Преимущества биологических методов
Длительное время наблюдения, которые мы с использованием современной терминологии называем мониторингом, производились лишь за изменениями концентраций в среде тех или иных вредных веществ, и некоторыми другими параметрами состояния природной среды, связанными в основном с естественными причинами. В отличие от динамики экосистем, вызываемой естественными факторами, их изменения под воздействием антропогенных и техногенных факторов происходят весьма быстро.
Логично предположить, что, поскольку на живые организмы сильно и негативно воздействуют различные химические примеси в среде, именно химическими методами и следует оценивать качество среды. Однако это не совсем так. Дело в том, что нередко химические методы не способны определить наличие в среде вредных веществ в силу их низкой концентрации, однако за счет эффекта кумуляции их вредное воздействие оказывается ощутимым.
Замечание 1
Точно также химические методы не могут отобразить специфику совместного действия на организм нескольких вредных веществ, которая не сводится к суммации отдельных воздействий. Наконец, существует явление адаптации, благодаря которому воздействие одних и тех же концентраций тех же самых загрязнителей на разные поколения организмов неравнозначно. Все эти недостатки химических методов становятся несущественными для биологических.
Биологические тест-объекты
Определение 1
Тест-объекты - это организмы, используемые для оценки токсичности химических веществ, промышленных выбросов, атмосферных примесей, природных и сточных вод, почв, донных отложений водоемов, кормов и др.
Это своего рода «датчики» сигнальной информации, показывающей степень токсичности среды, они позволяют заменить сложные химические анализы, дают возможность оперативно констатировать факт токсичности (ядовитости, вредности) среды, независимо от ее обусловленности одним, легко определяемым аналитически веществом или целым комплексом химически не определяемых веществ. Тест-объекты с высокой степенью приближения позволяют дать количественную оценку уровня токсичности загрязнения воздушной, водной и почвенной среды.
В качестве таких объектов используют самые разные организмы – растения, беспозвоночных и позвоночных животных.
Методики исследований также различны. Это изучение видового состава и численности биоиндикаторов в сообществах, лабораторные исследования, в которых отмечается воздействие тестируемой среды на выживаемость, плодовитость, стабильность развития организмов. Популярными объектами таких исследований являются:
- семена ряда растений,
- лишайники,
- дафнии,
- многие водные беспозвоночные,
- рыбы,
- и т.д.
Замечание 2
По используемому объекту нередко называют и весь метод, например, метод, основанный на использовании в качестве тест-объекта лишайников называется лихеноиндикацией.
Тест-объекты должны чутко реагировать на характер и состав субстрата, на микроклиматические условия и состав среды. Использованию их как объектов глобального мониторинга способствует широкое распространение и выраженная реакция на внешнее воздействие, притом, что собственная изменчивость этих организмов должна быть относительно незначительной.
Тест-объекты служат интегральным индикатором состояния среды и косвенно выражают свей реакцией общую "благоприятность" комплекса абиотических факторов среды для биоты. Кроме того, большая часть химических соединений, вредно влияющих на организмы, входит в состав выбросов большинства промышленных производств, что позволяет использовать биологические тест-объекты для тонкой индикации антропогенной нагрузки.
Наиболее тонким механизмом подобных исследований является изучение стабильности развития, при этом появляется возможность оценивать слабые уровни воздействия на среду, не приводящие к гибели организмов.
Кровь является основной филогенетической средой организма, проведя генетический анализ которой можно получить сведения как об онтогенезе одного человека, так и о филогенезе всего человечества.
Эта жидкость всегда таила в себе множество загадок для науки, вызывала подлинный интерес к своим скрытым природным свойствам, но на протяжении долгого времени, загадка все же оставалась загадкой. Однако современные научные исследования этой биологической среды, позволили учёным сделать потрясающее открытие, согласно которому выяснилось, что кровь реагирует не только на химическое и биологическое воздействие, но и на информационное. Такой формой воздействия непременно является вся сфера деятельности человека, его увлечения интересы и потребности.
Научные факты свидетельствуют, что любая форма информационного воздействия отражается на изменении химического состава крови, в особенности, если это вторжение в духовный мир личности.
