Біологія 11- Б клас

 https://meet.google.com/kyf-hwgs-pzp - посилання на онлайн уроки (за розкладом)

SCHOOL BIOLOGY CLUB

Блог для учнів, які цікавляться біологією

Скористайтесь блогом. Тут ви знайдете відео і презентації по всім темам курсу біології для 11 класу

         15.05.23 - 17.05.23

       Тема:  1. Представлення проєктів : "Клонування організмів", "Нанотехнологіі в біології", "Трансгенні організми: за і проти".

     2. Узагальнюючій контроль знань.

   Д.З. Підготувати і представити проєкти (на вибір). Повторити основні поняття, терміни, закони за курс біології 11 класу. Виконати контрольну роботу. (матеріали к.р. будуть надіслані у Viber)

    08.05.23 - 10.05.23

       Тема:  1. Поняття про біологічну небезпеку, біологічний тероризм та біологічний захист. Біологічна безпека та основні напрямки її  реалізації.

          1. https://youtu.be/2FQ6YPxTPs0

        2. Представлення проєктів : "Клонування організмів", "Нанотехнологіі в біології", "Трансгенні організми: за і проти".

   Д.З. Підготувати і представити проєкти (на вибір). Повторити основні поняття, терміни, закони за курс біології 11 класу.

          01.05.23 - 03.05.23

       Тема:  1.  Сучасна біотехнологія та її основні напрямки.

        2. Застосування досягнень молекулярної генетики, молекулярної біології та біохімії у біотехнології.

         https://youtu.be/SeKX6aH0YYg - біоетичні проблеми сучасної медицини

          https://youtu.be/MTmn55n7yvY - біотехнології

1. Біотехнологія — це використання організмів (мікроорганізмів, рослин, тварин, їх окремих клітин та частин клітин), біологічних систем чи біологічних процесів у промисловому виробництві. До галузей біотехнології належать генна, хромосомна та клітинна інженерія, клонування сільськогосподарських рослин і тварин, використання мікроорганізмів у виготовленні хліба, вина, ліків та ін.

Сучасні біотехнології поділяються на три основні групи:

1) цитотехнології (клітинні технології);

2) гістотехнології (тканинні технології);

3) ембріотехнології (зародкові технології).

За допомогою сучасних біотехнологій здійснюють:

• отримання за допомогою мікроорганізмів та культур еукаріотичних клітин біологічно активних речовин та лікарських препаратів: антибіотиків (пеніцилін, стрептоміцин), вакцин, сироваток, імуноглобулінів, гормонів, вітамінів (С, В), ферментів;
• отримання замінників цукру (аспартам та ін.);
• отримання кормових добавок та біологічно активних речовин для підвищення продуктивності тваринництва: кормового білка, амінокислот, ферментів, вітамінів, ветеринарних препаратів та ін.;
• отримання продуктів харчування (випікання хліба, сироваріння, виноробство);
• розробка покладів руд та отримання рідкісних і кольорових металів;
• розроблення безвідходних технологій (використання бактерій для розкладання побутових відходів, полімерних матеріалів);
• створення мікробіологічних засобів захисту рослин від хвороб та шкідників, бактеріальних добрив та регуляторів росту рослин;
• створення нових порід тварин, сортів рослин і штамів мікроорганізмів;
• застосування мікроорганізмів у боротьбі із забрудненням довкілля (біологічне очищення стічних вод, забруднень ґрунту тощо).

Застосування досягнень молекулярної генетики, молекулярної біології та біохімії у біотехнології

Основними етапами розвитку біотехнології є такі:

1) біотехнологія харчових продуктів, у тому числі бродіння;

2) біотехнологія органічних кислот, розчинників та біомас у нестерильних умовах, біотехнологія вакцин і сироваток крові;

3) біотехнологічні процеси в стерильних умовах (ера антибіотиків);

4) сучасний етап:

• застосування імобілізованих ферментів;
• використання досягнень молекулярної біології та генної інженерії (рекомбінантні ДНК, моноклональні антитіла тощо);
• розвиток нових технічних засобів — датчиків біореакторів контрольновимірюваних систем, техніки очищення та концентрування.

Так, була глибоко вивчена хімічна структура ДНК, шляхи і механізми передачі генетичної інформації у клітині, форми і механізми генетичної мінливості.

Перший інсулін, синтезований кишковими паличками, що містили штучно вмонтовану інформацію про цей гормон, надійшов у продаж у 1982 році. Згодом з’явились інші генно-інженерні препарати: інтерферони, соматотропний гормон людини, інтерлейкін-2 тощо. Тоді ж були одержані суперпродуценти антибіотиків, ферментів, амінокислот, вітамінів; розроблені та впроваджені екологічно чисті безвідходні технології; розроблена і впроваджена у практику спеціальна апаратура; здійснена автоматизація і комп’ютеризація біотехнологічних процесів тощо.

Розроблено нові методи культивування клітин і тканин. Запропоновані прийоми тривалого збереження живих тканин та клітин (у рідкому азоті, заліофільного осушування).

2. У наш час біотехнологія стрімко розвивається, використовуючи досягнення суміжних наук – біохімії, молекулярної генетики та молекулярної біології. Основними етапами розвитку біотехнології є такі: 1) Біотехнологія харчових продуктів, у тому числі бродіння (до XIV ст.) 2) Біотехнологія органічних кислот, розчинників та біомас у нестерильних умовах, біотехнологія вакцин і сироваток крові (XIV – кінець XІX ст.) 3) Біотехнологічні процеси в стерильних умовах, ера антибіотиків (ХІХ – середина ХХ ст.) 4) Сучасний етап (середина ХХ ст. – наш час) - Застосування імобілізованих ферментів - Використання досягнень молекулярної біології та генної інженерії - Розвиток нових технічних засобів (датчиків біореакторів, техніки для очищення та концентрування тощо) 2. Досягнень молекулярної генетики для біотехнології Молекулярна генетика - це галузь біології, що вивчає молекулярні основи спадковості й мінливості живих організмів і вірусів. Найголовнішими досягненнями молекулярної генетики, що застосовуються в біотехнології, є закономірності організації та збереження генетичного матеріалу (хімічна природа гена, штучний синтез гена, механізми реплікації й репарації ДНК). Молекулярна генетика стала теоретичною основою генної інженерії, метою якої є створення генетичних структур та організмів з новими комбінаціями спадкових ознак. До найважливіших методів молекулярної генетики, що їх використовують у генній інженерії, належать: • метод гібридизації ДНК з використанням ДНК-зондів - визначення фрагментів ДНК або РНК з певною генетичною інформацією за допомогою одноланцюжкових комплементарних фрагментів ДНК (ДНК-зондів); • методи секвенування генів - встановлення послідовності нуклеотидів у молекулах ДНК; • метод полімеразної ланцюгової реакції - збільшення кількості фрагментів ДНК у біологічному матеріалі; • метод генетичних маркерів - ідентифікація фрагментів ДНК за допомогою специфічних нуклеотидних послідовностей з відомою первинною структурою; • методи перенесення генів за допомогою вірусних векторів або плазмід. Для отримання генів, їх поєднання з векторами (плазмідами або вірусами) в генетичній інженерії використовують ферменти: ревертази (ферменти, що каталізують синтез нитки ДНК на матриці іРНК), рестриктази (ферменти, що розрізають нуклеотидні послідовності в певних місцях), лігази (ферменти, що з'єднують нуклеотидні послідовності). Отже, досягнення молекулярної генетики дають змогу отримувати гени й переносити їх з метою конструювання клітин й організмів зі зміненою спадковою інформацією. 3. Досягнення молекулярної біології у біотехнології Молекулярна біологія - галузь біології, що вивчає біологічні процеси на рівні біополімерів - нуклеїнових кислот і білків та їх надмолекулярних структур. Для біотехнології фундаментальне значення мають такі досягнення цього розділу, як встановлення механізмів реалізації генетичної інформації, біосинтезу білків, мембранного транспортування, ферментного каталізу, а також вивчення регуляторних механізмів цих процесів. Молекулярна біологія разом з молекулярною генетикою стали фундаментом для клітинної інженерії, мета якої - створення нових клітин та отримання тканин, органів й організмів з клітинного матеріалу. Основними методами молекулярної біології, що їх застосовують у біотехнології, є: • метод соматичної гібридизації - поєднання соматичних клітин різних тканин або організмів для отримання нових комбінацій ознак; • метод культури клітин (тканин) - виділення й перенесення клітин з організму на поживні середовища для отримання генетично однорідних популяцій клітин; • метод клонування організмів - отримання із застосуванням нестатевих способів розмноження клонів, що складаються з генетично однорідних клітин. Основою клонування є явище тотипотентності - здатність однієї клітини багатоклітинного організму давати початок цілому новому організму шляхом поділу. Технологія пересаджування ядер соматичних клітин в яйцеклітину, з якої власне ядро було вилучене, й наступне вирощування та отримання організму набуло широкого застосування як соматичне клонування (наприклад, клонування вівці Доллі). У клітинній інженерії розрізняють ще ембріональне клонування, за якого донорами ядер є морули або бластоцисти (наприклад, отримання й клонування химерних мишей). Отримання клітин і клітинних продуктів експресії було б неможливим без участі таких ферментів, як полімерази (ДНК-полімерази, РНК-полімерази), синтетази (ферменти синтезу білків), протеази (ферменти розщеплення білків), нуклеази (ферменти розщеплення нуклеїнових кислот). Отже, досягнення молекулярної біології є основою більшості галузей біотехнології. 4. Біохімія як фундаментальна основа біотехнології Біохімія - наука про хімічний склад і хімічні процеси, що відбуваються в клітинах живих організмів. Сучасна біохімія вивчає організми на молекулярному рівні за допомогою цілої низки методів: електрофорезу, хроматографії, електронної мікроскопії, ультрацентрифугування, полярографії, методу мічених атомів. На ґрунті її фундаментальних досліджень створюються біотехнології для медицини, сільського господарства, промисловості, охорони довкілля: одержання харчових продуктів (наприклад, кефірів, йогуртів, сухого молока, хліба, соків), отримання лікарських препаратів (наприклад, вакцин, антибіотиків, вітамінів, ферментів), безвідходні технології очищення довкілля (наприклад, біотехнологія розкладу штучних полімерних матеріалів), добування екологічно чистих видів палива (наприклад, біогазу, біодизелю), кормів для сільськогосподарських тварин (наприклад, кормових білків із парафінів нафти), створення засобів догляду й захисту рослин (наприклад, створення біодобрив, біогумусу). Великим є значення біохімії у розв'язуванні екологічної проблеми утилізації та переробки відходів, створенні будівельних матеріалів нового покоління та створенні біотехнології отримання біорозщеплюваних матеріалів (наприклад, полігідроксіалканоатів). Успіхи біохімії є фундаментом для розвитку таких напрямів біотехнології, як: • інженерна ензимологія - це галузь, що ґрунтується на використанні каталітичних функцій ферментів у ізольованому стані або у складі певних клітин для одержання продуктів (наприклад, біотехнологія отримання ферментів для освітлення фруктових соків); • мікробіологічний синтез - галузь, що займається створенням промислових способів добування речовин і сировини за допомогою мікроорганізмів (архей, бактерій, нижчих грибів, одноклітинних рослин) і продуктів їхньої життєдіяльності (наприклад, біотехнологія одержання антибіотиків, штучних кормових білків, ферментів, вітамінів В2, В12, С, гіберелінів, стероїдних речовин); • екологічна інженерія - галузь, завданням якої є поліпшення стану довкілля та створення технологій, що забезпечують очищення води, повітря, ґрунтів (основними інструментами галузі є «зелена хімія», «зелена енергетика», «зелений транспорт», біоочищення стічних вод, технологія очищення ґрунтів або водойм від забруднювачів за участі рослин - фіторемедіація) Отже, біохімія є фундаментальною основою таких напрямів біотехнології, як інженерна ензимологія, мікробіологічний синтез, екологічна інженерія.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 50, сайту,                                        відеоматеріали. 

     24.04.23 - 26.04.23

       Тема: 1. Застосування методів генної та клітинної інженерії в сучасній селекції.

             2. Генна інженерія людини: досягнення та ризики. Біоетичні проблеми сучасної медицини.

1.   https://youtu.be/oXuUoUgpTtM - генна і клітинна інженерія

             https://youtu.be/vYsXazctm_4   - ГМО

Генна інженерія — це сукупність методик для цілеспрямованого переносу потрібних генів від одного виду живих організмів до іншого (часто далеких за походженням). Організми, в геном яких уведено «чужі» гени, називають трансгенними (рослини та тварини) або трансформованими (бактерії та гриби).

Існує також група методів хромосомної інженерії, які застосовують на рослинах. Вони засновані на введенні в генотип рослинного організму пари чужих гомологічних хромосом, які контролюють розвиток потрібних ознак, або заміщенні однієї пари гомологічних хромосом на іншу.

Застосовують також метод гаплоїдів, заснований на вирощуванні гаплоїдних рослин з наступним подвоєнням хромосом.

Трансгенні рослини створюють з такими цілями:

• підвищення загальної продуктивності;
• підвищення стійкості до комах-шкідників;
• підвищення стійкості до гербіцидів;
• підвищення стійкості до стресових факторів;
• продукування білків, антитіл у трансгенних рослинах (інтерферон, імуноглобулін);
• отримання чоловічих стерильних рослин;
• зміна забарвлення у декоративних культур.

Мета створення трансгенних тварин:

• тварини, які б виробляли медичні продукти (трансгенні корови для отримання молока з умістом певних лікувальних речовин);
• тварини, які б давали важливу інформацію для провадження генної терапії у людини та ін.

Різні види трансгенних бактерій використовують для:

• бактеріального синтезу речовин;
• захисту рослин від морозів;
• поїдання нафти після техногенних катастроф.

Досягненнями генної інженерії на сьогодні є:

1) Створено високопродуктивні штами мікроорганізмів, які синтезують інсулін, інтерферони, соматотропін (гормон росту), різноманітні вітаміни та ферменти.

2) Створено банк генів (колекції генів різних організмів), що є необхідним для подальших досліджень і розвитку генної інженерії.

3) Розвиток генотерапії (лікування спадкових, онкологічних та деяких вірусних захворювань шляхом введення генів у соматичні клітини хворих людей з метою лікування захворювань).

Застосування методів клітинної інженерії в сучасній селекції

Клітинна інженерія — це конструювання клітин нового типу на основі їхнього культивування, гібридизації та реконструкції. Заснована на культивуванні окремих клітин або тканин на штучних поживних середовищах. Такі клітинні культури використовуються для синтезу цінних речовин, виготовлення посадкового матеріалу, отримання клітинних гібридів.

Вирощування клітинних (тканинних) культур. Клітини тварин і рослин, за їх переміщення до поживного середовища з усіма необхідними для життєдіяльності речовинами, здатні поділятися. Окремі клітин вирощують у поживних середовищах, на яких вони утворюють клітинні культури.

Гібридизація соматичних клітин. За неї видаляються клітині оболонки і зливаються протопласти клітин організмів, що належать до різних видів — картоплі та томату, яблуні та вишні. Отримані гібридні клітини можуть бути основою для створення нових форм організмів.

Клонування. За пересаджування ядер соматичних клітин у яйцеклітини можливе клонування тварин — отримання генетичних копій від одного організму. В наш час отримано копію гладенької шпоркової жаби та деяких ссавців — домової миші, вівці, кози, свині, корови, кішки, собаки.

Створення химерних тварин. Є можливим завдяки злиттю ембріонів на ранніх стадіях. Таким чином були отримані химерні миші шляхом злиття ембріонів білих та чорних мишей, химерна тварина коза-вівця.

    2.https://youtu.be/SeKX6aH0YYg - біоетичні проблеми сучасної медицини

Використання технологій генетичної інженерії людини

Генетична (генна) інженерія надзвичайно широко використовується в сучасній біології та медицині. У наукових дослідженнях генетична інженерія дозволяє цілеспрямовано «вимикати» або «вмикати» потрібні гени. Це допомагає досліджувати їхні функції.

Активно використовують технології генетичної інженерії для діагностики захворювань. Діагностувати таким чином можна інфекційні, спадкові захворювання, а також різні форми раку. Ця діагностика ґрунтується на розпізнаванні специфічних ділянок нуклеїнових кислот — ДНК або РНК. Такий метод має дуже велику чутливість і високу надійність. Наприклад, для визначення конкретного збудника ангіни традиційними методами потрібно кілька днів, бо культуру бактерій спочатку треба вирощувати і лише потім визначати. А за допомогою аналізу ДНК збудника можна визначити в день взяття зразків.

Генна терапія

Логічним розвитком технологій генетичної інженерії людини було створення нового напряму в медицині — генної терапії. Генна терапія є сукупністю технологій, яка забезпечує внесення змін у генетичний апарат соматичних клітин людини. Головне її призначення — лікування спадкових захворювань і захворювань, які пов'язані з порушенням регуляції роботи генів (наприклад, онкологічних). У цій галузі постійно виникають нові напрями досліджень, а їхня загальна кількість щороку збільшується 

Генна інженерія людини: досягнення та ризики

Генна інженерія «виправляє» гени таким чином, щоб отримати бажані властивості. Ці методи годяться для лікування хвороб, спричинених змінами в генах. Таким чином можна вилікувати рак.

У людини є білок, закодований на генетичному рівні так, щоб пригнічувати здатність упізнавати та атакувати власні клітини. Оскільки при захворюванні на рак поділу піддаються власні клітини організму, імунна система їх не знищує. Якщо гени імунних клітин змінити так, щоб змусити їх атакувати ракові клітини, то з’явиться шанс на перемогу хвороби.

Окрім раку, за допомогою генної інженерії можна лікувати і деякі інші хвороби. У 2012 році професор Дженіфер Дудна (США) запропонувала нову технологію для зміни генів — CRYSPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), що означає «короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами». Технологія заснована на механізмі захисту бактерій від вірусів. Коли вірус атакує бактерію, вона створює послідовність генів, що годиться саме для цього вірусу. Потім ця послідовність разом зі спеціальним білком прикріплюється до ДНК вірусу і замінює її — щоб нейтралізувати вірус.

За таким принципом можна створювати генетичну послідовність, щоб змінювати ділянки ДНК людини. Значення цієї технології в тому, що можна виправляти генетичні «збої» раніше, ніж розвинеться хвороба. Таким же чином технологія CRYSPR зможе вилікувати й інші генетичні хвороби.

У червні 2017 року китайські вчені вперше відредагували гени людини, щоб позбавити від спадкового захворювання крові. Може скластися враження, що вчені можуть тепер запрограмувати ген ембріонів. Але насправді це не зовсім так. Технологія може змінювати гени, але потрібно ще попрацювати над точністю: високим є ризик випадково змінити не ту ділянку ДНК.

Методи, якими працюють на тваринах і рослинах, не в повній мірі годяться для людини. Частина отриманих організмів нежиттєздатні, частина має «неті» ознаки, і їх просто відбраковують.

Біоетичні проблеми сучасної медицини

Біоетика вивчає проблеми моралі насамперед стосовно людини та всього живого, визначає, які дії щодо живого з морального погляду є припустимими, а які — неприпустимими.

Основними біотичними проблемами сучасної медицини є:

1. Як довго слід підтримувати життя пацієнта, якщо його свідомість безповоротно втрачена? Адже точки зору рідних пацієнта та лікарів можуть різнитися.
2. Трансплантологія (пересаджування таких органів, як серце, печінка, легені) і констатація смерті.
3. Розвиток технології штучної репродукції людини. Такі технології нерідко залучають маніпуляції з людськими ембріонами, які потім приречені на загибель.
4. Використання у дослідницьких та лікувальних цілях стовбурових клітин. Особливо ембріональних стовбурових клітин.
5. Досягнення генної інженерії: генодіагностики, генотерапії, можливостей застосування методів генної інженерії не для медичних цілей, а для «поліпшення» людини (євгеніка). Ризики поширення у довкіллі генетично модифікованих організмів — вірусів, бактерій, рослин та тварин. Можливість клонування не тільки тварин, а й людини.
6. Етичне і правове регулювання біомедичних досліджень, що проводять за участю тварин і людини. Для захисту інтересів дослідника і піддослідного (які можуть не співпадати) розроблено механізм етичної експертизи дослідницького проекту.
7. Суспільне здоров’я. Це включає в себе: справедливий розподіл ресурсів охорони здоров’я (на національному та міжнародному рівнях), забезпечення доступності лікарських препаратів та елементарної медичної допомоги.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 47, 48. сайту,                                        відеоматеріали. 

   17.04.23 - 19.04.23

       Тема:  Значення для планування селекційної роботи вчення М.І. Вавилова про центри різноманітності та походження культурних рослин, закону гомологічних рядів спадкової мінливості.

          https://youtu.be/bQ-aT1M5t8M - вчення М. І. Вавилова

 Значення для планування селекційної роботи вчення М. І. Вавилова про центри різноманітності та походження культурних рослин

Видатний ботанік та генетик Микола Вавилов на підставі даних про поширення рослин світом вирізнив 7 основних географічних центрів походження і різноманітності культурних рослин:

1) Південноазіатський тропічний (Індонезійсько-Індокитайський): рис (індійський різновид), цукрова тростина, огірок, баклажан, чорний перець, гвоздика (прянощі), банан, кокосова пальма, цукрова тростина, лимон, манго та ін. (33 % культурних рослин).

2) Східноазіатський (Китайсько-Японський): соя, гречка, слива, вишня, хурма, чайне дерево, апельсин, мандарин, пекінська капуста, цибуля-батун, кориця та ін. (20 % культурних рослин).

3) Південно-Західноазіатський (Передньоазіатський та Середньоазіатський): м’яка пшениця, морква, часник, цибуля ріпчаста, виноград, абрикос, груша, фундук, горох, диня, ячмінь, черешня та ін. (14 % культурних рослин).

4) Середземноморський: капуста білокачанна, цукровий буряк, редис, олива, лавр благородний, виноград, льон, цибуля, морква, овес, спаржа, петрушка, селера, кріп та ін. (11 % культурних рослин).

5) Абісинський (Ефіопський): тверда пшениця, ячмінь, кавове дерево, банани, кавун, кунжут, олійна пальма, цибуля шалот та ін. (близько 4 % культурних рослин).

6) Центральноамериканський (Південноамериканський): кукурудза, какао, гарбуз, перець овочевий, тютюн, квасоля, червоний перець, соняшник, авокадо та ін. (приблизно 10 %).

7) Південноамериканський (Андійський): картопля, ананас, гарбуз (деякі види), хінне дерево, томати, арахіс, садові суниці та ін. (близько 8 %).

У 1970 році іншими ботаніками було встановлено ще 3 центри:

8) Австралійський: евкаліпт, акація, австралійський горіх, ківі, новозеландський шпинат, новозеландський льон та ін.

9) Європейсько-Сибірський: цукровий буряк, конюшина біла, черешня, обліпиха, чорна смородина, аґрус, ліщина, полуниці, ріпа, горобина домашня, брусниця, червона смородина, шипшина та ін.

10) Північноамериканський: слива канадська та американська, аґрус американський, журавлина крупноплідна, горіх чорний та каліфорнійський, малина чорна, ожина, люпин, ірга та ін.

Значення для планування селекційної роботи закону гомологічних рядів спадкової мінливості

Положення закону є такими:

1) Види та роди, які є генетично близькими, мають схожі ряди спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачити знаходження паралельних форм у інших видів і родів.

2) Цілі родини рослин загалом характеризуються певним циклом мінливості, який проходить крізь усі роди та види, з яких складається родина. Сутність цього закону в тому, що у близьких за походженням видів і родів організмів виникають схожі спадкові зміни.

Значення закону гомологічних рядів полягає в наступному:

1) Закон гомологічних рядів спадкової мінливості дозволяє знаходити потрібні ознаки та варіанти у всій різноманітності форм різних видів як культурних рослин та свійських тварин, так і їхніх диких родичів.

2) Закон надає можливість успішно здійснювати пошук нових сортів культурних рослин та порід свійських тварин з потрібними ознаками.

3) Застосовуючи закон гомологічних рядів, можна встановити центр походження рослин за спорідненими видами зі схожими ознаками та формами, які з’явилися, ймовірно, в тих самих екологічних та географічних умовах.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 47, сайту,                                        відеоматеріали. 

    10.04.23 - 12.04.23

       Тема:  Сучасні методи селекції тварин, рослин і мікроорганізмів. Явище гетерозису та його генетичні основи.

       https://youtu.be/i5Q3qpWznmU - сучасні методи селекці

Класичні методи селекції організмів

    Що таке гетерозис

Ще здавна люди помітили одну цікаву закономірність. Якщо схрещувати різні породи тварин або сорти рослин, то можна отримати нащадків, які будуть перевищувати за певними ознаками обох своїх батьків. Але тривалий час такі результати не вдавалося передбачити, бо інколи ефект спостерігався, а інколи ні.

Ситуацію вдалося зрушити з місця тільки з початком наукової організації селекційного процесу. Саме тоді й було доведено, що перше покоління гібридів, одержаних у результаті неспорідненого схрещування, має цілу низку цінних показників, за якими воно значно перевищує обох своїх батьків. Такими показниками були життєздатність, продуктивність, ріст, стійкість до захворювань тощо. Для опису цього ефекту американський генетик Г. Шелл запропонував термін «гетерозис» (1914). Характерною рисою гетерозису було те, що найбільше він проявлявся в першому поколінні гібридів. У наступних поколіннях (другому, третьому тощо) прояв гетерозису поступово зменшувався, а потім і зовсім зникав

У рослин розрізняють три основні типи гетерозису відповідно до тих показників, які спостерігаються в певного гібриду найбільше: репродуктивний, соматичний та адаптивний. Репродуктивний гетерозис проявляється у збільшенні виробництва насіння і врожайності. Рослини із соматичним гетерозисом мають значно більшу вегетативну масу та більші лінійні розміри. Адаптивний гетерозис проявляється у збільшенні стійкості рослин до дії несприятливих факторів середовища (як фізичних, так і біологічних).

Генетичні основи гетерозису

Для пояснення явища гетерозису було запропоновано дві основні гіпотези, які, до речі, не виключали одна одну (мал. 46.2). Перша з них — гіпотеза домінування. Основна її ідея — блокування дії рецесивних алелів генів, які зумовлюють несприятливий ефект, домінантними алелями цього ж гена. Гіпотеза виходила з того, що у двох батьківських лініях у стані гомозиготи за рецесивним алелем будуть перебувати різні гени. І після схрещування більшість генів матиме хоч один домінантний алель, який не дасть проявитися негативному впливу рецесивного алеля. Ця гіпотеза добре пояснювала той факт, що ефект гетерозису починав різко знижуватися вже у другому поколінні гібридів і через кілька поколінь зникав узагалі.

Другою була гіпотеза переваги (наддомінування). Вона стверджувала, що перевагу гетерозисним гібридам дають унікальні комбінації алелей, які утворювалися в результаті такого схрещування, тобто гетерозигота Аа дає більший ефект, ніж гомозиготи АА або аа. Ця гіпотеза теж адекватно пояснювала зменшення ефекту гетерозису в наступних поколіннях гібридів.

Тривалі дослідження виявили деяку перевагу гіпотези домінування. Але і гіпотеза переваги отримала кілька експериментальних підтверджень на свою користь. А вже у XXI столітті з'явилися дані, які свідчать про значний внесок у це явище епігенетичних механізмів.

Практичне значення гетерозису

Явище гетерозису широко використовується в сільськогосподарській практиці. Його застосовують під час вирощування кукурудзи, рису, цукрових буряків та інших зернових і овочів. Майже вся кукурудза, яка зараз вирощується у світі, є гетерозисною. Гібридною є і значна частина рису, який вирощується в Китаї та Індії.

Для отримання гібридних рослин у насінних господарствах вирощуються спеціальні так звані інбредні лінії рослин, у яких шляхом постійного самозапилення підтримується високий рівень гомозиготності (мал. 46.3). Для одержання насінин гетерозисних гібридів різні інбредні лінії кожного року схрещуються між собою, а насіння, яке утворилося в результаті схрещування, використовується для одержання високих урожаїв.

ЦЧС — цитоплазматична чоловіча стерильність (рослина не може утворювати пилок)

Фертильність — здатність до розмноження (фертильний — означає, що може розмножуватися)

Використовують явище гетерозису і у тваринництві. Воно дає гарний ефект для деяких гібридів великої рогатої худоби і свиней (мал. 46.4). Застосовують гетерозисні гібриди і на птахофермах для отримання гібридів курей. Нещодавно було проведено цікаве дослідження гібридів собак. У його процесі було встановлено, що гібридні породи собак живуть у середньому на 1,2 роки довше, ніж чисті породи. 

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 45 - 46, сайту,                                        відеоматеріали. 

        03.04.23 - 05.04.23

       Тема:  1.Поняття про екологічне мислення. Необхідність міжнародної взаємодії у справі охорони довкілля.

             2. Завдання та досягнення сучасної селекції. Внесок вітчизняних вчених селекціонерів.

         https://youtu.be/R01GXgHnxf0 - екологічне мислення

             https://youtu.be/W_WwsFkOhL0 - завдання та досягнення селекції

1. Екологічне мислення — це загальне розуміння, що безпечне існування та розвиток людства можливі тільки за умови відновлення екологічної чистоти його середовища існування та гармонічної взаємодії з нею.

Отже, як можна дотримуватись екологічного мислення в повсякденному житті?

