Абиотические факторы. Особенности их влияния на условия труда фармацевтов производственной аптеки

    Гомойтермные  (эндотермные, теплокровные) – животные с высоким уровнем обменных процессов – птицы и млекопитающие, обеспечивающими поддержание постоянной температуры тела даже при значительных колебаниях температуры внешней среды. Тепло выделяется при биохимических реакциях внутри организма. Чем ниже температура среды, тем больше потери тепла и тем интенсивнее идут обменные процессы, повышается продуцирование тепла, идущего на поддержание постоянной температуры тела. Аналогичная закономерность и при повышении температуры. Но эта закономерность прослеживается лишь до определенного предела. Ресурсы организма не беспредельны. При длительном перегреве или переохлаждении он погибает.

    У гомойтермных животных различают химическую и физическую терморегуляции. Химическая проявляется в продуцировании тепла, физическая – в его распределении  по телу и отдаче. У животных перед  наступлением холодов возрастает в  тканях печени содержание гликогена, в  почках – аскорбиновой кислоты. Наблюдается  накопление жиров под кожей и  вблизи жизненно важных органов –  сердца, спинного мозга. Жиры откладываются  в особой бурой жировой ткани, и при клеточном дыхании вся  энергия идет не на синтез АТФ, а  рассеивается по телу в виде тепла.

    Промежуточное положение между пойкилотермными  и гомойтермными организмами  занимают гетеротермные (суслики, ежи, летучие мыши, медведи). В активном состоянии у этих животных поддерживается постоянная относительно высокая температура  тела. В зимнее время они впадают в спячку или глубокий сон, и температура тела у них в это время мало отличается от внешней.

    Температура и влажность являются ведущими климатическими факторами и тесно взаимосвязаны  между собой. При неизменном количестве воды в воздухе относительная  влажность увеличивается, когда  температура падает. Если воздух охлаждается  до температуры ниже точки водонасыщения (100%), происходит конденсация и выпадают осадки.

    Влажность

    В процессе эволюции у растений и животных выработался многочисленные сложные  приспособления, позволяющие поддерживать водный баланс и обеспечивать экономное  расходование воды. Растения пустынь  и степей приспособились к острому  дефициту влаги, болотные и влажно-тропические  растения – к избытку, а лесным видам необходима высокая влажность  воздуха и умеренная влажность  почв. Как и в отношении остальных  факторов, эти приспособления-адаптации  группируются в анатомо-морфологические, физиологические и поведенческие.

    Источниками влаги для растений служат запасы ее в почве и атмосфере (осадки, туманы, конденсаты), для наземных животных – вода в водоемах, водяные пары в атмосфере и сочная пища. При  анализе влияния влаги на живые  организмы важно учитывать сезонное распределение и температурный  режим среды обитания. Разные комбинации содержания воды и температуры в  среде обитания создают множество  разных ситуаций, благоприятных и  наоборот. Соотношение температуры  и влажности характеризует климат конкретной территории и важно для  выбора популяцией вида стации обитания.

    Влажный воздух обладает хорошей теплопроводностью. При высокой влажности в холодном воздухе у гомотермных животных усиливаются процессы метаболизма, а у пойкилотермных животных и  растений они замедляются. В сухом  воздухе при низкой температуре  охлаждение происходит медленнее, а  в сухом и жарком воздухе активизируются процессы терморегуляции, усиливается испарение с поверхности. Во влажном и жарком воздухе испарения с поверхности резко падает и высока вероятность нагрева организма до температуры воздуха (перегрев). Наиболее благоприятные условия складываются в диапазоне температур 17-23°С и в диапазоне относительной влажности воздуха 85-100%.

    По  отношению к влажности различают  эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Первые живут в широком диапазоне содержания влаги, а для вторых она должна быть либо высокой, либо низкой, либо промежуточной между первыми двумя. Это относится и к растениям и к животным, несмотря на то, что вторые имеют возможность отыскивать места с оптимальной влажностью. И те и другие могут легко переносить дефицит влаги (копытные, верблюд, варан, пищуха-сеноставка, из растений: лишайники, суккуленты, многие злаки, полыни, и т.д.), а могут и вовсе не выносить сухости (земноводные, пресмыкающиеся, ластоногие, из растений: все плавающие растения, сфагновые мхи, многие папоротники, из высших: недотрога обыкновенная – быстро теряет тургор, калужницы, адокса мускусная, и др.).

    По  способу регулирования водного  режима своего тела растения делятся  на пойкилогидрические (пойкилогидридные) и гомойгидрические (гомогидридные). У первых содержание воды в тканях непостоянно и зависит от влагообеспеченности биотопа (наземные водоросли, лишайники, мхи, тропические папоротники, из высших растений – пустынная осока). У них нет анатомических приспособлений, защищающих от испарения. У большинства отсутствуют устьица и транспирация равна испарению. Тела у них высыхают до воздушно-сухого состояния, а во влажную погоду напитываются водой и зеленеют. У вторых (большинство покрытосеменных растений) содержание воды примерно постоянно при любой погоде – они регулируют испарение путем закрывания устьиц и складывания листьев, в оболочках клеток у них содержатся водонепроницаемые вещества (кутин, суберин).