Существует не мало фактов описывающих серьёзные патологии крови, вызванные воздействием гипнотизеров, экстрасенсов, всевозможных оккультных лекарей. Все случаи подобной формы воздействия имели своё отрицательное последствие отразившиеся и на психическом здоровье личности, и на биологическом. Чаще всего приходилось сталкиваться с внезапно начавшейся лейкемией, белокровием и другими патологиями, природу возникновения которых медицина полностью объяснить не смогла. Почему же так происходит? Оказывается и у этого вопроса есть серьёзное научное обоснование.
Согласно научным сведениям вода – это основа химического состава любой биологической среды. Человек состоит из воды на 69%, а вода согласно проведенным исследованиям имеет память. Благодаря особой Форме кристаллической решётки вода способна запоминать всю информацию о происходящих событиях, обмениваясь ей с окружающим миром. Её удивительные свойства были замечены ещё в VII веке. Вода используется практически во всех таинствах Русской Православной церкви, являясь серьёзным целительным средством, способным накапливать в себе чудодейственные слова молитвы и оказывать воздействие на духовный мир человека. Наблюдения показали, что каждое слово и даже мысль программируют воду. Немало важно заметить, что информация, которую вода человеческого организма получает, может быть записана на уровне ДНК. Сцены насилия, убийств регулярно транслирующих по телевизору также, несмотря на психологическую установку ненатуральности этих действий, оказывают губительное информационное воздействие на воду, которая становится источником разрушения здоровья во всех сферах здоровья личности. В особенности вода способна кодироваться духовной информацией. Подобно тому, как молитва Православного священника наделяет воду целительными свойствами, так и негативное духовное воздействие на воду в виде заклинаний, заговоров, проклятий также сообщает воде негативную информацию, наделяя её отрицательными свойствами. Наблюдения учёных выявили весьма интересный факт: вода реагирует не только на информацию речевого или музыкального содержания, но и на образную невербальную. Японский исследователь Ямото – Массари проводя опыты над водой установил, что последняя изменяет, свои физико-химические свойства от информации представленной в виде образов, содержание которых выражает разные чувства. Слова любви, благодарности, ненависти были написаны на бумаге и приклеены на стенке стеклянной банки.
На утро учёный через особый микроскоп обнаружил удивительные изменения, произошедшие в молекулярной структуре воды. Вода, которой была сообщена информация в виде слов любви и благодарности была прекрасно сформирована геометрически, но жидкость, которой была передана негативная информационное содержание имела, уродливую несформированную структуру, а исследование её физико-химических свойств установило, что её употребление во внутрь окажет разрушительное действие на человеческий организм. То же, самое было проведено с музыкой. Под воздействием классической музыки кристаллическая решётка воды принимала разнообразные прекрасно сформированные геометрические фигуры, молекулярная структуры воды, прослушавшей звучание хард – рока, рок-н-ролла принимала уродливые формы, в ней всё свидетельствовало о впитанном негативе.
Вода входит в состав всех биологических сред человека таких как: кровь, слюна, лимфа, межклеточное вещество, желчь, желудочный сок и т.д. Учитывая факт наличия памяти воды нетрудно себе представить, сколько негативной информации ежедневно кодируют все эти вещества. Не вызывает никаких сомнений, что результатом действия именно этого свойства воды вызвано так много казалось бы необъяснимых заболеваний, которые принимают всё более изощрённые порой не поддающиеся медицинским исследованиям формы.
Необходимо сделать правильный вывод в отношении само программирования. Оно происходит совершенно незаметно, однако, когда даёт о себе знать бывает уже поздно. В этом отношении хорошая рекомендация: важно избегать любой конфликтной ситуации, которую возможно предотвратить, стараться не находится в местах где употребляют не цензурную лексику, просматривают художественные фильмы, в которых представлены сцены насилия, убийств и т.д. Так как всё это оказывает программирующие действие, полностью отравляя информационными нечистотами водную биологическую среду организма и в первую очередь – кровь. Важно знать, что проникновение в Таины неопознанного в виде посещения кабинета экстрасенса, гипнотизера, любого представителя оккультной деятельности наносит сильнейший вред человеческому здоровью на всех уровнях: подавляется воля, нарушается течение процессов высшей нервной деятельности, появляются психологические патологии, отравляется кровь. Не надо забывать, что не только слова, но даже мысли и чувства способны программировать биологические среды человеческого организма. Важно, что бы Вы чётко осознавали информация, какого содержания внедряется в Ваш организм: лечит она его или отравляет, какие последствия могут быть результатом новых неизведанных оккультных знаний, полезно ли это для души и тела.
