Роль человека в биосфере. Ноосфера как высший этап эволюции биосферы

Качественно новый этап развития биосферы наступил в современную эпоху, когда деятельность человека, преобразующая поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмеримой с геологическими процессами. Как отмечал В.И. Вернадский, биогеохимическая роль человека за последнее столетие стала значительно превосходить роль других, даже наиболее активных в биогеохимическом отношении организмов. При этом использование природных ресурсов происходит без учета закономерностей развития и механизмов функционирования биосферы. В результате хозяйственной деятельности из биотического круговорота изымаются или существенно преобразуются большие территории (сведение и насаждение лесов, осушение болот, строительство городов, дорог, плотин, распашка целинных земель, создание водохранилищ и т. д.). Добыча полезных ископаемых, сжигание огромных количеств топлива, создание новых, не существовавших ранее в биосфере веществ, интенсифицируют круговорот веществ, изменяют состав и структуру слагающих его компонентов. Антропогенные воздействия на биосферу, принявшие глобальный характер (на Земле не осталось ни одного участка суши или моря, где нельзя было бы обнаружить следов деятельности человека), ставят под угрозу возможность поддержания гомеостаза в биосфере.

В 1944 г. В.И. Вернадский развил представление о переходе биосферы в ноосферу, то есть в такое ее состояние, когда развитие биосферы будет управляться разумом человека. Сам термин «ноосфера» предожен Э. Леруа (1927) и П. Тейяром де Шарденом (1930).
Ноосфера – сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.

Современные методы изучения морфологии и физиологии клетки (оптическая и электронная микроскопия, биохимия и цитохимия, центрифугирование, рентгеноструктурный анализ, микроманипуляция прижизненное исследование).

Для исследования строения клетки, ее органоидов и составных частей успешно применяются традиционные микроскопические методы. Главным методическим приемом при изучении клеток остаемся визуальное наблюдение, в том числе их прижизненное (витальное) исследование. Кроме визуальных наблюдений с помощью светового микроскопа используют разные объективные методы регистрации клеточного строения: микрофотографирование, цитофотометрию, микроспектрофотометр ню, микрокиносъемку и др.

С помощью микрохимических (цитохимических) методов определяют локализацию и количественное содержание отдельных химических веществ по специальным цветным реакциям непосредственно в клетке.

Кроме обыкновенной микроскопии в видимых лучах используют также люминесцентную (флуоресцентную) и ультрафиолетовую микроскопию. При этом препараты освещают сине-фиолетовыми или ультрафиолетовыми лучами, которые вызывают свечение (флуоресценцию) многих органических веществ клетки (пигментов, витаминов, алкалоидов, дубильных или других высокомолекулярных соединений). Применяют также специфические красители флуорохромы. Флуорохромы образуют флуоресцирующие комплексы с теми веществами клеток, которые не способны к естественной флуоресценции. При микроскопическим исследовании флуоресцирующих препаратов обнаруживают такие детали и тонкости строения, размещение и количество отдельных компонентов клеток, которые недоступны обыкновенной микроскопии. Перечисленные разновидности микроскопии позволяют эффективно исследовать живые, не фиксированные или слегка окрашенные клетки и препараты. Используют также другие виды световой микроскопии -интерференционную, фазово-контрастную, поляризационную, а также их сочетания и модификации.

Для большей контрастности и четкости отдельных клеточных структур и органоидов применяют окрашивание фиксированных препаратов специфическими красителями (фуксином, пиронином, гематоксилином, метиленовым синим), которые избирательно адсорбируются цитоплазмой, ядром, митохондриями, хромосомами, что облегчает их обнаружение, наблюдение и исследование.

Для генетических, эмбриологических и других исследований применяют микрохирургию — пересадку ядер, хлоропластов, слияние протопластов, пересадку кусочков зародышевых слоев оплодотворенного яйца и др.

