Lembaga otonom negara

wilayah Kaliningrad

Organisasi pendidikan profesional

"Sekolah Tinggi Pelayanan dan Pariwisata"

PEKERJAAN KURSUS

Menurut MDK 0n.0n._______ __

Pada topik ini ________________________

Dilakukan oleh seorang siswa _________________

(Nama lengkap)

Kelompok _________

(nomor grup)

Program pelatihan untuk spesialis tingkat menengah dalam spesialisasi _

(kode dan nama spesialisasi)

Pemimpin kursus:

(posisi, nama lengkap)

Tanda ___________________________

Kaliningrad 2015

PENDAHULUAN……………………………………………………………………….…2

1. Interaksi tubuh manusia dengan lingkungan………………..3

1.1. Sistem fungsional utama manusia. Hubungan antara kehidupan tubuh manusia dan lingkungan. Pengaruh lingkungan terhadap kinerja manusia ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

1.2. Parameter utama yang menentukan lingkungan kerja (kondisi kerja) di ruang tertutup, dan dampaknya terhadap tubuh manusia……….5

1.3. Pengaruh lingkungan kerja terhadap intensitas tenaga kerja dan penggunaan waktu kerja………………………………………………………...7

1.4. Saran untuk memperbaiki lingkungan di tempat kerja ....... 9

2. Pembakaran dan bahaya kebakaran zat dan industri…………………………….11

2.1. Konsep dasar. Basa fisika dan kimia pembakaran ……………………… 11

2.2. Sifat zat yang mencirikan bahaya kebakarannya ……….13

2.3. Persyaratan keselamatan kebakaran umum untuk fasilitas produksi………………………………………………………………………………………..16

2.4. Prosedur untuk menganalisis bahaya kebakaran fasilitas produksi dan menghitung risiko kebakaran………………………………………………………………………..17

2.5. Klasifikasi langkah-langkah utama pencegahan kebakaran. Media pemadam kebakaran ……………………………………………………………………………………….23

PENGANTAR

Seseorang berada dalam hubungan konstan dengan lingkungan, yang menentukan perilakunya dalam situasi tertentu. Selain itu, tidak hanya lingkungan yang mempengaruhi seseorang, tetapi individu itu sendiri yang mempengaruhinya, mengubah dan dengan demikian menyesuaikannya untuk dirinya sendiri.

Keselamatan hidup ditujukan untuk memastikan kondisi yang menguntungkan bagi kehidupan orang, kegiatan mereka, melindungi seseorang dan lingkungannya dari pengaruh faktor eksternal, internal, dan berbahaya.

Pemanfaatan sumber daya alam secara intensif, pengenalan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi disertai dengan penyebaran berbagai bahaya alam, biologis, buatan manusia, lingkungan dan lainnya. Potensi bahaya merupakan sifat universal dalam proses interaksi manusia dengan lingkungan.

Agar seseorang merasa nyaman, kondisi seperti itu diperlukan untuk aktivitas hidupnya di mana ia akan merasa aman. Ini dapat dicapai dengan membangun hubungan yang tak terpisahkan antara manusia dan lingkungannya.

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempertimbangkan pertanyaan:

Interaksi tubuh manusia dengan lingkungan;

Pembakaran dan keselamatan kebakaran zat dan industri;

Ventilasi, tujuannya. Tingkat pertukaran udara. Metode perhitungan.

Interaksi tubuh manusia dengan lingkungan

1.1. Sistem fungsional utama manusia. Hubungan antara kehidupan tubuh manusia dan lingkungan. Pengaruh lingkungan pada kinerja manusia. Lingkungan manusia adalah sekumpulan benda, fenomena dan faktor lingkungan (alam dan buatan) yang menentukan kondisi kehidupannya. Salah satu tujuan yang dihadapi sistem ini adalah keamanan, yaitu tidak membahayakan kesehatan manusia. Mencapai keamanan sistem "manusia-lingkungan" hanya mungkin jika fitur dari setiap elemen yang termasuk dalam sistem ini diperhitungkan secara sistematis.

Sistem karakteristik "manusia-lingkungan": domestik, industri, perkotaan, lingkungan alam.

Lingkungan alam adalah faktor-faktor yang berasal dari alam murni, atau alam-antropogenik sistemik. Lingkungan alam adalah kombinasi dan interaksi yang kompleks dan beragam dari litosfer, atmosfer, hidrosfer, dan biosfer secara keseluruhan.

Dengan munculnya industri dan transportasi, masalah menjaga kemurnian atmosfer, yang polusinya berasal dari alam dan buatan, telah muncul. Sumber utama dan paling berbahaya dari polusi udara adalah emisi industri, transportasi dan rumah tangga. Di udara atmosfer, dan terutama di udara pusat-pusat industri dan kota-kota, sebagai akibat dari reaksi kimia kompleks dari campuran gas yang terjadi di lapisan bawahnya, berbagai zat terbentuk yang menumpuk dalam kabut beracun - "kabut". Fenomena ini dikaitkan dengan memburuknya kesejahteraan masyarakat, munculnya epidemi influenza, peningkatan tajam dalam jumlah penyakit paru dan kardiovaskular.

Selain itu, lapisan ozon, yang merupakan lapisan pelindung terhadap radiasi ultraviolet, sedang dihancurkan di atmosfer. Ini karena penetrasi ke lapisan atmosfer yang disebut freon yang digunakan dalam bentuk aerosol, pelarut, dll. baik di rumah maupun di tempat kerja. Selain itu, ada peningkatan suhu global di planet ini, karena "efek rumah kaca", karena. kandungan karbon dioksida dan metana di atmosfer berkembang pesat.

Semua ini dan perubahan lainnya terjadi karena kesalahan manusia, dalam kegiatan industri dan kegiatan lainnya. Saat ini, sejumlah negara sedang berupaya mengatasi masalah ini.

Komponen penting lainnya dari lingkungan alam adalah hidrosfer. Umat ​​manusia tidak terancam oleh kekurangan air. Ia terancam kekurangan air bersih. Sumber utama polusi adalah limbah industri dan kota, menyapu bagian tanah yang mengandung berbagai bahan kimia pertanian, dll.

Semua benda di dunia hidup dapat dibagi menjadi tumbuhan dan hewan. Peran vegetasi dalam kehidupan manusia sangat besar (hutan melepaskan oksigen dan menyerap karbon dioksida, seseorang memakan tumbuhan, dll.). Tetapi ada banyak ancaman terhadap komponen ini (kebakaran, polusi limbah industri, dll.). Dunia hewan adalah bagian penting dari biosfer planet kita, tetapi jumlah dunia hewan saat ini menurun, yang tidak dapat tidak mempengaruhi keberadaan umat manusia.

Sebagian besar kehidupan aktif seseorang ditempati oleh pekerjaan profesional yang bertujuan yang dilakukan di lingkungan kerja, yang, jika persyaratan peraturan yang diterima tidak dipatuhi, dapat berdampak buruk pada kinerja dan kesehatannya.

Efisiensi adalah nilai kemampuan fungsional tubuh manusia yang ditandai dengan kuantitas dan kualitas pekerjaan yang dilakukan dalam waktu tertentu. Selama aktivitas persalinan, kinerja tubuh berubah seiring waktu.

Lingkungan produksi adalah bagian dari lingkungan manusia, termasuk faktor alam dan iklim yang terkait dengan kegiatan profesional (kebisingan, getaran, debu, dll), yang disebut berbahaya dan berbahaya. Dampak dari faktor negatif lingkungan kerja menyebabkan terjadinya cedera dan penyakit akibat kerja pada pekerja. Profesi yang paling traumatis dalam perekonomian nasional antara lain (%): sopir (18,9), sopir traktor (9,8), mekanik (6,4), tukang listrik (6,3), tukang gas (6,3), tukang las listrik gas (3 ,9), tukang (3.5).

Aktivitas tenaga kerja manusia dan lingkungan produksi terus berubah dalam proses penggunaan intensif produk-produk kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dan implementasi transformasi sosial-ekonomi yang luas.

Pertumbuhan kota yang intensif pada abad ke-20, konsentrasi sebagian besar populasi di wilayah yang dipenuhi dengan perusahaan industri, jalan raya, bangunan tempat tinggal, memunculkan sejumlah masalah, termasuk masalah umum keamanan manusia. Di kota-kota, terutama di kota-kota besar, sejumlah produksi industri yang berbahaya bagi lingkungan, fasilitas energi terkonsentrasi, yang merupakan bagian integral dari: emisi limbah yang kuat ke lingkungan; termal, elektromagnetik, polusi suara; potensi bahaya kecelakaan industri skala besar, dll.