К биологическим факторам среды относятся микроорганизмы и белковоподобные частицы, которые, действуя на организм человека, вызывают ответную специфическую иммунную реакцию. К биологическим факторам относятся прионы, вирусы, бактерии, грибы, простейшие. Их воздействие на организм человека постоянно, и его невозможно исключить. Взаимоотношения микроорганизмов и биологического организма могут строиться по принципу нейтралитета (объекты не влияют друг на друга) или симбиоза (сожительство двух различных организмов, более крупный из которых - «хозяин»). Большинство микроорганизмов, взаимодействуя с организмом человека, извлекают из этого выгоду, при этом не только не нанося вреда организму «хозяина», но нередко оказываясь ему полезным. Выделяют две формы симбиоза.
Комменсализм - взаимоотношения, при которых выгоду извлекает только один партнер, не нанося ущерба другому. Совокупность таких микроорганизмов у человека определяется как нормальная (естественная) микрофлора (например, естественная микрофлора кожи, состоящая в основном из микобактерий, стрептококков, стафилококков и пропионовых бактерий).
Мутуализм - взаимовыгодное сосуществование. Примером являются Escherichia coli, Bacteroides, Bifidobacterium и другие представители кишечной микрофлоры человека.
Сегодня под воздействием антропогенных изменений окружающей среды происходит эволюция биологических агентов за счет ускорения темпов их генетической изменчивости и увеличения их патогенности (болезнетворности). Защитные системы человека, достаточно эффективные в отношении «обычных» (привычных для организма) биологических объектов зачастую несостоятельны при действии даже сравнительно слабых, но эволюционно незнакомых факторов. Тонкие механизмы защиты, вырабатывавшиеся в течение тысячелетий задолго до того, как появился человек, и непрерывно совершенствовавшиеся на протяжении всей истории человечества, оказываются несовершенными перед лицом слишком быстро меняющихся условий обитания. Кроме того, увеличение численности населения городов, интенсивность миграционных процессов, рост коммуникативных связей обусловливают быстрые темпы распространения инфекций, что в совокупности с возрастающей патогенностью возбудителей приводит к эволюции эпидемического процесса в целом.
Биологические системы
Система - это совокупность компонентов, находящихся во взаимодействии и образующих единое целое.
Типы биологических систем:
Открытые и закрытые (для энергии, информации, веществ)
Живые (биологические, социальные) и неживые (химические, физические)
Высокоупорядоченные (организмы) и с низкой упорядоченностью (кристаллы)
Саморегулирующиеся (организмы) и с внешней регуляцией (химические реакции)
Общие признаки систем: любая система состоит из элементов, частей (подсистем) и имеет определенную структуру.
Свойства систем: целостность (подчиненность компонентов общей цели); взаимосвязанность (изменение одного компонента приводит к изменению других); иерархичность (система может быть частью другой более крупной системы).
Принципы организации биологических систем
- Открытость - биологические системы открыты для поступления в них веществ, энергии и информации.
- Высокая упорядоченность - согласованность между образующими систему компонентами; эффективное использование поступающей энергии.
- Оптимальность конструкции - наиболее удачные сочетания элементов и частей; биологические системы включают наиболее легкие химические элементы; экономия строительного материала, минимизация живого вещества.
- Управляемость - переход из одного состояния в другое.
- Иерархичность - взаимная соподчиненность элементов и частей.
Уровни организации живой материи
Молекулярный уровень
Определяется химическим составом живых систем (органические и неорганические молекулы и их комплексы), биохимическими процессами - обменом веществ и превращением энергии, хранением и передачей наследственной информации. На этом уровне проходит граница между живой и неживой природой.
Система: биополимеры - белки, нуклеиновые кислоты.
Процессы: передача генетической информации - репликация, транскрипция, трансляция.
Органоидно-клеточный уровень
Обусловлен строением и функционированием клеток, их дифференциацией и специализацией в процессе развития и механизмами деления. Неклеточных форм жизни нет, а вирусы могут проявлять свойства живых систем только внутри живых клеток.
Система: клетка.
Процессы: клеточный метаболизм, жизненные циклы и деление, которые регулируются белками-ферментами.
Тканевый уровень
Обусловлен совокупностью клеток, сходных по строению и объединенных выполнением общей функции.
Система: ткань.
Процессы: процессы взаимодействия клеток в многоклеточном организме.
Органный уровень
Обусловлен строением и жизнедеятельностью нескольких типов тканей, которые образуют отдельные органы.
