kształcie pętli („ekspansja MEMBRANY " hipoteza).
Czas trwania mitozy- zależy od wielkości komórek, ich ploidii, liczby jąder, a także od warunków środowiskowych, w szczególności od temperatury. W komórkach zwierzęcych mitoza trwa 30–60 minut, w komórkach roślinnych 2–3 godziny. Dłuższe etapy mitozy związane z procesami syntezy (preprofaza, profaza, telofaza) powodują szybki samoprzemieszczanie się chromosomów (metakineza, anafaza).
BIOLOGICZNE ZNACZENIE MITOZY - stałość struktury i prawidłowe funkcjonowanie narządów i tkanek organizmu wielokomórkowego nie byłoby możliwe bez zachowania tego samego zestawu materiału genetycznego w niezliczonych pokoleniach komórkowych. Mitoza zapewnia ważne przejawy aktywności życiowej: rozwój embrionalny, wzrost, odbudowę narządów i tkanek po uszkodzeniu, utrzymanie integralności strukturalnej tkanek przy ciągłej utracie komórek w procesie ich funkcjonowania (wymiana martwych czerwonych krwinek, uszkodzonych komórek skóry, nabłonek jelitowy itp.) U pierwotniaków mitoza zapewnia rozmnażanie bezpłciowe.
3. Gametogeneza, charakterystyka komórek rozrodczych, zapłodnienie
Komórki rozrodcze (gamety) – w gonadach rozwijają się męskie plemniki i żeńskie komórki jajowe (lub jaja). W pierwszym przypadku droga ich rozwoju nazywa się SPERMATOGENEZA (od greckiego plemnik - nasienie i geneza - pochodzenie), w drugim - OVOGENEZA (od łacińskiego ovo - jajo)
Gamety to komórki płciowe, ich udział w zapłodnieniu, tworzeniu zygoty (pierwszej komórki nowego organizmu). Efektem zapłodnienia jest podwojenie liczby chromosomów i przywrócenie ich diploidalnego zestawu w zygocie. Cechą gamet jest pojedynczy, haploidalny zestaw chromosomów w porównaniu z diploidalnym zestawem chromosomów w komórkach organizmu2. Etapy rozwoju komórek rozrodczych: 1) wzrost w wyniku mitozy liczby pierwotnych komórek rozrodczych z diploidalnym zestawem chromosomów, 2) wzrost pierwotnych komórek rozrodczych, 3) dojrzewanie komórek rozrodczych.
ETAPY GAMETOGENEZY – w procesie rozwoju płciowego zarówno plemników, jak i komórek jajowych wyróżnia się etapy (ryc.). Pierwszym etapem jest okres reprodukcji, w którym pierwotne komórki rozrodcze dzielą się w drodze mitozy, co powoduje wzrost ich liczby. Podczas spermatogenezy reprodukcja pierwotnych komórek rozrodczych jest bardzo intensywna. Rozpoczyna się wraz z początkiem dojrzewania i trwa przez cały okres rozrodczy. Rozmnażanie się żeńskich pierwotnych komórek rozrodczych u niższych kręgowców trwa niemal przez całe życie. U człowieka komórki te rozmnażają się z największą intensywnością dopiero w prenatalnym okresie rozwoju. Po utworzeniu żeńskich gonad - jajników, pierwotne komórki rozrodcze przestają się dzielić, większość z nich umiera i ulega resorpcji, reszta pozostaje w stanie uśpienia aż do okresu dojrzewania.
Drugi etap to okres wzrostu. W niedojrzałych męskich gametach okres ten jest wyrażony nieostro. Rozmiar męskich gamet nieznacznie wzrasta. Wręcz przeciwnie, przyszłe jaja – oocyty – czasami zwiększają swój rozmiar setki, tysiące, a nawet miliony razy. U niektórych zwierząt oocyty rosną bardzo szybko – w ciągu kilku dni lub tygodni, u innych gatunków wzrost trwa miesiące lub lata. Wzrost oocytów odbywa się dzięki substancjom wytwarzanym przez inne komórki organizmu.
Trzeci etap to okres dojrzewania, czyli mejoza (ryc. 1).
Ryż. 9. Schemat powstawania komórek rozrodczych
Komórki wchodzące w okres mejozy zawierają diploidalny zestaw chromosomów i już dwukrotnie większą ilość DNA (2n 4c).
Podczas rozmnażania płciowego organizmy dowolnego gatunku zachowują swoją charakterystyczną liczbę chromosomów z pokolenia na pokolenie. Osiąga się to poprzez fakt, że przed fuzją komórek rozrodczych - zapłodnieniem - w procesie dojrzewania liczba w nich chromosomów zmniejsza się (zmniejsza), tj. ze zbioru diploidalnego (2n) powstaje zbiór haploidalny (n). Wzorce mejozy w męskich i żeńskich komórkach rozrodczych są zasadniczo takie same.
Bibliografia
Gorelov A. A. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. - M.: Centrum, 2008.
Dubnischeva T.Ya. i inne. Współczesne nauki przyrodnicze. - M.: Marketing, 2009.
Lebedeva N.V., Drozdov N.N., Krivolutsky D.A. Biologiczna różnorodność. M., 2004.
Mamontow S.G. Biologia. M., 2007.
