2. Экология – наука о «нашем доме». Экологические факторы (классификация, эволюция и взаимосвязь). Экологическая валентность.

Рождением экологии считается 14 сентября 1886 года, когда немецкий ученый Геккель в своей книге «Всеобщая морфология организмов» дал впервые определение экологии, как науки. «Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношении организмов к окружающей среде, куда мы относим все условия существования в широком смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы». Как научной дисциплина экология более, чем за вековую историю развивалась и ее основы можно найти в трудах Ламарка, Дарвина, Северцова.

Экология (греч. oikos «дом» + logos «наука»), биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосферы. Часто Экологию определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современная Экология интенсивно изучает также проблемы взаимодействия человека и биосферы.

Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм.

Экологические факторы среды  принято делить на две группы:

• в факторы косной (неживой) природы —абиотическиеили абиогенные;

• в факторы живой природы — биотические или биогенные.

С другой стороны, по происхождению и те и другие бывают как природными, так и антропогенными, т. е. прямо или косвенно связанными с деятельностью человека, который не только меняет режимы природных экологических факторов.

Основным понятием в экологии является среда обитания, под ней понимается вся абиотическая и биотическая среда, которые окружают индивид. Элементы среды называют экологическими факторами.

Абиотические факторы:

1. Климатические

2. Почвенно-грунтовые

3. Гидрологические

Биотические факторы:

1. Вирусы, микроорганизмы.

2. Растения

3. Животные

Антропогенные факторы:

1. Прямое влияние на организмы и их группировки.

2. Косвенное влияние, посредствам изменения среды обитания.

Классификация экофакторов во времени:

1. Стабильные – неизменяющиеся в течение длительного времени.

2. Изменяющиеся:

• а) изменяются закономерно, периодически, вследствие движения солнечной системы,

• б) изменяющиеся без строгой последовательность и периодичности.

Все существующие организмы на земле имеют свою эковалентность, под ней понимают способность вида осваивать разные среды обитания. Одни виды способны переносить значительные изменения ОС, а другие существуют в узких пределах.

Эковалентность – степень приспособленности вида к условиям окружающей среды. Количественно выражается диапазоном изменения среды, в пределах, которые данный вид, сохраняет нормальную жизнеспособность.

• Стенотопные – виды с малой эковалентностью.

• Эвритопные - виды с большой эковалентностью.

3. Учение академика Е. Н. Павловского о природно-очаговых заболеваниях. Структура природного очага. Основные сочлены биоценоза (паразитарной системы). Понятие о антропозоонозах и зоонозах. Вклад отечественных учёных в учение о природно-очаговых заболеваниях (Л.А. Зильбер, А.А. Смородинцев).

Инвазионные и инфекционные болезни, возбудители которых передаются от больного к здоровому животному переносчиками (членистоногими) называются трансмиссивными (трансмиссия — передача). Учение о природной очаговости трансмиссивных болезней разработано Е. Н. Павловским в 1939 г.

Природная очаговость трансмиссивных болезней— явление, когда возбудитель, специфический его переносчик и животные (резервуары возбудителя) в течение смены своих поколений неограниченно долгое время существуют в природных условиях независимо от деятельности человека и наличия домашних животных. К природноочаговым болезням относят клещевой энцефалит, лейшманиоз, туляремию, трихинеллез, альвеококкоз и другие болезни, которые представляют опасность для людей и сельскохозяйственных животных.

Следует четко дифференцировать природный и синан-тропный очаги и очаговое распространение инвазионных болезней.

Природный очаг — участок территории (нередко в тайге, тундре, полупустыне) определенного географического ландшафта, на котором сложились определенные межвидовые взаимоотношения между возбудителями болезни, животными — носителями заразного начала, восприимчивыми животными и их переносчиками при наличии благоприятных условий внешней среды (например, очаг альвеококкоза в тундре).

Синантропный (антропургический) очаг — участок территории (населенный пункт), в котором источником возбудителя являются домашние и некоторые дикие животные, связанные в своем существовании с деятельностью человека (например, очаг райетиноза кур).

Очаговое распространение инвазионных болезней домашних животных характерно для ряда заболеваний, имеющих ограниченное распространение (например, чесотка лошадей в одном хозяйстве области). Природно-очаговые болезни чаще проявляются и распространяются летом в период активности клещей и кровососущих насекомых (сезонность). При попадании в природный очаг домашних животных и человека переносчики могут заразить их трансмиссивными болезнями. Возможна также циркуляция заразного начала из синантропного в природный очаг. Необходимо своевременно выявлять природные очаги заболеваний. Надо предотвращать циркуляцию инвазионного начала между природными и синан-тройными очагами.

Учение о природной очаговости трансмиссивных болезней имеет большое ветеринарное и медицинское значение. Оно является теоретической основой для организации и практического осуществления эффективных профилактических и оздоровительных мероприятий против этой группы инфекционных и инвазионных заболеваний.

Существование очагов таких болезней обусловлено наличием трех групп организмов:

1. Организмов, возбудителей болезни.

2. Организмов, являющихся хозяевами возбудителя

3. Организмов – переносчиков возбудителя болезни, если данное заболевание распространяется трансмиссивным путем.

Зоонозы (зоонозные инфекции) — (от др.-греч. ζῷον — «животное, живое существо» и νόσος — «болезнь»), группа инфекционных и паразитарных заболеваний, возбудители которых паразитируют в организме определенных видов животных, и для которых животные являются естественным резервуаром. Источником возбудителей инфекции (или инвазии) для человека является больное животное или животное — носитель возбудителей. При определенных санитарно-экономических условиях, благоприятствующих тому или иному механизму передачи возбудителя, возможна передача зоонозов людям. Но циркулировать в коллективах людей возбудители зоонозов не могут, так как человек для них является биологическим тупиком, не включается в течение эпизоотического процесса и не участвует в эволюции возбудителя как паразитического вида. Лишь при некоторых зоонозах, например при чуме, жёлтой лихорадке, в определенных условиях источником возбудителей инфекции может быть больной человек.