1) Будьте розсудливим споживачем. Покупайте речі лише тоді, коли вони вам дійсно потрібні: добре подумайте перед придбанням, відмовтеся від спонтанних покупок, готуйте списки перед тим, як йти до магазину. І пам’ятай те: краще 1 раз купити якісну річ, ніж кілька разів дешеву.

2) Не купуйте разом з товаром зайве сміття. Обирайте товари без зайвої упаковки. Навіщо вам красиве, але непотрібне пакування?

3) Відмовтеся від одноразових пластикових пакетів. Пластик не розкладається у екосистемах природним шляхом. Наївшись такого сміття, щорічно гине велика кількість тварин.

4) Скажіть «ні!» одноразовим речам. Намагайтеся не купувати продукцію для одноразового використання: посуд, серветки, станки для гоління, ручки. Замість цього віддавайте перевагу відповідним багаторазовим речам.

5) Сортуйте сміття. Якщо біля вашого будинку вже з’явилися окремі контейнери для побутових відходів з пластику, скла, металу та паперу, користуйтеся ними.

6) Бережіть воду. Запаси прісної води на планеті Земля не є значними. Звичайне правило «закривайте кран, поки чистите зуби» має сенс. Скорочуйте час перебування у душі, зменшуйте напір, придбайте спеціальну економну насадку. Вчасно ремонтуйте крани, що підтікають.

7) Бережіть електроенергію. Сформуйте звичку виключати світло, виходячи з приміщення довше, ніж на 15 хвилин. Використовуйте енергозберігаючі лампи, які витрачають на 80 % менше енергії та слугують довше за звичайні.

8) Економ-режим техніки. При купівлі звертайте увагу на економічність техніки (маркування А, А+, Energy Star). Таким чином можна скоротити витрати на електрику до 30 %.

9) Економте папір. Друкуйте з двох сторін аркуша, використовуйте чернетки. Економія стандартних 25 пачок офісного паперу рятує одне зрублене дерево.

10) Автомобіль. Купуйте економний автомобіль. Регулярно міняйте фільтри та качайте шини. Такі заходи збільшать пробіг на 1 літр бензину. Або оберіть велосипед замість автомобіля.

11) Чистота. Звичайні миючі засоби містять фосфати, які, потрапляючи у водойми, спричиняють рясне «цвітіння» води. Тому слід надавати перевагу екологічним мийним засобам, що є менш шкідливими та краще розкладаються у природних умовах.

12) Харчування. Відмовтеся від фаст-фуду, готуйте та їжте вдома. Обирайте місцеві продукти харчування (так менше витрат палива на транспортування), сезонні, без надмірного використання мінеральних добрив та пестицидів.

13) Домівка. Віддавайте перевагу всьому натуральному: меблям, одягу, предметам інтер’єру.

14) Посадіть дерево та підтримуйте людей, що зберігають та захищають наші ліси. Дерева в процесі фотосинтезу поглинають вуглекислий газ та виділяють кисень, необхідний для дихання. Також дерева утворюють тінь та зменшують витрати на роботу кондиціонера на 15 %.

15) Ековироби. Використовуйте зошити або туалетний папір, виготовлені з переробленого паперу, біопакети, що розкладаються протягом 3 років тощо.

Звісно, цей перелік не є вичерпним. Запропонуйте і власні способи дотримання екологічного мислення і способу життя. Пам’ятайте, що ви робите це не тільки заради себе, а й заради прийдешніх поколінь.

2. Селекція — це наука, що вивчає біологічні основи і методи створення та покращення порід тварин, сортів рослин і штамів мікроорганізмів. Завдяки селекції з приблизно 150 видів культурних рослин та 20 видів одомашнених тварин створені тисячі різноманітних порід і сортів.

Завданнями селекції є:

• збільшення продуктивності сортів рослин, порід тварин та штамів мікроорганізмів;
• вивчення різноманіття рослин, тварин та мікроорганізмів, що є об’єктом селекційної роботи;
• аналіз закономірностей спадкової мінливості за гібридизації та мутаційного процесу;
• розробка систем штучного добору, що сприяють посиленню та закріпленню корисних для людини ознак організмів з різними типами розмноження;
• створення стійких до захворювань та кліматичних умов сортів та порід.

Залежно від цілей селекцію проводять на якість (смак, зовнішній вигляд, збереження плодів та овочів, уміст білка та амінокислот у зерні, жирномолочність), стійкість до хвороб, шкідників та несприятливих кліматичних умов, урожайність рослин, плодючість та продуктивність у тварин тощо.

Сорт — це штучно створена людиною група рослин, які мають біологічну й морфологічну подібність з метою одержання високого урожаю. Це група культурних рослин, які в результаті селекції отримали певний набір характеристик (корисних або декоративних), які відрізняють цю групу рослин від інших рослин того ж виду.

Порода — популяція тварин у межах певного виду, штучно створена людиною. Відтворює в потомстві стійкий генофонд, має свої особливості, морфологічні та фізіологічні ознаки, продуктивність.

Штам — генетично однорідна культура мікроорганізмів у межах одного виду. Має властиві лише їй специфічні властивості чи ознаки.

У порід, сортів та штамів усі ключові гени переведені у гомозиготний стан, і розщеплення в ряду поколінь не відбувається. Породи, сорти та штами максимально проявляють свої властивості в спеціально створених умовах і не здатні існувати без постійної підтримки людини.

Внесок вітчизняних учених-селекціонерів:

• В. Я. Юр’єв (автор близько 100 праць з питань методики й організації селекції сільськогосподарських культур; вивів 21 сорт найважливіших зернових культур — озимої і ярої пшениці, озимого жита, ярового ячменю, вівса, проса, кукурудзи та інших культур);
• В. І. Дідусь (досліджував добір у селекції озимої пшениці; вивів сорт пшениці «Зенітка» та сорт ярого ячменю «Харківський скоростиглий 353-ж»);
• А. Ф. Шулиндін (досліджував гібриди пшениці та жита — тритикале) та ін.
• Ф. Г. Кириченко (вивів новий високоврожайний сорт озимої пшениці «Одеська-21», «Мічуринка», «Новомічуринка», «Одеська ювілейна» та ін.);
• П. Х. Гаркавий (вивів сорти озимого ячменю «Одеський-14», «Одеський-17», «Оріон», «Оксамит»; усього вивів 14 сортів озимого і 23 сорти ярового ячменю);
• О. С. Мусійко (вивів 15 сортів і гібридів кукурудзи, жита, гречки, зокрема — гібриди кукурудзи «Орбіта», «Новинка»);
• В. М. Ремесло (створив високоврожайний сорт озимої пшениці «Миронівська-808», «Миронівська ювілейна 50», а всього ним створено і районовано 20 сортів).

Так, було створено унікальні сорти озимої пшениці: «Лісостепка 74», «Лісостепка 75», «Білоцерківська 198» та ін. (селекціонери Ковтун Т. Д., Максимчук Л. П., Горлач А. А.). Пізніше — «Веселка», «Білоцерківська напівкарликова», «Олеся», «Перлина лісостепу» та «Елегія» (Бурденюк-Тарасевич Л. А.).

Також було створено значну кількість сортів гороху та проса. Наприкінці ХХ і початку ХХІ століття селекція продовжує стрімко розвиватися.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 43-44, сайту,                                        відеоматеріали. 

  20.03.23 - 22.03.23

       Тема:  1. Концепція сталого розвитку та її значення. Природокористування в контексті сталого розвитку.

               2. Узагальнення знань з теми "Сталий розвиток та проблеми природокористування"

            https://youtu.be/sNLWNK60IF4

            https://youtu.be/Z5GPNTqGJfc

1.Сталий розвиток — це такий розвиток суспільства, який задовольняє потреби нинішніх поколінь і не ставить під загрозу можливості наступних поколінь задовольняти свої потреби. 

Концепцію сталого розвитку було сформульовано в рішеннях Конференції ООН із навколишнього середовища та розвитку (1992р.). На цій конференції голови 179 держав ухвалили план дій щодо сталого розвитку, який отримав назву «Порядок денний на ХХІ століття».

Концепція сталого розвитку передбачає позитивний синтез і системне вирішення екологічних, економічних, соціальних і культурних проблем сучасності.

Ключові завдання сталого розвитку: 

• забезпечення випереджального розв’язання проблем соціального та духовного розвитку; 

• узгодження темпів економічного розвитку з господарською ємкістю екосистем; 

• збереження і відновлення природних екосистем та їх здатності до самовідтворення; 

• це розвиток, що до мінімуму зменшує негативний вплив на навколишнє середовище. 

Зараз розглядаємо два підходи досягнення сталого розвитку.

Перший підхід пов’язує сталий розвиток людства з екологічно чистою енергетикою, безвідходними технологіями, замкненими циклами виробництва. Цей підхід ураховує те, що зміни в навколишньому середовищі є наслідком неправильного ведення господарства і можуть бути усуненні шляхом такої його перебудови, що не буде пригнічувати навколишнє середовище. Однак створення абсолютно замкненого технологічного циклу є дуже дорогим, а подеколи і неможливим. Для регулювання розвитку господарства вони пропонують використовувати різні економічні інструменти, наприклад великі штрафи за забруднення, пов’язують свої надії зі зміною споживчого поводження населення Землі.

Другий підхід ґрунтується на тому, що людство споживає багато природних ресурсів, що спричиняє їх виснаження й деградацію навколишнього середовища. Тому необхідно знизити рівень використання природних ресурсів. Прихильники цього підходу пропонують зменшити масштаби розвитку економіки, віддають пріоритет прямому регулюванню цього процесу, наполягають на обмеженні споживання. 

Державні стандарти.

Сучасним прикладом утілення Концепції сталого розвитку на державному рівні може бути питання прийняття екологічних стандартів, які регулюють вміст шкідливих речовин у вихлопних газах. Такі стандарти діють у країнах Європи з 1988 року.

2. РАЦІОНАЛЬНЕ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ - сфера діяльності й уся сукупність засобів, що застосовує суспільство задля вивчення, освоєння, використання, відновлення, поліпшення й охорони довкілля та природних ресурсів.

Прикладними галузями знань, основою для розумного використання ресурсів довкілля, його охорони та забезпечення умов сталого розвитку суспільства є середовищезнавство (інвайронментологія) й охорона довкілля (інвайронменталістика).

СЕРЕДОВИЩЕЗНАВСТВО. ОХОРОНА ДОВКІЛЛЯ
Глобальні екологічні проблеми 1. Зміни глобального клімату 2. Стихійні лиха (пожежі, цунамі, урагани) 3. Забруднення довкілля 4. Деградація ґрунтів 5. Скорочення обсягів чистої води 6. Загроза продовольчій безпеці 7. Скорочення біорізноманіття	Види забруднення довкілля За природою полютантів 1. Механічне 2. Фізичне 3. Хімічне 4. Біологічне За компонентами біосфери 1. Забруднення атмосферного повітря 2. Забруднення водойм 3. Забруднення ґрунтів 4. Забруднення екосистем
Стратегічні документи охорони довкілля Закон України «Про Основні засади (стратегію) державної екологічної політики України на період до 2030 року» (проект) Закон України «Про оцінку впливу на довкілля» Закон України «Про охорону атмосферного повітря» Закон України «Про питну воду, питне водопостачання» Закон України «Про охорону земель» Концепція реалізації державної політики у сфері зміни клімату на період до 2030 року Концепція Загальнодержавної програми збереження біорізноманіття на 2005-2025 роки Національна стратегія управління відходами в Україні до 2030 року Національний план дій щодо боротьби з деградацією земель та опустелюванням Стратегія низьковуглецевого розвитку України до 2050 року (проект)	Джерела забруднення довкілля Хімічна промисловість, металургія, сільське господарство, енергетика, транспорт
	Наслідки забруднення атмосферного повітря Озонові діри. Парниковий ефект. Смог. Кислотні опади
	Наслідки забруднення водойм Проблема стічних вод і промислових викидів. Евтрофікація водойм. Цвітіння води. Нафтове забруднення. Дефіцит водних ресурсів. Танення льодовиків
	Наслідки забруднення ґрунтів Зменшення площі земельних ресурсів. Деградація ґрунтів
Міжнародні природоохоронні організації Організація Об'єднаних Націй з питань освіти, науки, культури (ЮНЕСКО) Міжнародний союз охорони природи і природних ресурсів (МСОП) Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) Всесвітня метеорологічна організація (ВМО)	Наслідки впливу на біорізноманіття Проблеми акліматизації та реакліматизації видів. Поширення алергенних рослин-бур'янів. Масові епідемії. Зникнення видів

                       Письмова робота з теми: "Сталий розвиток та проблеми                                  природокористування"

  1.Укажіть  абіотичний екологічний чинник:

А. лісова пожежа

Б кислотні дощі

В.полювання зграї вовків

Г підвищення вологості повітря

2.Забруднення довкілля пластмасовими виробами. склом. цегляними рештками належать до забруднення:

А механічного

Б фізичного

В хімічного

Г біологічного

3.Які види тварин занесені до Червоної книги України:

А.лелека чорний, видра річкова

Б.лелека білий, крук

В.зяблик, мартин сріблястий

Г.тритон гребінчастий. ропуха сіра

4 Оберіть інвазійний вид рослин в Україні:

А яблуня лісова

Б. амброзія полинолиста

В липа серцелиста

Г. конюшина звичайна

5.Виберіть ознаки, що характеризують вид,що зображений на малюнку:

   

       

А Назва виду	Б.Категорія Червоної книги	В.Ряд
1 орлан- білохвіст	1 рідкісний	1 Соколоподібні
2 журавель сірий	2зниклий	2Лелекоподібні
3 лелека чорний	3неоціненний	3.Дятлоподібні

6. Установіть відповідність між наслідками забруднення атмосфери та чинниками. які їх спричиняють

 

1.парниковий ефект	А викиди вихлопних газів
2. озонові діри	Б. високий вміст вуглекислого газу
3.смог	В.  викид кислотних оксидів
4.кислотні дощі	Г.вплив фторвуглуводнів
	Д. ерозія грунтів

7.Установіть відповідність між трофічним рівнем та  групою організмів за характером живлення. яка цей рівень може займати.

 

1 продуценти	А  сапротрофи
2 консументи І порядку	Б  автотрофи
3 консументи ІІ порядку	В   хижаки
4  редуценти	Г  фітофаги
	Д   еврибіонти

 

8.Продовжіть речення

 

Кіотський договір був укладений  з метою:________________________________________________________________________________________________________________________________________

До антропогенних забруднень належать:__________________________________________________________________________________________________________________________________________

           (запитання 9-12 вимагають поширеної відповіді)

 

9. Які види називають інвазійними. Наведіть приклади таких у нас в Україні.

 

10. Розгляньте малюнок. Опишіть проблему, її причини та наслідки

 

11. Перерахуіте екологічні проблеми гідросфери.Яких заходів слід дотримуватися. щоб покращити якість питної води?

 

12. Дайте  оцінку екологічній ситуації  вашого села. Чому важливо підвищувати екологічне  мислення односельців?

     Д.З. Опрацюйте матеріали підручника , сайту,                                        відеоматеріали. Виконайте письмову роботу.

 13.03.23 - 15.03.23

       Тема:  1. Проблема акліматизації та реакліматизації видів.Збереження біорізноманіття як необхідна умова стабільності біосфери.

           2. Екологічні політика в Україні, природоохоронне законодавство в Україні, міждержавні угоди. Червона книга та чорні списки видів тварин. Зелена книга України.

        https://youtu.be/RQZfX0M6IrM

        https://youtu.be/ojBdbDUe48c

         https://youtu.be/0THOMTa-ex8

   Акліматизація — пристосування організмів до нових, не звичних для них кліматично-географічних умов існування після територіального, штучного чи природного переміщення з утворенням стабільних відтворювальних груп організмів.

Реакліматизація — пристосування організмів до місцевості, з якої вони з певних причин зникли.

Акліматизація можлива двома шляхами:

1) Зміною обміну речовин організмів. Такі зміни (модифікації) не успадковуються і визначаються нормою реакції організму. В цьому випадку відбувається натуралізація. Приклад: багато злісних і карантинних бур’янів і шкідників, що мають широку норму реакції генотипу і що вільно поширюються по планеті. При цьому генетична структура популяції або виду не змінюється.

2) Зміною генетичної структури виду. Це — справжня акліматизація. Чинником, що визначає генетичну структуру виду та обумовлює акліматизацію, є природний відбір. В онтогенезі акліматизація визначається багатством генофонду популяції. Деяке значення при акліматизації мають спонтанні мутації, але частота їх невелика.

Інтродукція нового виду — втручання у біогеоценоз — супроводжується здебільшого негативними наслідками. Новий вид змінює у ньому кормові зв’язки, спричиняє перебудову структури екосистеми, порушує рівновагу біоценозу. Інтродуковані особини нового виду змушені знаходити екологічну нішу для існування, вступати у конкуренцію з місцевими екологічно близькими видами.

Реакліматизація ж має велике значення, оскільки сприяє збагаченню біоценозів та повнішому використанню продуктивності екосистем.

Збереження біорізноманіття як необхідна умова стабільності біосфери

Біорізноманіття поділяють на три категорії:

1) Генетичне різноманіття — це різноманіття генів усередині одного виду. Воно пов’язане з тим, що особини зазвичай мають гени, що дещо різняться. До генетичного різноманіття відносять існування в межах одного виду підвидів, рас, сортів, штамів, клонів, різновидів, форм тощо.

2) Видове різноманіття — це різноманіття всередині одного регіону. За оцінками спеціалістів, сьогодні на Землі відомо приблизно 1,5 млн видів різних живих організмів, Кількість видів тварин набагато більша за кількість видів рослин, грибів та бактерій. Серед тварин за числом видів на першому місці комахи. Серед рослин найбільш чисельними є покритонасінні (квіткові).

3) Екосистемне різноманіття — це різноманіття видів усередині екосистеми. Зниження екосистемного різноманіття — це не тільки зменшення числа видів, але й якісні зміни екосистем. Вони відбуваються переважно через діяльність людини і становлять серйозну небезпеку.

Скорочення біорізноманіття є однією з екологічних проблем сучасності. Причини, з яких необхідно зберігати біорізноманіття, полягають тому, що воно виконує провідну роль у забезпеченні стійкості екосистем та біосфери в цілому (поглинання забруднень, стабілізація клімату, забезпечення придатних для життя умов). Кожен вид, навіть якщо він здається незначним, робить свій внесок у забезпечення стійкості не тільки локальної екосистеми, але й біосфери в цілому.

 Д.З. Опрацюйте матеріали підручника , сайту,                                        відеоматеріали. 

     06.03.23 - 08.03.23

       Тема:  1. Основні джерела антропічного забруднення грунтів, їхні наслідки. Необхідність охорони грунтів.

           2. Антропічний вплив на біорізноманіття. Практична робота №3 "Оцінка екологічного стану свого регіону" 

          https://youtu.be/4NYO1P7hQ6k - забруднення грунтів

          https://youtu.be/DczSaGLM-ck - грунти

          https://youtu.be/Flegl9MJTkY - екологічний стан регіону

1. ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТІВ – надходження фізичних агентів, хімічних речовин й організмів, що змінюють властивості ґрунтів і порушують їхні функції.

1) Особливості їхнього забруднення визначаються тим, що ґрунти – це біокосне тіло природи:

 1) має структурні живу й неживу фази;

 2) складається з органічних речовин, мінералів, води й повітря;

3) чинниками його формування є гірські породи й мінерали, вода, рельєф, повітря, тепло;

4) вирізняється такою властивістю, як родючість.

2) Основні забруднювачі ґрунтів.

Найпоширенішими полютантами є хімічні речовини:

• пестициди – отрутохімікати для боротьби з бур’янами (гербіциди), комахами (інсектициди), кліщами (акароциди), грибами (фунгіциди), для скидання листя перед збиранням врожаю (дефоліанти);
• мінеральні добрива, що їх вносять для компенсації біогенних елементів (здебільшого N, K, P);
• сполуки важких металів (переважно Pb, Cd, Sn, Hg);
• компоненти газодимових викидів (діоксини, феноли);
•  нафта і нафтопродукти (бензин, мастильні матеріали);
• радіонукліди.

3) Види забруднень ґрунтів

• Найнебезпечніший вид забруднення ґрунтів – хімічне.
• Спостерігаються порушення біогеохімічного кругообігу азоту й нітрогенне забруднення ґрунтів.
• Біологічне забруднення, пов'язане із накопиченням (бактеріальні добрива), масовим розмноженням (хвороботворні бактерії, збудники мікозів, личинки комах-шкідників), розвитком (стадії гельмінтів), появою нових мікроорганізмів, порушенням складу біоти редуцентів. Так, у надто забруднених ґрунтах збудники тифу і паратифу можуть зберігатися впродовж півтора року, тоді як у незабруднених – лише протягом двох-трьох діб. Ще одним видом біозабруднення є поширення алергенних видів рослин-бур’янів.
• Суттєвим є й механічне забруднення ґрунтів залишками будівельних матеріалів, азбесту, битого скла, кераміки.

4) Основні джерела забруднення ґрунтів.

• Сільське господарство, що широко використовує добрива і пестициди.
• Радіоактивні елементи можуть потрапляти в ґрунт і накопичуватися в ньому внаслідок викидів промислових підприємств, аварій на АЕС.
• Поблизу великих центрів чорної і кольорової металургії ґрунти забруднено сполуками важких металів.
• Автотранспорт є серйозним джерелом свинцевого забруднення.
• Теплоенергетика спричиняє появу сажі та незгорілих речовин, що викидаються в атмосферу.

2. НАСЛІДКИ АНТРОПІЧНОГО ВПЛИВУ НА ГРУНТИ

1) Зменшення площ земель, придатних для землеробства відбувається внаслідок:

• урбанізації,
• відведення земель під будівництво,
• транспортні мережі,
• водосховища,
• сміттєзвалища,
•  добування корисних копалин у відходах гірничодобувної промисловості.

2) Деградація ґрунтів – це поступове погіршення її властивостей, що супроводжується зменшенням вмісту гумусу і зниженням родючості.

Чинниками деградації ґрунтів є:

• неправильне землекористування;
• знищення екосистем;
• забруднення відходами;
• зміни кліматичних чинників.
•  втрата гумусу (органічна складова ґрунтів),
• ерозія, забруднення,
• вторинне засолення,
• заболочування,
• спустелювання.

Так, у світі майже 33 % ґрунтів втратили родючість, а в Україні кількість забруднених і малопродуктивних ґрунтів сягає 15 млн гектарів, при цьому за останні 130 років склад гумусу в  чорноземах зменшився на 30 %.

3) Основними екологічними проблемами у відносинах «людина – ґрунт» є:

• ерозія ґрунтів – руйнування і знесення верхніх, найбільш родючих горизонтів ґрунту під дією вітру (вітрова ерозія), потоків води (водна), перевипасання (пасовищна), зрошення (іригаційна), оранки (агротехнічна);
• забруднення важкими металами – це потрапляння й накопичення в ґрунті металів у концентраціях, що є вищими від фонових. Це спричиняє зниження рН, зменшення кількості корисних бактерій (наприклад, бульбочкових бактерій або актиноміцетів), збільшення кількості хвороботворних грибів, зменшення кількості корисних ґрунтових комах, червів та ін.
• радіоактивне забруднення – це потрапляння й накопичення в ґрунті радіонуклідів (Цезій-137, Стронцій-90, Калій-40) у концентраціях, що є вищими від фонових;
• засолення – процес накопичення в ґрунтах легкорозчинних солей (хлоридів, сульфатів і карбонатів). Це явище може бути наслідком підвищеного вмісту їх у корінній породі й подальшим винесенням у ґрунт або тривалого накопичення в умовах високого випаровування вологи з розташованих близько від поверхні ґрунтових вод.

3. ОХОРОНА ГРУНТІВ

• Найважливішим заходом збереження ґрунтів є правильне формування культурного агроландшафту.
• У кожній екосистемі має бути своє, науково обґрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймами.
• Організація й дотримання сівозмін.
• Перехід на прогресивні форми обробітку землі, ефективні та легкі машини й механізми, скорочення повторного обробітку ґрунту, перехід на безплужний обробіток.
• Впровадження органічного (біологічного) землеробства без застосування отрутохімікатів і неякісних мінеральних добрив.
•  Застосування методу фіторемедіація. Цей метод полягає в тому, що рослинне коріння всмоктує пестициди й розкладає шкідливі речовини. Застосування фітотехнологій може не лише зменшити рівень забруднення довкілля стійкими органічними ксенобіотиками, а й повернути рекультивовані землі в систему землекористування та аграрного виробництва.

      ПРАКТИЧНА РОБОТА 3

ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ СВОГО РЕГІОНУ

Мета роботи: використовуючи літературні та інтернет-джерела, а також інформацію, отриману від засобів масової інформації, оцінити екологічний стан регіону, у якому ви проживаєте; на основі проаналізованої інформації підготувати пропозиції щодо поліпшення екологічної ситуації в даному регіоні1.

Хід роботи

1. Проаналізуйте отриману інформацію щодо основних об’єктів вашого регіону, які можуть слугувати джерелами тих чи інших видів забруднення. Наприклад: промислові підприємства, великі автомобільні магістралі, АЗС, аеропорти, залізниця, теплові або атомні електростанції, інші енергетичні об’єкти, великі агропромислові комплекси, полігони побутових або промислових відходів тощо. Зазначте потенційні види забруднення довкілля та можливий негативний вплив на здоров’я людини. Результати аналізу оформіть у вигляді таблиці.

2. Визначте природні та штучні комплекси (ліси, лісопарки, парки, водойми тощо), які можуть слугувати рекреаційними зонами. З’ясуйте тип зеленої зони, призначення, площу, екологічний стан. Результати аналізу оформіть у вигляді таблиці.

3. На підставі проаналізованої інформації зробіть висновки щодо екологічного стану вашого регіону, зазначивши основні об’єкти, що завдають шкоди довкіллю. За можливості вкажіть рівень дотримання санітарних норм у регіоні. Зробіть пропозиції щодо можливих шляхів поліпшення екологічної ситуації, не завдаючи збитків економіці. Укажіть основні зелені зони регіону та їхній сучасний стан. Зробіть пропозиції щодо поліпшення їхнього стану та ефективнішого використання

 Д.З. Опрацюйте матеріали підручника , сайту,                                        відеоматеріали. Виконайте практичну роботу №3 (на основі свого регіону)

   27.02.23 - 01.03.23

       Тема:  1. Антропічний вплив на атмосферу. Наслідки забруднення атмосферного повітря та його охорона.

              2. Антропічний вплив на гідросферу. Причини порушення якості природних вод, дефіцит водних ресурсів, принципи оцінки екологічного стану водойм. Охорона водойм.

              https://youtu.be/kCiIQRAJk00 - забруднення атмосфери

              https://youtu.be/VpmdrH1SIRk - стан гідросфери

Д.З.Створити опорний  конспект теми та дати відповіді на питання:

1. Що таке забруднення атмосфери? Гідросфери?

2. Назвіть основні джерела забруднення атмосфери, гідросфери.

3. Назвіть екологічні проблеми, що виникли внаслідок забруднення атмосфери, гідросфери.

    20.02.23 - 22.02.23

       Тема: Сучасні екологічні проблеми в Україні і світі.                                                                  Види забруднення, їхні наслідки для природних і штучних  екосистем та людини. Поняття про якість довкілля. Критерії забруднення.

                 https://youtu.be/r0m2y8TJx9w - екологічні проблеми

                  https://youtu.be/sUMTuyexEoc - види забруднень

                  https://youtu.be/sUMTuyexEoc - види забруднень

 Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 34, 35, 36, сайту,                                        відеоматеріали. Виконайте завдання  № 7 на ст. 133.

         13.02.23 - 15.02.23

       Тема:  Представлення проекту" Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних)

            Узагальнення знань з теми "Екологія"

Продовжуємо працювати над проєктом. Повторити тему "Екологія" (матеріали підручника та сайту). 15.02.23 виконуємо підсумкову роботу з теми. Проєкти і виконану тематичну роботу надсилаємо у Viber.

І рівень - репродуктивно розпізнавальний

Діяльність на розпізнавання правильного змісту речення

1.      Предметом екології є різноманітність зв’язків між біосистемами та середовищем існування.

2.      Правило екологічної піраміди є прикладом екосистемо логічних закономірностей.

3.      Впливи живої природи віднесені до категорії антропічних чинників.

Діяльність на вибір однієї правильної відповіді

4.      Організми, що пристосовані до значних коливань температури середовища – це .. а) еврифаги; б) еврибати; в) евритерми; г) евригали.

5.      Популяції гетеротрофних організмів, які живляться безпосередньо або через інші організми готовою органічною речовиною, синтезованою автотрофами – це: а) продуценти; б) консументи; в) редуценти; г) релікти.

6.      Уся сукупність взаємопов’язаних трофічних ланцюгів екосистеми – це: а) трофічний рівень; б) трофічна мережа; в) трофічний ланцюг; г) трофічна структура.

ІІ рівень – репродуктивно-описовий

Діяльність на доповнення формулювань

7.      Значення чинника, за яких організми зберігають життєдіяльність, але не ростуть і не розмножуються – це…….

8.      Поділ популяції на групи особин, які відрізняються за тими чи іншими властивостями – це …..

9.      Ланцюги, які починаються із зелених рослин і завершуються редуцентами – це …

Діяльність на наведення прикладів, просте пояснення й опис

10.  Назвіть основні розділи загальної екології

11.  Наведіть приклади типів сукцесій.