Yarygin V. Biologia. M., 2006.
Poziomy organizacji przyrody żywej.
Cała żywa przyroda jest zbiorem systemów biologicznych (z greckiego systema - całość składająca się z połączonych ze sobą części) o różnych poziomach organizacji i różnym podporządkowaniu. Naukowcy identyfikują kilka poziomów organizacji żywej przyrody: molekularny, komórkowy, organizmowy, populacyjny-gatunek, ekosystem I biosfera. Na poziomie molekularnym badane są cząsteczki znajdujące się w komórce, ich struktura i funkcje. Na poziomie komórkowym - budowa komórki, budowa i funkcje jej poszczególnych organelli; na poziomie organizmu – budowa tkanek, narządów i układów narządów całego organizmu. Na poziomie populacji-gatunku badana jest struktura gatunku i cechy populacji. Na poziomie ekosystemu (biogeocenozy) badana jest struktura biogeocenoz; na poziomie biosfery - badane są skorupy Ziemi zamieszkałe przez organizmy żywe (litosfera, hydrosfera, atmosfera).
Badanie poziomów organizacji układów biologicznych pozwala teoretycznie wyobrazić sobie, jak mogły powstać pierwsze organizmy żywe i jak przebiegał na Ziemi proces ewolucji od układów najprostszych do układów bardziej złożonych i wysoce zorganizowanych. Aby to zrozumieć, należy zapoznać się z charakterystyką systemów żywych na każdym poziomie organizacji.
Poziom molekularny.
Każdy żywy system, niezależnie od tego, jak skomplikowany może być, przejawia się na poziomie funkcjonowania makrocząsteczek biologicznych. Poziom molekularny można nazwać początkowym, najgłębszym poziomem organizacji istot żywych. Każdy żywy organizm składa się z cząsteczek substancji organicznych - białek, kwasów nukleinowych, węglowodanów, tłuszczów (lipidów), znajdujących się w komórkach i zwanych cząsteczkami biologicznymi.
Biolodzy badają rolę tych niezbędnych związków biologicznych we wzroście i rozwoju organizmów, przechowywaniu i przekazywaniu informacji dziedzicznych, metabolizmie i konwersji energii w żywych komórkach oraz innych procesach.
Badając organizmy żywe, dowiedziałeś się, że składają się one z tych samych pierwiastków chemicznych, co organizmy nieożywione. Obecnie znanych jest ponad 100 pierwiastków, większość z nich występuje w organizmach żywych. Do najpowszechniejszych pierwiastków w przyrodzie żywej należą węgiel, tlen, wodór i azot.
Podstawą wszystkich związków organicznych jest węgiel. Może oddziaływać z wieloma atomami i ich grupami, tworząc łańcuchy różniące się składem chemicznym, budową, długością i kształtem. Cząsteczki powstają z grup atomów, a z tych ostatnich - złożonych związków chemicznych, różniących się budową i funkcją. Nazywa się te związki organiczne tworzące komórki organizmów żywych polimery biologiczne, Lub biopolimery.
Poziomy organizacji systemów żywych. Poziom komórki. Podstawowe postanowienia
współczesna teoria komórkowa.
Molekularny poziom genetyczny (jednostka elementarna - gen)
Poziom komórkowy (komórka)
Poziom organizmiczny, inaczej ontogenetyczny (indywidualny)
Gatunek populacji (populacja)
Biogeocenotyczne (biogeocenozy)
Poziom komórkowy to poziom komórek (komórki bakterii, sinic, zwierząt jednokomórkowych i glonów, grzybów jednokomórkowych, komórek organizmów wielokomórkowych). Zjawiska elementarne są reprezentowane przez reakcje metabolizmu komórkowego. Dzięki aktywności komórki substancje pochodzące z zewnątrz przekształcane są w substraty i energię, które zgodnie z istniejącą wiedzą wykorzystywane są w procesie biosyntezy białek. W ten sposób mechanizmy przekazywania informacji oraz przemiany substancji i energii są sprzężone na poziomie komórkowym. Elementarne zjawiska na tym poziomie tworzą energetyczną i materialną podstawę życia na innych poziomach. Komórka jest jednostką strukturalną istot żywych, jednostką funkcjonalną, jednostką rozwoju. Poziom ten jest badany przez cytologię, cytochemię, cytogenetykę i mikrobiologię. Współczesna teoria komórki obejmuje następujące podstawowe zasady:
Nr 1 Komórka jest jednostką struktury, aktywności życiowej, wzrostu i rozwoju żywych organizmów, poza komórką nie ma życia;
Nr 2 Komórka to pojedynczy układ składający się z wielu elementów naturalnie ze sobą powiązanych, stanowiący pewną całość;
Nr 3 Komórki wszystkich organizmów są podobne pod względem składu chemicznego, budowy i funkcji;
Nr 4 Nowe komórki powstają jedynie w wyniku podziału komórek pierwotnych;
Nr 5 Komórki organizmów wielokomórkowych tworzą tkanki, a tkanki tworzą narządy. Życie organizmu jako całości zależy od interakcji jego komórek składowych;
Nr 6 Komórki organizmów wielokomórkowych posiadają pełny zestaw genów, różnią się jednak między sobą tym, że działają w nich różne grupy genów, co skutkuje zróżnicowaniem morfologicznym i funkcjonalnym komórek – różnicowaniem.