Система: орган.
Процессы: процессы взаимодействия органов и систем органов.
Организменный уровень
Определяется особенностями строения и функционирования отдельных особей, механизмами согласованной работы органов и систем органов, реакциями на меняющиеся условия среды.
Система: организм.
Процессы: онтогенез, метаболизм, гомеостаз, размножение.
Популяционно-видовой уровень
Определяется взаимоотношениями между организмами одной популяции, между организмами и их средой обитания.
Система: популяция, вид.
Процессы: изменение генофонда, элементарные эволюционные изменения.
Биогеоценотический (экосистемный) уровень
Определяется взаимоотношениями между организмами разных видов и различной сложности организации.
Система: биогеоценоз (экосистема).
Процессы: круговорот веществ и превращение энергии в биогеоценозе (экосистеме), пищевые цепи и сети.
Биосферный уровень
Определяется взаимоотношениями между различными экосистемами (биогеоценозами), круговоротом веществ и превращением энергии.
Система: Биосфера.
Процессы: круговорот веществ и превращение энергии.
Основные свойства живых систем
1. Единство химического состава
Живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и тела неживой природы, только в разном соотношении - 98% химического состава живых организмов приходится на углерод, кислород, водород и азот.
2. Обмен веществ
Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, при этом они поглощают необходимые вещества и выделяют продукты жизнедеятельности. Обмен веществ обеспечивает гомеостаз - постоянство физико-химического состава организма и всех его частей. Обмен веществ происходит и в неживой природе, однако при этом происходит их перемещение (смыв почвы) или изменение только их агрегатного состояния (испарение воды), а при биологическом обмене веществ - их превращение.
3. Самовоспроизведение (репродукция)
Живые организмы способны воспроизводить себе подобных. В основе этого свойства лежит образование новых молекул и структур на основе информации, хранящейся в ДНК. Благодаря самовоспроизведению не только целые организмы, но и клетки, органоиды клеток после деления идентичны своим предшественникам.
4. Наследственность
Способность организмов сохранять и передавать из поколения в поколение признаки, свойства, особенности, т.е. обеспечивать преемственность поколений.
5. Изменчивость
Способность организмов в течение жизни приобретать новые признаки и свойства, в основе которого лежит процесс изменения молекул ДНК. Это свойство поставляет материал для естественного отбора.
6. Развитие и рост
Развитие - всеобщее свойство материи - необратимое направленное закономерное изменение живых и неживых систем, в результате которого появляются качественно новые состояния систем. Развитие живых систем представлено индивидуальным развитием (онтогенез) и историческим развитием видов (филогенез). Развитие сопровождается ростом - увеличением размеров, массы и объема организма.
7. Раздражимость
Способность организмов избирательно реагировать на внешние воздействия окружающей среды. Изменение условий окружающей среды по отношению к организму - раздражение, а реакция организма на внешние раздражители - раздражимость - показатель чувствительности организма к раздражителям. У растений - тропизмы (изменение характера роста): геотропизм, гелиотропизм, аэротропизм, реотропизм, термотропизм, фототропизм - и настии (движение отдельных частей растительного организма): движение листьев к свету; у простейших животных - таксисы (изменение характера движения): хемотаксис, фототаксис, аэротаксис, геотаксис, реотаксис, термотаксис; у многоклеточных животных - рефлекс (ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая и контролируемая нервной системой).
8. Дискретность и целостность
Каждый организм (биологическая система) состоит из обособленных, отграниченных в пространстве элементов, которые между собой тесно связаны и взаимодействуют, то есть являются структурно и функционально едиными.
9. Саморегуляция
Способность живых организмов поддерживать постоянство физико-химического состава, интенсивность физиологических процессов в меняющихся условиях окружающей среды. Недостаток питательных веществ мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает прекращение их синтеза.
10. Ритмичность
Изменения интенсивности физиологических процессов и функций с различными периодами колебаний (суточные, сезонные ритмы). Ритмичность обеспечивает приспособление организмов к периодически изменяющимся условиям существования.
11. Энергозависимость
Живые организмы - это открытые системы, которые являются устойчивыми только при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне.
12. Самообновление
Способность восстанавливать макромолекулы, органоиды и клетки при постепенном их разрушении.
13. Иерархичность
Все живое, от биополимеров до биосферы, находится в определенной соподчиненности, и функционирование менее сложных биологических систем делает возможным существование более сложных биологических систем.
Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.