Воздействие на биоритмы факторов антропогенного происхождения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Прежде всего следует остановиться на общих принципах обмена веществ: 1) обмен веществ привязан к субклеточным, надмолекулярным и молекулярным структурам; 2) организован по типу функциональной и структурной иерархии (соподчинения); 3) высокоэкономичен; 4) способен к саморегуляции. Задачи обмена веществ можно суммировать следующим образом: 1) поставка энергии в форме богатых энергией соединений, необходимых для протекания реакций; 2) поставка восстановительных эквивалентов для реакций биосинтеза; 3) биосинтез макромолекул для выполнения различных функций.

Реакции, обусловленные стрессорами, относятся к различным уровням организации обмена веществ. При этом затрагиваются: 1) организация структура и состав биомембран (например, изменяется проницаемость); 2) концентрация макромолекул (например, изменяется количество ферментов); 3) активность макромолекул (например, ферментативная); 4) продуцирование веществ с защитными функциями (например, пролина); 5) возникновение новых метаболических систем или изменение хода биохимических реакций; 6) изменение структуры клеток.

Действие антропогенных стрессоров на биоритмы и поведение

Биологические ритмы - периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Биологические ритмы могут возникать как реакции на периодические изменения среды (экзогенные биоритмы). Однако чаще биоритмы генерируются самим организмом, а внешние воздействия могут сдвигать фазу этих биоритмов, менять их амплитуду (эндогенные биоритмы). Эндогенный компонент ритма дает организму возможность ориентироваться во времени (биологические часы) и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. С экологической точки зрения особый интерес представляют ритмы примерно соответствующие периодичности геофизических процессов .

Воздействие антропогенных стрессоров на биоритмы растений приводит к нарушениям циркадианного ритма работы устьиц, сезонного ритма побегообразования, вызывает повторное цветение и др.

Влияние антропогенных стрессоров на поведение животных приводит к изменениям локомоторной активности, ориентации, реакции избегания-привлечения, целостного поведения.

Воздействие антропогенных стрессоров на динамику и характер распространения растительных популяций, позвоночных, беспозвоночных животных, на динамику популяций и характер распространения микроорганизмов и вирусов.

Воздействие антропогенных стрессоров на динамику и характер распространения растительных популяций

Антропогенные стрессоры могут влиять на все признаки растительных популяций. Быстро изменяются продуктивность, рождаемость, смертность и плотность популяции. Продуктивность может многократно возрасти в результате ослабления конкурирующих видов. Популяции с малой численностью особей находятся под особенно большой угрозой. В ответ на антропогенное нарушение происходит расширение или сокращение ареала популяции.На характер распространения растений влияют землепользование, выпас, индустриализация, рост городов. Возможны изменения возрастной структуры популяции (процентной доли возрастных классов). Очень важен для биоиндикации отбор устойчивых экотипов под действием антропогенных стрессоров. Нередко за один или несколько вегетационных периодов происходит вытеснение чувствительных и относительное распространение устойчивых экотипов, что приводит к обеднению экотипами.

Воздействие антропогенных стрессоров на динамику и характер распространения популяций позвоночных

Популяции, а также их структурно-функциональные особенности могут быть использованы как биоиндикаторы, если непосредственно связаны с определенными факторами внешней среды, реагируют на них, а значит, указывают на присутствие и интенсивность того или иного нарушения. Важным компонентом наземных и водных экосистем являются птицы, которые являются хорошим объектом для биоиндикации, т.к. имеют интенсивный обмен веществ, потребляют большое количество пищи на единицу массы тела. У них наблюдается относительно более высокая, чем у других животных, аккумуляция тяжелых металлов во внутренних органах тела. Птицы накапливают в костной ткани 90 Sr, в мышцах - 137 Cs. Толщина скорлупы яиц является международным тестом на токсичность пестицидов.

Действие антропогенных стрессоров на характер распространения и динамику популяций беспозвоночных животных

Удобным объектом для биоиндикации является почвенная мезофауна в связи с оседлостью почвенных беспозвоночных, большим разнообразием видового состава, высокой биомассой, что позволяет собрать статистически достоверный материал для биоиндикации. Перспективными являются личинки-жуков щелкунов - проволочники, костянки, мертвоеды, рыжие лесные муравьи, дождевые черви, наземные моллюски. Для биоиндикации используются клещи-орибатиды, населяющие в природе кору деревьев, личинки мух и др. Обычно с ростом загрязнения происходит уменьшение плотности заселения, сокращение ареала, и, в конечном счете, утрата автохтонного вида. При этом другие виды в результате разносторонних изменений свойств местообитания могут увеличить свое присутствие. Нередко видовое разнообразие снижается.