Strukturalna i funkcjonalna organizacja komórek pro- i eukariotycznych.
Komórki typu prokariotycznego są szczególnie małe (o średnicy nie większej niż 0,5-3,0 mikrona). nie mają morfologicznie odrębnego jądra, ponieważ materiał jądrowy w postaci DNA nie jest oddzielony od cytoplazmy błoną. Komórka nie ma rozwiniętego układu błonowego. Aparat genetyczny składa się z pojedynczego okrągłego chromosomu, który jest pozbawiony głównych białek histonowych. Prokariotom brakuje centrum komórkowego. Wewnątrzkomórkowe ruchy cytoplazmy i ruch ameboidów nie są dla nich typowe. Czas potrzebny do powstania dwóch komórek potomnych (czas generacji) jest stosunkowo krótki i wynosi kilkadziesiąt minut. Komórki prokariotyczne nie dzielą się na drodze mitozy. Do tego typu komórek zaliczają się bakterie i sinice. Eukariotyczny typ organizacji komórkowej jest reprezentowany przez dwa podtypy. Cechą organizmów pierwotniaków jest to, że (z wyjątkiem form kolonialnych) odpowiadają one strukturalnie poziomowi jednej komórki i fizjologicznie pełnoprawnemu osobnikowi. Pod tym względem jedną z cech niektórych komórek pierwotniaków jest obecność w cytoplazmie miniaturowych formacji, które pełnią na poziomie komórkowym funkcje ważnych narządów organizmu wielokomórkowego. Są to (na przykład u orzęsków) cytostom, cytogardły i proszek, podobne do układu trawiennego, oraz kurczliwe wakuole, podobne do układu wydalniczego. Komórki organizmów wielokomórkowych mają błonę. Plazlemamę (błonę komórkową) tworzy błona pokryta na zewnątrz warstwą glikokaliksu. Komórka ma jądro i cytoplazmę. Jądro zawiera błonę, sok jądrowy, jąderko i chromatynę. Cytoplazma jest reprezentowana przez główną substancję (matrycę, hialoplazmę), w której rozmieszczone są wtręty i organelle (szorstkie i gładkie eps, kompleks blaszkowy, mitochondria, rybosomy, polisomy, lizosomy, peryksizomy, mikrofibryle, mikrotubule, centriole centrum komórkowego. W komórkach roślinnych wyróżnia się także chloroplasty.
W tradycyjnym ujęciu komórka organizmu roślinnego lub zwierzęcego opisywana jest jako obiekt ograniczony błoną, w której rozróżnia się jądro i cytoplazmę. W jądrze wraz z błoną i sokiem jądrowym znajduje się jąderko i chromatyna. Cytoplazmę reprezentuje jej główna substancja (macierz, hialoplazma), w której rozmieszczone są wtręty i organelle.
Cykl życia komórki. Jego okresy dla komórek o różnym stopniu
Zróżnicowania.
LCC to okres życia komórki od jej powstania (poprzez podział komórki macierzystej) do jej podziału lub śmierci.
LCC komórek zdolnych do podziału:
Cykl mitotyczny: -faza autokatalityczna - przygotowanie do podziału. składa się z okresu G1 (syntetyczny), S (syntetyczny), G2 (postsyntetyczny).
W organizmie wielokomórkowym występują komórki, które po urodzeniu wchodzą w okres spoczynku G0 (są to komórki, które pełnią określone funkcje w ramach określonej funkcji)
LCC komórek niezdolnych do podziału:
Interfaza heterokatalityczna
Cykl mitotyczny. Mitoza. Biologiczne znaczenie mitozy. Możliwy
patologia mitozy.
Cykl mitotyczny składa się z interfaza autokatalityczna(G1-chromosomy ulegają dekondensacji, gromadzą się białka i RNA, wzrasta liczba mitochondriów, S- replikacja DNA, synteza białek i RNA trwa; G2- synteza DNA zatrzymuje się, gromadzi się energia, następuje synteza RNA i białek, tworząc nici wrzeciona) i mitoza:
Profaza 2n4c – błona jądrowa rozpuszcza się, jąderko zanika, a chromosomy ulegają kondensacji i despiracji.
Metafaza chromosomu 2n4c na równiku komórki.
Chromatydy anafazy 4n4c przemieszczają się do biegunów komórki.
Telofaza 2n2c - utworzenie jąderka, cytotomia, utworzenie dwóch komórek potomnych. Biologiczne znaczenie mitozy.
Biologiczne znaczenie mitozy jest ogromne. Stałość struktury i prawidłowe funkcjonowanie narządów i tkanek organizmu wielokomórkowego nie byłoby możliwe bez zachowania identycznego zestawu materiału genetycznego w niezliczonych pokoleniach komórkowych. Mitoza zapewnia ważne zjawiska życiowe, takie jak rozwój embrionalny, wzrost, odbudowa narządów i tkanek po uszkodzeniu, utrzymanie integralności strukturalnej tkanek przy ciągłej utracie komórek w procesie ich funkcjonowania (wymiana martwych czerwonych krwinek, złuszczonych komórek skóry, itp.). Patologie mitozy:
Naruszenie kondensacji chromosomów prowadzi do obrzęku i sklejania się chromosomów
Uszkodzenie wrzeciona powoduje opóźnienie mitozy w metafazie i rozproszenie chromosomów
Zaburzona separacja chromatyd podczas anafazy mitozy prowadzi do pojawienia się komórek o różnej liczbie chromosomów
W przypadku braku cytotomii, pod koniec telofazy powstają komórki dwu- i wielojądrowe.