Діяльність на розпізнавання й визначення ілюстрацій

12.  Назвіть дві особливості біогеохімічного циклу Сульфуру.

ІІІ рівень – продуктивно-конструктивний

Діяльність на вибір кількох правильних відповідей

13.  Назвіть типи речовини в складі біосфери: а) біокосна; б) вода; в) жива; г) неорганічна; д) радіоактивна.

Діяльність на встановлення правильної відповідності

14.  Установіть трофічні рівні (1-4) з прикладами організмів (А-Д)

1.      Продуценти 2.      Консументи І порядку 3.      Консументи ІІ порядку 4.      Редуценти

А. яструб великий Б.  павук-оса В. сонечко семикрапкове Г.  попелиця чорна Д.  калина звичайна

ІV рівень – продуктивно-творчий

Діяльність на отримання творчого продукту (одне завдання на вибір)

15.  Обґрунтуйте необхідність знань екологічних закономірностей для розуміння природи й сучасних технологій.

16.  Які основні екологічні проблеми сучасного землеробства?

17.  Які особливості структурної та функціональної організації біосфери як найвищого рівня організації життя на Землі?

       08.02.23 - 13.02.23

       Тема: Вчення Вернадського В.І. про біосферу та ноосферу та його значення для уникнення глобальної економічної кризи.                                                                         Представлення проекту" Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних)

             https://youtu.be/hPqj8gEChn8

1. Вчення про біосферу і ноосферу – наукове узагальнення принципів організації, властивостей і розвитку біосфери і ноосфери як глобальної екосистеми, пояснення найважливішої ролі, яку виконала і виконує жива речовина на планеті

2. Основні положення вчення про біосферу сформульовано у праці В. І. Вернадського  «Біосфера» (1926).

3. Ноосфера – стан біосфери, за якого визначальним чинником стає розумова діяльність і праця людини, а характерною рисою – екологізація всіх сфер життя. Ноосфера – це біосфера на сучасному етапі її розвитку.

4. Закон ноосфери Вернадського – «На сучасному рівні розвитку людської цивілізації вона неминуче перетворюється в ноосферу, тобто в сферу, де найважливішу роль у розвитку природи відіграє розум людини».

5. Екологічна криза – термін для позначення важкого перехідного стану екологічних систем і біосфери в цілому. Стан екологічної кризи означає наявність значних структурних змін довкілля – прискорене виснаження відновлюваних і вичерпання невідновлювальних  природних ресурсів, локальне забруднення компонентів біосфери, що випереджає їх можливості природного очищення, порушення біогеохімічних циклів й функцій живої речовини внаслідок втрати біорізноманіття й появи стійких ксенобіотиків.

6. Причини сучасної екологічної кризи – ріст кількості населення Землі, промислово-енергетичні чинники, занепад духовності, низька екологічна культура.

7. Основні положення вчення про біосферу та ноосферу:

– Цілісність біосфери визначається самовпорядкованістю усіх її процесів.

– Жива речовина біосфери активно трансформує сонячну енергію в енергію хімічних зв’язків складних органічних речовин.

– Що дрібніші організми, то з більшою швидкістю вони розмножуються

– Автотрофні організми отримують всі необхідні для життя речовини з навколишнього середовища.

– У земній корі відбуваються постійні перетворення речовин, рух атомів і молекул.

– Поширення життя на нашій планеті визначається полем стійкості зелених рослин.

– На сучасному рівні розвитку людської цивілізації вона неминуче перетворюється в ноосферу, тобто в сферу, де найважливішу роль у розвитку природи відіграє розум людини.

8. Ознаки виникнення ноосфери:

– Людство стало одним цілим.

– Перетворення засобів зв’язку та обміну.

– Відкриття нових джерел енергії.

– Поліпшення добробуту людей.

– Рівність всіх людей.

9. Значення вчення Вернадського для уникнення глобальної екологічної кризи полягає у тому, що вчений ознайомлює нас з важливими поняттями, що стосуються екологічної кризи для їх вивчення та уникнення або подолання у майбутньому.  Вернадський доводить, що для запобігання проблем екологічних кризу необхідна розсудливість щодо користування природними ресурсами, науково обґрунтоване ставлення до природи, модифікація аспектів техногенної діяльності людини і чисельні вдосконалення у напрямі екологічності.

10. Особливості структурної та функціональної організації біосфери.

Біосфера – єдино глобально екосистема вищого порядку, склад, структура і властивості якої визначаються діяльністю організмів.

Структурна організація:

а) біотичний компонент представлений живою речовиною – сукупністю організмів нашої планети;

б) абіотичний компонент включає хімічні складові та фізичні умови геологічних оболонок:

       а) атмо-, гідро- і літосфери;

       б) елементарною структурно-функціональною одиницею є біогеоценози.

Функціональні зв'язки:

а) біокомпоненти і геокомпоненти пов'язані між собою колообігом речовин у вигляді біогеохімічних циклів, найважливішими властивостями яких є відкритість і незамкненість; б) основними функціями живої речовини в біосфері є окиснювально-відновна, концентраційна та газова.

Основні властивості визначаються властивостями живої речовини.

 

11. Характеристика біосфери

Ознака	Характеристика
Структурні компоненти	Абіотичні, біотичні компоненти і середовище їхнього існування - атмосфера, гідросфера і літосфера.
Основні структурні елементи (типи речовини)	— Жива речовина, що представлена організмами різних видів. — Біогенна речовина, що є продуктом життєдіяльності організмів (наприклад, кам'яне вугілля, торф). — Нежива речовина (косна), в утворенні якої живі організми не брали участі. — Біокосна речовина, що сформована за рахунок взаємодії живої та косної речовин. Основним видом біокосної речовини є ґрунт. — Радіоактивна речовина. — Розсіяні атоми. — Космічна речовина (наприклад, метеорит).
Межі біосфери	Верхня межа біосфери розташована в атмосфері на висоті близько 11 км. Нижня межа біосфери залягає в літосфері на глибині близько 3-4 км і в гідросфері на глибині Світового океану.
Необхідна умова існування	Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку життя на Землі у природі повинні постійно відбуватись безперервні процеси перетворення її живої речовини – колообіг речовин та трансформація енергії.
Основні властивості біосфери	— Відкритість, цілісність — Високий рівень самоорганізації, що забезпечує надзвичайну стабільність і стійкість — Унікальність, незамінність і неповторність — Практично безмежна тривалість існування — Безмежно великий запас інформації — Найдосконаліший механізм саморегуляції та захисту від зовнішнього руйнівного впливу — Величезні запаси вільної енергії — Величезне біорізноманіття підпорядкованих їй систем
Основні функції біосфери	Концентрування, трансформація, акумуляція й перерозподіл хімічних елементів в земній корі. Надходження енергії Сонця до поверхні Землі, засвоєння її у процесі фотосинтезу рослинами, трансормація й перерозподіл у ланцюгах живлення й геологічних оболонках і розсіювання у світовому просторі.
Закономірності функціонування	— Газова функція – здійснюється зеленими рослинами у процесі фотосинтезу, при цьому атмосфера поповнюється киснем, а також рослинами і тваринами, які виділяють вуглекислий газ у процесі дихання. Відбувається колообіг азоту, який тісно пов'язаний з життєдіяльністю мікроорганізмів. — Концентраційна функція – проявляється у здатності живих організмів акумулювати різноманітні хімічні елементи, у тому числі мікроелементи, із зовнішнього середовища (ґрунт, вода, атмосфера). — Окислювально-відновна функція – виражається у хімічних перетворення речовин у процесі життєдіяльності організмів У ґрунті, водному та повітряному середовищах утворюються різноманітні нові речовини як результат окислювально-відновних реакцій. — Біохімічна функція – синтез і розщеплення органічних сполук (білків, ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот), яких у природі до появи живого не існувало. — Деструкційна функція – розклад редуцентами органічних решток і косної речовини, руйнування гірських порід унаслідок життєдіяльності організмів. — Середовищеутворювальна – зміна умов існування організмів завдяки діяльності живого.

 

             Навчальний проєкт №2
Тема: Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних).

Мета: ознайомитись і дослідити особливості структури місцевої екосистеми степу.

Завдання:

1. Вкажіть особливості структури екосистеми степу:

- Абіотична частина _______________________________

- Біотична частина ________________________________

Компоненти	Видовий склад
Продуценти
Консументи
Редуценти

2. Складіть декілька ланцюгів живлення в екосистемі степу.

3. Складіть схему трофічної сітки в екосистемі степу.

4. Підсумок (відповідно до мети роботи).

 Довідкові матеріали:

Посухостійкі рослини степу: житняк, тонконіг, будяк, пижмо, типчак, полин, ковила, миколайчики, перекотиполе.

Серед тварин у степу поширені степовий заєць, бабак, ховрах, лисиця-корсак, тхір, тушканчик, кріт, землерийка, сліпак, різні види мишей, степовий орел, жайворонок, перепілка, степова гадюка, прудка ящірка і багато комах.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п.33, сайту,                                        відеоматеріали. Виконати проект 2

           30.01.23 - 01.02.23

       Тема: Біосфера, як глобальна екосистема, її структура та межі. Біогеохімічні цикли як необхідна умова існування біосфери.

               https://youtu.be/9MFfsdbzPZs - біосфера

              https://youtu.be/xqodf1eZ8Ls - цикли біосфери

БІОСФЕРА - особлива оболонка Землі, населена живими істотами. Дослідженнями біосфери займається біосферологія.

Структура біосфери включає абіотичний та біотичний компоненти, що пов'язані біологічною міграцією хімічних елементів і речовин. Біосфера охоплює три геологічні оболонки - літосферу, атмосферу та гідросферу. Структурними елементами біосфери є 7 типів речовини: 1) жива (сукупність усіх організмів на Землі); 2) біогенна (речовина, що утворена й перероблювана організмами (вугілля, нафта, кисень атмосфери тощо)); 3) косна (абіотична речовина, що утворена без участі живого, тобто лава, попіл вулканів); 4) біокосна (біогенно-абіотична речовина, продукти розкладу і переробки косної речовини організмами, тобто ґрунт); 5) радіоактивна; 6) космічна; 7) розсіяні атоми.

Межами біосфери є нижні шари атмосфери до висоти близько 11 км, вся гідросфера і верхній шар літосфери до глибини 3-11 км.

Біосфера - це найбільша цілісна глобальна екосистема, якій притаманні фундаментальні властивості біосистем. До них належать відкритість, цілісність, саморегуляція. Однак біосфера має й специфічні (емерджентні) властивості. Це передусім її високий рівень самоорганізації, що забезпечує надзвичайну стабільність і стійкість у часі й просторі. Окрім того, фахівці зазначають ще й такі особливості:

• унікальність, незамінність і неповторність;
• практично безмежна тривалість існування;
• безмежно великий запас генетичної інформації, що накопичувалася впродовж мільярдів років, внаслідок чого ця інформація є практично невичерпною;
• найдосконаліші механізми саморегуляції та захисту від руйнівного зовнішнього впливу;
• величезні запаси вільної енергії, причому не лише тієї, що є вільною енергією сучасних підпорядкованих їй екосистем, а й енергії, накопиченої екосистемами минулих епох;
• величезне біорізноманіття підпорядкованих їй біологічних систем - організмів, видів, екосистем.

Отже, біосфера є найвищою та найскладнішою біологічною системою Землі.

Яка основна функція біосфери?

ПОТІК ЕНЕРГІЇ У БІОСФЕРІ - надходження енергії Сонця до поверхні Землі, засвоєння її у процесі фотосинтезу рослинами, трансформація й перерозподіл у ланцюгах живлення й геологічних оболонках і розсіювання у світовому просторі. Біосфера - це відкрита термодинамічна система, що одержує енергію у вигляді світлової енергії Сонця й теплової енергії процесів радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети. Радіоактивна енергія, частка якої в енергетичному балансі планети була значною на першій і другій фазах еволюції Землі, нині не відіграє помітної ролі в житті біосфери. Основне джерело енергії сьогодні - це сонячне випромінювання. Більша частина цієї енергії відбивається від хмар, пилу й земної поверхні (близько 34 %), нагріває атмосферу, літосферу й Світовий океан, після чого розсіюється в космічному просторі у вигляді інфрачервоного випромінювання (42 %), витрачається на випаровування води й утворення хмар (23 %), на переміщення повітряних мас - утворення вітру (близько 0,1 %). І лише близько 1% сонячної енергії, що потрапляє на Землю, вловлюється продуцентами - вищими рослинами, водоростями та фототрофними бактеріями - й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв'язків органічних сполук.

Ця зв'язана енергія далі використовується консументами й редуцентами в ланцюгах живлення. Завдяки їм біосфера виконує свою основну функції - концентрує, трансформує, акумулює й перерозподіляє хімічні елементи в земній корі. Діяльність живої речовини супроводжується розсіюванням акумульованої сонячної енергії у вигляді тепла.

Енергетичні ресурси в біосфері не лише створюються нині існуючими організмами, а й нагромаджувалися в минулі геологічні часи. Через те реальна енергетика біосфери визначається сукупним потенціалом Карбону та карбоновмісних сполук. Частка енергії первинних вуглеводів не потрапляє до ланцюгів живлення й консервується в осадових породах у вигляді торфу, вугілля, нафти та природного газу.

Таким чином, в процесі роботи, що її здійснює біосфера, вловлена сонячна енергія трансформується й розсіюється. Ці два процеси підпорядковуються двом фундаментальним природним законам - першому та другому законам термодинаміки.

Перший закон термодинаміки: енергія не може бути ні народжена, ні знищена, вона може бути лише трансформована з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому не змінюється.

Другий закон термодинаміки: будь-яка робота супроводжується трансформацією високоякісної енергії у тепло, що розсіюється в довкіллі й втрачається в просторі.

Отже, основна функція біосфери полягає в засвоєнні, накопиченні, трансформації та перерозподілі енергії.

Які основні закономірності функціонування біосфери?

Живі організми концентрують, перерозподіляють хімічні елементи, синтезують з них і розщеплюють хімічні сполуки. У науці ця закономірність називається першим законом Вернадського, або законом біогенної міграції хімічних елементів: міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньої участі живої речовини, або ж у середовищі, особливості якого зумовлені живою речовиною. Жива речовина (біота) - уся сукупність живих організмів на Землі. «Можна без перебільшення стверджувати, що стан планети, біосфери цілком перебуває під впливом життя і визначається живими організмами», - писав В. І. Вернадський. Якими ж є найзагальніші функції живої речовини в біосфері?

• Газова - вплив живих організмів на газовий склад атмосфери (наприклад, утворення кисню під час фотосинтезу, виділення вуглекислого газу під час дихання, зв'язування Нітрогену завдяки азотофіксації тощо).
• Концентраційна - поглинання живими організмами певних хімічних елементів і їх накопичення (наприклад, накопичення водоростями, молюсками Кальцію, діатомовими водоростями, хвощами, злаками - Силіцію, морськими водоростями - Йоду).
• Окисно-відновна - живі організми окиснюють та відновлюють певні сполуки (наприклад, залізо-, сіркобактерії перетворюють сполуки Феруму та Сульфуру);
• Біохімічна - синтез і розщеплення органічних сполук (білків, ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот), яких у природі до появи живого не існувало.
• Деструкційна - розклад редуцентами органічних решток і косної речовини, руйнування гірських порід унаслідок життєдіяльності організмів (наприклад, біологічне вивітрювання за участі лишайників).
• Середовищеутворювальна - зміна умов існування організмів завдяки діяльності живого (наприклад, ґрунтоутворення, самоочищення водойм).

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п.32, сайту,                                        відеоматеріали. Виконати завдання 6 на ст.119

     

      23.01.23 - 25.01.23

       Тема: Екологічні сукцесії як процес саморозвитку системи. Закономірність                         сукцесій.                                                                                                                                     Агроценози, їхня структура та особливості функціонування. Шляхи                         підвищення продуктивності агроценозів.

        https://youtu.be/hlrq_82HZFU - екологічні сукцесії

        https://youtu.be/AaP3yDex8I4 - агроценози

ЕКОЛОГІЧНІ СУКЦЕСІЇ (від лат. succesio - наступність) - спрямовані послідовні зміни угруповань організмів на певній ділянці середовища, що призводять до відновлення або перетворення екосистем відповідно до природних умов. Послідовність екосистем, що змінюють одна одну в процесі сукцесії, називається сукцесійною серією, а окрема екосистема - стадією сукцесії (іл. 68).

Найзагальнішими етапами екологічних сукцесій є такі.

• Етап первинного заселення. Процес сукцесії починається із заселення лишайниками, нижчими грибами (первинні сукцесії) і рослинами (вторинні сукцесії). Згодом на цих ділянках формуються або відновлюються зооценози та мікробіоценози.
• Етап формування піонерних угруповань (угруповання організмів, які існують на початку сукцесій). Вони, як правило, нестійкі, із незначним видовим різноманіттям, нескладними ланцюгами живлення, слабкою мінералізацією решток тощо.
• Етап формування проміжних угруповань, які також є нестійкими, але в них збільшується видове різноманіття, розгалужуються трофічні мережі тощо.
• Етап формування зрілих (клімаксних) екосистем з високим ступенем стійкості, найбільшим біорізноманіттям, максимальною кількістю біомаси, збалансованістю процесів продукції й мінералізації.

Отже, постійні зміни середовища життя ведуть до сукцесій, кінцевою метою яких є досягнення стабільного стану.

Які причини й типи сукцесій?

Причинами сукцесій можуть бути: зміни клімату, природні катаклізми (вулкани, землетруси, повені), діяльність людини. Важливе значення в сучасній екології надається біотичним чинниками: види організмів сукцесійного угруповання здатні змінювати умови існування інших видів. У більшості випадків рушійними чинниками змін і розвитку нестійких екосистем є незбалансованість кругообігу речовин і зменшення видового біорізноманіття.

Сукцесії бувають повільними (тривають упродовж тисячоліть і десятків тисяч років), середніми (упродовж століть) і швидкими (упродовж десятиліть). Залежно від причини виникнення сукцесії поділяють на два типи: 1) ендогенні (автогенні) - відбуваються з внутрішніх причин (наприклад, утворення нових видів); 2) екзогенні (алогенні) - виникають під дією зовнішніх чинників (наприклад, засолення, підтоплення, вселення чужорідних видів). Сукцесії можуть бути: природними (наприклад, виникають внаслідок підняття або опускання суходолу) й антропогенними (наприклад, внаслідок вирубування лісу, розорювання степу).

За особливостями формування сукцесії поділяють на первинні та вторинні. Первинні сукцесії - це поява і розвиток угруповань у місцях, де їх раніше не було (наприклад, розвиток екосистем на скельних породах, зсувах, відмілинах річок, вулканічних островах). Вторинні сукцесії - це відновлення природних угруповань після певних порушень (наприклад, відновлення лісів після пожеж або вирубування, степів - після розорювання).

Отже, екологічні сукцесії є механізмами появи, розвитку, самоорганізації та самовідновлення екосистем.

Які закономірності сукцесій?

Знаючи динаміку змін основних параметрів екосистем, можна визначати їх стійкість до дії зовнішніх чинників, виявляти негативні тенденції у розвитку, визначати можливе антропогенне навантаження на екосистеми тощо.

Які ж основні закономірності сукцесій?

У 1884 р. французький хімік і фізик А. ле Шательє (1850-1936) сформулював закономірність (принцип Ле Шательє), згідно з якою будь-який зовнішній вплив, що виводить систему зі стану рівноваги, викликає в цій системі процеси, що намагаються послабити зовнішній вплив і повернути систему до початкового рівноважного стану.

Можливість переходу нестійкої екосистеми до сукцесійного стану визначається законом одного відсотка: зміна енергетики природної системи в межах 1 %, як правило, не виводить екосистему з рівноважного стану, і навпаки. Зміна потоку енергії у біогеоценозі більш ніж на 1 % як у бік його зменшення, так і в бік збільшення виводить екосистему з клімаксу й переводить її в сукцесійний стан. При цьому через велику кількість чинників, що взаємодіють, здебільшого не можна передбачене, якого характеру набуде сукцесія - прогресуючого або регресуючого.

Агроценоз (від грец. agros - поле, koinos - загальний) - штучна екосистема, створена людиною для своїх цілей шляхом посіву або посадки й подальшого культивування рослин, а також використання території для інтенсивного випасу свійських тварин.

Рис. 148. Приклади природних екосистем (Україна)

Озеро Синевир

«Долина нарцисів»

Рис. 149. Приклади штучних екосистем (Україна)

Каховське водосховище

Виноградники, Закарпатська область

Підготуйте повідомлення про одну з наведених природних або штучних екосистем, використовуючи додаткові джерела й інтернет-ресурси.

За оцінками науковців усі агроценози займають близько 10 % поверхні суші і дають людству 90% харчової енергії.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 30,31, сайту,                                        відеоматеріали. Виконати завдання 1 на ст.111

        16.01.23 - 18.01.23

       Тема: Популяції. Класифікація популяцій. Структура та характеристика                            популяцій. Механізми регуляції густоти (щільності) та чисельності                            популяцій. Роль популяцій в екосистемі.                                                                            Властивості та характеристика екосистем. Типи зв'язків між                                      популяціями в екосистемі.

           https://youtu.be/eWWd9xduKaU - популяції, структура, класифікація

           https://youtu.be/lS7Sd1ds4t8 - густота та чисельність популяцій

          https://youtu.be/PLFMAnuaCDM - екосистеми

          https://youtu.be/hAsyROCwo7Y - екосистеми, типи зв'язків

Екосистема — це природна або штучна система, що складається з угруповань живих організмів і середовища їхнього існування. Це сукупність видів рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів, що співіснують, взаємодіють між собою і з навколишнім середовищем проживання таким чином, що співтовариство може зберігатися і функціонувати протягом тривалого періоду часу.

За походженням екосистеми поділяють на природні і штучні. До природних екосистем належать ті комплекси, у яких колообіг речовин здійснюється без утручання людини. Наприклад, ліс, степ, луг пустеля. Екосистеми природного походження класифікують на наземні, прісноводні та морські. Штучні (антропогенні) екосистеми створені людиною і здатні існувати лише за її підтримки (город, клумби, сільськогосподарське поле). Найпростішим прикладом штучної екосистеми є акваріум. Попри штучну комбінацію риб, молюсків і рослин, людина регулює харчування, освітлення, аерацію, очищення води. Найбільшою екосистемою на Землі є біосфера — сукупність усіх живих організмів та їхніх місць проживання.

Типи зв’язків між популяціями різних видів в екосистемах —

 Трофічні: один вид харчується іншим. В екосистемі спостерігається так званий харчовий ланцюг. Наприклад, коник їсть траву, комахоїдний птах з’їдає коника, а хижий птах, у свою чергу, може з’їсти його. Відповідно в екосистемах виділяють продуцентів (рослини), консументів І порядку (рослиноїдні тварини), консументів ІІ, ІІІ і т. д. порядків (хижаки).

Органічними рештками живляться детритофаги та редуценти. Детритофагами прийнято називати тварин (багатоклітинних та одноклітинних), які живляться органікою, що розкладається. Наприклад, дощові черви, грифи, личинки комах. Редуценти — це мікроорганізми (бактерії та гриби), які власне розкладають рештки.  

 Трофічна сітка

Прикладом топічних зв'язків також слугує ярусність рослинних угруповань. У лісі створюється свій мікроклімат, який характеризується підвищеною вологістю, малою контрастністю температур, меншою освітленістю. Це сприяє росту рослин і розміщенню їх за ярусами (наведіть приклади рослин, які займають різні яруси лісу у місцевості вашого проживання).

Найрізноманітніші види мохів оселяються на зволожених місцях, відтак утворюється ґрунтовий розчин і складаються сприятливі умови для заселення цих боліт журавлиною та іншими рослинами, характерними для боліт Полісся України. А буває й навпаки. Наприклад, багато рослин виділяють фітонциди, що пригнічують життєдіяльність інших видів бактерій, грибів і рослин. Завдяки трофічним і топічним зв'язкам, які часто переплітаються між собою, організми об'єднуються в досить стабільні угруповання різних рівнів, що входять до екосистеми. Унаслідок цього встановлюються досить складні міжвидові взаємозв'язки, які становлять основу їх існування.

Рис. Екологічна піраміда

  Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 27,28,29, сайту,                                        відеоматеріали.

        09.01.23 - 11.01.23

       Тема: Предмет вивчення екології, її завдання та методи. Зв'язки екології з                            іншими науками.Екологічні закони.                                                                                    Екологічні чинники та їхня класифікація.Закономірність впливу                              екологічних чинників на на організми та їх угруповання. Стено - і                             евробіонтні види.

                   

                 https://youtu.be/F_tu_aJaLAg - екологія як наука

                 https://youtu.be/Ke1mcbxfDAw - закони екології

                  https://youtu.be/bBHqfBo71LI - екологічні чинники

    ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ

ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ
Абіотичні	Біотичні	Антропічні
Кліматичні (вплив світла, температури, вологості) Атмосферні (вплив повітря) Едафічні (вплив ґрунту) Гідрологічні (впливи води) Топографічні, або орографічні (вплив рельєфу)	• Симбіотичні, нейтральні та антагоністичні • Вірусогенні, мікробіогенні, фітогенні, мікогенні й зоогенні • Внутрішньовидові й міжвидові	Техногенні (вплив галузей промисловості) Антропогенні (опосередкований вплив людини)

       Якою є загальна реакція організмів на вплив екологічних чинників?

Прояв впливу чинників виявляється в зміні життєдіяльності організмів. При цьому в діапазоні їх дії виокремлюють певні зони (іл. 1):

1) зону нормальної життєдіяльності (оптимум) - значення чинника, що є найсприятливішими для життєдіяльності організмів і за яких спостерігаються ріст й розмноження. Кількісно вона охоплює діапазон від нижнього песимуму (екологічного мінімуму) до верхнього песимуму (екологічного максимуму);

2) зону пригнічення (зони песимуму, стресові зони) - значення чинника, за яких організми зберігають життєдіяльність, але не ростуть і не розмножуються; що більше значення чинника відхиляється від оптимальних, то сильніше пригнічується життєдіяльність особин;

3) зону екологічної валентності (діапазон витривалості, межі витривалості) - діапазон мінливості чинника, в межах якого можлива нормальна життєдіяльність. Розрізняють верхню й нижню межі витривалості.

Іл. 1. Схема дії екологічного чинника

Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від -55 °С до +30 °С, а тропічні корали гинуть вже в разі зміни температури на 5 - 6 °С.

Отже, ЕКОЛОГІЧНА ВАЛЕНТНІСТЬ (екологічна толерантність) - здатність організмів витримувати певну амплітуду коливань екологічних чинників.

Чим стенобіонти відрізняються від еврибіонтів?

За екологічною валентністю організми поділяють на такі екологічні групи, як стенобінти та еврибіонти.

Іл. 2  Осоїд звичайний - ентомофаг, який живиться личинками ос і джмелів

Стенобіонти (від грец. стенос - вузький та біос - життя) - організми, які можуть жити лише за дуже незначної зміни чинників середовища. Як правило, стенобіонтами є високоспеціалізовані види, симбіонти, мешканці морських глибин, печер, лісів високогір'я. До стенобіонтних організмів належать:

• стенофаги - організми, які живляться небагатьма видами корму (колібрі, осоїди, коала) (іл. 2);
• стенобати - організми, існування яких можливе тільки на певній глибині за певного тиску води (клопи-водомірки, глибоководні кальмари, риби-вудильники);
• стенотерми - організми, пристосовані до відносно сталих температурних умов довкілля і які не витримують їх коливань (форель річкова трапляється в холодних гірських річках);
• стеногали - організми, що витримують лише незначні зміни ступеня солоності середовища (головоногі молюски, карась, видра річкова).

Іл.  3 Очерет звичайний (росте у прісних і солонуватих водоймах по всій Україні)

Еврибіонти (грец. еври - широкий та біос - життя) - організми, які можуть жити за значних змін екологічних чинників. Так, багато наземних тварин і рослин помірних широт можуть витримувати великі сезонні коливання температури, вологості та інших чинників середовища. До еврибіонтних організмів належать:

• еврифаги - організми, які живляться найрізноманітнішою рослинною і тваринною їжею (пацюк сірий, тарган рудий, свиня дика, бурий ведмідь, крук);
• еврибати - організми із широким діапазоном вертикального поширення, які витримують значні коливання тиску води (губки, голкошкірі, кити);
• евритерми - організми, що пристосовані до значних коливань температури середовища (сокіл-сапсан, вовк сірий, сосна звичайна);
• евригали - організми, здатні існувати в середовищі зі значними змінами ступеня солоності (очерет звичайний, прохідні риби) (іл. 3).

Отже, екологічна валентність стено- та еврибіонтів виражається вузьким або широким діапазоном витривалості й розглядається як відносна реакція видів на деякі чинники середовища або на їх комплекс.

Які основні закономірності впливу екологічних чинників?

Чинники середовища впливають на організм не окремо, а в комплексі. Відповідно, будь-яка реакція організму визначається дією багатьох чинників. При цьому інтегральна дія чинників не дорівнює сумарній дії окремих чинни-

ків, оскільки між ними відбуваються різного роду взаємодії: пригнічення одного чинника іншим (монодомінантність), взаємне посилення декількох чинників (синергізм), взаємне пригнічення декількох чинників (антагонізм). Взаємодію чинників відображено в законах сукупної дії та взаємокомпенсації екологічних чинників.