Saat ini, transportasi jalan raya telah menjadi yang paling berbahaya bagi manusia. Korbannya tidak hanya pengemudi dan penumpang, tetapi juga pejalan kaki. Moda transportasi lain juga berbahaya. Dalam daftar keadaan darurat, kebakaran menempati posisi terdepan dalam hal frekuensi kejadian dan jumlah kerusakan material yang ditimbulkan. Pada saat yang sama, metode memerangi dan melindungi mereka dikembangkan dengan hati-hati dan sistematis. Di Rusia, metode modern untuk memastikan keselamatan hidup tercermin dalam tindakan legislatif di semua bidang aktivitas manusia.

Berdasarkan uraian di atas, dapat kita simpulkan bahwa pada dasarnya seseorang menciptakan ancaman terhadap kehidupan dan aktivitas bagi dirinya sendiri.

1.2. Parameter utama yang menentukan lingkungan kerja (kondisi kerja) di ruang tertutup, dan dampaknya terhadap tubuh manusia

Setiap jenis aktivitas kerja adalah serangkaian proses fisiologis kompleks yang melibatkan semua organ dan sistem tubuh manusia. Agar seseorang merasa nyaman selama proses produksi, yang berarti peningkatan kapasitas kerjanya, maka kondisi kerjanya harus memenuhi standar dan persyaratan dasar. Persyaratan keselamatan umum untuk peralatan produksi dan proses produksi ditetapkan oleh GOST 12.2.003-91 dan GOST 12.3.002-75. Keamanan proses produksi terutama ditentukan oleh keamanan peralatan produksi.

Paling sering, seseorang bekerja di dalam ruangan, sementara kondisi kerjanya harus memenuhi parameter tertentu. termasuk faktor yang merugikan. Sangat penting untuk menjaga keseimbangan termal tubuh. Iklim mikro industri tergantung pada zona iklim dan musim dalam setahun, sifat proses teknologi, jenis peralatan yang digunakan, ukuran tempat dan jumlah pekerja, kondisi pemanasan dan ventilasi.

Indikator normatif iklim mikro industri ditetapkan oleh GOST 12.1.005-88 dan SanPiN 2.2.4.584-96.

Kondisi iklim mikro yang optimal dan dapat diterima harus dibuat di area kerja tempat industri. Ini dicapai melalui ventilasi industri (alami dan buatan).

Pencahayaan adalah faktor yang mempengaruhi tubuh manusia, dan, karenanya, kualitas tugas produksi. Dengan pencahayaan yang tepat dari area kerja dan fasilitas produksi, jumlah kecelakaan berkurang, dan produktivitas tenaga kerja meningkat. Penyimpangan pencahayaan membahayakan kesehatan pekerja, dapat menyebabkan penyakit (misalnya, miopia), penuh dengan penurunan kinerja mental dan fisik, dan peningkatan jumlah kesalahan dalam proses produksi. Pencahayaan bisa alami atau buatan. Saat mengatur pencahayaan industri, perlu untuk memastikan distribusi kecerahan yang seragam pada permukaan kerja dan objek di sekitarnya. Lingkungan organisme produksi.

Bahan kimia, bahan sintetis yang digunakan secara tidak rasional dalam kondisi produksi adalah bahaya besar. Uap, gas, cairan, aerosol, senyawa yang bersentuhan dengan tubuh manusia dapat menyebabkan penyakit atau penyimpangan kesehatan. Paparan zat berbahaya pada seseorang dapat disertai dengan keracunan dan cedera. Dalam produksinya, zat beracun masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan, saluran pencernaan dan kulit. Konsentrasi maksimum zat berbahaya yang diizinkan di udara area kerja diatur oleh GOST 12.1.005-88 dan GN 2.2.5.686.

Faktor bahaya penting lainnya adalah getaran mekanis: getaran, kebisingan, infrasonik, ultrasound. Semua proses fisik ini terkait dengan transfer energi, yang, dengan jumlah dan frekuensi tertentu, dapat berdampak buruk pada seseorang: menyebabkan berbagai penyakit, menciptakan bahaya tambahan. Ada beberapa jenis getaran, tergantung pada masing-masing dan konsekuensi dari faktor ini berbeda. Di bawah aksi getaran umum pada tubuh, sistem muskuloskeletal, sistem saraf, dan penganalisa seperti vestibular, visual, dan taktil menderita. Getaran lokal menyebabkan kejang pada pembuluh tangan, lengan bawah, terkait dengan gangguan suplai darah ke ekstremitas. Pada saat yang sama, getaran bekerja pada ujung saraf, otot dan jaringan tulang. Kebisingan, infrasonik dan ultrasound diklasifikasikan sebagai getaran akustik, yang dapat terdengar dan tidak terdengar.Kebisingan yang intensif di tempat kerja menyebabkan penurunan perhatian dan peningkatan jumlah kesalahan dalam kinerja pekerjaan. Kebisingan mengurangi produktivitas dan kualitas kerja. Seluruh tubuh manusia terkena kebisingan: itu menekan sistem saraf pusat, menyebabkan perubahan laju pernapasan dan detak jantung, berkontribusi pada gangguan metabolisme, terjadinya penyakit kardiovaskular, sakit maag, dll. Infrasonik disebut sebagai getaran tidak terdengar oleh manusia. Dalam kondisi produksi, infrasonik, sebagai suatu peraturan, dikombinasikan dengan kebisingan frekuensi rendah, dalam beberapa kasus, dengan getaran frekuensi rendah. Ketika tubuh terkena infrasonik dengan tingkat 110 hingga 150 dB, sensasi subjektif yang tidak menyenangkan dan perubahan fungsional dapat terjadi: gangguan pada sistem kardiovaskular dan pernapasan, sistem saraf pusat, dan penganalisis vestibular.

1.3 Pengaruh lingkungan kerja terhadap intensitas tenaga kerja dan penggunaan waktu kerja

Aktivitas tenaga kerja manusia dan lingkungan terus berubah dalam proses percepatan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dan implementasi transformasi sosial-ekonomi yang luas. Pada saat yang sama, kerja tetap menjadi kondisi pertama, dasar dan tak tergantikan bagi keberadaan manusia. Berbagai bentuk aktivitas kerja dibagi menjadi kerja fisik dan mental.

Kerja fisik dicirikan terutama oleh peningkatan beban pada sistem muskuloskeletal dan sistem fungsionalnya (kardiovaskular, neuromuskular, pernapasan, dll.), Yang memastikan aktivitasnya.

Pekerjaan mental menggabungkan pekerjaan yang berkaitan dengan penerimaan dan pemrosesan informasi yang membutuhkan ketegangan utama dari alat indera, perhatian, memori, serta pengaktifan proses berpikir, lingkungan emosional.

Saat ini terdapat beberapa bentuk dasar tenaga kerja yang memerlukan intensitas tenaga kerja dan penggunaan waktu kerja tertentu.

1. Bentuk persalinan yang membutuhkan energi otot yang signifikan.

Kerja fisik yang intens, yang merangsang perkembangan sistem otot dan proses metabolisme, pada saat yang sama memiliki sejumlah kelemahan. Yang utama adalah inefisiensi yang terkait dengan produktivitas tenaga kerja yang rendah dan kebutuhan istirahat untuk memulihkan kekuatan fisik, yang menghabiskan hingga 50% dari waktu kerja.

2. Bentuk-bentuk kerja mekanis.

Mekanisasi tenaga kerja memungkinkan untuk mengurangi sifat beban otot dan mempersulit program tindakan. Namun, tindakan sederhana yang monoton dan sedikitnya informasi yang dirasakan pada saat yang sama menyebabkan pekerjaan yang monoton.

3.Formulir terkait dengan produksi otomatis.

Dengan bentuk kerja otomatis, karyawan harus selalu siap untuk bertindak dan kecepatan reaksi yang diperlukan untuk menghilangkan masalah yang muncul secara tepat waktu.

4. Bentuk kelompok kerja - konveyor, ciri khasnya adalah pembagian proses umum menjadi operasi khusus, urutan penerapannya yang ketat, pasokan suku cadang otomatis ke setiap tempat kerja menggunakan sabuk konveyor.

Salah satu konsekuensi negatif dari pekerjaan lini perakitan adalah monoton, yang diekspresikan dalam kelelahan dini dan kelelahan saraf.

5. Bentuk-bentuk tenaga kerja terkait dengan pengelolaan proses dan mekanisme produksi (mental labor).

Pekerjaan intelektual terdiri dari pemrosesan dan analisis sejumlah besar berbagai informasi, dan karenanya membutuhkan mobilisasi memori, perhatian, ketegangan alat indera, dan aktivasi proses berpikir. Beban otot tidak signifikan.

Tenaga kerja intelektual ditandai dengan hipokinesia, yaitu penurunan signifikan dalam aktivitas motorik manusia, yang menyebabkan melemahnya reaktivitas tubuh dan peningkatan stres emosional.

1.4.Saran untuk memperbaiki lingkungan di tempat kerja

Untuk meningkatkan kapasitas kerja seseorang, perlu untuk menciptakan kondisi yang nyaman baginya di tempat kerja, apa pun pekerjaan yang dia lakukan. Misalnya, untuk melindungi seseorang dari cedera mekanis, perlu untuk mencegahnya memasuki zona berbahaya, atau untuk membangun perangkat khusus yang melindungi seseorang dari faktor berbahaya.

