Ekologia
Nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami
Środowisko
. Wszystkie czynniki niegenetyczne otaczające organizm
. Czynniki abiotyczne:
-nasłonecznienie
-klimat . geologia
. czynniki społeczne i kulturowe
. Czynniki biotyczne . Inne organizmy
Ekologia człowieka
. Interakcje pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem (naturalnym, społecznym, kulturowym
i technologicznym
Czynniki środowiskowe
. Stresory – czynniki zakłócające homeostazę
. wysokie i niskie temperatury
. wysokie i niskie ciśnienie atmosferyczne
. wysokie i niskie stężenie tlenu . choroby . niedożywienie
. Czynniki niezbędne dla przeżycia i reprodukcji . pożywienie
. woda . surowce
Homeostaza
• Oznacza stałość systemu (stabilność środowiska wewnętrznego organizmu). Wobec faktu, że organizm jest systemem autonomicznym, ale otwartym względem środowiska zewnętrznego, homeostaza wewnętrzna musi być związana ze stabilnością relacji ze środowiskiem zewnętrznym
• Z wiekiem i zmianami rozwojowymi następują stałe przestrojenia w systemie, jakim jest organizm, i uzyskiwane są kolejne stany równowagi. Wobec ciągłych zmian środowiska zewnętrznego jest to również proces ciągłych regulacji powiązań organizmu ze środowiskiem. Łącznie jest to więc równowaga rozwojowa zwana homeostazą
Czynniki fizyczne
[geologia, hydrologia, topografia, nasłonecznienie, klimat
Czynniki biotyczne [inne organizmy zamieszkujące ten sam habitat]
Czynniki społeczne, kulturowe, ekonomiczne, polityczne, medyczne]
Populacja ludzka
.W optymalnych warunkach środowiskowych osobniki mają zapewnioną realizację potencjału
genetycznego
.dojrzałość morfofunkcjonalna
.zdrowie
.możliwość reprodukcji
Występowanie różnorodnych czynników środowiskowych wymaga różnorodnych reakcji organizmu
. człowiek odpowiada na czynniki środowiskowe (stresory) wykorzystując mechanizmy biologiczne,
zachowania kulturowe i osiągnięcia technologiczne
Model odpowiedzi na czynniki stresogenne
-odpowiedź biologiczna
-adaptacja -adjustacja
-kultura i technologia bez zmian genetycznych
-adaptabilność
Adaptacja
. Reakcja na długotrwałe działanie czynników środowiskowych
. Zmiany genetyczne
. zmiany struktury lub funkcjonowania organizmu, których efektem jest lepsze przystosowanie do warunków środowiskowych
. Selekcja naturalna
Selekcja naturalna
. Mechanizm ewolucyjny
. „przystosowani żyją dłużej i mogą wydać płodne potomstwo”
Adaptacja
. Strukturalna
. Fizjologiczna
. Behawioralna
Klimat
. Temperatura, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność, wiatry, nasłonecznienie
. Adaptacja do czynników klimatycznych widoczna jest w wielkości i kształcie ciała
. odpowiedź na zimny i gorący klimat
. reguła sformułowana w 19-tym wieku przez Bergmanna i Allena
Reguła Bergmana
. W obrębie tego samego gatunku, populacje o mniejszej masie ciała spotykane są częściej w klimacie gorącym a o większej masie ciała w klimacie zimnym
. Produkcja większej ilości ciepła
. Większa liczba komórek, których bioproduktem jest ciepło wewnętrzne
. Większe zwierzęta mają relatywnie mniejszą powierzchnię ciała a tym samym oddają mniej
ciepła do otoczenia
Reguła Allena
. Ilość ciepła oddawanego do otoczenia skorelowana jest z długością kończyn
. W obrębie tego samego gatunku osobniki o dłuższych kończynach spotykane są w klimaciecieplejszym
. Relatywnie długie kończyny prowadzą do zwiększenia powierzchni ciała
Członkowie plemienia Masajów (Afryka Wschodnia)
Adaptacja do pożywienia
. Zróżnicowana dieta
. Zróżnicowana ilość pożywienia
. Zróżnicowane przystosowanie do pokarmów
. W zimnym klimacie potrzeby żywieniowe są wyższe niż w klimacie gorącym - szybszy metabolizm
Mieszkańcy rejonów subarktycznych spożywają więcej pokarmu wysoko kalorycznego, bogatego
w tłuszcz (produkcja ciepła) Ponadto noszą ciepłe ubrania, pozostają aktywni na zewnątrz domostw i śpią blisko siebie
Inuici Indianie (Tierra del Fuego)
Aborygeni wytwarzają warstwy tłuszczowe wokół organów wewnętrznych
• Ochrona przed promieniami UV
Kolor skóry
Sub-Saharan African, Indian, Southern European, and Northern European
Zróżnicowanie koloru skóry
. Kolor skóry jest konsekwencją obecności pigmentu - melaniny
. Pheomelanina – kolor czerwony do żółtego
. Eumelanina – kolor ciemnobrązowy do czarnego
. Melanina zapobiega oparzeniom i zmianom DNA
. ochrona przed melanomą (rak skóry)
Ciemne zabarwienie skóry jest typowe dla regionów tropikalnych, szczególnie nie zalesionych, gdzie
spotykamy się z silniejszym promieniowaniem UV
„Czerwone policzki” jako efekt obecności naczyń krwionośnych pod powierzchnią skóry (większy dopływ tlenu do tkanek) Peru i Tybet
Adaptabilność
. Zmiany w procesach wzrastania i procesach rozwojowych, które są efektem działania
czynników środowiskowych w okresie dzieciństwa.
