АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Тема 5. АДАПТАЦИЯ К ВОЗДЕЙСТВИЮ

Вопрос возникновения сложных систем хемокоммуникаций в жи­вой природе сопряжен с вопросами эволюции органического мира и возникновения приспособлений (адаптаций). Адаптация рассматривает­ся как движущая сила эволюционного процесса, а развитие жизни в це­лом носит адаптивный характер.

По определению (http://www.glossary.ru), адаптация фенотипиче-ская, адаптация физиологическая – любой обратимый процесс приспо­собления к среде на уровне особи, популяции, вида и биоценоза. Фи­зиологическая индивидуальная адаптация или адаптация в одном поко­лении организмов называется также фенотипической, или онтогенети­ческой адаптацией. Она может быть закреплена наследственно и перей­ти в генотипическую.

Стоит различать понятия «компенсация» и «адаптация».

По-видимому, понятие « компенсация » подразумевает наличие не­которого, уже состоявшегося нарушения биологической системы, кото­рое оказывается компенсированным (возмещенным). Напротив, «адап­тация» (в прямом переводе – «приспособление») предполагает такую перестройку системы в ответ на воздействие, которая позволяет ей со­хранить устойчивость и не дать развиться даже скрытым, компенсируе­мым нарушениям, т.е. перестройку, осуществляемую в рамках вариан­тов нормы, в тех рамках, в которых система еще не претерпевает каче­ственных изменений.

В экологической токсикологии, изучающей функционирование систем надорганизменного ранга, можно говорить о двух уровнях адаптации:

1. Приспособительные реакции в организмах, выраженные в раз­нообразной коррекции определенных биохимических, физиологических и иных процессов, обеспечивающих их нормальное функционирование. Наличие подобных реакций у животных и растительных объектов ши­роко подтверждается многочисленными данными медицинской токси­кологии и не вызывает сомнения.

2. Приспособительные реакции надорганизменного характера, ти­пичные для природных систем, подверженных длительному влиянию неблагоприятных факторов. Под термином «адаптация» в этом случае подразумевается поддержание популяцией некоторого нормального уровня ее функционирования (за счет толерантности особей, плодови­тости и т.д.), а также наличие генетической изменчивости, достаточной для того, чтобы посредством естественного отбора адаптироваться к условиям окружающей среды.

В медицине существует понятие адаптационного синдрома, подра­зумевающего такие реакции организма в ответ на раздражения значи­тельной интенсивности, которые имеют общие неспецифические черты. Процесс адаптации к необычным, экстремальным (крайним) условиям про-

ходит несколько стадий или фаз: вначале преобладают явления декомпен­сации (нарушения функций), затем неполного приспособления – активный поиск организмом устойчивых состояний, соответствующих новым усло­виям среды, и, наконец, фаза относительно устойчивого приспособления.

Также можно говорить о неспецифичности реакций природных систем на внешнее токсическое воздействие, если они имеют место. Эта неспецифичность популяционного ответа, с одной стороны, затрудняет диагностику наличия экотоксикологического эффекта; с другой – наши сведения о механизмах популяционных реакций на действия природных факторов позволяют предвидеть процессы, защищающие популяцию и компенсирующие неблагоприятное влияние, вызванное действием ток­сических факторов.

Одним из важнейших проявлений адаптационных явлений в расти­тельных популяциях является направленное изменение их эколого-генетической структуры, позволяющее растительным сообществам выпол­нять свои биогеоценотические функции в измененных условиях среды.