Sangat penting untuk memasang informasi, peringatan, perangkat darurat untuk kontrol otomatis dan pensinyalan untuk memastikan pengoperasian peralatan yang aman dan andal.

Sangat penting untuk mengatur tempat kerja dengan benar bagi mereka yang bekerja dengan komputer pribadi. Untuk melakukan ini, perlu ruangan yang cukup luas, berventilasi baik, cukup terang. Anda tidak dapat bekerja di komputer di ruangan yang gelap dan semi-gelap.

Selain itu, seseorang, yang bekerja di depan komputer, sangat sedikit bergerak, yang berdampak negatif pada kesehatannya. Dalam organisasi semacam itu, dimungkinkan untuk mengatur, misalnya, "hari olahraga" dua kali sebulan (pergi ke gym, kolam renang, dll.). Menurut pendapat saya, ini akan menurunkan emosi karyawan dan menjaga kebugaran fisik, yang hanya akan berdampak positif pada kinerja dan efisiensinya dalam menyelesaikan tugas.

Dalam produksi, untuk melindungi pekerja dari emisi dan emisi berbahaya, perlu dipasang berbagai filter untuk mengurangi konsentrasi mereka di udara ambien. Untuk melindungi dari pembuangan hidrosfer yang berbahaya, metode tersebut digunakan sebagai penempatan sumber pembuangan yang rasional, dan pengaturan asupan air dan drainase; pengenceran zat berbahaya dalam badan air ke konsentrasi yang dapat diterima, dan juga menggunakan produk pengolahan air limbah (metode mekanis, fisiko-kimia, biologis).

Sangat penting untuk mempelajari bagaimana melindungi lingkungan dari limbah yang diterima dari industri dan industri lainnya. Untuk melakukan ini, perlu untuk memperkenalkan teknologi untuk pengumpulan dan pembuangan limbah. Termasuk daur ulang limbah, yang akan memastikan pencemaran lingkungan minimal. Solusi paling efektif untuk masalah perlindungan terhadap limbah industri dimungkinkan dengan pengenalan luas teknologi limbah rendah.

Organisme adalah sistem biologis biosfer

Setiap makhluk hidup adalah organisme, yang berbeda dari alam mati dengan seperangkat sifat tertentu yang hanya melekat pada materi hidup - organisasi seluler dan metabolisme.

Dari sudut pandang modern, organisme adalah sistem informasi energi yang mengatur dirinya sendiri yang mengatasi entropi (lihat Bagian 9.2) dengan mempertahankan keadaan keseimbangan yang tidak stabil.

Studi tentang hubungan dan interaksi dalam sistem "organisme-lingkungan" mengarah pada pemahaman bahwa organisme hidup yang menghuni planet kita tidak ada dengan sendirinya. Mereka sepenuhnya bergantung pada lingkungan dan terus-menerus mengalami efeknya. Setiap organisme berhasil bertahan hidup dan berkembang biak di habitat tertentu yang dicirikan oleh kisaran suhu, curah hujan, kondisi tanah, dan sebagainya yang relatif sempit.

Akibatnya, bagian alam yang mengelilingi organisme hidup dan memiliki efek langsung atau tidak langsung pada mereka adalah: habitat. Darinya, organisme menerima semua yang diperlukan untuk kehidupan dan mengeluarkan produk metabolisme ke dalamnya. Habitat setiap organisme terdiri dari banyak unsur alam anorganik dan organik dan unsur-unsur yang diperkenalkan oleh manusia dan kegiatan produksinya. Pada saat yang sama, beberapa elemen mungkin sebagian atau seluruhnya acuh tak acuh terhadap tubuh, yang lain diperlukan, dan yang lain memiliki efek negatif.

kondisi hidup, atau kondisi keberadaan, adalah seperangkat elemen lingkungan yang diperlukan untuk organisme, yang dengannya ia merupakan kesatuan yang tak terpisahkan dan yang tanpanya ia tidak dapat ada.

Homeostasis - pembaruan diri dan pemeliharaan keteguhan lingkungan internal tubuh.

Organisme hidup dicirikan oleh gerakan, reaktivitas, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi dan hereditas, serta adaptasi. dalam metabolisme, atau metabolisme, sejumlah reaksi kimia terjadi di dalam tubuh (misalnya, selama respirasi atau fotosintesis).

Organisme seperti bakteri mampu membuat senyawa organik dengan mengorbankan komponen anorganik - senyawa nitrogen atau belerang. Proses seperti ini disebut kemosintesis.

Metabolisme dalam tubuh hanya terjadi dengan partisipasi zat protein makromolekul khusus - enzim bertindak sebagai katalis. Dalam mengatur proses metabolisme dalam tubuh, enzim membantu vitamin dan hormon. Bersama-sama mereka melakukan koordinasi kimiawi keseluruhan dari proses metabolisme. Proses metabolisme berlangsung di sepanjang jalur perkembangan individu organisme - ontogenesis.

Ontogeni - serangkaian transformasi morfologis, fisiologis dan biokimia berturut-turut yang dialami oleh tubuh selama seluruh periode kehidupan.

Habitat suatu organisme- satu set kondisi hidupnya yang terus berubah. Biota terestrial telah menguasai tiga habitat utama: dan tanah, bersama dengan batuan di bagian dekat permukaan litosfer.

Bahan organik yang hidup di Bumi, sebagai fokus energi spesifik yang sangat aktif, dibedakan pada saat yang sama oleh berbagai bentuk manifestasinya yang luar biasa.

Keanekaragaman bentuk tersebut merupakan hasil dari perkembangan panjang dunia organik dan adaptasinya terhadap lingkungan geografis yang bervariasi dalam ruang dan waktu.

Organisme terkait erat dengan lingkungan dan tidak dapat dibayangkan di luar lingkungan ini, jika hanya karena salah satu manifestasi utama kehidupan (namun, tidak lengkap dengan spesifikasi kualitatif proses kehidupan) adalah metabolisme. Tanda-tanda lain dari makhluk hidup: kepekaan, mobilitas, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, keturunan, variabilitas. Keberadaan setiap organisme terdiri dari penerimaan dan akumulasi materi (asimilasi) dan ekskresi dan pengeluaran materi (dissimilasi). Lingkungan adalah satu-satunya sumber zat dari mana tubuh membangun tubuhnya. Di luar metabolisme, tidak ada zat yang dapat dibentuk di dalam tubuh. Interaksi makhluk hidup dengan lingkungan merupakan syarat mutlak bagi kelestarian dan keberadaannya, berbeda dengan benda mati yang interaksinya dengan lingkungan merupakan syarat kehancurannya.

Asimilasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk memahami, memodifikasi, dan menyamakan dirinya dengan zat-zat lingkungan eksternal. Hewan mengasimilasi terutama zat-zat yang bersifat organik, tumbuhan - anorganik. Tetapi dalam kedua kasus, dalam proses asimilasi, yang mati berubah menjadi yang hidup, yang eksternal menjadi internal. Tubuh terus-menerus membangun dirinya dari zat-zat lingkungan eksternal dengan caranya sendiri.

Disimilasi (pembusukan) mewakili sisi lain dari satu proses metabolisme yang kontradiktif. Ini berfungsi sebagai sumber energi, yang dengannya reaksi biokimia sintesis (asimilasi) dan semua manifestasi lain dari aktivitas vital (gerakan, dll.) Terjadi, dan dua jenis sumber energi mendominasi: reaksi oksidasi biologis yang mendasari respirasi, dan dekomposisi non-oksidasi terutama karbohidrat, yaitu reaksi tipe fermentasi. Fitur penting dari materi hidup adalah bahwa semua reaksi biokimia dalam metabolisme tidak berlangsung secara acak, tetapi dalam urutan yang ditentukan secara ketat, yaitu, diatur dalam waktu, terhubung ke dalam sistem integral. Ini memastikan, dengan adanya pembusukan yang berhenti, keteguhan komposisi dan struktur organisme.

Metabolisme adalah dasar dari semua proses kehidupan. Hubungan organisme dengan lingkungan mengandaikan korespondensi organisme dengan kondisi keberadaannya, adaptasi (adaptasi) organisme dengan lingkungan. Ini diamati di mana-mana di alam, dan adaptasi mencakup semua sifat dan karakteristik organisme - bentuk, warna, fungsi fisiologis, perilaku, dll. - dan membantu tubuh memanfaatkan lingkungan sebaik mungkin, menyingkirkan bahaya, memfasilitasi menyerang korban, memastikan hanya hidup, tetapi juga reproduksi.

Sebagai hasil dari apa dan bagaimana adaptasi organisme terhadap lingkungan berkembang? Apa penyebab pendorong pembentukan dan perbaikan bentuk hewan dan tumbuhan, yaitu penyebab perkembangan dunia organik, transisi bentuk sederhana ke bentuk yang lebih kompleks?