Для обнаружения субмикроскопического строения клеток и органелл с успехом применяется электронная микроскопия, в основе которой лежат просвечивание пучком электронов тончайших, обработанных электронопоглощающими и одновременно фиксирующими соединениями (перманганатом калия, осмиевой кислотой и др.) или напыленных парами металлов срезов, и фиксация электронного поглощения микропрепаратом в сильно увеличенном виде на специальный экран. При электронно-микроскопических исследованиях в ряде случаев уже трудно провести границу между собственно цитологией и биохимией, так как они объединяются на уровне макромолекулярного изучения объектов (микротрубочки, микрофиламенты, мембраны).

Получает распространение электронная растровая эмиссионная (сканирующая) микроскопия, при которой изображение препарата получают с помощью отраженных от него электронов. Это дает возможность получать трехмерную картину изображения поверхности не только срезов, но и целого микроскопического объекта или препарата.

Большой объем информации дают биохимические методы исследования клетки. С целью получения индивидуальных химических соединений, отдельных органелл, составных частей клеточное содержимое вначале разделяют на отдельные компоненты с помощью хроматографического разделения смесей, электрофоретического разделения, центрифугирования измельченных клеток с разными скоростями и постепенного осаждения органелл и их фрагментов в зависимости от их плотности и размеров в буферных однородных следах либо в градиенте плотности и т. д.

Биофизические методы дают возможность изучать строение и функции клеток с использованием меченых атомов, изотопного анализа, электрофизиологической аппаратуры, математического моделирования, регистрации биоэлектрических потенциалов, хемилюминесценции и др. В результате применения этих методов исследуются работа мембран, функция органоидов, появление и проведение возбуждения, механизмы сокращения мышечных волокон, а также другие проявления биофизических особенностей клеток.

Одним из современных методов изучения клетки является метод культуры тканей или клеток, выделенных из организма животных и растений. Культура тканей — удобная модель для изучения процессов скорости и последовательности формирования органелл, отложения запасных питательных веществ, роста клеточных оболочек, образования вакуолей, биосинтеза физиологически активных веществ и т. п.

24. Класс «Ленточные черви» (бычий, свиной, карликовый цепни, эхинококк, альвеококк, широкий лентец). Морфология, циклы развития, пути заражения, патогенное действие, лабораторная диагностика и профилактика.

Класс Ленточные черви (Cestoidea) насчитывает около 3500 видов. Все они являются облигатными паразитами, которые в половозрелом возрасте обитают в кишечнике человека и других позвоночных.
Тело (стробила) ленточного червя имеет лентовидную форму. Состоит из отдельных члеников – про-глоттид. На переднем конце тела находится головка (сколекс), далее несегментированная шейка. На головке располагаются органы прикрепления – присоски, крючья, присасывательные щели (ботрии).

Две стадии развития – половозрелую (обитают в организме окончательного хозяина) и личиночную (паразитируют в промежуточном хозяине) в матке внутри оболочек яйца образуется шестикрючный зародыш – онкосфера. С фекалиями хозяина яйцо попадает во внешнюю среду. Для дальнейшего развития яйцо должно попасть в пищеварительную систему промежуточного хозяина. Здесь яйцо с помощью крючьев пробуравливает кишечную стенку и попадает в кровоток, откуда разносится по органам и тканям, где развивается в личинку – финну. В кишечнике окончательного хозяина под влиянием его пищеварительных ферментов оболочка финны растворяется, головка выворачивается наружу и прикрепляется к стенке кишки. От шейки начинаются образование новых члеников и рост паразита.

Болезни, которые вызываются ленточными червями, называются цестодозами.

Бычий цепень (Taeniarhynchus saginatus) – возбудитель тениаринхоза. На головке имеется только 4 присоски.

Окончательный хозяин бычьего цепня – только человек, промежуточные хозяева – крупный рогатый скот. Животные заражаются, поедая траву, сено и другой корм с проглоттидами, которые вместе с фекалиями попадают туда от человека. В желудке скота из яиц выходят онкосферы, которые оседают в мышцах животных, формируя финны. Они носят названия цистицерков. Цистицерк представляет собой пузырек, заполненный жидкостью, внутрь которого ввернута головка с присосками. В мышцах скота финны могут сохраняться долгие годы.