Действие антропогенных стрессоров на динамику популяций и характер распространения микроорганизмов и вирусов

Влияние стрессоров на микроорганизмы определяется путем количественной оценки определенных таксономических или физиологических групп и некоторых результатов жизнедеятельности. Это позволяет делать выводы относительно интенсивности протекания микробиологических процессов в почве. Главными стрессорами для микроорганизмов являются гербициды, фунгициды, инсектициды, диоксид серы.

Вирусы представляют собой паразитирующие, доклеточные, способные к репродукции формы жизни. Для их размножения необходимы живые клетки. Вирусы в окружающей среде представляют собой находящиеся в состоянии покоя симметричные частицы макромолекулярных размеров. В простейшем случае они состоят из нуклеиновой кислоты и белка. Вирусы животных попадают в окружающую среду вместе с экскретами или секретами, тогда как вирусы растений обычно поступают в почву с отмершими тканями хозяина или через переносчиков. Поступление вирусов в наземные экосистемы происходит с бытовыми и сельскохозяйственными стокам, шламами из отстойников и твердыми отходами. Почва представляет собой важный этап передачи вирусов в окружающей среде.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

том, что биоритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем.

2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом

регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое

равновесие и процессы адаптации в биологических системах.

3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, им еют

эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их

осуществление тесно связано с модифицирующим фактором внешней

среды, так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства

организма со средой во многом определяет экологические закономерности.

4. Сформулированы положения о врем енной организации живых

систем, в том ч исле – человека – одним из основных принципов

биологической организации. Развитие этих положений очень важно для

5. Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов

к действию факторов химической (среди них лекарственные средства) и

физической природы. Это стало основой для развития хронофармакологии,

т.е. способов применения лекарств с учетом зависимости их действия от

фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния

его временной организации, изменяющейся при развитии болезни.

6. Закономерности биологических ритмов учитывают при

Биоритмы подразделяются на физиологические и экологические.

Физиологические ритмы , как правило, имеют периоды от долей секунды

до нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и

артериального давления. Имеются данные о влиянии, напри мер,

магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека.

Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо

естественным ритмом окружающей среды. К ним относятся суточные,

сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы. Благодаря экологическим

ритмам, организм ориент ируется во времени и заранее готовит ся к

ожидаемым условиям существования. Так, некоторые цветки

раскрываются незадолго до рассвета, как будто зная, что скоро взойдет

солнце. Многие животные еще до наступления холодов впадают в зимнюю

спячку или мигрируют. Таким образом, экологические ритмы служат

Ритм – это универсальное свойство живых систем . Процессы роста

и развития организма имеют ритмический характер. Ритмическим

изменениям могут быть под вержены различные показатели структур

биологических объектов: ориентация молекул, третичная молекулярная

структура, тип кристаллизации, форма роста, концентрация ионов и т. д.

Установлена зависимость суточной периодики, присущей растениям, от

фазы их развития. В коре молодых побегов яблони был выявлен суточный

ритм содержания биологически активного вещества флоридзина,

характеристики которого м енялись соответственно фазам цветения,

интенсивного роста поб егов и т. д. Одно из наиболее интересных

проявлений биологического измерения времени – суточная периодичность

открывания и закрывания цветков и растений. Каждое растение "засыпает"

и "просыпается" в строго определенное время суток. Рано утром (в 4 часа)

раскрывают свои цветки цикорий и шиповник, в 5 часов – мак, в 6 часов –

одуванчик, полевая гвоздика, в 7 часов – колокольчик, огородный

картофель, в 8 часов бархатцы и вьюнки, в 9-10 часов – ноготки, мать-и-

мачеха. Существуют и цветы, раскрывающие свои венчики ночью. В 20

часов раскрываются цветки душистого табака, а в 21 час – горицвета и

ночной фиалки. Так же в строго определенное время и закрываются

цветки: в полдень – осот полевой, в 13-14 часов – картофель, в 14-15 часов

Формирование биологических ритмов неразрывно связано с эволюционным процессом живых организмов, происходившим с самого же начала зарождения и становления жизни в условиях одновременно развивающихся пространственно-временных закономерностей среды обитания. Элементарные живые структуры могли быть жизнеспособными только при возникновении у них динамически устойчивой временной организации, способной адаптироваться к ритмическим изменениям внешней среды. Возникшая временная структура живого организма, имея широкий диапазон реакций, могла противостоять также и влиянию апериодических изменений факторов внешней среды, которые, в свою очередь, способствовали поддержанию системы в активном состоянии.