Pengamatan dan pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa selama reproduksi, organisme berkembang biak dari generasi ke generasi hanya jenisnya sendiri. Kelembaman biologis ini, properti keturunan untuk mempertahankan karakteristik orang tua mereka, disebut hereditas. Properti lain dari suatu organisme - plastisitas biologisnya, kemampuan untuk berubah dibandingkan dengan orang tuanya - disebut variabilitas.

Variabilitas adalah hasil dari pengaruh lingkungan eksternal, serta hasil korelasi antara organ dan fungsi tubuh, yang menyebabkan perubahan di beberapa bagian menyebabkan perubahan pada yang lain. Keturunan didefinisikan sebagai properti tubuh yang hidup untuk memerlukan kondisi tertentu untuk hidupnya, perkembangannya, dan untuk secara pasti menanggapi kondisi tertentu. Jika suatu organisme menemukan di lingkungannya dan mengasimilasi sesuatu yang sepenuhnya memenuhi persyaratannya, ia mempertahankan kemiripannya dengan orang tuanya. Perubahan lingkungan yang tidak signifikan, yang terkandung dalam beberapa batas yang relatif sempit, tidak mengubah keturunan organisme, karena mereka tidak mengganggu sifat umum metabolisme. Namun, setiap perubahan serius dalam kondisi kehidupan, yang disebabkan oleh aktivitas vital organisme itu sendiri atau perubahan lingkungan, pasti akan menyebabkan perubahan jenis metabolisme. Pada saat yang sama, karena tidak ada kehidupan di luar metabolisme, organisme harus mati atau beradaptasi dengan kondisi baru, yaitu, berubah sesuai dengan kondisi ini, mengubah hereditasnya.

Dengan beralih ke perubahan organisme, manusia telah lama menggunakan variabilitas dan hereditas. Akumulasi dan penciptaan oleh seseorang dari sifat-sifat tertentu yang dipilih olehnya pada beberapa hewan atau tumbuhan dengan menggunakan variabilitas dan hereditas disebut seleksi buatan, seleksi, atau seleksi. Dalam seleksi, peran yang sangat penting dimainkan oleh perubahan seseorang dalam kondisi kehidupan organisme, perubahan jenis metabolisme.

Di lingkungan alam, tentu saja, hukum variabilitas dan hereditas yang sama berlaku, tetapi di sini seleksi tidak lagi dikendalikan oleh manusia, tetapi oleh perjuangan untuk eksistensi, yang dipahami dalam arti luas sebagai survival of the fittest. Tidak seperti seleksi buatan di alam, yang disebut seleksi alam, bekerja untuk kepentingan organisme itu sendiri (dan bukan orangnya).

Seleksi alam yang tak terhindarkan mengikuti fakta bahwa lebih banyak individu dari spesies tertentu lahir di alam daripada kondisi yang tersedia untuk kehidupan mereka. Benar, sejumlah besar embrio dan individu mati terlepas dari tingkat adaptasi mereka terhadap lingkungan (pemakan kaviar oleh ikan predator, kematian benih tanaman darat yang jatuh ke air, banjir, kebakaran, dan bencana alam lainnya) . Pada saat yang sama, sejumlah besar individu yang selamat dari kematian spontan tetap tunduk pada banyak kondisi buruk dari alam mati, epidemi, serangan musuh, dipaksa berjuang untuk makanan, cahaya, ruang, air (khususnya, dengan perwakilan mereka. spesies sendiri, yang membuat tuntutan serupa pada lingkungan). ), dll. Di bawah kondisi ini, hanya mereka yang ditakdirkan untuk bertahan hidup: organisme yang memiliki tanda-tanda yang memberi organisme dalam situasi yang diciptakan beberapa keuntungan untuk keberadaannya dan reproduksi lebih lanjut. Sebagai hasil dari variabilitas, hereditas dan seleksi alam, varietas muncul dalam suatu spesies. Dalam perjalanan waktu, sifat-sifat varietas ekstrim sangat berbeda sehingga spesies baru terbentuk dari varietas ini, dan varietas perantara, karena kurang beradaptasi, mati sebagai akibat seleksi alam.

Dengan demikian, perkembangan dunia organik bersifat adaptif. Keanekaragaman bentuk makhluk hidup adalah berbagai bentuk adaptasi, tetapi adaptasi bersifat relatif, sementara, hanya memiliki arti penting dalam situasi kehidupan tertentu. Situasinya berubah - kemampuan beradaptasi sebelumnya kehilangan maknanya.

Organisme itu sendiri tidak memiliki keinginan khusus untuk perubahan yang bijaksana. Kegunaan dalam struktur, fungsi, dan perilaku organisme adalah hasil historis dari seleksi alam jangka panjang, dan sama sekali bukan milik asli materi hidup.

Adaptasi organisme terhadap lingkungan paling jelas diekspresikan di dalam area di mana ia biasanya hidup. Dipindahkan ke lingkungan lain, organisme dapat beradaptasi dengannya, tetapi tingkat dan sifat adaptasi ini sangat bergantung pada plastisitas biologis organisme. Beberapa organisme mati di lingkungan baru, yang lain hidup dan berkembang biak, yang lain hidup tetapi tidak bereproduksi, yang secara praktis berarti bahwa spesies yang dimiliki individu ini dihukum mati di lingkungan baru, karena individu tidak meninggalkan keturunan. Beberapa organisme hidup dengan mempertahankan kebiasaan lama, yang lain mengubah kebiasaan ini. Misalnya, angsa hitam Australia bersarang di tanah kelahirannya pada bulan November-Desember, dan di kebun binatang Ukraina selatan pada bulan Maret-April, yaitu, dalam kedua kasus di musim semi, tetapi di bulan yang berbeda dalam setahun, sesuai dengan proses iklim di belahan bumi utara dan selatan.

Doktrin seleksi alam hanya dapat diterapkan dalam biologi. Ini bukan metodologi sains yang universal, itu tidak dapat ditransfer ke masyarakat manusia dan hukum perkembangan masyarakat ini.

INTERAKSI ORGANISASI HIDUP DAN LINGKUNGAN

Di Bumi, organisme sangat beragam. Di antara tanaman Anda juga dapat menemukan ganggang mikroskopis, yang hidupnya sangat pendek, tanaman berbunga tahunan kecil, tanaman berbunga abadi yang lebih besar, sequoia kuno raksasa. Krustasea terkecil yang menghuni kolom air, ubur-ubur, bintang laut, moluska, kumbang, kadal, katak, burung pipit, elang, serigala, rusa, kerbau, paus - ini bukan daftar lengkap berbagai perwakilan dunia binatang. Tumbuhan dan hewan saling berhubungan sangat erat dan menentukan keberadaan yang optimal satu sama lain. Namun, organisme hidup yang menghuni planet kita terkait erat dengan lingkungannya. Studi tentang sistem keterkaitan dan ketergantungan ini juga merupakan hak prerogatif bioekologi.

Habitat Organisme adalah sekumpulan kondisi abiotik dan biotik dalam kehidupannya. Sifat-sifat lingkungan sangat beragam dan terus berubah. Oleh karena itu, organisme hidup dipaksa untuk beradaptasi dengan kondisi yang berubah ini untuk memastikan keberadaannya yang optimal. Proses adaptasi makhluk hidup terhadap kondisi lingkungan disebut... adaptasi.

Ada empat habitat utama untuk organisme hidup:

• - air;
• - lingkungan darat-udara;
• - tanah;
• - lingkungan yang dibentuk oleh makhluk hidup itu sendiri.

Air -- habitat pertama yang dihuni oleh organisme hidup. Banyak organisme hidup hidup di dalamnya, menerima semua zat yang diperlukan untuk kehidupan: makanan, air, oksigen. Semua organisme hidup yang menghuni lingkungan perairan disebut "hidrobion". Tidak peduli seberapa terorganisir organisme hidup ini, mereka semua dipaksa untuk beradaptasi dengan karakteristik kehidupan di lingkungan perairan. Fitur-fitur ini ditentukan oleh sifat fisik dan kimia air.

INI MENARIK! Di kolom air selalu ada sejumlah besar perwakilan terkecil dari tumbuhan dan hewan yang menjalani kehidupan dalam suspensi. Kemampuan mereka untuk membubung tidak hanya disediakan oleh sifat fisik air, yang memiliki daya apung, tetapi juga oleh adaptasi khusus dari organisme itu sendiri. Misalnya, banyak pertumbuhan dan pelengkap yang secara signifikan meningkatkan permukaan tubuh relatif terhadap massanya dan, akibatnya, meningkatkan gesekan terhadap cairan di sekitarnya. Contoh lain adalah ubur-ubur. Kemampuan mereka untuk tetap berada di kolom air ditentukan tidak hanya oleh karakteristik bentuk tubuh, seperti parasut. Tubuh ubur-ubur adalah 98% air, jadi kepadatan tubuh ubur-ubur sangat menutup terhadap densitas air.