Закон сукупної дії екологічних чинників (закон ефективності чинників, закон О. Мітчерліха, 1909): у природі один екологічний чинник може впливати на інший, тому успіх виду в довкіллі залежить від взаємодії чинників. Наприклад, підвищена температура сприяє випаровуванню води, тварини важче витримують високі температури за значної вологості.

Закон взаємокомпенсації екологічних чинників (закон Е. Рюбеля, 1930): відсутність або нестача деяких екологічних чинників можуть бути компенсовані іншими близькими чинниками. Так, обмеженність світла в парнику може бути компенсована підвищенням концентрації СО2, підвищення температури повітря сприяє випаровуванню води, зниження рівня освітленості зменшує потреби рослин в Цинку.

Серед багатьох відомих закономірностей впливу окремих екологічних чинників на живі організми у практичній діяльності людини найширше застосовуються закон обмежувального чинника, закон оптимуму й закон толерантності.

Закон обмежувального чинника (закон мінімуму, закон Ю. Лібіха, 1840): найбільшу лімітуючу дію на організм, популяцію або угруповання справляють ті життєво важливі чинники зовнішнього середовища, кількість (концентрація) яких близька до мінімального критичного рівня. Найчастіше лімітуючими чинниками є температура, світло, тиск, біогенні речовини тощо.

Закон оптимуму: кожен чинник позитивно впливає на життєдіяльність організмів лише в певних межах. Стан організму, популяції або екосистеми, за якого вони виявляють найвищі показники життєдіяльності, описують поняттям екологічний оптимум.

Закон толерантності (закон Шелфорда, 1913): лімітуючим чинником процвітання будь-якого організму (виду) в даному місцеіснуванні може бути як мінімум, так і максимум екологічного чинника, діапазон між якими визначає витривалість (толерантність) організму до даного чинника.

Отже, існування організмів певного виду в певному середовищі зумовлене взаємодією з цілим комплексом екологічних чинників, що діють згідно з певними закономірностями.

      Д.З. Опрацюйте матеріали підручника, сайту,                                        відеоматеріали.

   12.12.2022 - 14.12.2022; 19.12.22. - 21.12.22.

       Тема: Профілактика інфекційних захворювань людини.

                   Практична робота №2 "Профілактика захворювань                 людини, що передаються статевим шляхом"

              https://youtu.be/spR-SfppKdc

           Навчальний проект" Особиста програма зміцнення                                                          здоров'я"

(практичну роботу і проект виконуємо на основі відео, матеріалів підручника п.16-23, ст.88-89, сайту; пишемо від свого імені, програму складаємо для себе)

ІНФЕКЦІЙНІ ЗАХВОРЮВАННЯ (від лат. infectio - зараження) - це захворювання, що його спричиняє й підтримує наявний в організмі хвороботворний чужорідний збудник. Цей інфекційний агент вступає у складну конкурентну взаємодію з макроорганізмом, що призводить до інфекційного процесу, а згодом до захворювання. Наука, що вивчає джерела зараження, механізм і шляхи передачі інфекції, а також способи профілактики інфекційних захворювань, називається епідеміологією (від грец. епі - над, демос - народ, логос - вчення). Наявність збудника, циклічність перебігу, формування специфічного імунітету в макроорганізмів у відповідь на проникнення - ось ті окремі ознаки, що вирізняють інфекційні захворювання.

На сьогоднішній день науці відомо понад 1300 інфекційних захворювань та їх кількість, на превеликий жаль, збільшується. Серед них є особливо небезпечні інфекції. Це група захворювань людини, що можуть раптово виникнути, швидко поширитись у вигляді епідемій або пандемій і масово охопити населення, а також характеризуються тяжким перебігом і високою смертністю. До групи належать: 1) чума, холера, натуральна віспа, жовта гарячка, гарячка денге, хвороби, які спричиняють віруси Ебола, Зіка, Марбурга (це т. зв. конвенційні хвороби, що підлягають дії Міжнародних санітарних правил); 2) висипний і поворотний тифи, грип, поліомієліт (хвороби, що підлягають міжнародному нагляду); 3) СНІД, сибірська виразка, сап, туляремія, орнітоз, ботулізм та ін. (хвороби, що підлягають регіональному або національному нагляду).

За природою збудників розрізняють: вірусні (кір, грип, СНІД, вірусні гепатити А, В, С, D, Е), пріонні (фатальне сімейне безсоння, губчаста енцефалопатія), бактеріальні (холера, чума, дизентерія, стафілококова і стрептококова інфекції, сальмонельоз), грибкові (епідермофітія, аспергільоз, кандидоз, мукоромікоз) захворювання.

Ознаки інфекційних захворювань

1. Наявність патогенного мікроскопічного збудника

2. Схильність до широкого епідемічного поширення

3. Циклічність перебігу (послідовна зміна періодів)

4. Ймовірність розвитку затяжних і хронічних форм

5. Формування імунітету в макроорганізмів

6. Властивість передаватися від хворого до здорового

Отже, головна відмінність інфекційних захворювань полягає в тому, що безпосередньою причиною їх виникнення є потрапляння патогенних збудників до макроорганізму, який при цьому стає джерелом зараження і поширення інфекції.

Які механізми й шляхи зараження інфекційними хворобами?

За механізмом передачі усі інфекційні захворювання об'єднують у групи: 1) кишкові інфекції з фекально-оральним механізмом передачі (холера, бактеріальна дизентерія, сальмонельози, ботулізм); 2) інфекції дихальних шляхів з повітряним механізмом передачі (грип, дифтерія, скарлатина, кашлюк, пневмонії, туберкульоз); 3) кров'яні інфекції з трансмісивним механізмом передачі (чума, туляремія, висипний тиф); 4) кров'яні інфекції з нетрансмісивним механізмом передачі (зараження ВІЛом, гепатитом В під час ін'єктування, переливання крові, плазми); 5) інфекції зовнішніх покривів з контактним механізмом передачі (вірусна хвороба Ебола, герпес).

Механізми й шляхи зараження
Механізм передачі (і система, що поширює збудники в організмі)	Шлях передачі інфекції
1. Фекально-оральний (травна)	Аліментарний (через їжу), водний
2. Аерогенний (респіраторний) (дихальна)	Повітряно-крапельний і повітряно-пиловий
3. Кров'яний (трансмісивний) (кровоносна)	Через укуси переносників, гемоконтактний і контактно-статевий
4. Кров'яний (нетрансмісивний) (кровоносна)	Гемоконтактний і контактно-статевий
5. Контактний (покриви)	Контактно-побутовий

Передача збудників від хворого організму може відбуватися різними шляхами під дією різних чинників. Це повітря, вода, харчові продукти, ґрунт, предмети вжитку, живі переносники. Шляхи передачі інфекції - це чинники, що забезпечують перенесення інфекційного агента від хворого організму або від організма-носія до здорового.

Передача збудників через харчові продукти (аліментарний шлях) має велике значення, оскільки в них мікроорганізми не лише зберігаються, а й можуть розмножуватися. Через молоко й молочні продукти передаються ящур, туберкульоз, черевний тиф, через м'ясні продукти, яйця, рибу - збудники сальмонельозу, ботулізму, через овочі, фрукти - кишкові інфекції. Водний шлях зараження властивий для збудників захворювань органів шлунково-кишкового тракту (холера, черевний тиф). Безпосередньо через грунт відбувається зараження збудниками правця, газової гангрени. Живі переносники (воші, кліщі, москіти, комарі, птахи) поширюють збудників кліщового енцефаліту, пташиного грипу, жовтої гарячки. Потрапляння цих збудників в організм людини може відбуватися через укуси, рани (гемоконтактний шлях). Контактно-статевий шлях характерний для збудників герпесу, ВІЛу. Повітряно-крапельний і повітряно-пиловий шляхи зараження характерні для збудників, що уражують органи дихання (грип, кір, кашлюк). Під час контакту з предметами вжитку або з хворими організмами через пошкодження шкіри чи слизових оболонок (контактно-побутовий шлях) передаються простий герпес, вірус Ебола, сказ та ін.

Таким чином, за джерелом інфекції розрізняють антропонози, зоонози і сапронози. Резервуаром збудників для антропонозних інфекцій є людина, для зоонозів - тварини, для сапронозів - ґрунт (правець, псевдотуберкульоз) або вода (холера, легіонельоз).

Отже, хвороботворні агенти мають здатність проникати в організм людини різними шляхами та вибірково уражати певні тканини й органи.

Які основні заходи профілактики інфекційних захворювань людини?

Інфекційні захворювання залишаються актуальною проблемою в усіх без винятку країнах світу. Ці хвороби становлять загрозу розвитку людства, оскільки є причиною третини загальної щорічної кількості смертей у світі. За даними ВООЗ, смертність хворих унаслідок інфекційних захворювань посідає 2-ге місце у світі.

Іл. 52. Виготовлення протидифтерійної сироватки: 1 - 4 - багаторазове введення в організм коня знешкодженого дифтерійного токсину; 5 - забір крові з антитілами; 6 - 7 - виготовлення препарату, що містить антитіла; 8 - ампули з готовим препаратом; 9 - введення препарату хворій людині

Для профілактики інфекційних захворювань застосовують різні групи заходів. Першою і найдавнішою у застосуванні людиною є ізоляція хворих людей. Хворих ізолюють від здорових до моменту одужання (карантин), щоб запобігти поширенню збудників й захворювання. Друга група заходів спрямована на розрив механізму передачі хвороби. Наприклад, для запобігання передачі вірусів грипу використовують ватно-марлеві пов'язки. Знижують вірогідність інфекційних хвороб і такі заходи, як кип'ятіння води, термічна обробка харчових продуктів, особиста гігієна, дезінфекція (знищення збудників захворювання), дератизація (боротьба з гризунами-переносниками), дезінсекція (боротьба з членистоногими-переносниками). Третя група заходів - формування несприйнятливості людини до захворювань. Застосовуються вакцини під час щеплення для формування штучного активного імунітету. Часто необхідно терміново попередити розвиток захворювання в людини, яка була в контакті з джерелом інфекції. Такого захисту досягають введенням готових антитіл у складі імунних сироваток (іл. 52). Усі лікувально-профілактичні сироватки поділяють на антитоксичні, антимікробні й антивірусні.

Отже, профілактика інфекційних захворювань - це сукупність заходів, спрямованих на ізоляцію хворих, розрив механізму передачі хвороби та формування несприйнятливості до збудників захворювання.

                              https://youtu.be/2dElagLC9E4 

                             https://youtu.be/p1PpXI5VIDk 

      Д.З. Опрацюйте матеріали підручника, сайту,                                        відеоматеріали.

    05.12.2022 - 07.12.2022

       Тема: Профілактика неінфекційних захворювань людини. Захворювання:                         опорно-рухової, кровоносної, дихальної, травної, видільної,                                          ендокринної, нервової, статевої системи.   

               https://youtu.be/FFj74DZPsVM

Причини виникнення неінфекційних захворювань основних систем органів

Причини виникнення неінфекційних захворювань кровоносної (у тому числі і серцево-судинної), дихальної, травної, видільної, ендокринної і статевої систем є різноманітними. Вони можуть бути пов'язані як із порушеннями у процесах самого організму, так і з упливом певних зовнішніх факторів. За даними ВООЗ, найбільш поширеними є неінфекційні захворювання серцево-судинної, дихальної та ендокринної систем. Неінфекційні захворювання серцево-судинної системи взагалі на сьогодні займають перше місце у світі серед причин смертності.

Неінфекційні захворювання основних систем органів

       

недостатні фізичні навантаження;Найбільш поширеними причинами є такі:

• нераціональне харчування;
• ожиріння;
• спадкові захворювання;
• порушення процесів обміну речовин;
• доброякісні пухлини;
• онкологічні захворювання.

Найбільш поширені неінфекційні захворювання основних систем органів

Згідно з даними ВООЗ, щороку у світі неінфекційні захворювання стають причиною смерті 41 мільйона людей. Із них 17,9 млн гинуть від захворювань серцево-судинної системи. Хвороби дихальної системи вбивають 3,9 мільйона, а діабет (найпоширеніше захворювання ендокринної системи) — 1,6 млн.

Профілактика неінфекційних захворювань основних систем органів

Профілактика неінфекційних захворювань основних систем спрямована на ліквідацію причин виникнення проблем. Один із найбільш ефективних механізмів для цього — здоровий спосіб життя. Він покращує обмін речовин і попереджає розвиток захворювань усіх основних систем органів.

Раціональне харчування суттєво знижує ризик багатьох порушень у роботі основних систем. Наприклад, наявність Йоду в продуктах харчування суттєво знижує ризик розвитку порушень у роботі щитовидної залози. Достатня кількість неорганічних речовин нормалізує фізіологічні процеси в травній, кровоносній, видільній, нервовій та інших системах. Зниження рівня постійного стресу добре позначається на роботі серця, стані судин, діяльності нервової, ендокринної та імунної систем.

                                                   Стадії розвитку атеросклерозу   

              Д.З. Опрацюйте матеріали підручника, сайту,                                        відеоматеріали.

      28.11.2022 - 30.11.2022

       Тема: Імунна система людини, особливості її функціювання. Імунокорекція,                      імунотерапія.

       https://youtu.be/r26Fh6MfLt4

       https://youtu.be/gA_0UFN-ErA

ІМУННА СИСТЕМА - сукупність молекул, клітин, тканин й органів, які захищають організм від генетично чужорідних клітин або речовин, що надходять із середовища або утворюються в організмі. Імунна система функціонує в нерозривній єдності з іншими системами, що беруть участь у транспортуванні її клітин і речовин та регуляції. Деякі органи й клітини імунної системи є компонентами кровоносної, дихальної, травної, ендокринної, нервової систем, у складі яких вони виконують свої додаткові функції. Як організована імунна система в організмі людини?

Системний рівень. На відміну від інших фізіологічних систем імунна система поширена по всьому тілі. Цікаво, що в організмі людини є органи, до яких імунна система має обмежений доступ. Це т. зв. імунопривілейовані органи, до яких належать мозок, очі, плацента, сім'янники. Вважається, що імунні привілеї є механізмом адаптації для запобігання пошкодженням найбільш важливих органів з боку власної імунної системи та її реакцій.

Рівень органів. Органи імунної системи поділяють на центральні та периферичні. До центральних органів імунної системи відносять кістковий мозок і тимус, а до периферичних - мигдалики, лімфатичні вузли, селезінку, апендикс.

Тканинний рівень. Лімфоїдна тканина є скупченням лімфоцитів і допоміжних клітин у складі слизових оболонок багатьох органів. Так, в тонкому кишечнику розташовуються пеєрові бляшки, в бронхах - лімфоїдні фолікули, в носоглотці - аденоїди. Для цієї тканини характерна рання вікова інволюція (старіння). Так, лімфоїдна тканина тимусу до 40 років повністю замінюється жировою.

Клітинний рівень. Клітини імунної системи здатні до рециркуляції, тобто можуть проникати крізь стінки капілярів і переміщуватися між клітинами за допомогою рідин внутрішнього середовища. Основними клітинами імунної системи є лейкоцити, серед яких Т-лімфоцити й В-лімфоцити. Імунна система постійно підтримує певну кількість своїх клітин завдяки стовбуровим клітинами червоного кісткового мозку.

Молекулярний рівень. Молекули імунної системи секретуються її клітинами і можуть функціонувати як самостійні агенти. Характерним прикладом таких речовин є імуноглобуліни (антитіла), що утворюються В-лімфоцитами. Зв'язок між клітинами та органами імунної системи здійснюється за допомогою особливих сигнальних білків - цитокінів.

Отже, структурними й функціональними компонентами імунної системи людини є молекули, клітини та органи, що забезпечують здатність організму розпізнавати й знешкоджувати чужорідний матеріал.

В організмі людини умовно розрізняють два види імунітету: неспецифічний та специфічний. Неспецифічний (вроджений) імунітет здійснюється речовинами (HCl, жовч, молочна кислота, лізоцим, інтерферони, білки плазми) та клітинами (фагоцити, NK-лімфоцити) на всі чужі білки та мікроорганізми незалежно від їхньої природи. Цей імунітет має спадковий видовий характер і позбавлений імунологічної пам'яті. Специфічний (адаптивний) імунітет здійснюється імунокомпетентними речовинами (гуморальний імунітет) та клітинами (клітинний імунітет), що діють і знищують тільки певний вид чужих білків або мікроорганізмів. В основі специфічності імунітету - молекулярне розпізнавання чужорідних антигенів за допомогою специфічних рецепторів клітин імунної системи та антитіл. Ця формаімунітету має неспадковий набутий індивідуальний характер і характеризується наявністю імунологічної пам'яті.

Імунна відповідь розвивається внаслідок здійснення цілого комплексу імунних реакцій, що характеризуються імунологічною індивідуальністю. Для кожного організму властивий свій генетично зумовлений тип імунної відповіді. Основними формами імунної відповіді організму людини є клітинний імунітет, гуморальний імунітет, імунологічна пам'ять та імунологічна толерантність.

Іл. 49. Схема імунної відповіді організму людини

Інфекційний агент (патоген), що проник в організм, розпізнається дендритними клітинами. Це особливі високочутливі клітини, здатні розпізнавати молекули антигенів і презентувати його іншим клітинам імунної системи. Після взаємодії з анитигеном дендритні клітини активуються і мігрують у лімфатичні вузли, де взаємодіють із T- та B-лімфоцитами, які й здійснюють імунну відповідь. В-лімфоцити продукують антитіла, Т-кілери за участі речовин (перфорини, гранзими В, гранулізини) зумовлюють апоптоз чужих клітин, Т-хелпери за участі цитокінів стимулюють клітини, відповідальні за клітинний імунітет (Th1) та активують В-клітини, що відповідають за гуморальний імунітет (Th2). Повторне проникнення патогена та імунна відповідь відбуваються вже швидше й ефективніше завдяки формуванню Т- і В-клітин пам'яті.

Таким чином, імунна система має цілу низку унікальних особливостей функціонування: багатоетапність й багаторівневість захисту, високі специфічність, чутливість, здатність до регенерації, імунологічну індивідуальність, імунологічну пам'ять та ін.

Які механізми взаємодії системи антиген-антитіло?

Антигени - це молекули білків чи полісахаридів, здатні спричиняти імунну відповідь, що виявляється в утворенні антитіл. Носіями таких чужорідних речовин є віруси, про- й еукаріотичні клітини, трансплантати, пухлинні клітини. Найхарактернішими властивостями антигенів є генетична чужорідність, макромолекулярність та специфічність.

Антитіла - це білкові молекули, що утворюються в організмі у відповідь на дію антигенів і мають властивість вступати з ними у взаємодію. Антитіла є важливим специфічним чинником захисту організму хребетних тварин проти збудників інфекційних захворювань і генетично чужорідних речовин. Усі антитіла належать до імуноглобулінів, які поділяють на 5 класів: IgG, IgM, IgA, IgD і IgE. За характером впливу на антиген розрізняють три групи антитіл: 1) антитіла (аглютиніни), що зумовлюють склеювання (аглютинацію) мікроорганізмів або клітин; 2) антитіла (лізини), що здійснюють розщеплення (лізис) клітин за обов'язкової участі комплементу - сукупності багатьох білків сироватки крові; 3) антитіла (преципітини), що осаджують комплекси антиген - антитіло.

Взаємодія антигенів й антитіл відбувається між розпізнавальною групою антитіла (рецептором) та детермінантною групою антигена (епітопом), що ґрунтується на високій відповідності (комплементарності). Внаслідок контакту антитіла з відповідним антигеном утворюється міцний комплекс антиген - антитіло, в якому антиген втрачає свої патогенні властивості й нейтралізується або знищується.

Імунокорекція - сукупність засобів і методів, спрямованих на нормалізацію функцій імунної системи. Засобами імунокорекції можна активізувати або пригнічувати активність імунної системи, а також замінювати втрачену функцію. Розрізняють три основні види імунокорекції: стимулювальна, пригнічувальна та замінна. Імунокорекція передбачає застосування різних фізичних (наприклад, інгаляція, електрофорез), хімічних (лікарські препарати) і біологічних (масаж, апітерапія) методів, традиційних (наприклад, антибіотикотерапія) й альтернативних (наприклад, голковколювання, гірудотерапія) методик, терапевтичних і хірургічних (видалення лімфоїдної тканини, пересадка кісткового мозку) підходів.

Основними принципами імунокорекції є: 1) застосування з профілактичною метою; 2) доповнення призначеного лікування; 3) переважне використання природних способів впливу, що пов'язані з біологічними потребами й функціями організму. Так, до імунокорекційних препаратів у сучасній медицині існують вимоги, серед яких: природне походження, безпека застосування, відсутність ефектів звикання та ін. Певного значення набули екстракорпоральні методи імунокорекції, що передбачають обробку узятих від людини клітин або тканин з наступним їхнім поверненням (наприклад, метод гемопунктури, в якому імунокоректором є власна кров).

Імунотерапія - сукупність методів лікування, що мають цільовий вплив на клітини, тканини та органи імунної системи. Основною метою імунотерапії є виправлення імунних дефектів організму людини. За механізмом дії розрізняють специфічну й неспецифічну імунотерапію. Специфічна імунотерапія передбачає вплив на механізми адаптивного імунітету, а неспецифічна - на вроджені імунологічні процеси.

Імунотерапевтичний вплив може бути активним, пасивним та адаптивним. Активний вплив передбачає залучення природних механізмів імунної системи у відповідь на введення антигена (наприклад, використання вакцин). У разі пасивного застосовують готові гуморальні (сироватки, імуноглобуліни, моноклональні антитіла) або клітинні (клоновані лімфоцити) імунологічні препарати, що діють на природні захисні механізми. У випадку адаптивної терапії або профілактики організм отримує речовини (цитокініни, чинники росту), які сприяють виробленню природних засобів захисту.

Отже, в імунокорекції й імунотерапії застосовують різні методи й засоби, але особливого значення набувають методи з використанням природного для організму впливу на природні механізми імунного захисту.

Які особливості й різноманітність імунобіологічних препаратів?

За дією на імунну систему імунобіологічні препарати поділяють на: імуностимулятори (активують імунну відповідь; наприклад, вакцини, препарати женьшеню), імунодепресанти (пригнічують імунну відповідь; наприклад, препарати золота, деякі антибіотики) та імуномодулятори (відновлюють і нормалізують функції імунної системи; наприклад препарати з ехінацеї, гриба кордицепсу).

Імунобіопрепарати отримують різними шляхами: культивуванням штамів мікроорганізмів і клітин еукаріотів, екстракцією речовин з біологічних тканин і крові, методами біотехнології (наприклад, технології рекомбінантної ДНК, технології створення гібридом) та ін. До імунобіологічних препаратів належать вакцини, анатоксини, імуноглобуліни, сироватки, інтерферони, пробіотики, бактеріофаги, антибіотики та ін.

Вакцини - препарати з ослаблених, вбитих збудників захворювань або продуктів їхньої життєдіяльності, що їх застосовують для формування набутого активного імунітету (наприклад, БЦЖ проти туберкульозу)

Анатоксини - препарати із знешкоджених екзотоксинів бактерій, що зберігають антигенні та імуногенні властивості (наприклад, стафілококовий анатоксин).

Сироватки імунні - це препарати сироватки крові, що отримують шляхом імунізації тварин або людини і використовуються для створення пасивного імунітету (наприклад, протиправцева сироватка).

Інтерферони - природні або рекомбіновані білкові речовини, що є противірусними засобами та здатні модулювати функції імунної системи (наприклад, природний альфа-інтерферон, штучний лаферон).

Імуноглобуліни - препарати, діючою основою яких є антитіла, що підвищують неспецифічну опірність організму (наприклад, імуноглобулін людський).

Пробіотики - бактеріальні препарати, що містять живі мікроорганізми або їхні метаболіти, що здійснюють регуляторний вплив на імунну систему через відновлення мікрофлори кишечнику (наприклад, лінекс, лактобактерин).

Бактеріофаги - антимікробні специфічні препарати, що їх отримують в результаті селекції бактеріофагів (наприклад, дизентерійний або сальмонельозний бактеріофаг).

Антибіотики - продукти життєдіяльності (або їхні синтетичні аналоги і гомологи) живих клітин, що вибірково пригнічують функціонування клітин бактерій, грибів або пухлин (наприклад, лізоцим, пеніцилін, цефадозим).

Отже, імунобіологічні препарати (імунобіопрепарати, англ. biological drugs) - це лікарські препарати, діючі речовини яких мають біологічне походження (або є штучно синтезованими аналогами природних речовин) і призначені для імунопрофілактики, діагностики та імунотерапії інфекційних, онкологічних, алергічних, імунодефіцитних, автоімунних захворювань.

       Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 21, 22, сайту,                     відеоматеріали.

     21.11.2022 - 23.11.2022

       Тема: Вплив стресових факторів на організм людини.                                                               Вплив навколишнього середовища на здоров'я людини.

           Перегляньте відео до уроку:           

          https://youtu.be/1JkgJrvrYAM

           https://youtu.be/iN-PaX9c1J4

Вплив факторів навколишнього середовища на здоров’я людини та розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій. На здоров’я людини впливають спосіб життя, генетичні фактори і фактори навколишнього середовища. До абіотичних факторів належать кліматичні (сонячна радіація, температура, вологість повітря, атмосферний тиск), а також хімічні речовини та фізичні явища. Серед різноманітних біотичних факторів важливе місце належить збудникам інфекційних та інвазійних захворювань. Антропічні фактори - це штучні джерела радіації, різні хімічні речовини, аерозолі, стічні води, радіохвилі, електричне й електромагнітне поля, вібрація, шумове забруднення тощо.

Мал. 23.1. Структури головного мозку, яким належить провідна роль у формуванні адаптаційно-компенсаторних реакцій людини: 1 - кора великих півкуль; 2 - таламус; 3 - гіпоталамус; 4 - гіпофіз

Організм людини пристосовується до дії чинників довкілля завдяки взаємодії регуляторних систем - нервової та ендокринної. Їх називають адаптаційно-компенсаторними реакціями. Регуляторні механізми мають три основні стадії. Перша - початкова - характеризується тим, що під час дії зовнішнього чинника, незвичного за силою або тривалістю, виникають фізіологічні реакції, які у кілька разів перевищують потреби організму. Ці реакції перебігають некоординовано, зі значним напруженням роботи певних органів і значними витратами енергії. Тому їхній функціональний резерв швидко виснажується, а адаптивний ефект низький. Наприклад, у людини, що потрапила в середовище з низьким умістом кисню, прискорюються дихальні рухи; на клітинному рівні посилюються процеси дисиміляції, адже потрібне надходження додаткових енергетичних ресурсів до клітин та органів. Початковий етап пов’язаний з так званою стрес-реакцією. Її ще називають загальним адаптаційним синдромом, сенс якого полягає в мобілізації енергетичних і пластичних ресурсів організму.

Друга стадія відбувається в умовах тривалої та сильної дії певного чинника або комплексної дії кількох чинників. Вона супроводжується формуванням стійких адаптацій. Адаптивний ефект може досягатися за рахунок формування функціональних систем (наприклад, тимчасового об’єднання дихальної, кровоносної, нервової систем для забезпечення ефективного постачання кисню до тканин та органів).

Нові адаптаційні програми в організмі людини формуються за участі кори великих півкуль кінцевого мозку та підкіркових структур (насамперед, таламуса та гіпоталамуса; мал. 23.1). Такі програми нестійкі: у разі зміни умов ті, що сформувалися раніше, але втратили своє значення, зникають і формуються нові. Реакції, що виникають на другому етапі, охоплюють різні рівні організації: від молекулярного до організмового. На цій стадії, яка може тривати роками, посилюються регуляторні механізми й стабілізуються фізіологічні процеси.

Третя стадія - стійкої довготривалої адаптації. Тривалий або багаторазовий вплив на організм певних чинників мобілізує функціональні системи, що склалися раніше. Фізіологічні процеси, пов’язані з адаптацією, оптимізуються, на їхнє здійснення витрачається менше енергетичних ресурсів, процеси асиміляції починають переважати над процесами дисиміляції.

Розглянемо розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій на прикладі перебудов в організмі, що відбуваються за участю нейрогуморальних регуляторних механізмів і забезпечують сталість температури тіла в умовах холоду (завдання: проілюструйте цей механізм у вигляді схеми). Терморецептори шкіри сприймають холодове подразнення і чутливими шляхами надсилають імпульси в гіпоталамус (там розташований центр терморегуляції) та у вищі відділи центральної нервової системи. Звідти в зворотному напрямку надходять сигнали до різних органів і систем, що беруть участь у підтриманні температури тіла. Руховими нервами імпульси надходять до м’язів, у яких розвивається терморегуляторний тонус і тремтіння.

Симпатичними нервами імпульс досягає мозкової речовини надниркових залоз, де посилюється секреція адреналіну. Цей гормон сприяє звуженню периферичних судин і стимулює розпад глікогену в печінці й у м’язах. Важливим чинником є залучення до терморегуляції гіпофіза, а через його тропні гормони - щитоподібної залози і кори надниркових залоз. Гормон щитоподібної залози підвищує рівень обміну речовин та активізує утворення мітохондрій (пригадайте, як утворюються нові мітохондрії). Глюкокортикоїди (гормони кори надниркових залоз) стимулюють утворення вуглеводів з білків. Цих реакцій може бути достатньо для збереження температури тіла.