Содержание

Введение
Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
Заключение

Прикрепленные файлы: 1 файл

Физа.docx

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра патологической физиологии

Студент 3 курса 7 группы

Васильев Олег Анатольевич

Введение
Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
Заключение

Ритмические воздействия внешней среды являются главными стимуляторами биоритмов организма, играющими важнейшую роль в их формировании на ранних этапах онтогенеза и определяющими уровень их интенсивности в течение всей последующей жизни. Собственные эндогенные биоритмы организма – это фон, на котором развертывается картина жизнедеятельности и который не обеспечивает последней, если она непрерывно не активируется импульсами из окружающей среды. Последние, таким образом, являются теми силами, которые заводят биологические часы и определяют интенсивность их хода.

В настоящее время общепризнанно, что наиболее мощным фактором, формирующим биологическую ритмичность, было собственное вращение Земли с сопутствующим ритмом изменений освещенности и температуры. Еще в 1797 году Христофер Гуфелянд, рассматривая суточные колебания различных медицинских показателей у здоровых и больных пациентов, пришел к выводу, что в организме существуют “внутренние часы, ход которых определяется вращением Земли вокруг своей оси”, поэтому многие считают Гуфелянда основателем учения о биологических ритмах. Он впервые обратил внимание на универсальность ритмических процессов и подчеркнул, что “наша жизнь, очевидно, повторяется в определенных ритмах, а каждый день представляет маленькое изложение нашей жизни”. Правда, некоторые исследователи отдают в этом вопросе пальму первенства французскому астроному, математику и физику Жан Жаку Де Мерану, который, изучая особенности солнечного света и вращения Земли, еще в 1729 году установил, что в условиях темноты и постоянной температуры растения сохраняют свойственную им двадцатичетырехчасовую периодичность движения листьев, связав тем самым этот феномен не с освещенностью, а с вращением нашей планеты.

По мере увеличения продолжительности жизни живых организмов происходил естественный отбор особей, способных приспосабливаться к ритмам внешней среды, имеющим различные периоды. Эволюционные преобразования создали сложную интегральную иерархию временной упорядоченности биологических ритмов различных видов, в которой ключевую роль по-видимому играла суточная ритмика.

Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Проблемы, которые решает биоритмология, важны для познания жизни как особой формы движения материи во времени и имеют существенной значение для теоретической и практической медицины. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие закономерным колебаниям условий среды обитания, анализ изменений этих ритмов и их рассогласования помогает глубже понять механизмы возникновения и развития патологических процессов, улучшить раннюю диагностику болезней и определить наиболее целесообразные временные схемы терапевтических мероприятий.

Поскольку практически все показатели жизнедеятельности (биохимические, физиологические и поведенческие) обнаруживают ритмичность, и прежде всего циркадианные околосуточные ритмы, встает вопрос о том, как изменяются в онтогенезе временная организация различных функций и состояний организма и не могут ли эти изменения послужить критериями возрастных этапов? Нельзя ли посредством анализа ритмической организации биологических процессов на разных этапах онтогенеза подойти к изучению таких централизованных понятий биологии, как гомеостаз и адаптация.

Основными параметрами, характеризующими биологический ритм, являются следующие величины:

Период – интервал времени, в течение которого исследуемая величина совершает полный цикл своего изменения (период обратно пропорционален частоте ритма).
Мезор – средний уровень исследуемого показателя за один цикл.
Амплитуда – это половина разности между максимальным и минимальным значениями аппроксимирующей данный биоритм косинусоиды, либо разность между ее максимальным отклонением и мезором.
Акрофаза – это значение временной шкалы в момент наступления максимума амплитуды, выраженное в градусах.

Накопленные в настоящее время экспериментальные и клинические данные не вызывают сомнения в том, что изменения ритмов внешней среды являются факторами, обуславливающими морфологические и физиологические изменения в организме.