Hewan telah beradaptasi untuk bergerak di air dengan cara yang berbeda. Perenang aktif (ikan, lumba-lumba, dll.) memiliki karakteristik bentuk tubuh ramping dan anggota badan seperti sirip. Berenang cepat mereka juga difasilitasi oleh fitur penutup luar tubuh mereka dan adanya pelumas khusus - lendir, yang mengurangi gesekan tubuh terhadap air.

Pada beberapa kumbang air, udara buangan yang dikeluarkan dari spirakel tertahan di antara tubuh dan elytra karena adanya rambut yang tidak dibasahi oleh air. Dengan bantuan alat semacam itu, serangga air dengan cepat naik ke permukaan air, di mana ia melepaskan udara ke atmosfer.

Air memiliki sifat mengakumulasi dan menahan panas (kapasitas panas). Karena alasan ini, tidak ada fluktuasi suhu air yang tajam, yang khas untuk daratan.

Salah satu sifat terpenting air adalah kemampuannya untuk melarutkan zat-zat lain yang dapat digunakan oleh organisme akuatik untuk respirasi dan nutrisi. Pertama-tama, organisme air membutuhkan oksigen.

INI MENARIK! Respirasi organisme akuatik dapat dilakukan baik oleh seluruh permukaan tubuh, maupun oleh organ khusus - insang. Untuk pernapasan yang tepat, perlu ada pembaruan air yang konstan di dekat tubuh hewan, yang dicapai dengan berbagai gerakan hewan itu sendiri. Keadaan partikel-partikel kecil yang tersuspensi dan pengangkutannya oleh air yang bergerak menentukan kebiasaan makan banyak hewan, yang organ-organ makannya diatur menurut prinsip saringan. Untuk menyaring partikel makanan dalam jumlah yang cukup, sejumlah besar air harus melewati saringan ini. Bagi banyak organisme akuatik, pasokan konstan dari porsi air baru diperlukan, dari mana mereka akan menerima porsi makanan berikutnya. Ini dapat disediakan oleh gerakan hewan itu sendiri atau dengan perangkat khusus, seperti silia atau tentakel yang berosilasi, yang menghasilkan pusaran air di dekat mulut hewan, mendorong partikel makanan ke dalamnya.

Komposisi garam air sangat penting bagi kehidupan. Yang sangat penting bagi banyak organisme adalah adanya ion kalsium di dalam air, yang dibutuhkan oleh krustasea dan moluska untuk membangun cangkang.

lingkungan darat-udara, dikuasai dalam proses evolusi lebih lambat dari air, lebih kompleks dan beragam dalam hal kondisi habitat, yang mengarah ke tingkat organisasi morfofisiologis organisme hidup yang lebih tinggi yang menghuninya.

Faktor terpenting dalam kehidupan organisme yang hidup di sini adalah sifat dan komposisi massa udara di sekitarnya. Kepadatan udara jauh lebih rendah daripada kerapatan air, oleh karena itu, pada organisme darat, jaringan pendukung sangat berkembang - kerangka internal dan eksternal.

Massa udara juga dicirikan oleh volume yang besar dan selalu bergerak, suhu udara dapat berubah dengan sangat cepat dan pada ruang yang luas. Oleh karena itu, organisme yang hidup di darat memiliki banyak adaptasi untuk menahan fluktuasi suhu yang tajam atau menghindarinya sama sekali. Adaptasi yang luar biasa adalah perkembangan berdarah panas.

INI MENARIK! Secara umum, lingkungan darat-udara lebih beragam daripada air; kondisi kehidupan di sini sangat bervariasi dalam ruang dan waktu. Perubahan ini terlihat bahkan pada jarak beberapa puluh meter, misalnya: di perbatasan hutan dan ladang, pada ketinggian yang berbeda di pegunungan, bahkan di berbagai lereng bukit kecil. Pada saat yang sama, penurunan tekanan kurang terasa di sini, tetapi seringkali ada kekurangan kelembaban. Oleh karena itu, penghuni terestrial telah mengembangkan adaptasi yang terkait dengan penyediaan air bagi tubuh, terutama dalam kondisi kering. Pada tumbuhan, ini adalah sistem akar yang kuat, lapisan kedap air pada permukaan daun dan batang, dan kemampuan untuk mengatur penguapan air melalui stomata. Pada hewan, selain fitur struktural dari integumen eksternal, ini adalah fitur perilaku yang berkontribusi untuk menjaga keseimbangan air, misalnya, migrasi ke tempat berair.

Yang sangat penting bagi kehidupan organisme terestrial adalah komposisi udara (79% nitrogen, 21% oksigen, dan 0,03% karbon dioksida), yang menyediakan dasar kimia kehidupan. Karbon dioksida adalah sumber bahan baku terpenting untuk fotosintesis. Nitrogen udara diperlukan untuk sintesis protein dan asam nukleat.

Tanah sebagai habitat - lapisan atas tanah, dibentuk oleh partikel mineral yang diproses sebagai hasil dari aktivitas kuat organisme hidup yang hidup di tanah. Tanah merupakan komponen biosfer yang penting dan sangat kompleks, berkaitan erat dengan bagian-bagian lainnya. Tanah sebagai habitat secara luar biasa diadaptasi untuk kehidupan banyak organisme hidup. Ini karena fitur khusus yang dimilikinya. Fluktuasi suhu dihaluskan di tanah, kaya akan nutrisi. Di antara partikel tanah ada banyak rongga yang dapat diisi dengan air atau udara. Oleh karena itu, tanah dihuni oleh organisme akuatik dan organisme yang bernafas di udara. Fitur lain dari tanah adalah bahwa bahkan pada kedalaman yang dangkal itu benar-benar gelap. Selain itu, saat tenggelam ke dalam tanah, kandungan oksigennya berkurang, dan karbon dioksida meningkat. Oleh karena itu, hanya bakteri anaerob yang dapat hidup pada kedalaman yang cukup dalam, sedangkan di lapisan atas tanah, selain bakteri, jamur, protozoa, cacing, artropoda, dan bahkan hewan besar yang membuat lorong dan membangun tempat berlindung dan tempat tinggal di dalam tanah adalah ditemukan berlimpah.

Dampak lingkungan dirasakan oleh organisme melalui faktor lingkungan, yang disebut lingkungan.

Faktor lingkungan -- Ini adalah kondisi dan elemen lingkungan tertentu yang memiliki efek spesifik pada organisme hidup. Secara konvensional, semua faktor lingkungan biasanya dibagi menjadi tiga kelompok besar: abiotik, biotik, dan antropogenik.

Faktor biotik- ini semua jenis bentuk pengaruh organisme hidup satu sama lain (misalnya, penyerbukan oleh serangga tanaman, makan oleh beberapa organisme hidup orang lain, dan banyak lagi). Hubungan biotik sangat kompleks dan istimewa dan juga bisa langsung atau tidak langsung.

Dalam kondisi modern, pengaruh faktor lingkungan seringkali tidak ditentukan oleh lingkungan alam, tetapi oleh perubahan yang telah dilakukan oleh manusia. Oleh karena itu, merupakan kebiasaan untuk memilih jenis faktor lain - antropogenik.

Faktor antropogenik -- ini adalah bentuk-bentuk aktivitas manusia yang mempengaruhi lingkungan, mengubah kondisi kehidupan organisme hidup, atau secara langsung mempengaruhi spesies individu tumbuhan dan hewan. Aktivitas manusia dapat memiliki efek langsung dan tidak langsung terhadap alam. Dampak langsung meliputi pemusnahan, reproduksi dan pemukiman oleh manusia baik individu spesies hewan maupun tumbuhan, dan seluruh komunitas. Dampak tidak langsung terjadi sebagai akibat dari perubahan habitat organisme: iklim, rezim aliran sungai, pembajakan lapisan permukaan tanah, dll.

Salah satu faktor antropogenik yang paling penting adalah pencemaran lingkungan. Saat ini, pengaruh manusia terhadap alam sebagian besar telah kehilangan karakter lokalnya dan memiliki distribusi global. Semakin, pengaruh ini berdampak negatif terhadap perkembangan flora dan fauna, kemurnian udara atmosfer dan kualitas perairan alami, dll.

INI MENARIK! Makhluk hidup tidak hanya dipengaruhi oleh lingkungannya, tetapi juga secara aktif mempengaruhi lingkungannya. Sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, sifat fisik dan kimia lingkungan (komposisi gas udara dan air, struktur dan sifat tanah, bahkan iklim daerah) dapat berubah secara nyata.