Powielanie na poziomie molekularnym. Replikacja DNA u pro- i eukariontów.
Jedną z głównych funkcji DNA jest przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznej. Funkcja ta opiera się na zdolności DNA do samokopiowania – replikacji. W wyniku replikacji z jednej cząsteczki macierzystej powstają dwie cząsteczki DNA potomnego – kopie macierzystej.
Helikaza - rozwija podwójną helisę DNA
Destabilizacja białek - prostowanie nici DNA
Topoizomeraza DNA rozrywa wiązania fosfodiestrowe w jednym z łańcuchów DNA i łagodzi napięcie helisy.
Prymaza RNA - zapewnia syntezę starterów RNA dla fragmentów Okazaki
Polimerazy DNA - synteza łańcucha polinukleotydowego w kierunku 5-3
Ligaza DNA – łączy fragmenty Okazaki po usunięciu startera DNA.
Koncepcja naprawy DNA.
Spermatogeneza
Fazy spermatogenezy, ich istota. Miejsce spermatogenezy w ontogenezie człowieka.
Dziedziczenie wielogenowe. Koncepcja MFB. Przykład choroby dziedzicznej wielogenowo w stomatologii.
Dziedziczenie cech podczas polimerycznego oddziaływania genów. W przypadku, gdy złożona cecha jest determinowana przez kilka par genów w genotypie, a ich interakcja sprowadza się do kumulacji działania określonych alleli tych genów, obserwuje się różny stopień ekspresji cechy u potomstwa heterozygot, w zależności od całkowitej dawki odpowiednich alleli. Na przykład stopień pigmentacji skóry u człowieka, określony przez cztery pary genów, waha się od maksimum wyrażonego w homozygotach dla alleli dominujących we wszystkich czterech parach (P 1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 P 4 P 4) do minimum u homozygot pod względem alleli recesywnych (p 1 p 1 p 2 p 2 p 3 p 3 p 4 p 4) (patrz ryc. 3.80). Po ślubie dwóch mulatów, heterozygotycznych dla wszystkich czterech par, które tworzą 2 4 = 16 rodzajów gamet, uzyskuje się potomstwo, z czego 1/256 ma maksymalną pigmentację skóry, 1/256 - minimalną, a reszta charakteryzuje się pośrednią pigmentacją wskaźniki wyrazistości tej cechy. W omawianym przykładzie allele dominujące poligenów determinują syntezę pigmentu, natomiast allele recesywne praktycznie nie zapewniają tej cechy. Komórki skóry organizmów homozygotycznych pod względem alleli recesywnych wszystkich genów zawierają minimalną ilość ziaren pigmentu.
W niektórych przypadkach dominujące i recesywne allele poligenów mogą zapewnić rozwój różnych wariantów cech. Na przykład u rośliny torebki pasterskiej dwa geny mają taki sam wpływ na określenie kształtu strąka. Ich dominujące allele dają jeden, a ich allele recesywne dają inny kształt strąka. Podczas krzyżowania dwóch diheterozygot dla tych genów (ryc. 6.16) obserwuje się podział u potomstwa 15:1, gdzie 15/16 potomstwa ma od 1 do 4 dominujących alleli, a 1/16 nie ma dominujących alleli w genotypie.
Wielu cech dziedzicznych nie da się wystarczająco dokładnie opisać jakościowo. Pomiędzy osobnikami obserwuje się stopniowe, subtelne przejścia, a podczas podziału nie ma wyraźnie rozgraniczonych klas fenotypowych. Takie cechy są badane za pomocą pomiarów lub obliczeń, które umożliwiają nadanie charakterystyce cyfrowej. Na przykład masa i wielkość ciała, płodność, wydajność, produktywność, wczesna dojrzałość”, zawartość białka i tłuszczu itp. Są to cechy ilościowe.
I choć nie ma wyraźnej granicy między cechami jakościowymi i ilościowymi (niektóre cechy ilościowe można określić jako jakościowe: wysokie - karłowate, wczesne dojrzewanie - późne dojrzewanie, a jakościowe można wyrazić ilościowo, np. różnice w barwie - ilość pigmentu) można wyróżnić trzy istotne cechy cech ilościowych:
1) ciągła zmienność;
2) zależność od dużej liczby oddziałujących ze sobą genów;
3) zależność od środowiska zewnętrznego, tj. duża podatność na wpływ zmienności modyfikacji, której efektem jest ciągły, co nie zaciera jeszcze różnic fenotypowych pomiędzy klasami genotypowymi.
Większość cech, z którymi musi sobie poradzić hodowca, ma charakter ilościowy.