В умовах тривалого чи інтенсивного впливу холоду механізми терморегуляції перенапружуються і виснажуються, температура тіла знижується і настає друга стадія охолодження - декомпенсація, чи власне гіпотермія. Тепловий баланс порушується, тепловіддача перевищує теплопродукцію. Знижується температура тіла, рівень обмінних процесів і споживання кисню, пригнічуються життєво важливі функції організму. Порушення процесів дихання і кровообігу призводить до кисневого голодування, пригнічення функцій центральної нервової системи, зниження імунологічної реактивності. При цьому наявна гіпоксія як наслідок розладу дихання та кровообігу. Цей стан посилюється порушенням мікроциркуляції крові внаслідок зниження тонусу судин, уповільнення кровообігу.

У другій стадії гіпотермії тісно переплітаються явища патологічні та пристосувальні. Наприклад, пригнічення функцій центральної нервової системи є охоронним, бо знижується чутливість нервових клітин до нестачі кисню і подальшого зниження температури тіла. Зниження обміну речовин, у свою чергу, зменшує потребу організму в кисні. Надзвичайно цікавим є той факт, що в стані гіпотермії організм стає менш чутливим до впливу багатьох несприятливих чинників зовнішнього середовища - нестачі кисню та їжі, інтоксикації, інфекції, впливу електричного струму, перевантаження тощо.

Завдання. Загартовування також пов’язане з впливом на організм низки зовнішніх фізичних факторів, зокрема низької температури, але є однією зі складових здорового способу життя. Поміркуйте, чи немає тут суперечності.

Вплив стресових факторів на здоров’я людини. Виникнення несподіваної та напруженої ситуації призводить до порушення рівноваги між організмом і навколишнім середовищем. Настає неспецифічна реакція організму у відповідь на цю ситуацію - стрес. Стресова реакція має різний прояв у різних людей: активна - зростає ефективність діяльності, пасивна - ефективність діяльності різко зменшується.

Важливим компонентом пристосування людини до незвичних ситуацій є комплекс реакцій, що забезпечують активацію гіпоталамо-гіпофізарної системи (мал. 23.2). Стресові ситуації часто пов’язані з посиленим психоемоційним навантаженням на нервову систему людини: це високий темп сучасного життя, великі обсяги інформації, яку ми отримуємо з екранів телевізорів, з Інтернету, багатьох інших інформаційних джерел, погіршення стану довкілля тощо.

Біологічне значення стресу - мобілізація адаптивних механізмів організму з метою захисту від руйнівних впливів. Отже, стрес є одним із захисних механізмів. Але ви пам’ятаєте, що адаптивні можливості організму людини не безмежні, тому надзвичайно сильні негативні впливи здатні підривати здоров’я, знижувати ефективність захисних реакцій і спричиняти важкі захворювання, у тому числі - й психічні.

Мал. 23.2. Механізм реакцій організму людини на вплив стресових факторів: 1 - вплив факторів, які спричиняють стрес; 2 - гіпофіз виділяє адренокортикотропний гормон, який активує діяльність кори надниркових залоз; 3 - виділення в кров та інші тканини гормонів кори надниркових залоз - кортикостероїдів

Стресові чинники (фізичні, хімічні, біологічні, психічні тощо), впливаючи на організм, насамперед активізують гіпофіз. Він виробляє гормон (адренокортикотропний), що стимулює діяльність кори надниркових залоз. При цьому посилюється надходження в кров та інші тканини гормонів кори надниркових залоз - кортикостероїдів. Вони стимулюють механізми, завдяки яким організм краще адаптується до нових умов (мал. 23.2).

Відомий канадський учений Ганс Гуго Бруно Сельє (1907-1982) - автор концепції стресу - виділяв три стадії розвитку стресових реакцій. Перша - реакція тривоги, під час якої мобілізуються адаптивні можливості організму. Гормони надниркових залоз підвищують артеріальний тиск, рівень глюкози в крові (як ви пригадуєте, це енергетична сполука), стимулюють утворення еритроцитів червоним кістковим мозком тощо. Далі настає стадія резистентності (опору), під час якої зазвичай підвищується стійкість і протидія несприятливим чинникам. У людини в цей час посилюється розумова діяльність та м’язова активність, виникає бажання долати несприятливі умови. Якщо дія стресових факторів слабшає або припиняється, стан організму поступово нормалізується. Якщо ж не припиняється, а ще й посилюється, організм виснажується, зміни стають необоротними. Тому цю стадію називають стадією виснаження.

Однією з передумов протистояння емоційному стресу є висока емоційно-вольова стійкість. Така властивість насамперед потрібна людям тих професій, які періодично стикаються зі стресовими ситуаціями (пілоти, моряки, рятувальники, військові тощо). Вони відчувають стресовий стан пізніше, ніж інші, і долають його швидше.

Цікаво знати

Найбільш несприятливими для формування адаптивних реакцій і здатними спричиняти розвиток різних патологій людини є стресові чинники малої інтенсивності, які діють тривалий час (протягом років). Вони поступово виснажують адаптаційні резерви організму, порушуючи нейрогуморальні механізми адаптацій.

Як зменшити негативний вплив стресових факторів? Якщо ви помітили у себе ознаки стресового стану (зниження уваги, погіршення пам’яті, проблеми із засвоєнням нового матеріалу або трудовою діяльністю, відчуття втоми, яке не проходить, сонливість, головні болі без помітних причин, постійне відчуття невдоволеності життям тощо), приділіть собі більше уваги. Чітко дотримуйтеся режиму дня: сон має бути повноцінним (не менше 8 годин на добу), відпочинок - активним (спорт, плавання, тривалі прогулянки на свіжому повітрі тощо), харчування - раціональним і збалансованим (пригадайте, що це означає), за можливості уникайте ситуацій, здатних спричинити стрес.

Мал. 23.3. Перебування у спокійному стані на природі, коли на вас не діють несприятливі чинники, є одним з найпростіших методів релаксації (1); до релаксації вдаються й тварини (2)

Опануйте методи релаксації (від лат. релаксаціо - розслаблення), які допоможуть зняти м’язове та психічне напруження, відновити, підвищити працездатність (мал. 23.3). Можна застосовувати спеціальні дихальні техніки, масаж, водні процедури тощо. За потреби зверніться за кваліфікованою допомогою до психологів або психотерапевтів.                                       

  Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 20, сайту, відеоматеріали. Дайте      відповідь на запитання (письмово):

       Які методи релаксації людина може застосовувати самостійно з метою підвищення своїх адаптаційних можливостей?

       

  16.11.2022 - 21.11.2022

       Тема: Безпека і статева культура.                                                                                                  Негативний вплив на здоров'я людини алкоголю, паління                  та наркотиків.    

             https://youtu.be/iASYrq_bxAs

  Якими є компоненти й значення статевої культури?

Статева культура - це сукупність знань, умінь, навичок, цінностей, норм поведінки, що визначають формування статі та визначають взаємовідносини між індивідами чоловічої та жіночої статей. Найважливішими проявами статевої культури є: стать, статева диференціація, статеві ролі, гендерна ідентифікація, сексуальна орієнтація, еротика, інтимна насолода, біологічна репродукція.

Це одна із найважливіших складових загальної людської культури та здорового способу життя, від якої залежать сексуальне та репродуктивне здоров'я, безпека життя, продовження роду Homo sapiens. Формується статева освіченість на рівні суспільства, соціальних груп та особистості. Основними чинниками її формування є Інтернет і телебачення, друзі й ровесники, сім'я, освітні заклади й викладачі, спеціальна література. Статева культура залежить від взаємодії біологічних, психологічних, соціологічних, економічних, етичних, правових, історичних, релігійних, політичних чинників і є важливим компонентом життя людини.

 Гендерні символи чоловічої та жіночої статей

Найважливішими структурними компонентами статевої культури суспільства є: соціальні інститути (наприклад, шлюбу, родини), течії мистецтва (наприклад, еротичне мистецтво, жанр ню), права, нормативні вимоги й заборони (наприклад, репродуктивні права, заборона споріднених шлюбів), традиції й звичаї (наприклад, шлюбні обряди, обряд ініціації), культурні знаки, символи й словесні позначення (наприклад, трикутник вершиною вниз чи вверх, інь та янь, хрест й коло) та ін. У статевій культурі особистості виокремлюють пізнавальний, практично дійовий та ціннісно-емоційний компоненти.

Таблиця 1. СТРУКТУРНІ КОМПОНЕНТИ СТАТЕВОЇ КУЛЬТУРИ ОСОБИСТОСТІ ТА ЇХ СКЛАДНИКИ

Компонент	Складники
Пізнавальний	Наукові достовірні знання про анатомію й фізіологію статевої системи, статеве розмноження (запліднення, розвиток зародка, пологи), статеві відносини, сексуальність, біологічні особливості жіночої й чоловічої статей, контрацепція, планування сім'ї та ін.
Практично-дійовий	Уміння й навички особистої гігієни статевих органів, спілкування з протилежною статтю, відмінності між еротикою та порнографією, між сексуальністю та репродукцією, критичне осмислення реальних ситуацій, чітке формулювання своєї позиції, самовдосконалення, прийняття рішень й особиста відповідальність та ін.
Ціннісно-емоційний	Ціннісні орієнтації (ставлення) та установки, а також переконання, вищі емоції та почуття, якими є: моральні (самоповага й повага до протилежної статі, ставлення до обов'язків), інтелектуальні (пізнавальні інтереси, уподобання, новий досвід), естетичні (почуття краси тіла, стосунків, сімейна гармонія обов'язків), практичні (сексуальне задоволення чи незадоволення від статевої ролі)

Статева культура є важливою складовою здорового способу життя, необхідною передумовою формування сексуального й репродуктивного здоров'я; забезпечує зв'язок поколінь і розвиток людського суспільства, упорядковує й адаптує життя людей до соціальних умов мешкання, захищає від різних захворювань та ін. Значення статевої культури в житті людини виражається через її функції: інформативну, розвивальну, виховну, етичну (нормативну), адаптивну, функцію безпеки життя та ін.

Отже, статева культура є багатогранною й важливою складовою людського буття.

У чому полягає небезпека погіршення стану сексуального та репродуктивного здоров'я в Україні?

Репродуктивне здоров'я - стан повного фізичного, розумового і соціального благополуччя, що характеризує здатність людей до відтворення собі подібних. Цей стан передбачає також можливість сексуальних відносин без загрози захворювань, гарантію безпеки вагітності, пологів, виживання і здоров'я дитини, благополуччя матері, можливість планування наступних вагітностей і попередження небажаної вагітності. Турбота про збереження репродуктивного здоров'я - це також і сексуальне здоров'я, метою якого є поліпшення статевого життя та міжособистісних статевих відносин, а не тільки консультації та лікування, пов'язані з репродукцією та інфекціями.

Загальними чинниками, що негативно впливають на стан репродуктивного й статевого здоров'я населення України та показники народжуваності, є: кризове соціально-економічне становище, військово-політична нестабільність, демографічне неблагополуччя, падіння рівня життя, зростаючі стресові навантаження, недостатня соціальна і правова захищеність у сфері праці, погіршення якості харчування, зростання загальної захворюваності населення. До чинників, що вплинули на погіршення статевої культури в країні, належать недостатня увага до ролі інституту родини і втрата історичних українських сімейних традицій.

Нині основними проблемами щодо репродуктивного й сексуального здоров'я в Україні, зокрема, є: висока материнська смертність і смертність немовлят, високий рівень абортів, переривання й ускладнення вагітності та пологів, підліткова вагітність, жіноче та чоловіче безпліддя, поширення інфекцій, що передаються статевим шляхом (ІПСШ), онкологічна захворюваність органів статевої системи.

Отже, в Україні виникла ситуація, що створює небезпеку для відтворення населення й загрозу для розвитку суспільства.

Які основні шляхи й способи підвищення рівня статевої культури?

Визнаючи стратегічне значення репродуктивного здоров'я для забезпечення сталого розвитку суспільства, Україна як держава-член Організації Об'єднаних Націй, у 2015 р. схвалила План сталого розвитку на 2016-2030 роки та пов'язані з ним Цілі сталого розвитку. Оптимальним шляхом розв'язування проблем репродуктивного та статевого здоров'я є розробка та реалізація Загальнодержавної програми «Репродуктивне та статеве здоров'я нації на період до 2021 року». Метою програми є збереження репродуктивного та статевого здоров'я з дотриманням репродуктивних прав для досягнення благополуччя кожної людини, відтворення населення і сталого розвитку України.

Для реалізації цієї мети й підвищення рівня статевої культури суспільства необхідні:

• рівний доступ населення до науково достовірної інформації та статевої просвіти;

• пропаганда здорового способу життя, відповідального батьківства, культури сімейних цінностей, створення сім'ї, планування народження здорової дитини; ефективним може стати впровадження т. зв. АВС-стратегії (Abstinence - утримання, тобто свідомий початок статевого життя в старшому віці, Be faithful - вірність у стосунках, a Condoms - використання презервативів), що поширюється в суспільстві;

• ефективне статеве виховання дітей, підлітків та молоді з питань профілактики ІПСШ/ВІЛ, запобігання підлітковій вагітності, попередження насильства; статеве виховання представників таких вразливих груп, як люди з інвалідністю, ВІЛ-інфіковані, особи, що перебувають у складних життєвих обставинах;

• удосконалення правової бази у сфері репродуктивного та статевого здоров'я;

• організація медико-соціальних послуг для підлітків та молоді в «Клініках, дружніх до молоді» на принципах добровільності, доброзичливості, доступності, конфіденційності, анонімності та неосудливого ставлення до відвідувача;

• доступність контрацепції для зниження рівня абортів, запобігання ІПСШ/ВІЛ;

• забезпечення умов для проведення безпечного переривання вагітності;

• організація скринінгових програм з профілактики та ранньої діагностики онкологічної патології репродуктивних органів у жінок та чоловіків;

• поліпшення матеріально-технічного та кадрового забезпечення закладів репродуктивного й статевого здоров'я;

• надання послуг з планування сім'ї, репродуктивного та статевого здоров'я зважаючи на гендерну рівність.

Отже, підвищення рівня статевої культури та збереження репродуктивного й статевого здоров'я стає національним пріоритетом для відтворення людського потенціалу України.

                https://youtu.be/9df0eIgtqts

Що таке тютюн? Тютюн — це однорічна рослина з родини пасльонових, висушені листки якої після спеціальної обробки подрібнюють і використовують для куріння. До складу листків тютюну входять такі речовини як нікотин, білки, вуглеводи, органічні кислоти, смоли і ефірні олії. Основна особливість тютюну, завдяки якій він відрізняється від інших рослин родини пасльонових, — вміст нікотину.  

Нікотин — одна з найсильніших рослинних отрут, основна складова частина тютюнового диму. У чистому вигляді це безбарвна оліїста рідина неприємного запаху, гірка на смак. Вона добре розчиняється у воді, спирті, ефірі й легко проникає крізь слизові  оболонки порожнини рота, носа, бронхів, шлунку.

Смертельна доза нікотину для людини — 50-70 мг (1 мг на кілограм маси тіла). Відомо, що кількість нікотину, який надходить із тютюнового диму в організм, становить приблизно 1/25 вмісту його в тютюні. Важливе значення має те, як часто роблять затяжки під час куріння. Людина дістає смертельну дозу нікотину, викурюючи 20-25 сигарет на день.

Отруйність нікотину відчув кожний, хто взяв у рот першу в житті сигарету. Ніхто не може докурити першої сигарети до кінця. Цьому заважають запаморочення й нудота, а часом і неприємні відчуття, такі як інтенсивне слиновиділення, шум у голові, головний біль, серцебиття, загальна слабкість, тремтіння рук, блювання, діарея. Поступово організм пристосовується до нікотину і куріння не викликає таких неприємних відчуттів. Хоча отруєння організму триває, але довго воно ніяк не виявляється.

Розпочати курити набагато легше, ніж покинути. Отож, краще не розпочинати.

Алкоголь і алкоголізм, їх шкідливий вплив 

Якщо в людини знижений самоконтроль та недостатній рівень культури, вживання алкогольних напоїв може стати системним, а доза спожитого алкоголю надмірною. Це зумовлює уявні комплекси негативних наслідків. Найтиповіші серед них – формування алкогольної залежності, а далі патологічних змін в усіх органах тіла людини. Це сприяє розвиткові тяжкого і небезпечного захворювання – хронічного алкоголізму. Ця хвороба руйнує особистість, опускає людину на “дно” і призводить до загибелі. Вирватись з цього виру дуже важко. Значно легше в нього не потрапити. І це залежить від самої людини, від її переконань, світогляду. У травній системі алкоголь швидко всмоктується в кров і розноситься до клітин головного мозку. Це проявляється збудженням, радісним настроєм (ейфорією, балакучістю, тощо). Людина втрачає почуття самоконтролю, сорому, стає брутальною і може здійснити такі вчинки, які, перебуваючи у тверезому стані, ніколи не зробила б. Давно помічено, що люди, які мають згубну звичку до спиртного, частіше за інших хворіють на різні застудні хвороби органів дихання, тому що алкоголь ослаблює опірність організму. Поширена думка про корисність алкоголю як засобу, який підвищує апетит. Дійсно після вживання спиртних напоїв збільшується виділення шлункового соку і в більшості випадків покращується апетит.

Проте, це може спостерігатися тільки спочатку, поки організм не перевантажений алкогольною отрутою. Системне вживання алкоголю призводить до того, що шлунковий сік, стимульований алкоголем, подразнює слизову оболонку шлунка і призводить до гастриту. Водночас з розвитком гастриту порушується функція підшлункової залози, що призводить до панкреатиту. Зловживання алкоголем призводить до виразкової хвороби шлунка і дванадцятипалої кишки, до цирозу печінки та інших захворювань.

Алкоголізм спричиняє розвиток тяжкого і небезпечного захворювання – хронічного алкоголізму. Це, як правило, супроводжується суттєвим порушенням фахового і професійного рівнів, спотворенням життєвих пріоритетів і орієнтирів, руйнуванням особистості і, врешті-решт, соціальною, духовною і психічною деградацією, яка опускає людину на “дно” суспільства і неминуче призводить до загибелі особи. Близько 5% підлітків, які почали вживати алкогольні напої в цьому віці, закінчують життя в наркотичному диспансері, психіатричній лікарні або “на вулиці”. Вирватись з цього виру дуже важко. Значно легше в нього не потрапити. І це залежить від вас, вашої волі, ваших переконань, вашого світогляду. 

Проблема наркоманії

За даними опитувань, п’ята частина молодих людей знайома з дією наркотиків. У місті молоді люди вживають наркотики вдвічі частіше, ніж у селі, при цьому в обох типах поселень зафіксовано збільшення числа молодих людей, що вживають наркотики.  Найістотнішими причинами вживання наркотиків є цікавість, бравада, прагнення до незвичайних відчуттів, вплив оточення. При цьому стає очевидним, що цікавість підігрівається більш “досвідченими” товаришами і доповнюється власною самовпевненістю та наївністю початківця. Бажання випробувати незвичайні відчуття, спробувати щось, про що знають інші, підсилюється прагненням бути як усі, не виглядати білою вороною. Сприятливою умовою при цьому є відсутність батьківського контролю за життям і дозвіллям дитини.

Факторний аналіз масивів інформації розкриває структуру причин:

• важлива роль у цьому процесі такої особистісної риси, як конформізм.

 Він робить молоду людину, з одного боку, більш відкритою до впливу оточення, з іншого боку – обумовлює некритичне мислення, зайву самовпевненість, браваду, що штовхають його на “героїчні” вчинки;

• “неблагополучна обстановка в родині.”

Вона відбиває негативний вплив на соціальний розвиток і здоров'я дитини таких моментів, як порушені сімейні зв'язки, напружені взаємини дітей з батьками, відсутність батьківського контролю. При цьому найбільш важливим стає відсутність батьківської уваги;

• відбиття потреби молодої людини справитися зі стресом, змінити фізичний стан.

При цьому очевидно, що використання наркотиків, як спосіб справитися з навантаженням, – є деяка данина молодіжній моді. Часто молоді люди відповідають, що наркотики допомагають їм підбадьоритися, набути робочого стану, що вживати наркотики – це круто, що наркотики дають змогу отримати кайф, зазнати незвичайних відчуттів;

• вплив інформації на ставлення молодих людей до наркотиків.

 Відсутність знань про наслідки вживання наркотиків, а також перекручені цінності і пріоритети стають благодатним ґрунтом для впливу інформації, що створює позитивне ставлення молоді до наркотиків.

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п. 18 , 19, сайту, відеоматеріали.

 09.11.2022 - 14.11.2022

       Тема: 1. Узагальнення знань з теми "Адаптації"

                    2. Науки, що вивчають здоров'я людини. Принципи здорового способу                          життя. Складові здорового способу життя: харчування, рухова                                   активність,особиста і побутова гігієна, відпочинок.           

     1. Виконайте письмово завдання, надіслані в учнівську групу Viber                            

       2.          https://youtu.be/7V-jx9cS9ak

Яким є сучасне розуміння здоров'я людини?

У сучасному розумінні сутності здоров'я домінуючим є холістичний (від грец. холос - цілий, цілісний) підхід. За цим підходом здоров'я розглядається не лише як відсутність захворювань, а як стан загального благополуччя, що інтегрує три складники: фізичне, психічне, соціальне (суспільне) здоров'я. Усі ці галузі є невід'ємними одна від одної, взаємопов'язаними і саме в сукупності визначають загальний здоровий стан людини.

Фізичне (соматичне) здоров'я - це стан благополуччя, що визначається впорядкованістю будови й функцій організму людини та ступенем біологічної адаптації до умов довкілля. Біологічною основою фізичного здоров'я є спадкова програма індивідуального розвитку, тип конституції тіла, індивідуальні особливості життєвих функцій людини. Основними компонентами фізичного здоров'я є структурно-функціональна упорядкованість, біологічна адаптованість і стан імунної системи.

 Складники здоров'я людини згідно з холістичною моделлю

Психічне здоров'я - це стан благополуччя, що визначається впорядкованістю поведінки організму людини та психічною адаптованістю до середо вища існування. Психічно здорова людина може реалізувати свій власний потенціал, впоратися із життєвими стресами, продуктивно працювати й брати активну участь у житті своєї спільноти. Основними компонентами психічного здоров'я є інтелектуальне, емоційне й духовне благополуччя. Біологічними основами психічного здоров'я є особливості будови й функціонування регуляторних систем (нервової, ендокринної та імунної) та аналізаторів, певний тип вищої нервової діяльності, функціональна спеціалізація півкуль, психофізіологічні процеси кори й підкірки (насамперед абстрактне мислення й свідомість).

Соціальне здоров'я - стан благополуччя, що визначає ефективність взаємодії людини із соціальним середовищем. Це ставлення до норм i правил, прийнятих у суспільстві, соціальні зв'язки з людьми, прагнення до підвищення свого соціального статусу, що формуються під впливом батьків, друзів, однокласників тощо. Компонентами соціального здоров'я є моральність людини (визначає її поведінку в суспільстві) та соціальна адаптованість (активне й пасивне пристосування індивіда до соціальних умов). Біологічними основами соціального здоров'я є набуті форми поведінки й форми научіння, соціальні потреби, вищі емоції, особливості характеру, що формувалися в процесі еволюції й проявляються в житті людини завдяки праці, мові й суспільному способу життя.

Отже, ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ - це стан фізичного, психічного та соціального благополуччя, що зумовлює здатність організму людини адаптуватись до мінливих умов середовища.

Чому здоров'я людини вивчають різні науки?

Здоров'я людини є складним явищем, його можна розглядати як філософську, соціальну, економічну, біологічну, медичну категорію, як об'єкт споживання та залучення фінансів. Така багатоаспектність стану здоров'я потребує дослідження з погляду різних теоретичних й прикладних наукових галузей.

Для розуміння фізичного здоров'я, що відображає функціональний стан організму людини, велике значення мають передусім знання природничих наук: біології (анатомії, фізіології, біохімії, біофізики, генетики, молекулярної біології, антропології, ембріології, імунології), фізики, хімії, географії, астрономії. Лікування й профілактика захворювань неможливі без медичних (ендокринологія, кардіологія, стоматологія) і фармацевтичних (фармакологія, токсикологія, фармакогнозія) наук.

Для зміцнення й збереження психічного здоров'я необхідні знання психологічних наук (нейропсихологія, психіатрія, психоекологія, психогенетика), біологічних (нейрофізіологія, етологія), медичних (ендокринологія) та філософських (логіка, релігієзнавство, естетика, етика) наук.

Для вивчення компонентів соціального здоров'я необхідні знання соціологічних (соціологія, соціальна психологія) та історичних (етнологія, археологія) наук. Окрім наукових знань про соціальні явища для розв'язування соціальних проблем важливими є й такі галузі діяльності, як освіта (педагогічні науки), сільське господарство (сільськогосподарські науки), правосуддя (юридичні науки), транспорт (технічні науки), фінанси й капіталовкладення (економічні науки) та ін.

Отже, залучення відомостей з різних галузей знань допомагає комплексно розглядати проблеми здоров'я, набути його багатовимірного і разом з тим цілісного розуміння.

ЗДОРОВИЙ СПОСІБ ЖИТТЯ - це спосіб життєдіяльності людини, що відповідає її генетичним особливостям, конкретним умовам життя й спрямований на формування, збереження і зміцнення здоров'я. У визначенні здорового способу життя для кожної людини треба брати до уваги її типологічні особливості (тип ВНД, домінуючий тип вегетативної нервової регуляції тощо), вік і стать, соціальну ситуацію (сімейний стан, професію, умови праці та ін.).

Організація здорового способу життя передбачає також розуміння певних вихідних теоретичних засад. Такі вихідні основоположні здоров'я збережувальні твердження називаються принципами здорового способу життя. Вони акцентують увагу на біологічних основах здорового способу життя, на тих важливих біологічних процесах, що визначають здоров'я.

Принцип єдності (цілісності) для людини як біосоціальної істоти стверджує взаємозв'язок і взаємозалежність фізичної, психологічної й соціальної складових здоров'я людини.

Принцип активності вказує на необхідність рухливого способу життя, активне формування вольових якостей, що зменшують шкідливі впливи негативних емоцій, вибір активної життєвої позиції тощо.

Основні принципи здорового способу життя

1. Єдність складових здоров'я

2. Активність

3. Ритмічність

4. Адаптивність

5. Відповідність

6. Самоорганізованість

7. Індивідуальність

Принцип ритмічності передбачає вимоги щодо режиму харчування, навантажень, відпочинку, праці відповідно до внутрішніх й зовнішніх біологічних ритмів.

Принцип адаптивності акцентує увагу на значенні адаптивних механізмів для підвищення власного адаптивного потенціалу, зміцнення імунітету, психологічної стійкості, пізнавального научіння й мотивації в адаптованості людини.

Принцип відповідності підкреслює важливу роль співвіднесення обміну речовин, енергії та інформації з потребами організму, вимог помірності й самообмеження, пов'язаних з режимом харчування, фізичним навантаженням, віковими особливостями росту й розвитку та ін.

Принцип самоорганізації є важливим для організації фізичного розвитку та зміцнення адаптивних можливостей організму, професійної самодисципліни, повноцінної самореалізації своїх обдарувань і здібностей, оскільки основою здорового способу життя є саме індивідуальна система поведінки й звичок кожної окремої людини. Активним носієм здорового способу життя є конкретна людина з її особливостями й соціальним статусом.

Принцип індивідуальності вказує на необхідність розуміння біологічної неповторності кожної людини, індивідуальних проявів вищої нервової діяльності для усвідомлення свого «Я», особливостей характеру тощо.

Отже, сукупність принципів організації здорового способу життя створює основу біологічного й соціального розвитку організму та його взаємодію із середовищем життя.

У чому є біологічна роль складників здорового способу життя?

Здоровий спосіб життя у медико-біологічному сенсі - це такий стиль життя, за якого спостерігаються оптимальний рівень життєдіяльності організму, підвищення адаптивного потенціалу і резервних можливостей організму, зберігається активність організму до самої старості. Найважливішими складниками здорового способу життя є раціональне харчування, рухова активність, особиста гігієна, режим праці й відпочинку, загартовування, відмова від шкідливих звичок, культура здоров'я.

Раціональне харчування є основоположним складником здорового способу життя. Це фізіологічно повноцінне харчування людини із урахуванням її віку, статі, стану, виду діяльності. Завдяки принципам збалансованості, різноманітності, ритмічності, індивідуальності кожна людина отримує усі необхідні речовини, що виконують харчову, енергетичну, регуляторну, захисну та інформативну функції.

Рухова активність людини визначається станом м'язової системи і є основною умовою життєдіяльності організму. «Життя вимагає руху», - стверджував Арістотель. М'язові рухи впливають на фізіологічну діяльність усіх інших систем, зміцнюють імунітет, сприяють психічній діяльності, забезпечують соціальну активність.

Складники здорового способу життя

1. Раціональне харчування

2. Рухова активність

3. Особиста гігієна

4. Розумне чергування праці й відпочинку

5. Загартовування

6. Відмова від шкідливих звичок

7. Культура здоров'я

Особиста гігієна передбачає догляд за тілом, гігієну одягу та взуття, що сприяє зміцненню здоров'я, поліпшенню обміну речовин, кровообігу, травлення, дихання, розвитку фізичних і розумових здібностей людини.