Так, установлено, что растения сохраняют нормальную жизнеспо­собность лишь в пределах определенных колебаний концентрации или соотношений тех или иных химических элементов. Выход за эти интер­валы вызывает заметные отклонения от нормального развития и приво­дит к появлению биогеохимических эндемий. К таким отклонениям от­носят хлорозы и некрозы листьев, укорачивание междоузлий, карлико­вость, недоразвитие генеративных органов, нарушение плодо- и семя-образования и т.д. Вместе с тем незначительная часть популяции, ока­завшаяся в необычных геохимических условиях, сохраняет нормальную жизнеспособность. Усиленный отбор таких форм, по мнению ряда уче­ных, приводит к возникновению эндемичных видов. В связи с этим В.В. Ковальским (1974) было высказано предположение, что в районах с резкими колебаниями геохимических условий происходит интенсив­ное видообразование. Аргументируя данное положение, В.В. Коваль­ский рассматривал приуроченность центров происхождения культурных растений, выделенных В.В. Вавиловым, к горным районам, где геохи­мическая среда наиболее гетерогенна и изменчива.

Другой пример, Л.Ф. Семериков и Н.С. Завьялова (По: В.С. Безель и др., 1994) изучали влияние нефтяного загрязнения на изменчивость длины проростков семян канареечника, выращиваемых в нейтральной среде и средах, содержащих стимулирующий или ингибирующий рас­твор. Если эколого-генетическую изменчивость проростка семян расте­ния в различных средах рассматривать как отражение генотипической структуры его популяций, то можно сделать вывод, что нефтяное за­грязнение способно существенно изменить генетическое разнообразие канареечника. При сильном загрязнении подобрались генотипы расте­ний, мало отличающиеся друг от друга как по средним значениям дли­ны проростка, так и по их реакции на среду.

В литературе имеются данные о реакции на загрязнения популяций животных. Например, Хопкин и Мартин (По: В.С. Безель и др., 1994) показали, что хищные многоножки (Chilopoda), отловленные на местах, характеризующихся повышенным содержанием цинка, кадмия, свинца, меди, показывают большую устойчивость к действию токсических фак­торов, чем животные с чистых участков, если тех и других содержать на рационах с повышенным количеством перечисленных металлов. Не­смотря на возможность индивидуальной адаптации животных к повы­шенному поступлению токсикантов, приводимые данные, подобно об­суждаемым для растительных популяций, скорее всего, отражают эф­фект адаптированности популяционного уровня. В силу исходной раз-нокачественности природных популяций происходит своеобразное «обогащение» популяции толерантными особями. Именно поэтому при экспериментальном содержании животных на рационах с высокими уровнями токсических элементов эта группа многоножек характеризо­валась повышенной выживаемостью по сравнению с контрольной.

Другой пример, у лягушек, обитающих в районе водоемов с промыш­ленным загрязнением, отмечены увеличения показателей абсолютного веса печени, почек, легких и жировых тел во всех возрастных группах амфибий из биотопов зоны промышленного загрязнения. Все это, возможно, свиде­тельствует о повышенном уровне метаболизма и, вероятно, связано с ин­тенсификацией функций органов и тканей под влиянием токсикантов. Хотя по имеющимся данным нельзя однозначно выделить роль адаптации на организменном уроне, есть серьезные основания считать, что и в этом слу­чае речь идет о популяционных процессах.

Факт повышенной изменчивости некоторых показателей, возни­кающей под влиянием техногенного воздействия, отмечается многими исследователями на растительных и животных объектах. Является ли это многообразие форм благом для популяции?

Однозначного ответа, видимо, не существует. Действительно, с од­ной стороны, если рассматривать техногенный фактор в качестве посто­янно действующего, то появление в популяции широкого набора форм, в различной мере приспособленных к его влиянию, видимо, обеспечи­вает популяции большую устойчивость.

С другой стороны, увеличение популяционной устойчивости по от­ношению к токсическому фактору, видимо, сопровождается потерей иных свойств, повышающих ее приспособленность в «обычных» при­родных условиях. Так, не случайно популяция на «чистых» участках состоит из иных форм растений по сравнению с загрязненными.

Проблема популяционной адаптации – сложнейшая в экологиче­ской токсикологии. Ее решение во многом базируется на фундамен­тальных закономерностях популяционной генетики.

Дата добавления: 2015-02-05 | Просмотры: 1155 | Нарушение авторских прав