Ważną cechą dziedziczenia wielogenowego jest to, że im więcej genów wpływa na cechę, tym bardziej ciągła będzie zmienność tej cechy. Zmienność pod wpływem warunków zewnętrznych sprawia, że rozkład cech ilościowych jest jeszcze płynniejszy i bardziej ciągły. W rezultacie rozkład zmienności cech ilościowych jest zbliżony do normalnego; występuje więcej genotypów determinujących opcje pośrednie niż genotypów determinujących opcje skrajne.
Metoda cytogenetyczna
Metodę cytogenetyczną wykorzystuje się do badania prawidłowego kariotypu człowieka, a także do diagnostyki chorób dziedzicznych związanych z mutacjami genomowymi i chromosomalnymi.
Ponadto metodę tę stosuje się do badania mutagennego działania różnych chemikaliów, pestycydów, środków owadobójczych, leków itp.
W okresie podziału komórki na etapie metafazy chromosomy mają wyraźniejszą strukturę i są dostępne do badań. Ludzki zestaw diploidalny składa się z 46 chromosomów:
22 pary autosomów i jedna para chromosomów płciowych (XX - u kobiet, XY - u mężczyzn). Zazwyczaj bada się leukocyty ludzkiej krwi obwodowej i umieszcza się je w specjalnej pożywce, gdzie ulegają podziałowi. Następnie przygotowuje się preparaty i analizuje liczbę i strukturę chromosomów. Opracowanie specjalnych metod barwienia znacznie uprościło rozpoznawanie wszystkich ludzkich chromosomów, a w połączeniu z metodą genealogiczną oraz metodami inżynierii komórkowej i genetycznej umożliwiło korelację genów z określonymi odcinkami chromosomów. Zintegrowane zastosowanie tych metod leży u podstaw mapowania ludzkich chromosomów.
Kontrola cytologiczna jest konieczna w diagnostyce chorób chromosomowych związanych z ansuploidią i mutacjami chromosomowymi. Najczęstsze to choroba Downa (trisomia 21. chromosomu), zespół Klinefeltera (47 XXY), zespół Shershevsky'ego-Turnera (45 XO) itp. Utrata części jednego z homologicznych chromosomów 21. pary prowadzi do choroba krwi - przewlekła białaczka szpikowa.
Badania cytologiczne jąder międzyfazowych komórek somatycznych pozwalają wykryć tzw. ciałko Barra, czyli chromatynę płciową. Okazało się, że chromatyna płciowa jest normalnie obecna u kobiet i nieobecna u mężczyzn. Jest wynikiem heterochromatyzacji jednego z dwóch chromosomów X u kobiet. Znając tę cechę, możliwe jest rozpoznanie płci i wykrycie nieprawidłowej liczby chromosomów X.
Wykrycie wielu chorób dziedzicznych jest możliwe jeszcze przed urodzeniem dziecka. Metoda diagnostyki prenatalnej polega na pobraniu płynu owodniowego, w którym znajdują się komórki płodu, a następnie biochemicznym i cytologicznym ustaleniu ewentualnych wad dziedzicznych. Pozwala to na postawienie diagnozy już we wczesnych stadiach ciąży i podjęcie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu ciąży.
Adaptacja (od łac. adaptatio – adaptacja) to dynamiczny proces, dzięki któremu mobilne systemy organizmów żywych, pomimo zmienności warunków, zachowują stabilność niezbędną do istnienia, rozwoju i prokreacji. To mechanizm adaptacyjny, powstały w wyniku długotrwałej ewolucji, zapewniający organizmowi zdolność do istnienia w stale zmieniających się warunkach środowiskowych.
1. Biologiczna adaptacja człowieka aklimatyzacja
2.Adaptacja społeczna- proces aktywnej adaptacji jednostki (grupy jednostek) do środowiska społecznego, objawiający się zapewnieniem warunków sprzyjających realizacji jej potrzeb, zainteresowań i celów życiowych. Adaptacja społeczna obejmuje przede wszystkim przystosowanie się do warunków i charakteru pracy (nauki), a także do charakteru relacji międzyludzkich, środowiska ekologiczno-kulturowego, warunków wypoczynku i życia codziennego. Proces adaptacji społecznej jest z nim ściśle powiązany socjalizacja jednostki, internalizacja norm społecznych i grupowych. Adaptacja społeczna obejmuje zarówno przystosowanie się jednostki do warunków życia (adaptacja bierna), jak i aktywne, ukierunkowane w nich zmiany (adaptacja aktywna). Empirycznie ustalono, że dominacja drugiego z wymienionych typów zachowań adaptacyjnych u jednostki warunkuje pomyślniejszy przebieg adaptacji społecznej. Ujawniono także związek pomiędzy charakterem orientacji wartości danej osoby a rodzajem zachowań adaptacyjnych. Zatem wśród osób nastawionych na demonstrowanie i doskonalenie swoich umiejętności dominuje postawa wobec aktywnej i transformacyjnej interakcji z otoczeniem społecznym, wśród osób nastawionych na dobrobyt materialny – selektywność, ukierunkowane ograniczanie aktywności społecznej, wśród nastawionych na wygodę – adaptacja zachowanie. Orientacje na wartości determinują także wymagania jednostki co do charakteru i warunków pracy, życia, wypoczynku oraz charakteru komunikacji interpersonalnej. Na przykład monotonna praca na linii montażowej z reguły działa przygnębiająco na osoby z wysokim poziomem wykształcenia, ale satysfakcjonuje pracowników z niskim poziomem wykształcenia i kwalifikacji.