Розумне чергування праці та відпочинку - важливий компонент здорового способу життя. Сприяння ритмічному перебігу фізіологічних процесів - це основний принцип цієї складової. Біоритми окремих органів і систем взаємодіють між собою й утворюють упорядковану систему ритмів, що сприяють оптимальній діяльності організму.

 Водні процедури - один із чинників загартовування

Загартовування - це передусім уміле вдосконалення фізіологічних механізмів захисту й адаптації організму. Перебування на свіжому повітрі, водні процедури та сонячні ванни дають змогу використовувати приховані можливості організму, мобілізувати в потрібний момент захисні сили, запобігти впливові небезпечних і шкідливих чинників середовища. Під час загартовування слід дотримуватись таких принципів, як систематичність використання всіх процедур, поступовість збільшення їхньої подразнювальної дії, послідовність їхнього проведення, відповідність стану здоров'я, комплексність дії природних чинників.

Відмова від шкідливих звичок, якими є зволікання (звична або навмисна затримка початку чи завершення завдання, незважаючи на негативні наслідки цього), надмірні витрати коштів, ігроманія, обкусування нігтів, надмірне витрачання часу на перегляд телевізійних передач, роботу з комп'ютером і гаджетами, постійне смоктання великого пальця та ін. Особливо шкідливими є наркоманія, зловживання алкоголем, токсикоманія та куріння. Кожна зі шкідливих звичок спричиняє залежність або поведінкові розлади людини, що можуть стати причиною захворювань.

Культура здоров'я включає знання (пізнавальний компонент), уміння й навички (практично дійовий компонент) та уявлення й переконання (ціннісно-емоційний компонент) людини з питань формування, збереження та зміцнення власного здоров'я і здоров'я оточуючих. Високий рівень культури здоров'я людини передбачає її гармонійне спілкування з природою й тими, хто її оточує. Серед найважливіших складових культури здоров'я виокремлюють культуру харчування, культуру рухової активності, статеву культуру. Варто пам'ятати, що організація здорового способу життя вимагає організованості й зусиль. Нова парадигма здоров'я чітко сформульована академіком М. М. Амосовим: «Щоб стати здоровим, потрібні власні зусилля, постійні й значні. Замінити їх чимось іншим неможливо».

Отже, здоровий спосіб життя забезпечує формування, збереження і зміцнення фізичного, психологічного й соціального здоров'я, здатність до продовження роду і досягнення активного довголіття.

         Д.З. Опрацюйте матеріали підручника п.16 , 17, сайту, відеоматеріали.

            

                   09.11.2022

       Тема: 1. Узагальнення знань з теми "Адаптації"

                 Виконайте письмово завдання, надіслані в учнівську групу Viber                            

                        02.11.2022 - 07.11.2022

       Тема: Адаптивні біологічні ритми біологічних систем різного рівня         організації. Типи адаптивних біологічних ритмів організмів.

       Фотоперіодизм та його адаптивне значення. Практична робота № 1"           Визначення ознак адаптивності різних організмів до середовища існування"

  https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjqmLruvYb7AhVu-SoKHW7bArAQwqsBegQIChAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3DoxRblVhrbwM&usg=AOvVaw1CdGlWeEWdjf529Ynq6B_1  

                   

YouTube · Мудра сова

2 минуты 25 секунд

14 окт. 2020 г.

  

1.Адаптивні біологічні ритми біологічних систем різного рівня організації.

Біологі́чні ри́тми, або біоритми — циклічні коливання інтенсивності та характеру біологічних процесів, їх кількісні й якісні зміни, що відбуваються на всіх рівнях життя – молекулярному, клітинному, тканинному органному, організмовому, популяційному і біосферному.

Вивчення біоритмічних процесів сприяло створенню нової наукової дисципліни – хронобіології (від грец. хронос - час), яка вивчає процеси життєдіяльності й поведінку організмів, а також їхній взаємозв'язок із впливами довкілля.

Життєдіяльність живих організмів носить ритмічний характер. Ритми, що існують у природі, можна поділити на зовнішні та внутрішні.

Зовнішні ритми пов’язані з циклічними змінами в навколишньому середовищі. Обертання Землі навколо своєї осі та Сонця, Місяця навколо Землі спричинює морські припливи та відпливи, зміни температури, дня і ночі, вологості. Це зумовлює у природі сезонні, добові зміни.

Періодичні зміни інтенсивності екологічних факторів впливають на формування у живих істот адаптивних біологічних ритмів: добових, припливно-відпливних, сезонних, річних тощо.

Внутрішні ритми обумовлені життєдіяльністю організмів. Формування внутрішніх ритмів пов’язане з існуванням зовнішніх, пристосуванням до тих явищ, які вони викликають. Внутрішні біоритми (ритм дихання, серцебиття, травлення, виділення) відносно самостійні біологічні цикли живих організмів.

Біоритми мають різну періодичність: частки секунди, секунди, хвилини, добу, місяць, рік, певну кількість років.

            Тепер біоритмічність визнано однією з основних властивостей усіх живих істот. Вона є важливим механізмом регуляції функцій, що забезпечує здатність організмів до підтримання сталості внутрішнього середовища і пристосування до змін довкілля. Протягом сотень мільйонів років еволюції тривав процес пристосування до них, вироблялися ритмічні процеси життєдіяльності.

           

2.Типи адаптивних біологічних ритмів організмів.

Розрізняють добові, сезонні, припливно-відпливні, багаторічні(річні) типи адаптивних біологічних ритмів організмів та їхніх угруповань..

Добові біоритми.

Найбільше вивчені добові біоритми, пов'язані з обертанням Землі навколо своєї осі. Як і всі адаптаційні системи організму, вони склалися в процесі еволюції. "Метрономом" цього біоритму є гіпоталамус.

Унаслідок обертання Землі навколо своєї осі двічі на добу змінюється освітленість, що зумовлює коливання температури, вологості та інших абіотичних факторів, які впливають на активність організмів. Зокрема, сонячне світло визначає періодичність фотосинтезу, випаровування води рослинами, час відкривання й закривання квіток тощо. Ви вже знаєте, що зміна дня і ночі впливає на процеси життєдіяльності тварин: рухову активність, обмін речовин та ін. У людини виявлено понад 100 життєвих функцій, інтенсивність яких залежить від часу доби(дихання, частота серцевих скорочень, сон).

Найпростіший приклад біоритмів характеризує коливання рівнів процесів життєдіяльності: максимальна активність і працездатність уранці (8-ма - 12-та год.), мінімальні - у середині дня (12-та - 16-та год.); другий максимум - увечері (16-та -22-га год.), а найвираженіша мінімальна активність - уночі й на початку ранку (22-га - 8-ма год.) Тож будь-які штучні порушення звичних ритмів призводять до перевтоми організму.

Найважливіший добовий ритм людини - це чергування сну і неспання. Середня тривалість сну - не менше семи годин. Утім, співвідношення сну і неспання дуже індивідуальне. У народі людей розподіляють на "жайворонків" та "сов". "Жайворонки" - це ті, хто рано прокидаються і рано лягають спати. "Сови", навпаки, спати лягають пізно і просинаються теж пізніше. "Жайворонки" - бадьорі, життєрадісні, енергійні в першій половині дня, "сови" - у другій. Людей, активність яких не має чітко вираженої залежності від періоду доби, іноді називають "голубами".

Стан організму людини залежить від її внутрішнього біоритму. Протягом доби більшість фізіологічних процесів періодично коливається. Відомо близько 300 функцій із добовою періодичністю. Різні функції організму мають неоднаковий ритм інтенсивності. Встановлено, що ритмічно змінюється температура тіла людини. У денні години вона підвищена (її максимальне значення припадає на 18 годину), а вночі знижується (її мінімальне значення припадає на час між першою годиною ночі й п'ятою годиною ранку. Хоча сучасна людина і створила навколо себе штучне температурне середовище, температура її тіла протягом доби коливається, як і багато років тому. Це пов’язано з тим, що вдень обмін речовин інтенсивніший, що зумовлює підвищення активності організму. Добовий ритм температури тіла досить сталий.  При патологічних станах організму багато його ритмів порушується.

Інтенсивність більшості фізіологічних процесів підвищується вранці й знижується вночі. Ці дані слід враховувати, плануючи режим дня. Вивчення біологічних ритмів дає змогу людині виробити найсприятливіший режим праці й відпочинку.

Добові біоритми контролюються "біологічним годинником" - це пристосувальний механізм, що забезпечує здатність живих організмів орієнтуватися в часі. Він ґрунтується на строго періодичних фізико-хімічних процесах, які відбуваються в організмі. Завдяки "біологічному годинникові" організми орієнтуються щодо періоду доби (спокій або активність тварин вдень, вночі, в темряві, добові ритми руху рослин, ритмічність поділу клітин у людини тощо), зміни пори року (линяння тварин, листопад у рослин).

Сезонні біоритми. Це цикл коливання чисельності та активності тварин і рослин протягом року, так як сезонні ритми пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, що зумовлює річні цикли змін кліматичних умов. З певною порою року в організмів пов’язані періоди розмноження, розвитку, стан зимового спокою, у тварин, зокрема, линяння, міграції, сплячка, а у листопадних рослин – щорічна зміна листя. Сезонні ритми впливають не лише на процеси життєдіяльності організмів, а й на їхню будову. Наприклад, у дафній і попелиць протягом року в особин різних поколінь закономірно змінюються розміри тіла і особливості будови певних його частин.

Восени у рослин формуються зимуючі бруньки, дерев'яніють пагони на деревах і кущах, відбувається відтік поживних речовин із листків в інші органи, листки потім опадають; зменшується кількість комах; перелітні птахи відлітають у вирій. Взимку настає зимовий спокій у рослин; у холоднокровних тварин зимують дорослі організми (комарі, мухи, деякі жуки), лялечки (білан капустяний), яйця (непарний шовкопряд). У холоднокровних тварин знижується вміст води в організмі, обмін речовин і використання кисню, великий вміст поживних речовин у тканинах (жирів і вуглеводів), підвищується концентрація гліцерину в тканинах рослин, який запобігав замерзанню клітинного соку. У теплокровних тварин осіннє линяння птахів і ссавців поліпшує теплоізоляцію; перелітні і кочуючи птахи мігрують; кажани і деякі гризуни впадають у сплячку або в зимовий сон (ведмеді і борсуки).

Припливно-відпливні біоритми.

Припливно-відпливні ритми зумовлені обертанням Місяця навколо Землі. Найчіткіше вони простежуються у мешканців припливно-відпливної зони. Протягом місячної доби (24 години 50 хвилин) відбувається по два припливи і відпливи, що спонукає організми пристосовуватися до таких періодичних змін умов існування. Щодобово фази припливів і відпливів  зсуваються  приблизно на 50 хв. При цьому двічі на місяць у  період нового та повного місяця (приблизно кожні 14 діб, коли Земля, Сонце й Місяць розташовуються на одній лінії) припливи стають максимальними. Таким чином, на добовий  ритм припливів і відпливів накладається ще й місячний.

Під час відпливів мешканці припливно-відпливної зони закривають свої черепашки (молюски), будиночки (вусоногі раки, деякі багатощетинкові черви), закопуються в пісок. Натомість на ділянках, які  звільнилися від води, з’являються тварини -  мешканці наземно-повітряного середовища (кліщі, комахи, птахи тощо), які знаходяться тут достатню кількість їжі (скупчення водоростей, рештки тварин та ін.).  Деякі види тварин (наприклад, ваблячий краб, що мешкає на Атлантичному узбережжі) залежно від припливу чи відпливу змінюють своє забарвлення. З ритмом припливів і відпливів пов’язане і розмноження деяких мешканців цієї зони. Так, самка риби атерини, яка мешкає біля узбережжя Каліфорнії, під мас високих припливів підпливає до берега і закопує ікру в пісок, а після нересту повертається в море. Личинки виходять з ікринок під час наступного високого припливу. Отже, нерест атерини залежить від певної фази Місяця. З цим фактором пов’язане і розмноження багатощетинкових червів, наприклад тихоокеанського палоло.

Багаторічні біоритми.

У багатьох організмів спостерігають багаторічні цикли, пов’язані з неперіодичними змінами сонячної активності протягом кількох років. Але такі ритми виражені не так чітко, як сезонні. Прикладом багаторічних циклів є масові розмноження перелітної сарани, метеликів, мишовидних гризунів. Звичайно періоди сонячної активності настають приблизно кожні 11 років.

3. Фотоперіодизм і його адаптивне значення.

Одним із провідних факторів, які впливають на біологічні ритми організмів, є фотоперіод – тривалість світлового періоду доби.

Фотоперіодизм - це сукупність спадкових реакцій живих організмів на зміни довжини світлового дня. Довжина світлового дня не змінюється та досить постійна в певний день року певного місяця на відміну від інших екологічних чинників (вологості, температури, тиску), які можуть змінюватись протягом доби.

 Фотоперіодизм краще виявляється у організмів, що живуть в умовах чітко виражених змін сезонів. Здатність реагувати на зміну довжини світлового дня дає можливість передчасно готуватись до щорічних змін сезонів.

Фотоперіодизм тісно пов’язаний з явищем “біологічного годинника”, утворюючи досконалий механізм регулювання життєвих функцій організму. У рослин на зміну тривалості світлового періоду доби насамперед реагують листки: в їхніх клітинах утворюються біологічно активні речовини (фітогормони), які впливають на різні процеси життєдіяльності рослин (цвітіння, листопад тощо). У тварин реакції фотоперіодизму регулюють нервова система та система залоз внутрішньої секреції. Наприклад, у період найдовших днів нервові клітини деяких комах виробляють нейрогормони, під впливом яких відкладені яйця можуть тривалий час перебувати в стані спокою. Личинки з цих яєць виходять лише навесні наступного року, коли є достатньо їжі та сприятливі кліматичні умови. Завдяки цьому регулюється зростання чисельності популяції, що запобігає виснаженню кормових ресурсів. У тварин з фотоперіодизмом пов’язані процеси міграцій, розмноження, гніздування тощо.

Фотоперіодизм впливає на функціонування екосистем у цілому. Він зумовлює сезонні зміни одних видів іншими (наприклад, цвітіння одних рослин замінюється іншими).

Фотоперіодизм, як правило, виявляється лише за певного поєднання з іншими екологічними факторами. Так, вихід комах із зимуючих лялечок залежить не лише від довжини світлового періоду доби, а й від температури довкілля.

Дослідження фотоперіодизму має важливе практичне значення. Змінюючи довжину світлового періоду в умовах штучного утримання свійських тварин і культурних рослин, можна регулювати процеси їхнього росту і розвитку, підвищувати продуктивність, стимулювати розмноження тощо. В умовах штучного освітлення взимку кури не перестають нести яйця.

У рослин

Фотоперіодизм у рослин проявляється в зміні процесів росту та розвитку. Один з основних проявів цієї реакції – фотоперіодична індукція цвітіння.

    Рослини короткого дня, яким для переходу до цвітіння потрібно світла 12 і менше годин на добу (коноплі, тютюн, рис, соя, конопля; субтропіки);

    Рослини довгого дня, для фази цвітіння їм потрібна довжина дня понад 12 годин на добу (картопля, пшениця, шпинат, злаки, хрестоцвіті, кріп; поширені в основному в помірних та приполярних широтах );

    Рослини проміжного типу, цвітіння в яких наступає при певному діапазоні фотоперіодизму, наприклад гваюла;

    Рослини фотоперіодично нейтральні, цвітіння в яких відбувається при будь-якій довжині дня (помідор, кульбаба, гречка, горох тощо).

Особливо велику роль фотоперіодизм відіграє в географічному поширенні рослин і в регуляції їх сезонного ритму.

У тварин

У тварин і людини фотоперіодізм виражається головним чином в коливаннях інтенсивності обміну речовин і енергії. У тварин з фотоперіодізмом зв'язані також терміни настання і припинення шлюбного періоду, плодючість, осінні і весняні ліньки, перехід до зимівлі, міграції і ін. За відношенням до світла тварини поділяються на групи в залежності від того, який спосіб життя вони ведуть: денні, нічні сутінкові. Вагомий внесок у вивчення фотоперіодизму як регулятора сезонних змін у житті членистоногих зробив знаний ентомолог, полтавчанин О. С. Данилевський.

Практична робота. Визначення ознак адаптованості різних організмів до середовища існування

Мета: визначити ознаки адаптованості різних видів організмів до водного, наземного й ґрунтового середовища існування

1. Розгляньте зображення представників видів організмів. Розподіліть їх на групи відповідно до середовища існування.

2. Складіть план опису ознак адаптованості організмів до середовища існування (зверніть увагу на форму й особливості покриву тіла, особливості будови кінцівок тощо).

3. Опишіть ознаки адаптованості різних організмів до певного середовища існування.

4. Зробіть висновок по роботі

Д.З. Опрацюйте матеріали підручника і сайту, відеоматеріали.

          Виконайте практичну роботу № 1.

   17.10.2022 - 19.10.2022

       Тема: Симбіоз та його форми.

                   Організм як середовище мешкання. Поширення паразитизму серед                           різних груп організмів. Адаптації паразитів до мешкання в організмі                       хазяїна. Відповідь організму хазяїна на оселення паразитів.

     Перегляньте відео:              

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjsrb_q0Ov6AhVts4sKHWDzDvEQwqsBegQICRAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3DsrpCrXP_yMs&usg=AOvVaw2BavlvUhsLKHqzF1FDJF2r

        YouTube · Атмосферна Школа

      Симбіоз та його форми. Усі форми співіснування організмів різних видів називають симбіозом (від грец. симбіозіс - спільне проживання), а самі організми - симбіонтами. Відносини, які виникають між симбіонтами, можуть бути нейтральними або шкідливими для одного та корисними для іншого, або є корисними для обох видів.

Симбіоз може базуватися на трофічних (кормових) або просторових зв’язках (наприклад, один вид оселяється на поверхні іншого), часто - на тих і тих водночас. Відносини між симбіонтами формуються в процесі тривалої коеволюції, під час якої обидва види мають адаптуватись один до одного. Є чотири основні форми симбіозу (мал. 12.1).

Мутуалізм (від лат. мутуус - взаємний) - обопільно вигідне і взаємозалежне співіснування двох організмів різних видів. У деяких випадках жоден з таких симбіонтів не може існувати без іншого, як, наприклад, оселення багатоджгутикових одноклітинних тварин у кишечнику комах, які живляться деревиною (мал. 12.2, 1, 2). Невеликі особини актиній роду Адамсія можуть жити самостійно, а великі - трапляються лише на черепашках рака-самітника (мал. 12.2, 3). Якщо штучно розділити рака та статевозрілу актинію, то вони невдовзі гинуть. Прикладом мутуалістичних відносин є оселення бульбочкових бактерій на коренях бобових рослин (мал. 12.2, 4).

Мал. 12.1. Форми симбіозу

Значення мутуалістичних відносин полягає в тому, що вони знижують гостроту конкуренції, зокрема за місця оселення або джерела їжі.

Коменсалізм (від лат. ком - разом та менса - стіл, трапеза) - форма симбіозу, за якої один з партнерів системи (коменсал) покладає на іншого (хазяїна) регуляцію своїх відносин із зовнішнім середовищем, але не вступає з ним у тісні взаємозв’язки (мал. 12.3). Основою для коменсалізму можуть бути як трофічні відносини (споживання коменсалом залишків їжі хазяїна або продуктів його метаболізму; таку форму коменсалізму називають ще нахлібництвом), так і оселення коменсалу на поверхні або всередині організму хазяїна чи в його житлі (квартирантство).

 Співіснуючи з організмом хазяїна, коменсал отримує від цього однобічну користь. Присутність коменсалу для хазяїна залишається зазвичай байдужою. Цікавий приклад коменсалізму - взаємовідносини рептилії гатерії та птахів буревісників (мал. 12.3, 1-3). Гатерії вдень, коли птахи вилітають у пошуках їжі, відпочивають в їхніх норах. А ввечері, коли птахи повертаються до своїх нір, гатерії їх залишають і вирушають на пошуки їжі.

Серед рослин прикладом коменсалізму є орхідеї, які оселяються на поверхні тропічних дерев (мал. 12.3, 4). Такі рослини називають епіфітами (від грец. епі - на та фітон - рослина). Розташування на рослині-хазяїні надає епіфітам певні переваги: близькість до джерела світла підвищує ефективність фотосинтезу. Але за дуже рясного оселення орхідеї можуть завдавати дереву певної шкоди. Так само шкодити хазяїну можуть і тварини-коменсали, які оселяються на його поверхні (мал. 12.3, 5).

Мал. 12.2. Приклади мутуалізму: багатоджгутикові одноклітинні еукаріоти (1), оселяючись в організмі комах (2), які споживають деревину, виробляють ферменти, без яких їхні хазяї самостійно не здатні перетравлювати їжу; 3 - дорослі особини актинії роду Адамсія можуть існувати лише на черепашках раків-самітників; зверніть увагу: на черепашці рака одночасно перебувають дві актинії, що дає змогу раку краще зберігати рівновагу; 4 - симбіоз між бульбочковими бактеріями та бобовими рослинами

Мал. 12.3. Приклади коменсалізму: гатерія (або туатара) (1) співіснує з птахами буревісниками (2), удень займаючи їхні нори; цікаво, що в гатерії добре розвинене тім’яне око (3), що бере участь у синхронізації біологічних ритмів тварини зі зміною світлої та темної частини доби, орієнтації тварини у просторі та процесах терморегуляції; 4 - оселення орхідей на стовбурах тропічних дерев; 5 - оселення морських жолудів (представники ракоподібних) на тілі горбатого кита - зазвичай приклад коменсалізму, але деякі види морських жолудів (наприклад, рід Коронула) (6) можуть переходити до паразитизму

Отже, за коменсалізму симбіотичні відносини між коменсалом та його хазяїном не такі тісні, як за мутуалістичних взаємозв’язків. Зокрема, присутність коменсала не надає хазяїну кращої адаптованості до середовища мешкання. Коменсалізм часто формується на основі нейтралізму - такої форми відносин між видами, за якої вони жодним чином не впливають один на одного.

Мал. 12.4. 1. Приклад форезії: а - кліщі використовують жука-гробарика як своєрідний транспортний засіб, але не живляться за його рахунок; б - нематоди набувають специфічної пози, очікуючи на жуків; в - нематоди на тілі жука. 2. Приклади зоохорії: а - соковиті стінки плоду приваблюють птахів; б - сухі плоди часто мають вирости у вигляді гачечків, шипів тощо, за допомогою яких чіпляються до тіла тварин

Мал. 12.5. 1. Аскарида кінська. 2. Делафондія

До коменсалізму належать такі явища, як форезія та зоохорія (мал. 12.4). У разі форезії (від грец. форео - носити) дрібніші види тварин використовують більших за розмірами для свого поширення (мал. 12.4, 1). Зоохорія (від грец. зоон - тварина та хорео - поширююсь) - явище розповсюдження певних частин рослин (пилкових зерен, насіння, плодів тощо) за допомогою тварин (мал. 12.4, 2).

Аменсалізм - форма біотичних відносин між видами, коли один з них пригнічує життєдіяльність іншого, не зазнаючи негативного зворотного впливу. Прикладом аменсалізму може бути одночасне оселення в товстому кишечнику коня двох видів паразитичних нематод: кінська аскарида пригнічує делафондію, але не відчуває на собі її негативного впливу (мал. 12.5).

Такі форми взаємозв’язків, як паразит - хазяїн, коменсал - хазяїн або зв’язки між особинами-мутуалістами, у процесі коеволюції можуть переходити одне в одне. Відомі випадки, коли відносини між паразитами та їхніми специфічними хазяями згодом втрачали свою гостроту і перетворювалися на коменсалізм. Наприклад, серед сисунів-парамфістоматид (представники типу Плоскі черви), які паразитують у кишечнику тварин, є види, які мешкають у рубці жуйних копитних і живляться інфузоріями, не завдаючи шкоди організму хазяїна.

Запам'ятаємо

Різні форми симбіозу є категоріями динамічними, які в процесі коеволюції видів можуть трансформуватися з однієї категорії в іншу.

Ключові терміни та поняття

симбіоз, симбіонти, мутуалізм, коменсалізм, форезія, зоохорія, аменсалізм, нейтралізм.

Перевірте здобуті знання

1. Що таке симбіоз? Які форми симбіозу ви знаєте? 2. Наведіть приклади мутуалістичних взаємовідносин між організмами. 3. Які ви знаєте форми коменсалізму? 4. Чому нейтралізм не вважають формою симбіозу? 5. Що таке аменсалізм?

      Поміркуйте:

Як людина в медичній і ветеринарній практиці може використовувати явище аменсалізму, коли один паразитичний вид негативно впливає на іншого паразита? Які мають бути застереження при цьому? 

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiHpsXB3-v6AhURCBAIHZ7aAD8QwqsBegQIChAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3DIjMD4WBXVJ8&usg=AOvVaw1Y_zq7cqiYLERgkMxaXaY5

YouTube · Мудра сова

3 минуты 23 секунды

14 окт. 2020 г.

  

Особливості адаптацій організмів до паразитичного способу життя.

 Особливою формою симбіозу є паразитизм (див. мал. 12.1). Одні паразити оселяються на поверхні тіла хазяїна (ектопаразити; мал. 13.1), інші - усередині нього (ендопаразити) (мал. 13.2).

Мал. 13.1. Ектопаразит - людська воша головна (1) - здебільшого мешкає у волосяному покриві голови й живиться кров’ю людини (зверніть увагу на те, як кров хазяїна просвічується через покриви); свої яйця (гниди) (2) вона приклеює секретом особливих залоз до волосин

Паразитам та їхнім хазяям притаманна тривала коеволюція, у ході якої паразити набувають вузької спеціалізації, як-от, паразитування в організмі одного чи невеликого числа хазяїв або лише в певному органі. Наприклад, статевозрілі особини бичачого та свинячого ціп’яків паразитують лише у кишечнику людини, личинки трихінели, які можуть паразитувати в досить широкого кола хазяїв (дикі та свійські свині, гризуни, дикі хижі тварини, людина), оселяються лише в посмугованих м’язах.

Одним з основних напрямів коеволюції паразитів та їхніх хазяїв є поступове зниження гостроти взаємозв’язків. Часто паразити, насамперед ендопаразити, у своєму існуванні дуже залежать від свого хазяїна: смерть хазяїна загрожує смертю самого паразита. Тому що триваліша коеволюція паразита та його хазяїна, то краще вони адаптуються один до одного і меншої шкоди паразит завдає хазяїну (мал. 13.2). Ці закономірності називають законом спряженої еволюції паразита і хазяїна.

У формуванні адаптацій до паразитичного способу життя можна виділити кілька напрямів. Насамперед паразит має потрапити в організм хазяїна. Часто це відбувається під час проковтування паразитів, їхніх цист або яєць з їжею чи водою (як-от, дизентерійна амеба). Паразити також можуть проникати в організм хазяїна самостійно або за допомогою переносників (наприклад, трипаносома - збудник сонної хвороби - під час укусу кровосисної мухи цеце). Потрапивши в організм хазяїна, паразити здійснюють складні міграції в пошуках придатних для існування тканин і органів, під час яких більшість з них гине.

Хазяїн за допомогою різноманітних захисних реакцій намагається позбутися паразитів. Так, бар’єром на шляху проникнення паразитів в організм хазяїна слугують його покриви: шкіра та слизові оболонки. Проникнення паразита всередину організму спричиняє низку захисних реакцій: зокрема, активізується клітинний і гуморальний імунітет. Паразитів одразу атакують фагоцити, на них впливають також деякі біологічно активні сполуки: слиз, який виділяють залозисті клітини слизових оболонок, гормони, ферменти, що мають бактерицидну дію.

Типи адаптацій паразитів. Найпомітнішими адаптаціями паразитів є морфологічні: наприклад, удосконалення органів прикріплення, як-от, присоски, хоботки з гачками (мал. 13. 3), кігтики на лапках ніг. Адаптивні зміни стосуються також фізіологічних і біохімічних процесів, обміну речовин. Так, стьожкові черви, до яких належить ціп’як свинячий, мешкають у кишечнику хазяїна, де багато поживних речовин, перетравлених під дією ферментів хазяїна. Але й самі стьожкові черви здатні виділяти травні ферменти, забезпечуючи перетравлення потрібних паразитам сполук.

Мал. 13.2. Представник ракоподібних - цимотоа, або язикова мокриця, - оселяється в ротовій порожнині риб. Паразит живиться кров’ю й через недостатнє кровопостачання спричиняє атрофію язика риби. Але хазяїн адаптується до присутності паразита, використовуючи його тіло як язик під час заковтування їжі

Мал. 13.3. Органами прикріплення свинячого ціп’яка до стінок кишечнику слугують чотири присоски і хоботок з гачками

Морфофізіологічні адаптації паразитів бувають прогресивні та регресивні. Прогресивні: посилений розвиток органів прикріплення та статевої системи (у кожному членику стьожкових червів закладається свій набір чоловічих і жіночих статевих органів); ускладнена будова покривів, які протидіють захисним реакціям хазяїна (наприклад, кутикула аскарид має до десяти різних за будовою шарів); молекулярна мімікрія не дає змоги розпізнавати паразитів як чужорідних; виділення кишковими паразитами антиферментів (сполук, які захищають покривні тканини від перетравлення ферментами хазяїна) тощо.

До регресивних (від лат. регресус - зворотний рух) морфофізіологічних адаптацій належать редукція органів опорно-рухової системи, спрощення будови нервової системи та органів чуття тощо.