Pengaruh paling sederhana dari kehidupan terhadap lingkungan adalah tindakan mekanis. Membangun lubang, meletakkan lorong, hewan sangat mengubah sifat tanah. Tanah berubah, dan di bawah pengaruh akar tanaman, menjadi lebih kuat, menjadi kurang rentan terhadap kerusakan oleh arus air atau angin. Aktivitas konstruksi berang-berang yang terkenal menyebabkan perubahan serius pada rezim air sungai tempat mereka membangun bendungan. Akibatnya, hal ini menyebabkan perubahan flora dan fauna di cekungan tempat mereka tinggal. Pada saat yang sama, kemampuan ikan herbivora (seperti ikan mas perak atau ikan mas rumput) untuk membersihkan aliran air dari semak-semak vegetasi air, yang mereka makan secara aktif, digunakan oleh manusia dalam memerangi pertumbuhan berlebih dari berbagai struktur air.

Crustacea kecil yang hidup di kolom air, larva serangga, moluska, banyak ikan memiliki jenis makanan khas yang disebut filtrasi. Terus-menerus melewatkan air melalui alat mulut, hewan-hewan ini terus-menerus menyaring partikel makanan yang terkandung dalam suspensi padat darinya. Aktivitas seperti itu secara signifikan mempengaruhi kualitas massa alami: hewan melakukan pembersihan konstan, seperti filter raksasa. lingkungan organisme biotik tanaman

Dampak fisikokimia organisme hidup terhadap lingkungan juga sangat penting. Yang paling penting di sini adalah tanaman hijau, berkat komposisi kimia atmosfer yang terbentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis. Fotosintesis adalah pemasok utama oksigen ke atmosfer, sehingga memberikan kehidupan bagi sejumlah besar penduduk bumi, termasuk manusia itu sendiri.

Dengan menyerap dan menguapkan air, tanaman juga mempengaruhi rezim air habitatnya. Kehadiran vegetasi berkontribusi pada pelembapan udara yang konstan. Selain itu, tutupan vegetasi melunakkan fluktuasi suhu harian di dekat permukaan bumi, serta fluktuasi kelembaban dan angin, dan memiliki efek menguntungkan pada struktur dan komposisi kimia tanah. Semua ini menciptakan iklim mikro tertentu yang mendorong perkembangan organisme lain.

Pembentukan gas seperti nitrogen, karbon dioksida, amonia sangat tergantung pada aktivitas penghuni planet kita. Materi hidup juga mengubah sifat fisik lingkungan: sifat termal, listrik, dan mekaniknya.

Tidak ada organisme hidup yang dapat dibayangkan di luar lingkungan dan interaksi di luar dengannya. Dari lingkungan, tubuh menerima nutrisi dan oksigen, dan memberikan produk akhir metabolisme ke dalamnya. Lingkungan mempengaruhinya dengan sejumlah faktornya: energi radiasi (cahaya, ultraviolet, radioaktif), medan elektromagnetik, tekanan atmosfer dan hidrostatik (bagi mereka yang menjalani gaya hidup akuatik), suhu, dan berbagai bahan kimia. Ini pasti melibatkan interaksi dengan organisme hidup lainnya.

Dari lingkungan, tubuh terus menerima informasi yang bereaksi dalam bentuk respons: gerakan, ucapan (pada hewan - penerbitan suara tertentu, ekspresi wajah, makan makanan, dll. Jadi, organisme hidup terus menerus melewati dirinya sendiri tidak hanya zat dan energi, tetapi juga aliran informasi.

Informasi dirasakan oleh aparatus reseptor khusus - organ indera, kemudian ditransmisikan ke sistem saraf pusat, di mana sinyal "dikenali" dan respons terbentuk. Informasi melewati saluran komunikasi baik dalam bentuk impuls listrik di sepanjang serabut saraf dalam satu arah atau yang lain (sambungan saraf), atau dengan bantuan bahan kimia melalui aliran darah (hubungan humoral). Dalam hal ini, koneksi saraf jelas diarahkan ke area (pusat) tertentu dari sistem atau organ saraf, dan koneksi humoral lebih umum, yaitu diarahkan tidak pada satu target, tetapi pada beberapa sekaligus. Kapasitas perseptif reseptor yang berbeda dan throughput saluran komunikasi tidak sama, oleh karena itu aliran informasi yang diterima oleh reseptor, ditransmisikan darinya ke pusat dan disimpan dalam memori, juga berbeda.

Jumlah informasi biasanya diukur dalam karakter biner – bit. Pada manusia, aliran informasi melalui reseptor visual adalah 10 8 -10 9 bit/s. Jalur saraf melewati 2 x 10 6 bps. Sekitar 50 bps mencapai kesadaran, dan hanya 1 bps yang tersimpan kuat dalam memori. Jadi, selama 80 tahun kehidupan, memori menyimpan informasi urutan 109 bit. Akibatnya, otak mengevaluasi tidak semua, tetapi informasi yang paling penting. Dalam perjalanannya, segala sesuatu yang tidak penting dihilangkan, disaring.

Informasi yang diterima dari lingkungan menentukan kerja sistem fungsional tubuh dan perilaku seseorang atau hewan, mengaturnya: memperkuat atau melemahkan.

Untuk mengontrol perilaku seseorang dan aktivitas sistem fungsionalnya (yaitu, informasi keluaran yang berasal dari otak), sekitar 10 7 bit / s sudah cukup untuk menghubungkan program-program yang terdapat dalam memori.

Aktivitas vital organisme diatur terutama pada tingkat subseluler dan molekuler. Ini adalah autoregulasi kimia dari reaksi metabolisme. Ini memecahkan masalah lokal dan merupakan dasar dari semua jenis peraturan. Ini dilakukan dengan mengubah konsentrasi metabolit, menambah atau mengurangi aktivitas dan kandungan kuantitatif enzim, yaitu, meningkatkan atau menghambat sintesisnya, perubahan struktural di dalamnya dan protein fungsional lainnya. Tetapi regulasi juga terjadi pada tingkat yang lebih tinggi: sel secara keseluruhan, jaringan, organ, sistem fungsional, organisme. Semakin tinggi sinyal keluaran kontrol yang ditransmisikan, semakin digeneralisasikan. Pada manusia dan hewan, pusat tertinggi yang mengontrol fungsi otonom (sirkulasi darah, pernapasan, gerakan, sekresi hormon, dll.) adalah hipotalamus, yang terletak di bagian bawah diensefalon, yang berhubungan dengan sistem kelenjar endokrin, lainnya. bagian otak dan pusat kesadaran - kulitnya. Sinyal yang masuk mungkin disadari atau tidak. Respons kontrol terhadap sinyal lingkungan yang tidak disadari dapat dilakukan oleh hipotalamus tanpa partisipasi bagian otak yang lebih tinggi - korteksnya.

Dalam kondisi lingkungan yang normal dan biasa bagi organisme, ia berada dalam keadaan seimbang dengannya. Ini mempertahankan keteguhan tingkat aktivitas sistem fungsional dan komposisi lingkungan internalnya. Tetapi kondisi lingkungan dapat berubah ke arah yang tidak menguntungkan bagi tubuh. Seringkali perubahan ini terjadi dengan sangat cepat, dan terkadang membawa informasi yang mengganggu. Tetapi tubuh jauh dari selalu dapat segera menyesuaikan diri untuk bertahan dalam kondisi baru tanpa kerusakan yang berarti. Jadi, berada pada ketinggian di mana tekanan parsial oksigen dan karbon dioksida berkurang, di bawah pengaruh informasi yang diterima, tubuh mengatur ulang aktivitas fungsionalnya ke tingkat yang berubah: frekuensi dan volume menit pernapasan, peningkatan denyut jantung, volume darah yang bersirkulasi meningkat, tetapi derajat kejenuhan darah arteri dengan oksigen sama-sama menurun.

Efek tekanan barometrik rendah pada beberapa fungsi tubuh manusia

Tekanan, kPa	Ketinggian di atas permukaan laut,	Tekanan parsial dalam udara alveolus, kPa		Frekuensi dalam 1 menit		Volume pernapasan menit, l/mnt	Volume darah yang bersirkulasi, ml/kg	Saturasi darah arteri dengan oksigen,%
					detak jantung

Jika seseorang pertama kali masuk ke pegunungan dan tidak siap untuk kondisi seperti itu, ia dapat mengembangkan penyakit gunung karena kekurangan oksigen (hipoksia) dan peningkatan kembalinya karbon dioksida yang menggairahkan pusat pernapasan (hipokapnia). Pertama, kelemahan umum dan sakit kepala muncul, persepsi rasa dan bau terganggu (misalnya, sosis mulai terlihat seperti ikan, dan roti pahit), jiwa tertekan, kemudian halusinasi pendengaran dan visual bergabung, dan orang tersebut kehilangan kesadaran. Pernapasan berhenti, kemudian (saat karbon dioksida terakumulasi dalam darah) berlanjut, kemudian (karena penghilangan CO2 dari darah) berhenti lagi, dll. Jika seseorang tidak diberikan alat oksigen atau diturunkan ke tingkat yang lebih rendah, dia mungkin mati. Jadi, misalnya, pada abad terakhir dengan awak balon Prancis "Zenith", dibawa ke ketinggian yang luar biasa, akibatnya ketiga orang yang berada di gondola meninggal. Pendakian pendaki tim asing juga berakhir tragis, yang, berada di ketinggian 6000 m tanpa perangkat oksigen, mendapati diri mereka karena perubahan cuaca yang tidak terduga di bawah kondisi minimum barometrik siklon yang sesuai dengan ketinggian lebih dari 10.000 m.