    По  отношению к водному режиму экотопа  растения делятся на влаголюбивые (гигрофиты), сухолюбивые (ксерофиты) и умеренно влаголюбивые (мезофиты).

    Гигрофиты (калужницы, болотные осоки, злаки, папоротник оноклея чувствительная, белозор, росянка, недотрога обыкновенная, все бальзамины, аир, белокрыльник, рдесты, рогоз, сфагны, рис, кислица) обитают в очень влажных местах и обладают низкой засухоустойчивостью. У них всегда открыты устьица и процесс транспирации регулируется слабо. Устьца располагаются с обеих сторон, немногочисленны. Листья крупные тонкие. Потеря 15-20% запаса воды для них невосполнима. Они растут или в глубокой тени по пологом влажного леса (теневые гигрофиты) или на открытом месте на переувлажненных или покрытых водой почвах (световые гигрофиты). Для них характерны толстые слаборазветвленные корни с минимальным количеством сосущих корней. В органах обилие воздушных полостей (аэренхима) для аэрации тканей.

    Мезофиты  – способны непродолжительно переносить незначительные почвенную и атмосферную засухи. К ним относятся луговые и многие лесные травы (неморальные), лиственные и хвойные деревья лесов умеренной полосы, многие кустарники, большинство сельскохозяйственных культур. Устьица расположены на нижней стороне листьев. Листья большие с умеренно развитыми тканями. Благодаря регулированию устьичной транспирации, характеризуются большой пластичностью по отношению к условиям увлажнения. Могут расти вместе с гигрофитами и с ксерофитами, приобретая черты близкие той или другой группе. Для них типичны хорошо развитые корневые системы смешанного типа, с густой сетью сосущих корней.

    Ксерофиты – растения сухого и жаркого климата и местообитаний – пустынь, степей, саванн, в лесной зоне – растения сухих сосняков и широколиственных лесов на крутых южных склонах. Они не выносят переувлажнения, но хорошо приспособились к длительным засухам. Для них характерны два способа преодоления засухи: активное регулирование водного баланса и способность выносить сильное иссушение тканей.

    Гигрофилы – не могут накапливать и долго  удерживать в тканях запасы воды –  многие членистоногие: мокрицы, ногохвостки, комары, белоножки (гнус), а также  наземные моллюски и амфибии. Нуждаются  в постоянно выокой влажности  воздуха. Мезофиллы – животные, обитающие  в условиях умеренной влажности. Их большинство, как среди насекомых, так и среди млекопитающих. Ксерофилы  – сухолюбы и термофилы одновременно, не переносят высокую влажность  воздуха. У них хорошо развиты  механизмы водообмена и функции  удержания воды в теле. У пресмыкающихся отсутствуют кожные железы, из тела выделяется мочевая кислота, а не мочевина (для растворения мочевины нужно больше воды). У черепахи вода запасается в мочевом пузыре, грызуны  воду получают с пищей. Верблюд, тушканчики, курдючные овцы воду получает в результате окисления жиров, при котором  образуется метаболическая вода.

    Газовый состав атмосферы, движение воздушных масс, атмосферное  давление

    Атмосфера Земли состоит в основном из газов  и различных примесей (пыль, капли  воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

    Концентрация  газов, составляющих атмосферу, практически  постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).

    Состав  сухого воздуха                                      Таблица 1.

    Кроме указанных в таблице газов, в атмосфере содержатся SO₂, NH₃, СО, озон, углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I₂, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).

    Состав  атмосферы начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и др. По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами.

    Образование большого количества N₂ обусловлено окислением аммиачно-водородной атмосферы молекулярным О₂, который стал поступать с поверхности планеты в результате фотосинтеза, начиная с 3 млрд лет назад. Также N₂ выделяется в атмосферу в результате денитрификации нитратов и др. азотсодержащих соединений. Азот окисляется озоном до NO в верхних слоях атмосферы.

    Содержание  в атмосфере СО₂ зависит от вулканической деятельности и химических процессов в земных оболочках, но более всего — от интенсивности биосинтеза и разложения органики в биосфере Земли. Практически вся текущая биомасса планеты образуется за счет углекислоты, азота и водяного пара, содержащихся в атмосферном воздухе.

    Источник  инертных газов — аргона, гелия и криптона — вулканические извержения и распад радиоактивных элементов. Земля в целом и атмосфера в частности обеднены инертными газами по сравнению с космосом. Считается, что причина этого заключена в непрерывной утечке газов в межпланетное пространство.

    Движение  воздуха в горизонтальном направлении  называется  ветром.  Но движение  частиц  воздуха  обычно  имеет,  кроме  горизонтальных,  еще    и вертикальную составляющую ввиду наличия восходящих  и  нисходящих  потоков. Однако, вертикальная составляющая в сотни раз меньше горизонтальной.

    Направление и скорость  ветра  характеризуются  вектором.  Направление ветра измеряется в градусах, а скорость в метрах в секунду или в километрах в час (1 м/сек = 3,6 км/ч).  В метеорологии направление ветра  обозначается точкой горизонта, откуда дует ветер (северный  ветер  дует  с  севера).  Во флоте  и  самолетовождении  направлением  ветра  называется  направление,  в котором движутся воздушные массы (северный ветер дует на север).