Масову загибель паразитів під час здійснення складних життєвих циклів компенсує вражаюча плодючість. Так, самка аскариди людської протягом доби може відкладати до 250 000 яєць, а в одному членику свинячого ціп’яка міститься до 175 000 яєць.

Паразитичний спосіб життя значно ускладнює зустріч між особинами різної статі. Тому багато паразитів (наприклад, більшість плоских червів, багато видів паразитичних ракоподібних) є гермафродитами, часто здатними до самозапліднення. У роздільностатевих видів формуються адаптації для забезпечення надійності зустрічі партнерів. Зокрема, у нематод сингамусів (мал. 13.4) - паразитів дихальних шляхів птахів - самець і самка надійно з’єднуються одне з одним на все життя: самці приростають до самок у ділянці їхнього статевого отвору.

Деякі паразити (наприклад, личинки трихінели) вкриваються капсулою для уникнення дії імунної системи хазяїна.

Мал. 13.4. Самець нематоди сингамуса (а) приростає до самки (б) у ділянці її статевого отвору

Часом увесь життєвий цикл паразитів демонструє приклад коеволюції: чітку адаптацію до життєвого циклу хазяїна та його добових ритмів. Так, один з представників плоских червів - жаб’ячий багатовуст - паразитує в сечовому міхурі жаб. Він набуває статевої зрілості лише на третьому році життя, тоді, коли статевозрілим стає і сам хазяїн. Цікаву синхронізацію паразитів з добовими ритмами проміжних хазяїв спостерігають у деяких нематод. Наприклад, личинки вухерерії (збудника слонової хвороби людини), що передаються кровосисними комарами, з’являються в периферичній крові людини лише надвечір або вночі. Натомість личинки іншого виду нематод - лоа - мігрують у периферичну кров удень, оскільки їхні проміжні хазяї - ґедзі - активні саме в цей час (мал. 13.5).

Мал. 13.5. Вухерерія та лоа - нематоди, які паразитують у людини; їхніх личинок переносять кровосисні комахи: 1 - личинка лоа серед еритроцитів людини; 2 - личинок лоа переносять ґедзі (2), а личинок вухерерії - кровосисні комарі (3); 4 - прояв в людини слонової хвороби, спричиненої паразитуванням вухерерії (унаслідок розростання підшкірної клітковини та постійного застою лімфи органи гіпертрофуються)

Життєві цикли паразитичних видів є адаптаціями до їхнього поширення та інвазування нових особин хазяїв. Зокрема, таку функцію здійснюють личинки, здатні до активного розселення, або проміжні чи остаточні хазяї, що беруть на себе функцію поширення паразитів. На малюнку 13.6 наведено один зі способів зараження людини нематодою анкілостомою. Личинки цього паразита виходять з яєць ще у ґрунті й часто проникають в організм людини через шкіру.

Адаптацією до паразитизму є вплив паразитів на поведінку своїх хазяїв, зокрема, з метою забезпечити зустріч проміжних хазяїв з остаточними. Прикладом є ланцетоподібний сисун, який зазвичай паразитує у печінці травоїдних тварин (зрідка - і в людини) (13.7). Другим проміжним хазяїном для нього є мурашка. Більшість личинок ланцетоподібного сисуна інцистується в порожнині тіла мурашки, а одна з них проникає у головний мозок комахи й змінює її поведінку: удень така мурашка виконує звичайні функції робочої особини, а надвечір не повертається в мурашник, а заповзає на рослину та прикріплюється до неї щелепами. Таку мурашку, заражену ланцетоподібним сисуном, легше разом з рослиною проковтнути остаточному хазяїну - рослиноїдній тварині.

Мал. 13.6. Анкілостома, або кривоголовка дванадцятипалої кишки, - паразит кишечнику людини (1); паразит має у ротовій порожнині гострі пластинки (а), якими ушкоджує слизову кишечнику й живиться кров’ю; 2 - одним зі способів потрапляння в організм людини є активне проникнення личинок крізь шкіру

Мал. 13.7. Життєвий цикл ланцетоподібного сисуна: 1 - наземний молюск (перший проміжний хазяїн); 2 - мурашка (другий проміжний хазяїн); 3 - травоїдна тварина (остаточний хазяїн)

Паразитизм дуже поширений серед різних груп організмів. Він трапляється серед різних груп тварин (від одноклітинних еукаріотів до хордових), бактерій, грибів і навіть квіткових рослин (наприклад, повитиця, Петрів хрест). Усі віруси - внутрішньоклітинні паразити. Головною рисою паразитизму є те, що паразит обов’язково завдає шкоди організму хазяїна. Адаптації до паразитичного способу життя формуються на різних рівнях організації живого - від молекулярного до популяційно-видового.

Ключові терміни та поняття

паразитизм, ектопаразити, ендопаразити, закон спряженої еволюції паразита і хазяїна.

Перевірте здобуті знання

1. Що характерно для паразитизму як особливої форми симбіозу? 2. Що спільного та відмінного між паразитизмом і коменсалізмом? 3. Про що твердить закон спряженої еволюції паразита і хазяїна? 4. Які адаптації у будові та процесах життєдіяльності притаманні паразитам? 5. Які адаптації бувають у поведінці та біологічних ритмах паразитів?

Поміркуйте:

Яйця аскариди людської після проковтування потрапляють у кишечник людини, звідки личинки кровоносною системою мігрують через печінку, серце, легені, дихальні шляхи і потрапляють знову в кишечник. Обґрунтуйте доцільність такої міграції як своєрідної адаптації.

 Д.З.працювати матеріал підручника п.12, 13, 14 та матеріали сайту. Виконайте завдання з розділу "поміркуйте", свою відповідь надішліть.    

10.10.2022 - 12.10.2022

Тема: Основні середовища існування та адаптації організмів.

           Способи терморегуляції організмів.  

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjMw9uY1dv6AhVHl4sKHaCwDD4QwqsBegQICBAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3Dt1WnMNlI-BM&usg=AOvVaw1L-ZMyfoXiiuBjG3gSiOLH

            або

YouTube · Олена Задорожна

8 минут 35 секунд

18 окт. 2020 г.

На нашій планеті мешкають дуже різноманітні організми. Вони населяють усі наявні середовища, які суттєво відрізняються за специфікою умов. Учені вважають, що життя виникло й поширилося спочатку у водному середовищі. Надалі організми опанували наземно-повітряне середовище, а згодом було утворено й заселено ґрунт. Самі організми також стали специфічним середовищем життя для симбіонтів.

Середовище існування - частина природи, що безпосередньо оточує організми, забезпечує їхні потреби й чинить на них певний вплив.

Основними абіотичними чинниками, що впливають на організми в будь-якому середовищі, є освітленість, температура, вологість, хімічний склад, тиск, щільність. Найбільший вплив на існування організмів здійснюють лімітувальні чинники - ті, значення яких найближче до меж витривалості організмів.

Наземно-повітряне середовище. Наземно-повітряне середовище — найрізноманітніше за умовами існування. Йому властиві висока прозорість, низька щільність і різкі коливання температури та вологості. Прозорість середовища сприяє високій інтенсивності фотосинтезу і, як наслідок цього процесу, - високому вмісту кисню, що спричиняє підвищений обмін речовин. Це вможливило виникнення гомойотермних організмів. Низька щільність повітря зумовила необхідність появи в організмів власної опорної системи. У тварин такою системою став твердий скелет, а також виникли спеціальні органи пересування - кінцівки. Деякі тварини, зокрема комахи, птахи, ссавці, набули здатності до активного польоту. У рослин як адаптація до наземно-повітряного середовища виникли тканини та вегетативні органи - корінь і пагін (пригадайте функції тканин рослинного організму).

За відношенням до світла рослини поділяють на три екологічні групи. Перша група - світлолюбні рослини, які добре ростуть лише за умов інтенсивного сонячного освітлення (рис. 52). Це рослини відкритих, добре освітлених сонцем місць. Вони мають відносно товсті листки з добре розвинутою фотосинтезувальною паренхімою й велику кількість продихів, сконцентрованих переважно на нижній стороні листка. До цих рослин належать дерева й чагарники (береза, акація, модрина, сосна) трав'янисті рослини степів, рослини напівпустель і пустель, а також водні рослини з розташованими над поверхнею води листками (латаття, лотос). Друга група рослин - тіньовитривалі, пристосована до умов недостатньої освітленості. Поміж тіньовитривалих рослин є деревні форми (наприклад липа, граб, ялина тощо), що мають густу крону, темно-зелене листя. Трапляються й трав'янисті форми, наприклад копитняк, яглиця, підмаренник та інші рослини широколистяних лісів . Тіньолюбні рослини ростуть в умовах тривалого затемнення й не витримують інтенсивного освітлення . Це рослини нижніх ярусів лісу, водних глибин, скель і печер. Їхнє листя досить велике, темно-зелене з широкою і тонкою листковою пластинкою, що сприяє більшому поглинанню світла (квасениця, плаун, смерека).

Тварин за відношенням до світла можна поділити на нічних та денних. Для орієнтування в просторі нічні використовують переважно слух та нюх. Натомість денні тварини мають більш розвинений зір.

За відношенням до вологи рослини поділяють на три основні групи . Водяні рослини повністю або частково ростуть у воді (елодея, валіснерія, ряска, латаття, очерет, стрілиця). Вологолюбні рослини ростуть в умовах надмірної вологості - на луках, болотах, вологих ґрунтах (конюшина, осока, росичка, зозулин льон). Посухостійкі рослини ростуть у посушливих місцях, зокрема в пустелях, напівпустелях, степах. Ці рослини мають тонке листя, інколи воно може перетворюватися на колючки (кактуси) або здатне потовщуватись і накопичувати вологу (алое, молодило, очиток). Стебла можуть бути потовщеними, накопичувати вологу й виконувати фотосинтетичну функцію (кактуси). Їхня коренева система добре розвинена. Деякі рослини займають проміжну нішу між вологолюбними та посухостійкими.

За відношенням до вологості повітря тварин поділяють на три групи.

Вологолюбні тварини живуть у сирих вологих місцях - під камінням, біля водойм, на болотах (мокриці, амфібії). Друга група - сухолюбні - живуть у посушливих місцях, пустелях, напівпустелях (пустельні комахи, павукоподібні, рептилії). Покриви тіла таких тварин (рогова луска, кутикула) дозволяють утримувати воду в організмі. Ці тварини активні переважно вночі, коли температура повітря зменшується. До посухостійких відносять переважну більшість тварин .

За відношенням до температури розрізняють холодостійкі та теплолюбні види. Активна життєдіяльність організмів можлива в температурному діапазоні приблизно від 0 °С до + 50 °С. Холодостійкими є види, для існування яких оптимальною є низька температура. До них відносять лишайники, мохи, деякі види бактерій, членистоногих, птахів, ссавців тощо. Для запобігання утворенню кристалів льоду всередині клітин такі організми здатні синтезувати та накопичувати спеціалізовані речовини-антифрізи. Прикладами анатомічних адаптацій у рослин є низька висота стебла, а в тварин - наявність жирового прошарку, який сприяє збереженню тепла. Інший шлях адаптацій - тимчасове припинення активного стану (криптобіоз). Теплолюбні - це види, для існування яких оптимальними є високі температури, зокрема деякі бактерії, ціанобактерії, рослини та членистоногі, які мешкають у теплих джерелах (гейзерах) і на поверхні ґрунтів, що прогріваються.

Водне середовище. Йому властиві висока щільність і густина, істотні перепади тиску, певний склад солей і відносно низький уміст кисню тощо. Мешканців водойм називають гідробіонтами й поділяють на декілька екологічних груп.

Планктон утворюють організми, які не здатні протистояти течіям. У них виникла низка адаптацій, що підвищують їхню плавучість і перешкоджають осіданню на дно: загальне збільшення відносної поверхні тіла за рахунок зменшення розмірів, накопичення в тілі жирів, бульбашок газу тощо. Такими організмами є бактерії, водорості, радіолярії, форамініфери, личинки кісткових риб, медузи, дрібні ракоподібні тощо .

Нектон - це організми, які активно рухаються й не залежать від течії. Вони мають обтічну форму тіла, що часто вкрите слизом чи лускою. Ці організми мають розвинену мускулатуру й використовують різні способи руху, у деяких органами руху є плавці або ласти. До нектону відносять більшість видів риб, головоногих молюсків, китоподібних .

Перифітон утворюють організми, які оселяються на різних субстратах товщі води й покривають поверхні гідроспоруд, кораблів тощо. До цієї групи відносять деякі види ракоподібних і риб, черевоногих і двостулкових молюсків, водорості, губки тощо .

Мешканці межі водного і наземно-повітряного середовища, які населяють поверхню плівки води (наприклад клопи-водомірки) утворюють нейстон .

Бентос — це організми, прикріплені до дна водойми, занурені в субстрат дна або ж які переміщуються по ньому; водорості, губки, кільчасті черви, двостулкові молюски, ракоподібні .

Уміст кисню у воді менший, ніж в атмосфері. Концентрація кисню залежить від глибини водойми - що глибше, то вона нижча, та від температури й солоності води - із їх підвищенням концентрація кисню зменшується. Температурний режим водойм досить сталий. Це пов'язано з фізичними властивостями води (висока питома теплоємність). Найбільші коливання температури спостерігаються у поверхневих шарах.

Світла у воді значно менше, ніж у повітрі. Освітленість зменшується в напрямку збільшення глибини, що істотно впливає на інтенсивність фотосинтезу рослин. Так, водорості мешкають не глибше за 250 метрів. Адаптацією до зростання на глибині є різне забарвлення талому, зумовлене складом хлорофілів та інших фотосинтетичних пігментів. Червоні водорості містять фікобіліни, які поглинають сині та фіолетові промені (пригадайте, яка особливість поширення червоних водоростей із цим пов'язана), а бурі водорості - ксантофіли . На глибину 1500 метрів світло взагалі не проникає. Такі умови освітленості значно обмежують можливості зорової орієнтації гідробіонтів. Глибоководні організми здатні до вироблення світла за рахунок окиснення - таке явище називають біолюмінесценцією (назвіть організми, які мають таку здатність). Орієнтація на звук розвинена в гідробіонтів загалом краще, ніж зорова. Деякі тварини орієнтуються за допомогою ехолокації - сприйняття відбитих звукових хвиль (китоподібні).

Ґрунт як середовище існування. Ґрунт - це верхній родючий шар літосфери, що складається з материнської породи та гумусу й контактує з повітряним середовищем. Це більш стабільне середовище існування, ніж наземно-повітряне. Ґрунт має систему порожнин, які заповнені сумішшю газів і водними розчинами. Вологість у ґрунті завжди вища, ніж у наземно-повітряному середовищі. У глибині коливання температури є менш вираженими, тому деякі наземні організми можуть переживати в ньому холодну пору року.

Ґрунт містить значну частину поживних сполук, що є результатом розкладання редуцентами органічної речовини мертвих організмів та відходів життєдіяльності. Склад ґрунту має важливе значення для існування на ньому рослин, підземні частини яких поглинають необхідні сполуки і виконують функцію закріплення. Кореневі системи рослин симбіотично взаємодіють із грибами, формуючи мікоризу. На поверхні ґрунту живуть водорості, гриби, лишайники, ціанобактерії, одноклітинні організми. У товщі ґрунту живуть як хемосинтезувальні бактерії, так і гетеротрофи. Поміж тварин у ґрунті мешкають види різних груп, зокрема деякі комахи, круглі черви, кільчасті черви, членистоногі, хребетні. Деякі організми проводять у ґрунті лише частину життєвого циклу (наприклад личинки певних комах). У зв'язку з великою щільністю середовища в багатьох тварин розвинулися певні адаптації до пересування в ґрунті, зокрема риючі кінцівки, червоподібний рух, укрита слизом шкіра .

ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ (від грец. термо - тепло і лат. regulo - впорядковую) - сукупність фізіологічних процесів, що підтримують температуру тіла організму відмінною від температури навколишнього середовища. Організми мають різноманітні способи терморегуляції, що дають змогу в певних межах регулювати температуру тіла. Різниця між температурами тіла й середовища у рослин, твариноподібних організмів, більшості безхребетних є незначною, а терморегуляція здійснюється зазвичай через прояви поведінки або випаровування. Наслідком власної терморегуляції у рослин є те, що їхні листки тепліші, аніж повітря за низької температури, і холодніші - за високої. Найдосконалішими є механізми терморегуляції птахів і ссавців, у яких температура тіла підтримується на майже сталому рівні. Розрізняють три основні способи терморегуляції - етологічний, фізичний і хімічний.

Етологічна (поведінкова) терморегуляція забезпечує регуляцію температури тіла через прояви поведінки. Основними способами терморегуляції є зміна пози та активний пошук сприятливих місць. У найпростіших така поведінка виражена простими нерефлекторними термотаксисами, у вищих тварин - складними формами рефлекторної індивідуальної (наприклад, риття нір), групової (наприклад, утворення скупчень у люті морози у пінгвінів), соціальної (наприклад, регуляція температури всередині гнізда у бджіл) та умовно-рефлекторної поведінки. Більшість комах, рептилій та амфібій активно відшукують освітлені сонцем місця для нагрівання тіла. Наприклад, прудка ящірка на сонці за 20-25 хв підвищує температуру до 33-37 °С.

Фізична терморегуляція - це сукупність фізичних процесів, спрямованих на зміну рівня тепловіддачі. Основними процесами такої терморегуляції є конвекція, випаровування, теплообмін та випромінювання. Прикладами екологічно вигідної й економної фізичної терморегуляції є транспірація в рослин, чудесна сітка (лат. rete mirabile) теплообмінників у зябрах деяких риб, рефлекторне розширення або звуження судин шкіри, потовиділення у ссавців, сезонні зміни теплоізолювальних властивостей пір'євого покриву птахів, товсті жирові прошарки у китів або тюленів та ін.

Хімічна терморегуляція - це сукупність хімічних процесів для активного збільшення теплоутворення у відповідь на зниження температури середовища. Основою є реакції біологічного окиснення та зміна рівня обміну речовин, що підвищує або знижує рівень утворення тепла в організмі. Хімічна терморегуляція вимагає значних затрат енергії. Проявами хімічної терморегуляції є виділення тепла під час м'язового тремтіння, теплоутворення в клітинах бурої жирової тканини.

Отже, основними способами регуляції температури тіла організмів є етологічна, фізична та хімічна терморегуляції.

Залежно від джерела тепла та ступеня розвитку механізмів терморегуляції у живій природі виокремлюють дві стратегії виживання організмів - пойкіло- й гомойотермію.

Іл. 19. Терморегуляторна поведінка плащоносної ящірки

Пойкілотермія (від грец. пойкілос - мінливий, термо - тепло) - це стратегія виживання організмів з несталою температурою тіла, що змінюється залежно від температури зовнішнього середовища і яка залежить від тепла, що надходить ззовні. Пойкілотермність властива всім мікроорганізмам, грибам, рослинам, безхребетним тваринам і значній частині хребетних (рибам, амфібіям, рептиліям) (іл. 19). Зовнішнє тепло ці організми отримують від сонячних променів, нагрітої води, повітря, навколишніх предметів. У них переважає поведінковий спосіб терморегуляції, що підтримує температуру тіла, яка зазвичай лише на 1-2 °С вища за температуру довкілля. Ряд пойкілотермних організмів має здатність до фізичної терморегуляції (наприклад, тепловіддача через слизові оболонки ротової порожнини у рептилій). Деякі види можуть утворювати внутрішнє тепло (наприклад, джмелі, метелики-бражники, пітони), але воно генерується внаслідок безпосередньої рухової активності. Загалом пойкілотермія не потребує додаткових енергетичних затрат і забезпечує активність організмів лише у вузькому діапазоні температур.

Гомойотермія (від грец. гомойос - однаковий, термо - тепло) - це стратегія виживання організмів зі сталою температурою тіла, яка не залежить від температури зовнішнього середовища, а залежить від тепла, що утворюється всередині. Гомойотермність властива птахам і ссавцям. Вони здатні підтримувати сталу оптимальну температуру тіла завдяки високому рівню окиснювальних процесів та еволюційному вдосконаленню кровоносної, дихальної та нервової систем. На відміну від пойкілотермних організмів для птахів й ссавців характернахімічна терморегуляція, що є потужним джерелом внутрішнього тепла.

У гомойотермних організмів наявні також різноманітні й досконаліші механізми фізичної та етологічної терморегуляції. Загалом гомойотермія забезпечує біологічну активність організмів у широкому діапазоні температур, але потребує значних енергетичних затрат на терморегуляцію.

Отже, основними стратегіями виживання організмів у температурних умовах, що змінюються, є пойкілотермія й гомойотермія.

Яке біологічне підґрунтя правил Бергмана та Аллена?

Іл. 20. Види ведмедів: 1 - білий (мешкає в арктичних широтах); 2 - очковий (живе у вологих гірських лісах Південної Америки)

Залежність розмірів і пропорцій тіла тварин у зв'язку із температурними умовами описують правила Бергмана та Аллена.

Правило німецького еколога Карла Бергмана (1814-1865) сформульоване ще у 1847 р. й відображає адаптацію тварин для підтримання сталої температури тіла за різних кліматичних умов: якщо два близькі види гомойотермних тварин відрізняються розмірами, то більший мешкає в холоднішому, а дрібніший - у теплішому кліматі. Поясненням цього правила є те, що у тварин теплоутворення залежить від маси (об'єму) тіла, а тепловіддача - від площі поверхні тіла (іл. 20).

Іл. 21. Види лисиць: 1 - полярна, або песець; 2 - звичайна; 3 - пустельна, або фенек

Американський зоолог Джоель Аллен (18381921) у 1877 р. помітив, що у багатьох ссавців і птахів Північної півкулі відносні розміри кінцівок та інших виступаючих частин тіла (хвостів, вух, дзьобів) збільшуються з поширенням на південь. Цю закономірність назвали правилом Аллена. Виступаючі частини тіла мають велику відносну поверхню, через яку відбувається посилена тепловіддача. Так, в арктичної лисиці морда, ноги, вуха, хвіст менші, аніж у звичайної лисиці, у якої, в свою чергу, розміри виступаючих частин менші, аніж у фенека (іл. 21).

Отже, біологічним підґрунтям правил Бергмана та Алена, що вказують на залежність розмірів гомойотермних тварин від температурних умов, є принцип взаємозв'язку між масою та поверхнею тіла.

Д.З. Опрацювати матеріал підручника і сайту.

Самостійна робота з таблицею. Особливості терморегуляції різних груп організмів

За допомогою таблиці порівняйте стратегії виживання організмів у температурних умовах, що змінюються. Визначте особливості терморегуляції пойкіло- та гомойотермних організмів.

Ознака	Пойкілотермні організми	Гомойотермні організми
Джерело тепла
Етологічна терморегуляція
Фізична терморегуляція
Хімічна терморегуляція
Енергетичні затрати
Діапазон активності
Основні групи

Біологія + Екологія. Способи терморегуляції

Глибоководна риба опах звичайний (Lampris guttatus), або сонячна риба, має унікальну здатність до терморегуляції, подібної до такої у ссавців і птахів. Його температура тіла в середньому на 5 °С вища за температуру середовища. Така особливість дає змогу цим рибам конкурувати з іншими хижими мешканцями глибин океанів. У чому таємниця терморегуляції опаха? Як відбувається терморегуляція в цих риб?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Здоров'я. Загартовування й терморегуляція

Загартовування передбачає низку заходів, що підвищують стійкість організму до дій несприятливих чинників середовища, зокрема низьких або високих температур. Основні елементи загартовування - перебування на свіжому повітрі, водні процедури та сонячні ванни. Поясніть значення загартовування для ефективної терморегуляції в людини. Яким є ваше ставлення до підвищення адаптивного потенціалу шляхом загартовування?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Завдання для самоконтролю
1-6	1. Що таке терморегуляція? 2. Назвіть способи терморегуляції організмів. 3. Що таке пойкілотермія? 4. Що таке гомойотермія? 5. Як формулюється правило Бергмана? 6. У чому полягає суть правила Аллена?
7-9	7. Як відбувається терморегуляція тіла організмів? 8. Як виживають організми в умовах змінних температур? 9. Яке біологічне підґрунтя правил Бергмана та Аллена?
10-12	10. Поясніть значення загартовування для ефективної терморегуляції організму людини.

03.10.2022 - 05.10.2022

Тема: Життєві форми тварин та рослин як адаптації до середовища існування. Екологічна ніша як наслідок екологічної адаптації.

Життєва форма - морфологічна будова організму, що є результатом еволюційних змін і відображає пристосування їх до середовища мешкання. (Повторіть матеріал уроку за 28.09.22)

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjGhJqS7MP6AhUHqIsKHQUzADIQwqsBegQIHRAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3D-qBBMaev72c&usg=AOvVaw1DuRqLm1ClUZ5ThaKG_2CF

Поняття екологічної ніші. У складній системі взаємовідносин з екологічними чинниками середовища кожен вид займає визначене місце - екологічну нішу. Екологічна ніша - характеристика виду, а не місця, яке він заселяє. На цьому наголошував американський еколог Юджин Одум (1959), визначаючи екологічну нішу як положення виду в екосистемі, зумовлене його адаптацією, а не місцем мешкання. Він підкреслював, що екологічна ніша організму визначається тим, що він робить, а не тим, де він живе. Його афоризм (екологічна ніша - «професія» виду, а місце мешкання - його «адреса») чітко відмежував ці поняття. Наприклад, у саванах Африки трапляється кілька видів травоїдних копитних ссавців. Мешкають вони на одній території, але по-різному використовують кормові ресурси, тобто займають різні екологічні ніші (рис. 28). Інший приклад - у різних екосистемах різні види можуть мати подібні взаємозв'язки з абіотичними та біотичними чинниками, тобто займати однакову екологічну нішу (рис. 29).

Екологічна ніша - це положення виду в екосистемі, яке характеризується його біотичними зв'язками й вимогами до абіотичних чинників навколишнього середовища.

Рис. 28. Види, які займають різні екологічні ніші в одній екосистемі

Жирафи об'їдають листя дерев на висоті 5-6 м, зебри обривають верхівки високих трав: живляться рослинами, які ростуть у різних ярусах.

Рис. 29. Види, які займають подібні екологічні ніші в різних екосистемах

У саванах Африки великими рослиноїдними ссавцями є антилопи, в Австралії - кенгуру, а в Євразії - лосі, благородні олені й козулі.

Наведіть приклади видів, які живуть на одній території, але займають різні екологічні ніші.

Науковці в галузі екології запропонували розглядати екологічну нішу як суму зв'язків організмів певного виду з абіотичними умовами середовища та з організмами інших видів. Графічно екологічну нішу можна визначити як простір у системі координат, де вісі відображають інтенсивність екологічних чинників, й на кожній із них відкладено значення, у межах яких можливе існування виду (рис. 30).

Для кожного виду характерна фундаментальна екологічна ніша - комплекс екологічних чинників, необхідних для певного виду за відсутності конкуренції. Реалізована екологічна ніша доступна виду в присутності його конкурентів.

Різноманітність абіотичних умов і видів, які виступають ресурсом і середовищем існування для інших (хижаків, паразитів, коменсалів тощо) обумовлюють різноманітність екологічних ніш. А що буде з екологічною нішею, якщо певний вид зникне з екосистеми? При вимиранні одного виду інший вид унаслідок природного добору адаптується до умов звільненої ніші, тобто в екосистемі виявиться правило обов'язкового заповнення екологічної ніші: кожен вид характеризується певною екологічною нішею, усі екологічні ніші екосистеми є заповненими.

Параметри екологічної ніші. Кожному виду властива своя екологічна ніша, що характеризується діапазоном ресурсів, зокрема просторовим розподілом особин (приуроченість до певного виду субстрату, ярусу тощо), місцем у трофічній сітці екосистеми, відношенням до абіотичних чинників (температура, вологість тощо), часом використанням ресурсів середовища (добова, сезонна активність виду тощо). Тому одним з параметрів є ширина екологічної ніші - відносний параметр, який оцінюють шляхом порівняння з екологічною нішею інших видів. Існують види з широкими і вузькими екологічними нішами, відповідно екологічно пластичні та екологічно непластичні види (ви ознайомилися з ними в параграфі 5). На ширину екологічної ніші впливає конкуренція.

Рис. 30. Модель екологічної ніші: а - одновимірна ніша (визначається температурою); б - двовимірна ніша (визначається температурою та вологістю); в - тривимірна ніша (визначається температурою, вологістю та величиною часточок ґрунту)

Ч. Р. Дарвін, описуючи у своїй праці форми боротьби за існування, особливу увагу приділив конкуренції між організмами. Конкуренцією називають взаємодію організмів (одного або різних видів), що виявляється як взаємне пригнічення один одного і виникає через те, що їм потрібен той самий ресурс. У природі особини кожного виду одночасно піддаються внутрішньовидовій і міжвидовій конкуренції, які спричинюють протилежні екологічні наслідки.

Внутрішньовидова конкуренція може сприяти територіальному поширенню виду, розширенню кормової бази. Ми вже згадували приклад із праці Ч. Р. Дарвіна щодо походження різних видів в'юрків Галапагоських островів (параграф 6). На океанічних островах з бідною фауною в'юрки в порівнянні з їхніми родичами на материку заселяли більш різноманітні місця мешкання й опановували різноманітну кормову базу за відсутності конкуруючих видів. За нових умов рушійна форма природного добору спричинювала розходження ознак між спорідненими групами птахів - утворювалися нові види. Отже, внутрішньовидова конкуренція приводила до зміни екологічної ніші виду, диференціації виду і, як наслідок, збільшення видового різноманіття.