. Nieodwracalne zmiany anatomiczne i fizjologiczne
. Adjustacja - odwracalne zmiany fizjologiczne i anatomiczne
Formy adjustacji długotrwała sezonowa krótkotrwała lata miesiące dni godziny sekundy
Przykłady
. odżywianie
. rekacje biometeorologiczne
. promieniowanie UV
. temperatura
. ciśnienie atmosferyczne
Odpowiedzi kulturowe i technologiczne
. Nie eliminują przystosowania biologicznego
Czynniki rozwoju osobniczego
. Ontogeneza wykazuje zróżnicowanie międzyosobnicze warunkowane genetycznie i środowiskowo
. Procesy rozwojowe warunkowane są i regulowane przez trzy grupy czynników:
. endogenne genetyczne – determinatory rozwoju
. endogenne paragenetyczne – stymulatory rozwoju
. egzogenne - modyfikatory
Klasyfikacja czynników odpowiedzialnych za zmienność cech człowieka (Wolański 1987)
-czynniki genetyczne (endogenne)
-paragenetyczne
-matczyne
-tryb życia \
-środowiskowe (egzogenne)
-cechy wieloczynnikowe (o rozkładzie ciągłym, ilościowe)
-tempo wzrastania, typ metabolizmu,
-kontrola wielkości ciała, determinacja płci, heterogenność
„rezonans genetyczny”, wiek rodziców, kolejność ciąży
rodzaj aktywności zawodowej, obciążenia fizyczne i psychiczne, sporty, rekreacja ruchowa, nawyki dotyczące snu, używek, alkoholu, palenia
Klasyfikacja czynników środowiskowych (Wolański 1987)
klimat (skład powietrza, temperatura, wilgotność, nasłonecznienie, wiatry, wysokość nad poziomem
morza, pole magnetyczne) naturalne ukształtowanie podłoża zasoby wodne i mineralne fauna i flora (białka, węglowodany, tłuszcze, witaminy, składniki mineralne)
społecznoekonomiczne społeczność (wielkość i typ)
rodzina (wielkość, typ, dochody)
przepływ informacji kulturowotechniczne przepływ energii poza organizmem świadomość (zwyczaje etyczne, religia)
zwyczaje żywieniowe (sztuczna żywność, przechowywanie żywności, częstość posiłków, proporcje składników, alkohol) mieszkanie i miejsce zamieszkania środowisko pracy i nauki
. Specyfika badań ontogenetycznych polega na tym, że rozwój zarówno osobnika, jak i populacji odbywa się w przestrzeni czasowej
. Czas rozumiany jest jako:
. okres, w którym obserwujemy rozwój osobniczy
. zespół przemian, którym podlegają czynniki środowiskowe
Genotyp + Środowisko + Czas Ri=f(G,E,T)
Samoregulacja procesu ontogenezy
. Homeostaza ontogenetyczna Utrzymywanie stanu równowagi dynamicznej między czynnikami wewnętrznymi organizmu a ciągle zmieniającymi się czynnikami środowiska
Zasady samoregulacji ontogenezy (I. Szmalhauzen)
. Rozwój przebiega wg programu zadanego przez materiał genetyczny
. Rozwój przebiega w sposób odpowiedni do (w zależności od) określonego środowiska
zewnętrznego
. Regulacja następuje poprzez korygowanie odchyleń i odtwarzanie normalnych reakcji
podczas zakłóceń
Plastyczność fenotypowa
. Plastyczność rozwojowa: zdolność organizmu do reakcji (w formie zmiany formy, zachowania,
aktywności itp.) na bodźce środowiskowe
. Specyficzna:
. dla danej cechy
. w stosunku do określonych warunków środowiska
. pod względem kierunku
. Odpowiedź fenotypowa or...