1.Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов

В естественной среде организм всегда подвержен влиянию сложного динамического комплекса факторов, причем действие одних факторов изменяет (усиливает, ослабляет, деформирует) действие других, что создает проблемы для определения их роли и степени биотропности. Нарушения временной структуры организма возникают при рассогласовании упорядоченности структуры его внутренних ритмов, причем причины этого рассогласования могут быть различными – внутренними (например, патология систем или органов) и внешними (воздействие факторов окружающей среды).

Нарушение естественного хода биологических ритмов, их взаимной согласованности, т.е. десинхроноз, является обязательным компонентом общего адаптационного синдрома и в этом отчетливо видна связь проблемы биологических ритмов с проблемой адаптации.

Адаптацию - непрерывно текущий процесс, не прекращающийся ни на одно мгновение от момента зарождения организма до момента смерти. Она рассматривается как процесс, имеющий как внешние, так и внутренние противоречия. Внешние противоречия адаптационного процесса заключаются в том, что организм находится в двойственных отношениях со средой: с одной стороны он стремится достичь согласованности с ней, а с другой - сохраняет некоторую рассогласованность, никогда не достигая идеальной гармонии, “пригнанности” к среде. Это и позволяет ему, в конечном счете, приспосабливаться, поскольку пребывание в некотором разладе со средой тренирует защитные механизмы организма, поддерживая их в активном “рабочем” состоянии, обеспечивая тем самым эффективную мобилизацию сил в случае резкого изменения внешних условий.

Иногда адаптацией называют только одну из двух сторон этого процесса, а именно, только согласование с ритмами внешней среды. Если придерживаться такой терминологической трактовки, то вторую сторону этого процесса, т.е. рассогласование, следует называть дезадаптацией, и таким образом феномен адаптации выступает как единство адаптации и дезадаптации, и этот процесс имеет ритмическое течение.

Заметим, что закон ритмичности адаптационного процесса имеет также большое практическое значение, ибо открывает надежный путь к прогнозированию динамики состояния организма при остром и хроническом стрессе, вызванном как внутренними, так и внешними причинами.

Например, он позволяет предвидеть особенности течения хронических заболеваний (периоды ремиссий и обострений), ход процессов восстановления после острых заболеваний и травм, смену периодов улучшений и ухудшений состояния в процессе приспособления к экстремальным условиям существования, в том числе и к условиям космических полетов. Он также позволяет принимать своевременные меры, направленные на поддержание благополучия организма.

Итак, приспособленность организма к условиям среды обитания не бывает абсолютной, так как его слишком тесная связь со средой может стать причиной вымирания (гибели не только отдельной особи, но и исчезновения вида) при внезапном изменении среды.

Предельное развитие адаптивности (гиперадаптация) может привести к своей противоположности, к “гипертермии” и безвозвратной утере адаптивности, т.е. к анадаптации.

Большинству людей, в равной мере не нравится как отсутствие стресса, так и избыток его. Поэтому каждый должен тщательно изучить самого себя и найти тот уровень стресса, при котором он чувствует себя наиболее “комфортно”, какое бы занятие он не избрал. В последнее время получает все большее признание точка зрения о полезности умеренного стресса, в частности о том, что умеренный стресс сопровождается повышением продуктивности человека в различных видах деятельности. Так, водители автомобилей выполняют предъявляемые им экспериментальные задания значительно лучше при воздействии умеренных стрессов, нежели в спокойной обстановке. Громова Е.А. и др. выявили благоприятное влияние умеренного стресса (ситуации международных соревнований) на кратковременную память у спортсменов.

Следующие друг за другом циклы жизненных процессов различаются по своим параметрам - длительности периода, амплитуде, фазе. В тех случаях, когда адаптационный процесс протекает спокойно, без особых потрясений организма, когда действующие на организм стресс-факторы не выходят за рамки умеренного уровня, их воздействия на циркадианные ритмы невелики. Если же адаптационный процесс протекает бурно, с выраженными и быстро развивающимися изменениями в организме, что может быть обусловлено действием сильных раздражителей, либо особой динамичностью организма в некоторые периоды его индивидуального развития, в этих случаях состояние организма от цикла к циклу изменяется очень заметно, и колебательные процессы утрачивают свою правильность, регулярность. Искажение биологического ритма, трансформация его в непериодические колебания свидетельствует о резком обострении внутренних противоречий адаптационного процесса. Изменения исходной периодичности при стрессе характеризуются не только нарушением постоянства периода, но и увеличением амплитуды колебательного процесса, изменениями акрофазы.