Ini berarti bahwa tubuh harus secara bertahap beradaptasi untuk tinggal di ketinggian, dengan kondisi hipoksia, karena adaptasi darurat dari organisme yang tidak siap untuk tinggal dalam kondisi hipoksia tidak lengkap dan, dengan kekuatan besar pengaruh lingkungan, tidak cukup. Saat ini, tidak ada pendaki yang akan mendaki tanpa aklimatisasi gunung sebelumnya.

Mari kita beri contoh aksi suhu tinggi dan rendah. Proses kehidupan hanya mungkin terjadi dalam kisaran suhu tubuh yang sangat terbatas, misalnya, untuk monyet suhunya antara 13-14 hingga 43-45 °C. Suhu di atas dan di bawah batas ini tidak sesuai dengan kehidupan. Tetapi bahkan dalam kisaran suhu tubuh yang diizinkan di dalam tubuh, sejumlah perubahan yang merugikan mungkin terjadi. Energi kinetik atom dan molekul tubuh tergantung pada suhu tubuh. Jika terlalu tinggi (pada suhu tinggi) atau terlalu rendah (pada suhu rendah), itu akan mempengaruhi metabolisme, kecepatan proses kehidupan, dan struktur seluler tempat kehidupan bergantung. Faktanya adalah bahwa semua enzim tubuh memiliki suhu kerja optimum tertentu, di mana mereka menunjukkan aktivitas terbesar. Optimal ini mendekati suhu tubuh. Ketika suhu menyimpang dari optimum (kedua arah), aktivitas enzim menurun. Dengan pergeseran suhu tubuh, struktur protein dan RNA yang lebih tinggi berubah. Dengan demikian, suhu rendah menyebabkan gangguan struktur tersier dan kuaterner dari banyak protein. Jika itu adalah protein-enzim, maka aktivitasnya berkurang. Suhu tinggi mempengaruhi tRNA sedemikian rupa sehingga mereka kehilangan kemampuannya untuk menempel dan mengangkut asam amino yang diperlukan untuk sintesis protein. Di bawah pengaruh perubahan suhu, interaksi hormon dengan protein reseptor jaringan juga terganggu, dan, akibatnya, pengaturan hormonal fungsi tubuh dan metabolismenya.

Secara alami, semua perubahan ini mengarah pada pelanggaran sejumlah fungsi tubuh. Dalam proses metabolisme dalam organisme apa pun, panas dihasilkan. Sumbernya adalah ATP (lihat Skema 1), jika secara hidrolitik membelah tanpa mengubah energi kimianya menjadi energi kerja fisiologis apa pun (gerakan, proses elektrofisiologis, kerja osmotik, dll.). Tetapi tidak semua organisme dapat menyimpan panas ini dengan mempertahankan suhu tubuh yang konstan. Kemampuan ini hanya dimiliki oleh burung dan mamalia (baik hewan dan, tentu saja, manusia). Mereka disebut organisme homoiothermic. Suhu tubuh invertebrata, ikan, amfibi dan reptil tergantung pada suhu lingkungan dan hampir sama dengan itu. Ini adalah organisme poikiloterm. Oleh karena itu, optimum termal, di mana seorang individu menjalani kehidupan aktif, jauh lebih luas di homoiotherms daripada di poikilotherms, meskipun batas kelangsungan hidup di bawah kondisi suhu maksimum dan minimum hampir sama (Gbr. 3).

Pada suhu rendah (tetapi kompatibel dengan kehidupan), hewan poikilothermic berhibernasi atau sangat tidak aktif. Misalnya, pada suhu sekitar 21 0 C, lalat tsetse aktif terbang, dari 20 hingga 14 0 C hanya lepas landas jika diganggu oleh sesuatu, pada 10 0 C hanya dapat berlari, dan pada 8 0 C dan di bawahnya tidak bergerak. Tidak dapat mengatur suhu tubuh mereka dan mempertahankannya pada tingkat yang konstan, poikilotherms secara aktif mencoba menghindari suhu ekstrem ketika kondisi termal berubah. Misalnya, ikan yang hidup di zona pesisir laut tropis, pada saat air surut, ketika airnya sangat hangat, pergi ke tempat yang lebih dalam di mana airnya lebih dingin, dan ikan dari sungai yang membeku di musim dingin juga berenang ke kedalaman, di mana air lebih hangat daripada di mana ia bersentuhan dengan es. Amfibi dan reptil berjemur di bawah sinar matahari di waktu dingin, dan bersembunyi di tempat teduh atau berlindung di liang di waktu panas. Akhirnya, fakta bahwa mereka dekat satu sama lain membantu menjaga suhu tubuh di poikilotherms. Di musim panas, lebah di sarang saling menjauh dan pada saat yang sama ventilasi ruang dengan sayap mereka, yang berkontribusi pada penguapan kelembaban dan pendinginan yang lebih baik. Di musim dingin, mereka berkumpul bersama, membentuk massa padat, sehingga membatasi kembalinya panas mereka. Menurut peneliti Jepang, suhu di sarang dipertahankan pada tingkat 18-22 0 C pada suhu eksternal 11 hingga -7 ° C. Semua ini membantu menghindari tindakan berbahaya dari faktor termal, tetapi tidak membuat hewan menjadi kurang sensitif terhadapnya.

Organisme homoiothermal, yang, bersama dengan kemungkinan produksi panas yang kuat, juga memiliki sistem termoregulasi yang sangat sempurna, adalah masalah lain. Pembentukan panas di dalamnya, seperti pada semua hewan, terjadi karena proses oksidatif dan pemecahan ATP, dan pelepasannya terjadi dalam tiga cara: konveksi, yaitu konduksi dari organisme yang lebih hangat ke lingkungan yang lebih dingin (30%), radiasi (45%) dan penguapan air, yang berkontribusi pada pendinginan (25%). Pada saat yang sama, 82% panas dikeluarkan melalui kulit, 13% - melalui organ pernapasan, 1,3% - dengan urin dan feses, 3,7% digunakan untuk menghangatkan makanan yang dimakan dan air yang diminum. Dengan peningkatan suhu eksternal, produksi panas menurun, dan perpindahan panas meningkat; ketika menurun, produksi panas meningkat dan perpindahan panas menurun. Ini adalah perbedaan utama antara homoiothermic dan poikilothermic: dengan peningkatan suhu eksternal, laju metabolisme yang terakhir menjadi lebih besar, dan ketika menurun, itu menurun tajam.

Mempertahankan suhu tubuh yang konstan dalam homoiothermics dilakukan baik pada tingkat organ maupun pada tingkat subselular - molekuler. Pengaturan perpindahan panas secara konduksi dan radiasi didasarkan pada perubahan sirkulasi kulit. Pada suhu eksternal yang tinggi, pembuluh organ dalam menyempit, dan kulit melebar, yang meningkatkan perpindahan panas; pada suhu rendah - sebaliknya, dan perpindahan panas berkurang tajam. Pelepasan panas melalui penguapan disediakan oleh keringat, karena penguapan keringat mendinginkan tubuh. Penguapan 1 g keringat membutuhkan sekitar 2,0 kJ panas dari tubuh. Dengan peningkatan suhu eksternal, keringat meningkat tajam: hingga 0,5 - 1,0 l / jam, yaitu mencapai 24 l / hari. Pada hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat (misalnya pada anjing), tempat penguapan air adalah selaput lendir lidah dan rongga mulut. Semua orang tahu bahwa selama cuaca panas, anjing membuka mulutnya, menjulurkan lidahnya, dan bernapas dengan cepat: alih-alih menguapkan keringat, air liur malah menguap.

Semua mekanisme perpindahan panas ini diatur oleh sistem saraf pusat - pusat panas yang terletak di hipotalamus. Jika otak dipotong di bawah hipotalamus, maka hewan homoiothermic menjadi poikilothermic. Pusat termal terdiri dari dua pusat: produksi panas dan perpindahan panas. Iritasi yang pertama menyebabkan peningkatan suhu, peningkatan pertukaran gas, penyempitan pembuluh kulit dan kedinginan, yang meningkatkan pembentukan panas pada otot; iritasi kedua - sesak napas, berkeringat, perluasan pembuluh kulit dan penurunan suhu tubuh. Eksitasi kedua pusat terjadi baik secara refleks: sebagai akibat dari sinyal dari reseptor kulit - ujung saraf termosensitif, dan secara kimiawi: selama pengangkutan hormon dan beberapa bahan kimia lainnya oleh darah.