Aklimatyzacja to przystosowanie organizmów do nowych warunków życia po przemieszczeniu terytorialnym, sztucznym lub naturalnym wraz z utworzeniem stabilnych, rozmnażających się grup organizmów (populacji); szczególnym przypadkiem aklimatyzacji jest.
Aklimatyzacji w gorącym klimacie może towarzyszyć utrata apetytu, zaburzenia jelitowe, zaburzenia snu, obniżona odporność na choroby zakaźne. Odnotowane odchylenia funkcjonalne są spowodowane naruszeniem metabolizmu wody i soli. Zmniejsza się napięcie mięśni, zwiększa się pocenie, zmniejsza się oddawanie moczu, zwiększa się oddychanie i tętno itp. Wraz ze wzrostem wilgotności powietrza wzrasta napięcie mechanizmów adaptacyjnych.
Ekstremalne warunki klimatyczne dla warunków życia ludności w wyjątkowo zimnym klimacie są tworzone przez:
· Wysoka częstotliwość (45-65% dni w roku) niskich ujemnych temperatur.
· Brak lub całkowity brak (noc polarna) promieniowania słonecznego w okresie zimowym.
· Przewaga pochmurnej pogody (140-150 dni w roku).
· Silny wiatr z częstymi zamieciami śnieżnymi.
36. Adaptacja biologiczna. Mechanizmy adaptacji pilnej i długoterminowej.
Pojęcie typów konstytucyjnych.
Adaptacja biologiczna człowieka- ewolucyjne przystosowanie organizmu człowieka do warunków środowiskowych, wyrażające się zmianami zewnętrznych i wewnętrznych cech narządu, funkcji lub całego organizmu do zmieniających się warunków środowiskowych. W procesie przystosowywania się organizmu do nowych warunków wyróżnia się dwa procesy - adaptację fenotypową lub indywidualną, co trafniej nazywa się aklimatyzacja(patrz) i adaptacja genotypowa, przeprowadzana poprzez naturalną selekcję cech przydatnych do przetrwania. Podczas adaptacji fenotypowej organizm bezpośrednio reaguje na nowe środowisko, co wyraża się przesunięciami fenotypowymi, kompensacyjnymi zmianami fizjologicznymi, które pomagają organizmowi zachować równowagę z otoczeniem w nowych warunkach. Po przejściu do poprzednich warunków przywracany jest poprzedni stan fenotypu i zanikają kompensacyjne zmiany fizjologiczne. Podczas adaptacji genotypowej w organizmie zachodzą głębokie zmiany morfofizjologiczne, które są dziedziczone i utrwalane w genotypie jako nowe dziedziczne cechy populacji, grup etnicznych i ras.
Specyficzne mechanizmy adaptacyjne charakterystyczne dla człowieka dają mu możliwość tolerowania pewnego zakresu odchyleń czynników od optymalnych wartości bez zakłócania normalnych funkcji organizmu.
· Pilny etap adaptacji następuje natychmiast po rozpoczęciu działania bodźca na organizm i może być realizowany jedynie w oparciu o wcześniej ukształtowane mechanizmy fizjologiczne. Przykładami przejawów pilnej adaptacji są: bierny wzrost produkcji ciepła w odpowiedzi na zimno, wzrost wymiany ciepła w odpowiedzi na ciepło, wzrost wentylacji płuc i objętości minutowej w odpowiedzi na brak tlenu. Na tym etapie adaptacji funkcjonowanie narządów i układów następuje na granicy możliwości fizjologicznych organizmu, przy niemal całkowitej mobilizacji wszystkich rezerw, ale nie zapewniając najbardziej optymalnego efektu adaptacyjnego. Zatem bieganie osoby niewytrenowanej następuje przy wartościach rzutu serca i wentylacji płuc bliskich maksymalnych, przy maksymalnej mobilizacji rezerwy glukogenu w wątrobie. Procesy biochemiczne organizmu, ich prędkość wydają się ograniczać tę reakcję motoryczną; nie może ona być ani wystarczająco szybka, ani wystarczająco długa;
· Długotrwała adaptacja do długotrwałego stresora następuje stopniowo, w wyniku długotrwałego, stałego lub powtarzalnego działania czynników środowiskowych na organizm. Głównymi warunkami długoterminowej adaptacji jest konsekwencja i ciągłość narażenia na czynniki ekstremalne. Zasadniczo rozwija się na zasadzie powtarzalnego wdrażania pilnej adaptacji i charakteryzuje się tym, że w wyniku ciągłego ilościowego kumulowania zmian organizm nabywa nową jakość - z nieprzystosowanego zamienia się w przystosowany. Jest to przystosowanie się do wcześniej nieosiągalnej intensywnej pracy fizycznej (treningu), rozwój odporności na znaczne niedotlenienie wysokościowe, które wcześniej było nie do pogodzenia z życiem, rozwój odporności na zimno, gorąco i duże dawki trucizn. Ten sam mechanizm służy jakościowo bardziej złożonej adaptacji do otaczającej rzeczywistości.