Десинхроноз подразделяется на острый и хронический. Острый десинхроноз возникает при внезапном рассогласовании ритмов датчиков времени и организма. Например, при трансконтинентальных перелетах на современных авиалайнерах, пересекающих за довольно короткое время несколько часовых поясов, возникает резкое нарушение взаимоотношения фаз ритма сон-бодрствование. В случае, если воздействие фактора, вызвавшего острый десинхроноз, длительное время не прекращается, развивается хронический десинхроноз.

Хронический десинхроноз – патологическое состояние, в основе которого лежит перманентная десинхронизация функций организма.

Десинхроноз может быть вызван целым рядом внешних причин, как социальных, так и природных. К числу социальных причин относятся, например:

биотропные факторы антропогенного происхождения, такие как

а) токсические вещества, например, алкоголь, физические и другие воздействия;

б) совокупные социальные стрессы больших промышленных городов, связанные с напряженной работой или управлением транспортом, обилием информации и т.д.;

длительное рассогласование ритма сон-бодрствование, например, при сменной и ночной работе;

3) рассогласование между суточным стереотипом организма и дискретным временем, возникающим при трансмеридиональных перелетах;

4) десинхроноз, вызванный орбитальными и межпланетными космическими полетами;

К числу десинхронозов, вызванных природными внешними факторами относятся, например, десинхронозы, связанные с:

5) эктремальными природными условиями,

6) изменениями ритмов действующих гелио- геофизических датчиков времени, таких как циклы солнечной активности, суточные и сезонные вариации погоды, изменения климата,

7) ритмами геомагнитного поля Земли, вызванными вращением Солнца,

8) апериодическими изменениями гелио- геофизических факторов, возникающими при солнечных вспышках и геомагнитных бурях.

Данная систематизация причин, вызывающих десинхроноз, условна, как всегда, когда речь идет о любой многофакторной системе. В реальности действие многих из перечисленных факторов может быть тесно переплетено, взаимосвязано, и один фактор может усиливать отрицательное действие другого. Так, например, на орбитальной станции космонавт пребывает в условиях, когда время “естественных” суток составляет всего примерно 90 минут (время облета станцией земного шара), и на него постоянно воздействует такой сильнейший и необычный стресс-фактор, как невесомость.

В настоящей книге предлагается следующая “рабочая” классификация нарушений организации временной структуры организма:

Изменение структуры ритма или десинхронизация:

а) увеличение (уменьшение) амплитуды;

б) изменение периода.

Данная классификация приводится лишь для правильности восприятия материала, поскольку в действительности структурные изменения ритма обычно сопутствуют дисинхронозу. В то же время, при проведении хронодиагностики, удается проследить зачастую за изменениями структуры ритма лишь одного или нескольких отдельных показателей, и поэтому, строго говоря, не следует говорить о десинхронозе организма. Наблюдаемые изменения в таких случаях следует определять как десинхронизацию, характеризующуюся рассогласованием существующих в норме соотношений периодов и фаз ритмов исследуемых показателей организма и внешней среды. Тем не менее, в дальнейшем для удобства изложения мы сами не будем строго придерживаться приведенной здесь классификации, считая, что читатель правильно поймет нас после сделанного выше комментария.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ, периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Биоритмы характерны для всех живых организмов и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до популяционных и биосферных. Ритмы растений проявляются, например, в суточном движении листьев, лепестков, в некоторых физиологических процессах (осенние листопады). Ритмы животных чётко выражены в периодичности двигательной активности и множества физиолого-биохимических функций (температурные колебания, секреция гормонов, синтез РНК, образование рибосом, деление клеток и др.). Ритмический характер могут носить колебания численности популяций и т. д. У многоклеточных организмов отд. клетки или их группы берут на себя роль синхронизаторов, управляя ритмикой органов или всего организма в целом. Независимые ритмы индивидуальных органов, тканей, клеток участвуют в создании временной упорядоченности биологических явлений, что может служить основой для объединения всех процессов, протекающих в живом организме. Биоритмы наследуются и являются важнейшими факторами адаптации организмов.