Профилактика зоонозов проводится с учетом эпидемической роли животных — источников инфекции, а также особенности путей передачи возбудителей. Например, при зоонозах, связанных с домашними животными, необходим ветеринарно-санитарный надзор и защита людей от заражения при уходе за животными. При зоонозах связанных с дикими животными, необходимо наблюдение за их численностью (например, численностью грызунов), в некоторых случаях (при борьбе с чумой, туляремией) уничтожение грызунов (дератизация). Кроме того, проводится защита людей от нападения кровососущих насекомых и клещей (например, применение репеллентов, защитных сеток, защитной одежды), а также иммунизация отдельных групп людей по эпидемическим показаниям.

Зооантропонозы , или антропозоонозы, — заболевания, передающиеся от животного человеку или наоборот при естественном контакте. Главным образом данные болезни обнаруживаются у животных, однако могут развиваться и у человека (например, лептоспироз, сибирская язва и бешенство).

В середине XX в. советскими учеными была проведена огромная экспедиционная работа по изучению клещевого таежного энцефалита, а также дальневосточного геморрагического нефрозо-нефрита, ныне называемого геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС). В этих экспедициях участвовали увлеченные наукой молодые, азартные исследователи. Многие из них составили гордость советской медицинской науки и стали академиками Академии медицинских наук СССР.² В их числе были Л. А. Зильбер (1894–1966), А. А. Смородинцев (1901– 1986), М. П. Чумаков (1909–1993).³

Билет № 40.

1. Количественная и качественная специфика проявления генов в признаках (пенетрантность, экспрессивность, плейотропия, полигенность). Генокопии, фенокопии. Место Н. В. Тимофеева-Ресовского в генетике.

Пенетрантность - способность гена проявить свое действие в фенотипе. Выражается в виде процентного отношения количества организмов, у которых данный ген фенотипически проявляется к общему числу организмов, имеющих этот ген. Если ген проявляется в фенотипе у всех его носителей, то пенетрантность гена равна 100% (полная пенетрантность).

Плейотропия - множественное действие гена, влияние одного гена на возникновение нескольких признаков.

Экспрессивность - качественный показатель фенотипического проявления гена, характеризует степень выраженности признака.

Полигенность - наличие нескольких неаллельных близкосцепленных генов, белковые продукты которых сходны в структурном отношении и выполняют идентичные функции.

Генокопии (лат. genocopia) — это сходные фенотипы, сформировавшиеся под влиянием разных неаллельных генов. То есть это одинаковые изменения фенотипа, обусловленные аллелями разных генов, а также имеющие место в результате различных генных взаимодействий или нарушений различных этапов одного биохимического процесса с прекращением синтеза. Проявляется как эффект определенных мутаций, копирующих действие генов или их взаимодействие.

Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. В медицине фенокопии — ненаследственные болезни, сходные с наследственными. Распространенная причина фенокопий у млекопитающих — действие на беременных тератогеновразличной природы, нарушающих эмбриональное развитие плода (генотип его при этом не затрагивается). При фенокопиях изменённый под действием внешних факторов признак копирует признаки другого генотипа (например, у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна).

1. Природа генокопий и фенокопий Ряд сходных по внешнему проявлению признаков, в том числе и наследственных болезней, может вызываться различными неаллельными генами. Такое явление называется генокопией. Биологическая природа генокопий заключается в том, что синтез одинаковых веществ в клетке в ряде случаев достигается различными путями. В наследственной патологии человека большую роль играют также фенокопии -модификационные изменения. Они обусловлены тем, что в процессе развития под влиянием внешних факторов признак, зависящий от определенного генотипа, может измениться; при этом копируются признаки, характерные для другого генотипа. В развитии фенокопий могут играть роль разнообразные факторы среды - климатические, физические, химические, биологические и социальные. Врожденные инфекции (краснуха, токсоплазмоз, сифилис) также могут стать причиной фенокопий ряда наследственных болезней и пороков развития. Существование гено- и фенокопий нередко затрудняет постановку диагноза, поэтому существование их врач всегда должен иметь в виду.

Никола́й Влади́мирович Тимофе́ев-Ресо́вский (7 (20) сентября 1900 года, Москва — 28 марта 1981 года,Обнинск) — биолог, генетик. Основные направления исследований: радиационная генетика, популяционная генетика, проблемы микроэволюции.

Он положил начало экспериментальной генетике популяций и учению о микроэволюции вместе со своим учителем С.Четвериковым, стал сооснователем радиационной генетики вместе с Г.Дж.Мёллером, внес решающий вклад в основание феногенетики. Развивая идеи своего учителя Н.Кольцова о хромосоме как о макромолекуле и матричном принципе ее воспроизведения, Тимофеев-Ресовский сформулировал принцип ковариантной редупликации, принципы мишени и попадания в радиобиологии, дал оценку размеров гена и совместно с физиками К.Циммером и М.Дельбрюком показал возможность трактовки гена с позиций квантовой механики, тем самым создав фундамент открытия структуры ДНК и всей современной молекулярной биологии. Объединив свои натуралистические и экспериментальные интересы и развивая  традиции В.Вернадского и В.Сукачева, он заложил основы радиационной биогеоценологии - науки эры Чернобыля.