Obecnie nie ma ogólnie przyjętej teorii i klasyfikacji konstytucji. Różnorodność podejść proponowanych przez różnych specjalistów daje podstawę do wielu ocen, definicji konstytucji i odzwierciedla złożoność problemów stojących przed naukami konstytucyjnymi definicja konstytucji jest następująca. Konstytucja (łac. constitutia - ustanowienie, organizacja) to zespół indywidualnych, względnie stabilnych właściwości morfologicznych, fizjologicznych i psychicznych organizmu, zdeterminowanych dziedzicznością, a także długotrwałymi i intensywnymi wpływami środowiska, przejawia się w reakcjach na różne wpływy (w tym społeczne i patogenne).
W naszym kraju najbardziej rozpowszechnioną klasyfikację zaproponował M.V. Chernorutsky. Zidentyfikował trzy typy konstytucji:
1) asteniczny;
2) normosteniczny;
3) hipersteniczny
Przyporządkowania do tego czy innego typu dokonano na podstawie wartości wskaźnika Piniera (długość ciała - (masa ciała + objętość klatki piersiowej w spoczynku). Dla asteników wskaźnik Piniera wynosi więcej niż 30, dla hipersteników jest mniejszy niż 10, dla normosteniki waha się od 10 do 30. Te trzy typy konstytucji charakteryzują się nie tylko osobliwościami zewnętrznych cech morfologicznych, ale także właściwościami funkcjonalnymi.
37. Ekologiczne zróżnicowanie ludzkości. Pojęcie ras i adaptacyjne
typy ludzi.
38. Adaptacyjne typy ludzi. Charakterystyka morfofunkcjonalna
przedstawiciele typów wysokogórskich i suchych.
Typ adaptacyjny
reprezentuje normę reakcji biologicznej na zespół warunków środowiskowych
środowiska i przejawia się w rozwoju morfofunkcjonalnym, biochemicznym i
cechy immunologiczne, które zapewniają optymalną adaptację do
danych warunków życia.
Zespoły cech typów adaptacyjnych z różnych stref geograficznych obejmują elementy ogólne i szczegółowe. Do pierwszych zaliczają się na przykład wskaźniki
masa kostna i mięśniowa organizmu, ilość białek odpornościowych w surowicy krwi
osoba. Takie elementy zwiększają ogólną odporność organizmu na
niekorzystne warunki środowiskowe. Konkretne elementy są różne
i są ściśle powiązane z warunkami panującymi w danym siedlisku – niedotlenieniem, gorącym lub zimnym klimatem.
To ich kombinacja służy jako podstawa do identyfikacji typów adaptacyjnych:
arktyczny, tropikalny, umiarkowany, alpejski, pustynny i
itp.
Przeanalizujmy cechy warunków życia populacji ludzkich w różnych
ukształtowały się w nich strefy klimatyczne i geograficzne oraz typy adaptacyjne ludzi.
Warunki na dużych wysokościach są dla człowieka ekstremalne pod wieloma względami. Charakteryzują się niskim ciśnieniem atmosferycznym, obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu, zimnem i względną monotonią pożywienia. Główny czynnik środowiskowy w formacji typ adaptacyjny górski Wyglądało na to, że wystąpiło niedotlenienie. Mieszkańcy wyżyn, niezależnie od strefy klimatycznej, rasy i pochodzenia etnicznego, doświadczają zwiększonego poziomu podstawowej przemiany materii, względnego wydłużenia długich rurkowatych kości szkieletu, rozszerzenia klatki piersiowej, wzrostu pojemności tlenowej krwi z powodu wzrost liczby czerwonych krwinek, zawartość hemoglobiny i względna łatwość jej przejścia do oksyhemoglobiny.
Suchy typ adaptacyjny powstał wśród mieszkańców pustyni. W przypadku pustyni głównym szkodliwym czynnikiem jest narażenie na suche powietrze, które ma dużą zdolność parowania. Ponadto tropikalne pustynie przez cały rok doświadczają silnych efektów termicznych, podczas gdy w strefach pozatropikalnych występują ostre sezonowe zmiany temperatury – ciepło latem i zimno zimą. W tych warunkach, a także w tropikach, morfotypy o długiej budowie ciała są częstsze (do 70%), składniki mięśniowe i tłuszczowe rozwijają się słabo, ale ogólna wielkość ciała mieszkańców pustyni jest większa. Ich podstawowa przemiana materii jest niska, ilość cholesterolu we krwi jest zmniejszona
46. Zakaźne i niezakaźne naturalne choroby ogniskowe.
Ekologiczne podstawy ich izolacji.
47. Przedmiot helmintologii lekarskiej. Pojęcie geo- i biohelmintów,
antroponozy i odzwierzęce choroby.
46. NATURALNE CHOROBY OGNISKOWE
1) patogeny krążą w przyrodzie z jednego zwierzęcia na drugie, niezależnie od ludzi;
2) rezerwuarem patogenu są dzikie zwierzęta;
3) choroby nie występują wszędzie, ale na ograniczonym obszarze o określonym krajobrazie, czynnikach klimatycznych i biogeocenozach.
składniki naturalne skupienie to:
1) patogen;
2) zwierzęta podatne na patogen – rezerwuary:
3) odpowiedni zespół warunków naturalnych i klimatycznych, w których występuje ta biogeocenoza.