Використання різними видами за сумісного існування тих самих ресурсів є параметром екологічної ніші, який називають перекривання екологічної ніші. Перекривання може бути повним або частковим, за одним або декількома параметрами екологічної ніші, що спричинює міжвидову конкуренцію. Остання тим інтенсивніша, чим більше це перекривання (рис. 31). Отже, що більша схожість екологічних потреб, то гостріша конкуренція між двома видами. Два види з однаковими потребами не можуть існувати разом, один з них через деякий час обов'язково витіснить інший. Ця закономірність відома під назвою принципу Гаузе, або принципу конкурентного витіснення. Використовуючи поняття екологічної ніші, цей принцип можна сформулювати так: в тій самій екосистемі два види не можуть займати одну й ту ж екологічну нішу. Один з таких видів завжди матиме перевагу над іншим, що за деякий час призведе до витіснення суміжного виду або до його еволюційного переходу в іншу екологічну нішу. Явище розподілу екологічних ніш у результаті міжвидової конкуренції називають екологічною диверсифікацією. Екологічна диверсифікація між існуючими разом видами здебільшого здійснюється за просторовим розташуванням, раціоном живлення та розподілом активності в часі. Досить одного з перелічених параметрів, аби конкуренція послабилася або повністю зникла. Групи, що розходяться, можуть набувати репродуктивної ізоляції й утворювати нові види. Часто так утворюються симпатричні види (рис. 32). Як бачимо, значне перекривання екологічних ніш призводить до розподілу ніш, спеціалізації видів і виникнення видового різноманіття.

Рис. 31. Ступінь адаптації двох видів залежно від перекривання екологічної ніші

Розподіл між сумісно існуючими видами екологічних ніш з частковим їх перекриванням - один з механізмів стабільності екосистем. Якщо який-небудь з видів різко знижує свою чисельність або вимирає, його роль беруть на себе інші. Що більше видів у складі екосистеми, то нижча чисельність кожного з них, то сильніше виражена їхня екологічна спеціалізація. Вона забезпечує співіснування різних видів в одній екосистемі.

Формування поняття екологічної ніші як наслідку адаптації організмів виду до існування в екосистемі призводить до підвищення значущості екологічних досліджень у вирішенні питань еволюційної теорії. Завдяки знанню екологічних вимог організмів до середовища мешкання й характеру біотичних відносин відкриваються широкі перспективи для вивчення механізмів видоутворення.

Рис. 32. Симпатричні види - споріднені види, які мешкають на одній території, але займають різні екологічні ніші

Д.З. Опрацюйте матеріал підручника п.9 - 10,  сайту, відеоматеріали.

 

26.09.2022 - 28.09.2022

Тема: Поняття про адаптивну радіацію.

           Життєві форми тварин та рослин як адаптації до середовища існування.

Поняття про адаптивну радіацію. Унаслідок подальших досліджень накопичуються факти, які дозволяють розширити наші уявлення про механізми адаптації організмів.

Розвиток популяційної генетики та молекулярної біології вможливив розуміння еволюційних процесів у популяціях, значущості мутацій як матеріалу для природного добору, сутності різних форм видоутворення. Велику роль відіграло встановлення гомології органів у різних груп організмів (наведіть приклади гомологічних органів організмів). Науковці сформували поняття адаптивної радіації як результату надбання організмами спеціальних пристосувань - адаптацій.

Рис. 23. Дивергенція в'юрків Галапагоських островів

Від вихідної групи, яка живилася насінням, виникли три групи птахів: земляні в'юрки, які живляться насінням, комахоїдні деревні в'юрки і славкові в'юрки, які також живляться дрібним насінням.

За нових умов діяла рушійна форма природного добору, що спричинило розходження ознак між спорідненими групами птахів унаслідок адаптації до різних умов існування і, як наслідок, утворення нових видів.

Підготуйте повідомлення про приклади дивергенції, використовуючи наукову літературу й інтернет-джерела.

Адаптивна радіація - утворення різноманітних форм організмів у межах виду або групи споріднених видів, що є результатом пристосування до різних умов середовища існування.

Схожість форм пояснюють спільним походженням, а відмінності - пристосуванням до різних умов існування. Наявність у еволюційно старших організмів будь-яких структур або фізіологічних функцій, які є у видозміненій формі у більш пізніх форм, можна вважати аргументом на користь походження одних від інших.

Дослідження адаптивної радіації в комах з використанням палеонтологічних знахідок вимерлих форм і порівнянням їх із сучасними видами за допомогою мікроскопічної техніки проводять в Інституті зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України. У 2006 році український ентомолог Сергій Сімутнік знайшов у рівненському бурштині викопні рештки вимерлого виду перетинчастокрилої комахи (мешкала в еоцені близько 40 млн років тому). Учений уперше описав тварину і назвав на честь свого шкільного вчителя біології Анатолія Вихренка, заслуженого вчителя України. Високий ступінь адаптивної радіації, вірогідно, зумовлений наявністю в цієї групи таких особливостей будови, які забезпечили їм адаптацію до різноманітних умов існування (назвіть особливості будови, які вирізняють серед інших членистоногих) (рис. 24).

Значення адаптивної радіації полягає в тому, що вона вказує на можливість дивергентної еволюції, заснованої на видозміні гомологічних структур.

Рис. 24. Адаптивна радіація в комах

У центрі розташоване зображення Eocencnemus vichrenkoi - викопного виду, максимально наближеного до предка сучасних енцертид. Зображена адаптивна радіація від викопної форми до сучасних високоспеціалізованих видів.

Поняття життєвої форми. Організми, далекі за систематичним положенням і, отже, за походженням, мешкаючи в схожих умовах, нерідко мають подібні ознаки зовнішньої будови. До такої групи організмів застосовують назву «життєва форма». Термін «життєва форма» вперше було вжито 1884 року данським ботаніком Еугеніусом Вармінгом, який розумів під цим «форму, в котрій вегетативне тіло рослини перебуває в гармонії із зовнішнім середовищем протягом усього життя, від колиски до домовини, від насіння до відмирання».

Життєва форма - морфологічна будова організму, що є результатом еволюційних змін і відображає пристосування їх до середовища мешкання.

Життєві форми рослинних і тваринних організмів. Для класифікації життєвих форм данський ботанік Крістен Раункієр ураховував положення бруньок відновлення щодо поверхні ґрунту, а для виділення екологічних груп, менших за обсягом, такі ознаки, як ступінь захищеності бруньок відновлення, наявність або відсутність листків. Основними поміж таких життєвих форм є фанерофіти, хамефіти, гемікриптофіти, криптофіти, терофіти, котрі своєю чергою поділяються на підгрупи (рис. 25).

Рис. 25. Життєві форми за класифікацією К. Раункієра: 1 - фанерофіти, 2-3 - хамефіти, 4 - гемікриптофіти, 5-9 - криптофіти (5-6 - геофіти; 7 - геліофіти; 8-9 - гідрофіти)

Фанерофіти - бруньки відновлення розташовані над поверхнею ґрунту високо - вище ніж 30 см. Хамефіти - бруньки відновлення біля поверхні ґрунту або не вище ніж 20-30 см. Гемікриптофіти - бруньки відновлення на поверхні ґрунту або в поверхневому шарі, часто вкритому підстилкою.

Криптофіти - бруньки відновлення заховані в ґрунті (геофіти) або під водою (геліофіти і гідрофіти).

Терофіти - рослини, що відновлюються після несприятливого періоду лише насінням. Примітка. Чорним показано зимуючі бруньки відновлення.

Ботанік Іван Серебряков розробив (1952, 1964) систему, в основу якої поклав зовнішній вигляд рослини, тісно пов'язаний з ритмом її розвитку та тривалістю життя всієї рослини. Під життєвою формою вчений розумів своєрідність тих чи інших груп рослин, що еволюційно виникла в певних ґрунтово-кліматичних умовах і відображає пристосованість рослин до цих умов. Він виокремив такі життєві форми рослин: деревні рослини (дерева, чагарники, чагарнички), напівдеревні рослини (напівчагарники, напівчагарнички), наземні трави, полікарпічні трави (багаторічні трави, що квітнуть багато разів), монокарпічні трави (живуть кілька років, квітнуть один раз і відмирають), водні трави, земноводні трави, плаваючі і підводні трави. Відмінність між формами полягає, окрім різного ступеня здерев'яніння їхніх стебел, у тривалості життя й характері зміни скелетних пагонів.

Класифікації життєвих форм тварин досить різноманітні залежно від принципів, покладених у їхню основу. Найбільше значення має характер переміщення тварин у різних середовищах. Науковці в галузі морфології тварин виокремлюють такі життєві форми тварин: наземні, підземні, деревні, повітряні, водні. У межах кожної форми, зважаючи на особливості поступального руху й способу життя, формують більш специфічні пристосувальні форми, тому часто виокремлюють ще й перехідні форми. Наприклад, наземні ссавці пересуваються переважно за допомогою ходьби, бігу, стрибків, що позначається на їхньому зовнішньому вигляді (рис. 26). У зовнішньому вигляді птахів здебільшого проступає приналежність їх до певних середовищ мешкання і характер переміщення за різних способів добуванні їжі (рис. 27).

Отже, життєва форма є характерною для групи організмів, зумовлена комплексом адаптацій до існування в певному середовищі.

Рис. 26. Життєві форми тварин. Наземні ссавці

Рис. 27. Життєві форми тварин. Птахи

Д.З. Опрацюйте матеріал підручника п.4 і п.9,  і сайту. Дайте відповіді на запитання. На запитання №6 дайте письмову відповідь. (відповіді надсилаємо у viber) 

• 1. Дайте означення поняття життєва форма.
• 2. Схарактеризуйте різні підходи до класифікації життєвих форм рослинних організмів.
• 3. Які життєві форми тваринних організмів вирізняють науковці?
• 4. Розпізнайте життєву форму наведених рослин: Сосна звичайна, Малина лісова, Лілія лісова, Сальвінія плаваюча за різними класифікаціями.
• 5. Складіть схему комплексу адаптацій водних ссавців.
• 6. Підготуйте повідомлення про життєві форми рослин, які ростуть поблизу вашого будинку. Як рослини адаптуються до кліматичних змін?

19.09.2022-21.09.2022

 Тема: Адаптації на клітинному рівні організації живого. Стратегії        адаптацій організму.

Процеси на молекулярному рівні організації живого є підґрунтям усіх адаптаційних процесів. На їх основі формуються більш складні реакції з перебудовою життєдіяльності та структури клітин, зміною характеру їх взаємодій, що призводить до адаптивних зрушень діяльності органів та їх систем. Можна вирізнити декілька напрямів клітинної відповіді на зовнішні впливи.

Адаптаційні зміни об'єму клітини. За певних впливів може відбуватися істотне зменшення об'єму клітини - атрофія. У разі, якщо таких клітин багато, може змінюватися об'єм і функціонування органу, який утворений цими клітинами. Відомим ефектом є атрофія скелетних м'язів, спричинена зниженням їхньої активності внаслідок травм (ушкодження нервів) або ж істотного зниження рухової активності (рис. 11). Адаптивність цієї реакції полягає в тому, що організм витрачає менше ресурсів на підтримання життєдіяльності органу, який не використовується. Подібний ефект притаманний і серцевому м'язу. Для того, щоб запобігти зниженню об'єму та маси м'язів, необхідно підтримувати мінімальний обсяг щоденної фізичної активності (див. § 23). Атрофія може бути фізіологічною, наприклад, важливий імунний орган нашого організму тимус набуває максимальної маси на першому році життя, а надалі поступово знижує її. Гіпертрофія - процес, який характеризується збільшенням об'єму клітини. Інколи це може свідчити про порушення функціонування органу (рис. 12).

Рис. 11. Нормальний м'яз (зліва) та атрофований внаслідок низького рівня активності (справа).



Рис. 12. Мікропрепарати серцевого м'яза: а - нормальний стан клітин міокарда; б - гіпертрофія міокарда



Створіть просвітницький проект для молодших школярів «Вплив рухової активності на стан скелетних і серцевого м'язів людини».

Крім цього, гіпертрофія є головним шляхом збільшення об'єму органів, клітини яких нездатні до поділу. Так, гіпертрофія клітин печінки уможливлює відновлення функціональності цього органу після загибелі частини клітин, наприклад унаслідок перенесеного вірусного гепатиту.

Поділ, ріст та загибель клітин як адаптивний чинник. Гіперплазія є способом збільшення маси органів унаслідок поділу клітин, при цьому їхній об'єм, на відміну від гіпертрофії, залишається на стабільному рівні (рис. 13). Так відбувається відновлення втрачених клітин, у тому числі і фізіологічне, наприклад у багатошаровому зроговілому епітелії. Збільшення об'єму молочних залоз у ссавців у період вагітності є адаптацією до майбутнього вигодовування малят. Ознакою нормальної гіперплазії є контрольованість цього процесу регуляторними чинниками, наприклад факторами росту. Стан, коли новоутворені клітини не реагують на них і починають неконтрольовано ділитися, називають неоплазією. Одним з його виявів є формування злоякісних пухлин при онкологічних захворюваннях.

Адаптивним може бути не лише клітинний поділ або ріст, а й припинення росту або загибель клітин. Програмовану загибель клітини називають апоптозом. Цей процес необхідний для зникнення тимчасових органів (хвіст у пуголовків жаб), контрольованого руйнування деяких структур (опадання листків рослин восени), впливу Т-лімфоцитів на чужорідні клітини (імунітет, див. § 19), фізіологічного знищення старих клітин тощо.

Ще одним шляхом клітинних адаптацій є метаплазія, що являє собою перетворення диференційованих клітин на клітини іншого типу у відповідь на стресові чинники. Прикладом може бути заміна нормального війчастого епітелію дихальних шляхів на багатошаровий зроговілий у курців як відповідь на тривалу дію тютюнового диму (рис. 14).

Рис. 13. Гіперплазія та гіпертрофія - два способи збільшення об'єму частин тіла



Рис. 14. Схематичне зображення змін структури епітелію дихальних органів у курців



1 - базальна пластинка, 2 - нормальний війчастий епітелій, 3 - багатошаровий епітелій, що утворився внаслідок метаплазії

Пригадайте особливості будови та функцій зазначених типів тканин. Поясніть, чому заміна одного виду епітелію на інший є адаптацією до дії тютюнового диму. Чи дозволяє це повністю компенсувати дію негативного чинника?

• 1. Назвіть напрями формування адаптацій на клітинному рівні.
• 2. Схарактеризуйте механізми адаптацій на цьому рівні.
• 3. Поясніть на прикладах взаємозв'язок адаптацій на молекулярному та клітинному рівнях організації живого.
• 4. Обґрунтуйте значення адаптацій на клітинному рівні для існування живого.

Стратегії адаптацій організмів. Науковці довели, що здатність організмів витрачати різну кількість ресурсів на розмноження сформувалася в процесі природного добору і є специфічною ознакою виду. За розміром затрат енергії, потрібної для розмноження, види організмів можна поділити на дві групи: рудерали (r-стратеги) і конкуренти (К-стратеги) (рис. 15).

У першому випадку незалежно від індивідуальної пристосованості організмів умови середовища призводять до випадкової загибелі особин певного виду. Так виникає r-стратегія, притаманна, наприклад, більшості комах, гризунів, однорічних рослин (рис. 16). Ці організми мають невисоку тривалість життя, короткі життєві цикли, невеликі розміри, високу народжуваність, зазвичай одне розмноження протягом життя, здатність до переживання несприятливих періодів у стані спокою. За рахунок великої чисельності й швидкого розвитку r-стратеги першими займають нові середовища мешкання. Більшість потомків цих організмів не виживають, тому їхня чисельність дуже сильно коливається в часі.

У другому випадку особини популяцій виду у більшому ступені виживають завдяки індивідуальній пристосованості, вступаючи в міжвидову або внутрішньовидову конкуренцію. Таку сукупність пристосувань називають K-стратегія. Організми, які мають таку стратегію адаптації, характеризуються низькою смертністю на ранніх етапах розвитку і високою тривалістю життя. Завдяки високій пристосованості практично все потомство виживає, тому їхня чисельність коливається дуже слабо. Їм властива підвищена захищеність від хижаків, різні форми турботи про потомків. Така стратегія адаптацій характерна, наприклад, для великих ссавців, деревних рослин

Ботанік Леонтій Раменський (1938) і незалежно від нього еколог Філіп Ґрайм (1979) запропонували розрізняти три основні типи рослин стосовно забезпеченості ресурсами (інтенсивності стресу) та порушень екосистеми, складником якої є ці рослини. Чинниками порушень може бути інтенсивний випас худоби, розорювання степу, землетруси, виверження вулканів, лісові пожежі, кислотні дощі тощо. Схематично систему стратегій адаптацій Раменського-Ґрайма можна зобразити у вигляді рівностороннього трикутника, літери в кутах якого (C, S, R) позначають три первинні типи стратегій, а комбінації двох і трьох літер - перехідні (вторинні) типи (рис. 18). Систему стратегій Раменського-Ґрайма успішно використовують не лише в ботаніці, а й у зоології та мікробіології. Далі ми наведемо опис трьох основних типів стратегій:

Рис. 17. Організм, який має K-стратегію



Слон африканський

Наведіть приклади організмів, які мають К-стратегію адаптації.

Рис. 18. Трикутник Ґрайма



Опишіть характеристики організмів, які мають стратегії адаптації CS, CR, SR.

Тип С (англ. competitor - конкурент) - віолент. Це зазвичай великі за розмірами організми, які витрачають значну частину енергії на підтримання життя дорослих особин, маючи низьку народжуваність і смертність. Такі організми переважають в екосистемах і є конкурентоспроможними за сприятливих умов і відсутності порушень (рис. 19). За погіршення умов (висихання ґрунту, засолення тощо) або за порушень екосистеми такі організми гинуть, не маючи пристосувань для переживання дії цих чинників.

Тип S (англ. stress-tolerant - стійкий до стресу) - патієнт. Це організми, здатні за рахунок спеціальних адаптацій переживати сильний стрес. Вони мешкають або в умовах дефіциту ресурсів, або в умовах, які обмежують споживання цих ресурсів (посуха, брак світла або ресурсів мінерального живлення, зависокі чи занизькі температури тощо), тому не мають великої конкуренції з іншими видами (рис. 20).

Тип R (лат. ruderis - бур'янистий) - експлерент. Ці організми заміщають віолентів під час сильних порушень середовищ мешкання внаслідок послаблення конкуренції. До цього типу зокрема відносять однорічні рослини, які утворюють велику кількість насіння. Воно або зберігається в ґрунті, або має пристосування для поширення. Ці організми також можуть використовувати ресурси в стабільних середовищах мешкання, але в період, коли вони виявляються тимчасово незатребуваними іншими видами (рис. 21).

Адаптивний потенціал виду. Багато видів рослин мають здатність у різних умовах використовувати різні пристосувальні можливості. Класичним прикладом пластичностість стратегії є болотна форма Сосни звичайної. Це карликова чагарникова форма висотою 60-80 см, довжина хвої якої не перевищує 1 см, а тривалість життя досягає 100 років. Ця сосна утворює шишки з насінням, з якого за сприятливих умов виростає звичайна сосна.

Рис. 19. Організм-віолент



Цуманська пуща. Полісся. Україна. Дуб.

Дуб має розлогу крону, за рахунок чого активно використовує ресурси середовища.

Рис. 20. Організм-патієнт



Піщані пустелі Австралії. Ящірка молох.

Вода, накопичена під час роси або туману, переміщається вздовж канавок шкіри прямо в ротову порожнину ящірки.

Рис. 21. Організм-експлерент



Національний парк «Долина смерті». Каліфорнія. США.

У пустелі однорічні ефемери за короткий період вегетації після дощів покривають поверхню ґрунту килимом.

Д.З. Опрацюйте матеріал підручника і сайту. Дайте відповіді на запитання. 






12.09.2022 - 14.09.2022
Тема: Адаптації у різних груп організмів. Принцип єдності організмів та середовище існування.

Загальні закономірності формування адаптацій. Наукове пояснення пристосованості живих істот дав Чарлз Роберт Дарвін, виклавши його в праці «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі за життя». Учений уважав, що пристосованість не є одвічною й абсолютною, а виробляється в процесі еволюції. Він розглядав еволюцію як процес незворотних змін будови та функцій організмів протягом їхнього історичного існування, наслідком якого є пристосованість живого до умов навколишнього середовища. У праці наголошено, що всі сучасні види є потомками вимерлих предкових форм.

Дарвін наводив приклади різноманітних взаємовідносин між організмами та між організмами й умовами неживої природи, які назвав боротьбою за існування (рис. 3). Уступаючи в ці складні взаємовідносини, одні організми виживають, а інші - гинуть. Чому ж не всі мають шанс вижити? У природі існує протиріччя між здатністю організмів до необмеженого розмноження й обмеженістю ресурсів середовища існування (їжа, територія тощо). Унаслідок боротьби за існування відбувається природний добір - процес виживання найбільш пристосованих організмів певного виду до умов існування. Ч. Р. Дарвін у своїй книзі наголошував: «Природний добір діє тільки шляхом збереження і нагромадження малих спадкових змін, кожна з яких вигідна для істоти, що зберігається». Нові види виникають на основі випадкових змін, що відбуваються в кожному організмі індивідуально, передаються потомкам і не мають пристосувального характеру, тобто матеріалом для еволюції слугує спадкова мінливість.

Рис. 3. Приклади форм боротьби за існування в праці Ч. Р. Дарвіна



Ч. Р. Дарвін (1809 - 1882)

• 1. «Але й про рослину на окраїні пустині також говорять, що вона бореться з посухою...».
• 2. «Про рослину, що кожного року утворює тисячу насінин, з яких в середньому тільки одна виростає в стиглу рослину, справді можна сказати, що вона бореться з такими ж, як вона, та іншими рослинами, які вже вкривають ту ж ділянку землі».
• 3. «Оскільки омела розсіюється птахами, то її існування залежить від них, і, можна сказати, що вона бореться з іншими рослинами, які дають плоди, тим, що спокушає птахів пожирати її плоди і таким способом розносити її насіння».

Які форми боротьби за існування описані вченим? Наведіть приклади різних форм боротьби за існування.

В основі індивідуальної адаптації лежить генотип - закодована в структурі молекул ДНК спадкова інформація, що реалізується у фенотип - сукупність ознак та властивостей. Фенотип є результатом взаємодії генотипу та умов середовища існування. Це узгоджується з твердженням українського науковця І. І. Шмальгаузена: спадковим є не зовнішній вияв якоїсь ознаки, а здатність реагувати певним чином на зміни в навколишньому середовищі, тобто норма реакції на ці умови (рис. 4). Наявність такої пластичності дає змогу підтримувати гомеостаз, незважаючи на відмінності умов, у яких відбувається розвиток окремих особин. Під нормою адаптивної реакції розуміють межі змін біологічної системи під впливом діючих на неї чинників середовища, за яких не порушується гомеостаз. Адаптацію, набуту в ході індивідуального життя організму за його взаємодії з навколишнім середовищем, називають фенотипічною.

Процес вироблення адаптацій розпочинається з елементарного адаптаційного явища - появи цінного генотипу. Якщо стосовно нього починає діяти рушійна форма добору, виникає стійка зміна генофонду популяції. Це формування в процесі еволюції нових пристосувань, що сприяють адаптації біологічних систем до умов навколишнього середовища, називають адаптогенезом.

Рис. 4. Водяна рослина Стрілиця звичайна



У стрілиці спостерігається гетерофілія, тобто різні за формою листки - стрілоподібні і стрічкоподібні. У особин, які зростають на глибині 1,5 м й більше, листки мають лише стрічкоподібну форму (а). У особин, які зростають на самому березі водойми, листки набувають стріловидної форми (б). Уважається, що стрічкоподібні підводні листки краще засвоюють розчинений у воді вуглекислий газ. А якщо рослина зростає частково зануреною, на ній утворюються листки обох форм (в).

Згадайте значення регуляції активності генів. Прочитайте твердження: «Норма реакції - спектр експресії генів за незмінного генотипу, з якого обирається найбільш відповідний умовам середовища рівень активності генів, що й формує специфічний фенотип». Поясніть, як ви розумієте наведене твердження.

Основу нового пристосування часто складає структура, яка сформувалася раніше за участю природного добору та виконувала певну функцію, а за зміни умов узяла на себе й нову функцію без шкоди для старої. Наявність структур, здатних розширити або змінити коло функцій, називають преадаптацією. У своїй праці Ч. Р. Дарвін так писав про преадаптацію: «Але властивості, набуті таким посереднім шляхом і на початку зовсім безкорисні для виду, могли бути згодом обернені на користь змінених нащадків при нових умовах їх життя і новонабутих звичках» (рис. 5).

Безпосереднім результатом природного добору є постадаптації (від лат. post - після та адаптація) - еволюційні зміни організмів, що вдосконалюють наявні пристосування цього виду до вже освоєних ним умов існування або вже використовувану функцію цього органа. Прикладами постадаптації є ускладнення й удосконалення у тварин органів травлення, кровообігу, дихання тощо.

Властивості адаптацій. Адаптація біологічних систем до змін умов існування починається зі стресових реакцій - різними засобами, витратами, ресурсами компенсувати критичні зовнішні впливи. Адаптація є постійним процесом, який може бути спричинений як природними, так і антропічними чинниками. Адаптація є не лише здатністю біологічних систем реагувати на зміни середовища існування, але й здатністю цих систем активно впливати, змінювати та перетворювати саме середовище. Кожна адаптація корисна стосовно певної умови середовища.

Корисність будь-якої адаптації залежить від умов, які майже не бувають абсолютно стабільними як у просторі, так і в часі.

Рис. 5. Приклади преадаптацій

Тіктаалік - рід викопних лопатеперих риб



Викопні рештки були виявлені 2004 р. у відкладеннях пізнього девону (близько 375 млн років тому) на острові Елсмір (північ Канади).

Тіктааліка вважають перехідною формою між рибами й амфібіями: є плечовий пояс, легені

Приклад з праці Ч. Р. Дарвіна «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі за життя»:

«Черепні шви в молодих ссавців розглядалися як прекрасне пристосування, що полегшує акт пологів, і, без сумніву, вони можуть сприяти або навіть бути необхідними, але оскільки ці шви існують і на черепах птахів і плазунів, яким доводиться тільки вилуплюватися з яйця, - то ми маємо право зробити висновок, що це пристосування випливає з самих законів росту, і тільки пізніше з нього була здобута користь при акті народження для вищих тварин.»

Поясніть, чому наведені явища вважають прикладами преадаптації.

Відносний характер адаптацій. Відносність адаптацій у просторі і часі зумовлена тим, що в генетично гетерогенній популяції природний добір з багатьох випадкових різноспрямованих змін зберігає та нагромаджує ті з них, які мають пристосувальне значення. На певну біологічну систему може одночасно впливати декілька чинників середовища, підвищуючи адаптивність за окремою ознакою, але знижуючи її за іншими ознаками (рис. 6). Такі чинники як ізоляція, малий розмір популяції, дрейф генів, можуть призводити до зниження життєздатності біологічної системи, що також зумовлює відносність адаптацій.

Дарвін підкреслював, що ступінь пристосованості організмів відносний - звичайно можливі й більш досконалі форми пристосованих до цього середовища. Це можна довести численними прикладами надзвичайно швидкого розмноження та широкого розповсюдження цілої низки видів тварин і рослин в абсолютно нових для них районах земної кулі, куди вони були випадково або зумисно завезені людиною (кролі в Австралії, кішки та собаки на островах Океанії, канадська елодея у водах Європи тощо). Усі ці види виникли в інших географічних районах, але виявилися більш пристосованими до умов нових для себе середовищ мешкання, ніж ті види, що здавна населяли ці території.

Часто відносність адаптації ілюструють наявністю «некорисних» структур в організації біосистем, зокрема й рудиментарних органів. Однак з'ясовано, що різноманітні рудиментарні органи можуть мати певні функції, хоч би й відмінні від початкової. Доведено також, що рудиментарні органи можуть бути основою для еволюційного формування нових адаптацій.

Рис. 6. Приклад відносного характеру адаптації



Біла куріпка має взимку білосніжне оперення за винятком чорного пір'я хвоста - рульового. Захисне значення білого забарвлення очевидне, причому чорне пір'я в птаха, що зачаївся, непомітне. Проте воно дуже помітне в польоті. Оскільки білі куріпки взимку збиваються в зграї, то чорний колір хвоста, напевно, полегшує можливість птахам не загубити одне одного в снігах при слабкому освітленні. Таке забарвлення куріпки - приклад вдалого «компромісу» в еволюційному виконанні двох важливих завдань: бути мало помітним для хижаків і достатньо помітним для особин свого виду.



Д.З. Опрацюйте матеріал підручника і сайту. Дайте відповіді на запитання. 




05.09.2022-07.09.2022


Тема: Адаптації як загальна властивість біологічних систем. Рух. Саморегуляція.

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwigk4mwtbj6AhVowosKHeqSDnAQwqsBegQIBRAB&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3DbP5UYQ5aQZg&usg=AOvVaw1KZaDWoeYr4zwzFvAQT0Ys

Д.З. Опрацюйте матеріал підручника п.1-2, відеоматеріали.