Namun, terlepas dari semua mekanisme termoregulasi yang melekat pada homoiotherms, perubahan suhu lingkungan yang tiba-tiba dan signifikan dapat menjadi bencana bagi organisme. Pada suhu tinggi, perpindahan panas secara konveksi berkurang tajam. Sudah pada 30 0 C sulit, dan pada suhu di atas 37 0 C tidak mungkin. Dalam kondisi kelembaban tinggi, perpindahan panas melalui penguapan keringat juga sulit. Pada suhu eksternal yang sama di iklim lembab subtropis dan tropis, tubuh lebih sulit mentolerir suhu tinggi di lingkungan daripada di tempat kering (misalnya, di Asia Tengah atau Mesir). Di pemandian uap, di mana kelembabannya mencapai 90-97%, seseorang hampir tidak dapat menahan suhu 45-50 ° C, dan di sauna, di mana udaranya kering, pada 100 dan bahkan 120 0 C, seseorang merasakan kesenangan. Lama tinggal pada suhu tinggi dengan perpindahan panas yang tidak mencukupi menyebabkan tubuh terlalu panas, peningkatan suhu tubuh di atas 40 ° C, peningkatan kelemahan, gangguan jantung dan sistem saraf pusat, penebalan dan peningkatan tajam dalam viskositas darah (karena dengan kembalinya air dalam jumlah besar oleh tubuh), kehilangan kesadaran, kejang-kejang. Jika Anda tidak memberikan bantuan mendesak, seseorang bisa meninggal karena serangan panas.

Efek jangka pendek dari kedua dingin (misalnya, menyeka tubuh dengan salju, mencelupkan ke dalam lubang es setelah mandi air panas, "berenang musim dingin"), dan suhu tinggi tidak menyebabkan gangguan termoregulasi dan tidak hanya berguna, tetapi juga menyenangkan. Namun, dengan paparan dingin yang berkepanjangan, yang tidak dikompensasi oleh peningkatan produksi panas dan penurunan perpindahan panas, hipotermia tubuh terjadi, suhu tubuh menurun - dan tubuh membeku.

Dengan penurunan suhu tubuh menjadi 31 -27 0 C, penyerapan oksigen dan metabolisme meningkat, gemetar yang kuat diamati. Ketika suhu turun di bawah 19-20 0 C, pengambilan oksigen semakin menurun, laju metabolisme menjadi lebih sedikit, gemetar berhenti, reaksi terhadap rasa sakit menghilang, pernapasan melemah, kesadaran hilang. Pada tingkat pendinginan seperti itu, organisme homoiothermic menjadi poikilothermic, suhunya sekarang sudah tergantung pada suhu lingkungan, dan ketika turun di bawah 0 0 C, ia membeku. Jika pembekuan terjadi secara perlahan dan bertahap, maka itu bisa reversibel, tetapi pembekuan cepat selalu ireversibel, karena kristal es terbentuk di dalam sel, menghancurkan struktur seluler. Pada saat yang sama, bahkan penurunan suhu tubuh yang sangat signifikan, yang dilakukan dengan hati-hati dalam pengaturan klinis, tidak menimbulkan bahaya mematikan dan saat ini dipraktikkan dalam operasi bedah jantung, ketika sirkulasi darah harus dihentikan. Daya tahan tubuh terhadap pengaruh suhu, perluasan zona suhu optimal, serta peningkatan daya tahan tubuh terhadap hipoksia, dapat dicapai dengan menyesuaikannya secara bertahap terhadap perubahan kondisi suhu.

Aktivitas otot yang berlebihan (terlalu intens atau berkepanjangan) juga bisa tidak menguntungkan bagi tubuh. Semua orang tahu contoh prajurit Athena, yang dikirim oleh komandan Miltiades dari medan perang Marathon ke Athena untuk mengumumkan kemenangan atas Persia. Prajurit itu berlari 42 km 195 m, berhasil mengatakan di kota agora: "Kami menang" - dan jatuh mati. Dan berapa banyak insiden tragis yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari! Seorang pria paruh baya berlari untuk transportasi untuk mengejar trem atau bus, "tercekik" di tengah jalan, sesak napas dan kelemahan yang muncul membuatnya berhenti atau mengambil langkah tenang, dan yang lain, saat berlari, jatuh dengan infark miokard . Atau seseorang mengangkat beban berat, stres berlebihan, dan dia mengalami ekspansi jantung yang akut dan sirkulasi darah terganggu. Dan seorang atlet terlatih menjalankan jarak maraton tanpa jatuh mati di garis finish, dan saat berlari mengembangkan kecepatan yang tidak dapat diakses oleh non-atlet, dan mengangkat beban berat yang tidak dapat dilakukan oleh tubuh yang tidak terlatih. Faktanya adalah bahwa aktivitas otot yang intens atau berkepanjangan disertai dengan peningkatan tajam dalam konsumsi energi. Jika dalam keadaan tirah baring seseorang mengeluarkan 0,067 kJ/s, maka saat lari maraton - 1,0, dan saat lari 100 m - 10,0 kJ/s. Secara alami, ini membutuhkan pengeluaran sumber energi yang sangat besar, dan peningkatan penyerapan oksigen yang diperlukan untuk oksidasi mereka, dan peningkatan yang signifikan dalam aktivitas jantung untuk mengangkut oksigen yang telah masuk ke tubuh dari paru-paru ke otot. Tingkat peningkatan parameter fisiologis ini, yang tersedia untuk atlet terlatih, tidak dapat dikuasai oleh orang yang tidak siap secara fisik. Ini berarti bahwa tubuh dapat (dan harus) beradaptasi dengan aktivitas otot yang intens atau berkepanjangan, tetapi dengan bantuan pelatihan yang sesuai.

Bertemu dengan mikroba patogen, satu orang tidak sakit, yang lain sakit, tetapi menderita penyakit itu baik ringan atau berat, dan yang ketiga meninggal karenanya. Apa yang menentukan daya tahan tubuh terhadap infeksi? Pertanyaan ini dijawab oleh cabang kedokteran yang berkembang secara aktif - imunologi. Dasar kekebalan adalah antibodi yang disintesis oleh tubuh - protein khusus yang termasuk dalam kelompok protein globular molekul tinggi - imunoglobulin. Penyebab penyakit ini adalah mikroba patogen atau produk metabolismenya - racun, yang bersifat protein. Antibodi, bergabung dengan mereka, menetralisirnya, atau menghancurkannya untuk dicerna oleh sel khusus - fagosit (mis., Sel "melahap"). Proses ini jauh dari sederhana. Apa yang merangsang produksi antibodi? Di mana mereka diproduksi? Mengapa mereka spesifik untuk beberapa infeksi dan tidak aktif terhadap yang lain? Mengapa, misalnya, inokulasi terhadap tipus atau cacar tidak menciptakan kekebalan terhadap kolera atau wabah?

Produksi antibodi dirangsang oleh patogen itu sendiri - mikroba, yang, seperti semua makhluk hidup, memiliki sifat protein. Mikroba dan protein asing lainnya dalam imunologi disebut antigen. Badan kekebalan (antibodi) diproduksi secara khusus diarahkan terhadap setiap antigen spesifik. Tetapi darah mengandung sejumlah antibodi non-spesifik, kurang efektif, tetapi mampu berinteraksi dengan antigen yang berbeda. Ini adalah imunoglobulin darah nonspesifik yang menentukan ketahanan tubuh secara keseluruhan terhadap infeksi. Kekebalan nonspesifik inilah yang menjelaskan mengapa, setelah bertemu dengan infeksi yang sama, satu orang jatuh sakit dan penyakit berlanjut dalam bentuk yang parah, yang lain jatuh sakit, tetapi menderita penyakit itu bahkan di kakinya, dan yang ketiga tidak jatuh sakit. semua. Bagaimana ini bisa dijelaskan? Pembentukan antibodi spesifik adalah sintesis protein baru yang dibutuhkan tubuh hanya ketika menghadapi infeksi, dan di luar itu mereka tidak mengambil bagian baik dalam metabolisme atau dalam pembangunan struktur seluler.

Kita sudah tahu bahwa tubuh hanya mensintesis protein yang strukturnya dikodekan dalam genom sel. Bagaimanapun, struktur antibodi terhadap semua kemungkinan protein asing yang tidak biasa bagi tubuh tidak dapat disediakan di dalamnya. Masalah "pengenalan" antigen dan sintesis antibodi spesifik terhadapnya adalah salah satu masalah yang paling mendesak dan "panas" dalam imunologi, dan kita akan kembali membahasnya nanti. Sementara itu, kami menyatakan bahwa untuk melawan infeksi, ada kekebalan spesifik dan non-spesifik, tergantung pada produksi imunoglobulin spesifik dan non-spesifik. Ini dapat meningkat sebagai akibat dari penyakit menular atau melemah di bawah pengaruh faktor lingkungan yang merusak; itu juga dapat diperoleh secara artifisial dengan vaksinasi, yaitu dengan memasukkan ke dalam tubuh protein mikroba yang dibunuh (vaksin), yang tidak menyebabkan penyakit, tetapi mengarah pada produksi antibodi spesifik.