Specjalna grupa naturalnych chorób ogniskowych obejmuje choroby przenoszone przez wektory, takie jak leiszmanioza, trypanosomatoza, kleszczowe zapalenie mózgu itp. Dlatego obowiązkowym elementem naturalnego ogniska choroby przenoszonej przez wektory jest również obecność nosiciela.
Choroby przenoszone przez wektory to zakaźne choroby człowieka, których patogeny przenoszone są przez stawonogi wysysające krew (owady i kleszcze).
Choroby przenoszone przez wektory obejmują ponad 200 form nozologicznych wywoływanych przez wirusy, bakterie, riketsje, pierwotniaki i robaki. Niektóre z nich przenoszone są wyłącznie za pomocą nosicieli krwiopijnych (chorób przenoszonych przez wektory obowiązkowe, takie jak tyfus, malaria itp.), inne na różne sposoby, w tym zakaźne (na przykład tularemia zarażona przez komary i ukąszenia kleszczy, a także skórowanie chorych zwierząt).
Wektory
zakażonych wirusami, u kleszczy zakażonych wirusami, riketsjami i krętkami oraz u komarów zakażonych flebowirusami.
W ciele nośników mechanicznych patogeny nie rozwijają się ani nie rozmnażają. Znajdujący się na trąbie, w jelitach lub na powierzchni ciała nośnika mechanicznego patogen przenosi się bezpośrednio (przez ukąszenie) lub poprzez zanieczyszczenie ran, błon śluzowych żywiciela lub produktów spożywczych.
Charakterystyka nośnika i mechanizm przenoszenia patogenu
Obszar dystrybucji i cechy epidemiologii
Zapobieganie
Zapobieganie większości chorób przenoszonych przez wektory odbywa się poprzez zmniejszenie liczby wektorów. Dzięki temu wydarzeniu ZSRR udało się wyeliminować takie zakaźne antroponozy, jak nawracająca gorączka przenoszona przez wszy, gorączka komarowa i miejska leiszmanioza skórna. Duże znaczenie ma prowadzenie prac rekultywacyjnych i tworzenie wokół obszarów zaludnionych stref wolnych od dzikich gryzoni i nosicieli chorób przenoszonych przez wektory.
Scharakteryzowano niektóre naturalne choroby ogniskowe endemizm, tj. występowanie na ściśle ograniczonych obszarach. Wynika to z faktu, że czynniki sprawcze odpowiednich chorób, ich żywiciele pośrednii, rezerwuary zwierzęce lub wektory występują tylko w niektórych biogeocenozach.
Niewielka liczba naturalnych chorób ogniskowych występuje niemal wszędzie. Są to choroby, których patogeny z reguły nie są powiązane w swoim cyklu rozwojowym ze środowiskiem zewnętrznym i wpływają na szeroką gamę żywicieli. Do chorób tego rodzaju zalicza się na przykład toksoplazmozę i włośnicę. Osoba może zarazić się tymi naturalnymi chorobami ogniskowymi w dowolnej naturalnej strefie klimatycznej i w dowolnym systemie ekologicznym.
Zdecydowana większość naturalnych chorób ogniskowych dotyka człowieka tylko wtedy, gdy skupia się on na odpowiednim skupieniu (podczas polowania, wędkowania, wycieczek pieszych, na imprezach geologicznych itp.) w warunkach jego podatności na nie. W ten sposób osoba zaraża się zapaleniem mózgu tajgi po ukąszeniu przez zakażonego kleszcza i przywrami - poprzez jedzenie niedostatecznie poddanych obróbce cieplnej ryb z larwami przywry kociej.
Szczególnie trudne jest zapobieganie naturalnym chorobom ogniskowym. Ze względu na fakt, że w krążeniu patogenu bierze udział duża liczba żywicieli, a często wektorów, niszczenie całych kompleksów biogeocenotycznych, które powstały w wyniku procesu ewolucyjnego, jest ekologicznie nieuzasadnione, szkodliwe, a nawet technicznie niemożliwe. Tylko w przypadkach, gdy ogniska są małe i dobrze zbadane, możliwe jest kompleksowe przekształcenie takich biogeocenoz w kierunku wykluczającym krążenie patogenu. Zatem rekultywacja pustynnych krajobrazów wraz z utworzeniem na ich miejscu nawadnianych gospodarstw ogrodniczych, prowadzona na tle walki z pustynnymi gryzoniami i komarami, może znacznie zmniejszyć częstość występowania leiszmaniozy w populacji. W większości przypadków naturalnych chorób ogniskowych ich profilaktyka powinna mieć na celu przede wszystkim ochronę indywidualną (zapobieganie ukąszeniom przez stawonogi krwiopijne, obróbka cieplna produktów spożywczych itp.) zgodnie z drogami krążenia określonych patogenów w przyrodzie.
Robaki to wielokomórkowe, trójwarstwowe, protostomy, zwierzęta dwustronnie symetryczne. Ich ciało ma wydłużony kształt, a worek skórno-mięśniowy składa się z mięśni gładkich lub prążkowanych i tkanek powłokowych.
Robaki mogą żyć w prawie wszystkich ludzkich narządach. W związku z tym różne są sposoby ich przenikania do organizmu człowieka, objawy chorób i metody diagnostyczne.