Биоритмы бывают экзогенные и эндогенные. Экзогенные ритмы возникают как реакция на периодические изменения среды, т.е. регулируются внешними факторами. Эндогенные ритмы задаются внутренними часами, т.е. генерируются самим организмом. Но большинство биоритмов являются смешанными, т.е. частично эндогенными, частично экзогенными. Во многих случаях главным внешним фактором, регулирующим ритмическую активность, служит фотопериод, т.е. продолжительность светового дня. Это единственный фактор, который может быть надежным показателем времени года и он используется для установки биологических часов. Внешние воздействия могут сдвигать фазу эндогенных биоритмов и менять их амплитуду. Одни биоритмы имеют частоту, существенно изменяющуюся в зависимости от состояния организма (биение сердца, дыхательные движения и др. физиологические ритмы); частота других, так называемых экологических биоритмов стабильна и соответствует циклическим изменениям среды. Они также имеют эндогенную природу, но испытывают существенное влияние факторов среды (Суточные ритмы, Приливные ритмы, Лунные ритмы и Годичные ритмы). Эндогенный компонент ритма даёт организму возможность ориентироваться во времени, т.е. иметь свои биологические часы и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды (своеобразная адаптация организма). Он сохраняется в постоянных лабораторных условиях на фоне температурных сдвигов и изменений химического состава среды, его период почти не зависит от интенсивности обменных процессов. Так, на ритмы спорообразования у нек-рых водорослей не влияют вещества, тормозящие обменные процессы, в аквариуме длительно сохраняется приливная и лунная периодичность открывания створок раковин морских моллюсков и т. д. Существует предположение о регуляции эндогенных ритмов млекопитающих гипоталамо-гипофизарной системой.

Экологические ритмы способны подстраиваться к изменениям цикличности внешних условий. Такая подстройка возможна благодаря тому, что в течение каждого периода имеются определенные интервалы времени (время потенциальной готовности), когда организм готов к восприятию сигнала извне, например яркого света или темноты. Если сигнал несколько запаздывает или приходит преждевременно, соответственно сдвигается фаза ритма. Искажение или ослабление ритмичности среды может привести к нарушению системы биоритмов организма и развитию у него патологических состояний.

Оценка любой биологической системы после нарушающих воздействий вне зависимости от того, какой уровень организации рассматривается, предполагает наличие сравнительных или исходных условий. В этой связи важно учитывать, что качественные и количественные характеристики биологических процессов закономерно меняются во времени.

С экологической точки зрения особый интерес представляют ритмы, примерно соответствующие периодичности геофизических процессов (циркадианные (24 ч), окололунные, окологодовые, или цирканнуальные, околоприливные) и синхронизированные с ней посредством факторов внешней среды. В качестве синхронизаторов, или времязадателей, могут действовать многие периодически изменяющиеся экологические факторы (как абиотические — освещенность, температура, влажность, так и биотические — сигналы, исходящие от животных того же вида, доступность пищи и др.). Наиболее важным времязадающим механизмом у животных являются смена света и темноты в течение суток и изменение их пропорций в течение года.

При биоиндикации, оценивающей изменение под действием внешней среды биологических параметров необходимо учитывать, что организм характеризуется ритмами чувствительности и толерантности ко многим физическим, химическим или биотическим воздействиям. Реакции организма, в зависимости от фазы биологического ритма, на которой подействовал фактор внешней среды, могут быть различными.

Неспецифическая индикация, основанная на оценке изменений ритмических параметров, затрагивает следующие ритмические признаки:

Изменения соотношений фаз. Быстрая смена времязадателей, например, при быстрых межконтинентальных перелетах, утрата времязадателей встречаются у сельскохозяйственных животных с искусственными световыми или кормовыми режимами. Утрата социальных контактов, влияние вредных веществ или начинающийся патологический процесс могут эпизодически или долговременно расстраивать биологическую ритмичность. После одноразового нарушающего воздействия часто проходит несколько дней, прежде чем у отдельных ритмов восстановится нормальное соотношение фаз друг с другом и с внешним времязадателем.

Изменения спектра частот. При определенном воздействии может измениться частотный спектр биоритма. В адаптированном состоянии преобладают простые спектры. При нарушении возникают высокочастотные колебания, уничтожающие исходную структуру биоритма.

Изменения средних циркадианных показателей. Стрессоры различного происхождения вызывают изменения эффективности биологических функций, что выражается в отклонении от нормального циркадианного уровня. Изменения локомоторной активности как важного параметра поведения пригодны для неспецифической биоиндикации. Среднесуточный уровень активности вполне пригоден в качестве индикатора благоприятных или нарушенных условий содержания в рыбоводных хозяйствах. Этот параметр можно использовать в неспецифических токсикологических тестах.

Читайте также: