Биоповреждаемость как ответ природы на вторжение человека в изменение круговорота

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 

«Красноярский государственный  торгово-экономический институт»

 

 

 

Кафедра товароведения  и экспертизы непродовольственных товаров

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

На тему «Биоповреждаемость как ответ природы на вторжение человека в изменение круговорота»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила Студентка 4 курса Группы ТД-08-1 Тормашова Н.А.

Проверил д.б.н., профессор Степень Р.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2011

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………3

1.Связь биоразрушающих процессов и окружающей среды…………………..4

2. Биоповреждения в наземно-воздушной среде обитания, почве

2.1. Грибы……………………………………………………………………….....7

2.2.Насекомые…………………………………………………………………....11

2.3. грызуны……………………………………………………………………...13

2.4.Птицы………………………………………………………………………...16

3.Биоповреждения в водной среде. Морские обрастания…………………….19

Заключение……………………………………………………………………….23

Библиографический список…………………………………………………….26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Биоповреждения — реакция окружающей среды на то новое, что вносит в нее человек. Создаваемые человеком материалы и изделия вовлекаются в естественные процессы, протекающие в биосфере, включаются в естественные биоценозы. Во всех ситуациях, связанных с биоповреждениями, взаимодействуют, с одной стороны, организмы и окружающая среда, с другой — творения человеческих рук. Изучая взаимодействие этих компонентов, прежде всего с точки зрения их хозяйственной деятельности и существования человека, проблема биоповреждений основывается на комплексных эколого-технологических подходах.  

Связь биоразрушающих процессов  и окружающей среды.

Окружающая среда является фоном, на котором протекают биоповреждающие процессы, подверженные, кстати, ее постоянному влиянию. Вне среды - биоповреждения не возникают и не существуют. Биоповреждения имеют в окружающей среде свои аналоги —экологические прототипы, свидетельствующие о том, что сходные явления возникали и протекали в природе и до появления человека и, что особенно важно, имеют место сейчас, когда человек, непрерывно насыщая среду изделиями и материалами, создает условия для возникновения биоповреждений.   
Так, одно из биоповреждений — обрастание судна водорослями, ракообразными и моллюсками — имеет в природе свои экологические прототипы в виде обросших этими же организмами плавающих предметов естественного происхождения, например упавших в воду деревьев и т. д. При этом реакция организмов на новый предмет, попавший в среду, в частности благодаря деятельности человека, подчас бывает такой же, как на экологически им хорошо знакомый.  
Процессы биоповреждений не только испытывают влияния со стороны окружающей среды, но и в свою очередь влияют на нее, меняя все находящееся в ближайшем окружении. Сам по себе объект, созданный человеком и внесенный им в окружающую среду, является мощным экологическим фактором, который в одних случаях активно используется организмами, в других — действует на них отрицательно, в третьих — косвенно открывает для них новые возможности в отношении местообитаний и расселения.  
Во всех этих случаях атакующий объект организм меняет свойства и добавляет новые, важные в экологическом отношении качества, одновременно выполняя роль своеобразного гида, вводящего этот объект в биоценотические цепи, существующие в природе или вновь возникающие под влиянием деятельности человека.  
Тесные связи биоповреждающих процессов с окружающей средой проявляются в том, что объекты, будучи внесенными человеком в природу, включаются в естественные биоценозы чаще всего с помощью атакующих их организмов, которые связаны с другими членами биоценоза и тем самым предоставляют имеющиеся в их распоряжении сложившиеся контакты вновь рекрутированным членам, ими же «приведенным». В других случаях вокруг объекта и атакующего его организма складывается новый, искусственный биоценоз с новыми биоценотическими связями и взаимоотношениями, в этом случае решающим фактором будут экологическая «полезность» объекта, возможность его использования организмами в экологических целях. Таким образом, рассматривая биоповреждения с экологической точки зрения, мы видим, как серьезны и аргументированы позиции специалистов, отдающих предпочтение экологическому фактору в возникновении и развитии биоповреждающего процесса. Однако вполне ли исчерпывающими и до конца аргументированными являются взгляды экологов на природу биоповреждений? Ведь нельзя не учитывать того, что существование антропогенного фактора в виде человека и результатов его деятельности является необходимым условием биоповреждений как явления. Необходимо всегда помнить, что к проблеме биоповреждений имеет отношение только та его часть, которая уже добыта, складирована и в какой-то степени обработана, т. е. включена в производство. Тем более это относится к сырью, находящемуся в стадии перевозки с использованием любых транспортных средств. Если же оценивать роль антропогенного фактора в возникновении и развитии биоповреждающего процесса более конкретно, то человек фиксирует начало и конец воздействия живых организмов на объект, который он сам производит и вносит в природу, а затем по мере необходимости удаляет из нее. В то же время он может сдвинуть начало биоповреждающего процесса, используя для этой цели специальные защитные средства. Ограничив или сняв вообще действие защитных средств, человек в состоянии открыть дорогу биоповреждающему воздействию, сделав свой объект доступным для организмов.  
Не менее важными и существенными для понимания роли антропогенного фактора в возникновении биоповреждений являются функции, регулирующие биоповреждающий процесс, меняющие его силу, ускоряющие или замедляющие его, вплоть до временной остановки. Этими возможностями человек также располагает, имея в своем распоряжении все те же защитные (в этом случае назовем их регулирующие) средства.  
Таким образом, биоповреждение — это одновременно и экологическое, и антропогенно-технологическое явление. Именно это принципиально важное положение составляет основу эколого-технологической концепции биоповреждений .

Грибы.

Повреждения материалов, вызываемое грибами, имеют место в самых различных экологических условиях, причем нередко этот процесс является звеньями общего круговорота веществ в природе. Для грибов наиболее привычными субстратами являются опавшие листья, сучья, пни. В обстановке, создаваемой человеком, они развиваются в первую очередь также на материалах растительного происхождения – древесине, бумаге, ткани. В очагах повреждения указанных материалов, как и в природе, возникают определенные экосистемы. В них происходит круговорот веществ и обмен энергией организмов друг с другом и внешней средой. Однако нужно иметь в виду, что биологические системы, образующиеся на поврежденных материалах, имеют более упрощенную структуру, как на материалах присутствуют лишь отдельные представителе природного биоценоза. Кроме того, для подобных экосистем характерны укороченные пищевые цепи и ослабленная саморегуляция, вследствие чего нередко преимущественное развитие получают отдельные организмы.  
Процессы, протекающие на других поврежденных материалах— пластмассах, резинах, металлах, стекле нельзя отождествлять с биоценотическими отношениями, имеющими место в природных условиях. Пока преждевременно говорить о существовании устойчивых сочетаний микроорганизмов на этих относительно новых для грибов материалах, так как считается, что каждый биоценоз должен иметь свою историю, ареал, структуру, признаки оригинальности и самостоятельности (Ф. Рамад, 1981). Тем не менее, можно выделить некоторые общие закономерности в экологии грибов-биодеструкторов.  
Положение организмов в любой экосистеме определяется, прежде всего, их трофическими связями. Грибы, вызывающие биоповреждения, входят в группу гетеротрофных сапротрофов. Они тесно связаны с субстратом, обладают большой поверхностью всасывания и оказывают активное влияние на окружающую среду через продукты метаболизма. Несмотря на то что все микодеструкторы гетеротрофы, они очень разнообразны по своим пищевым потребностям. На основании отношения к субстрату их можно разделить на две группы: неспецифические и специфические сапротрофы.  
К неспецифическим сапротрофам относятся грибы-полифаги встречающиеся на различных субстратах. Из них чаще всего на промышленных материалах развиваются виды родов Aspergillus,, Penicillium, Trichoderma, Alternaria, Fusarium (см. приложение рис.1).  
Грибы этих родов образуют разнообразные и в обильном количестве ферменты, способствующие их активной биохимической деятельности, которая выражается в разрушении материалов. Однако даже для одного и того же гриба данное вещество может иметь неодинаковую питательную ценность в зависимости от ряда условий, таких, как температура, влажность, наличие других питательных веществ. Например, распространенные на юге виды пенициллов, входящие в секциюMonoverticillata, обладают меньшей способостью к кислотообразованию и разрушению клетчатки, чем пени-циллы из секции Asymmetrica, доминирующие на севере. Изоляты северных районов обладают более высокой каталазной активностью, чем южных.  
Специфические сапротрофы, встречающиеся на поврежденный материалах, состоят из более или менее специализированных организмов. Они сформировались в процессе приспособительной эволюции к тем или иным субстратам. К грибам такого рода относится домовый гриб Serpula lacrymans, развивающийся только на деловой древесине. Другим примером может служить Cladosporium resinae, который растет на производных нефти, предпочитая бензин и керосин.  
Целлюлозоразрушающие грибы — менее специфичны по своим пищевым потребностям, так как к ним относятся грибы, у которых свойство разрушать целлюлозу может быть выражено в разной степени, от очень слабой до сильной.

 Эти группы четко прослеживаются при заселении и последующем разрушении промышленных материалов различного химического состава.  
Сукцессии видов, или определенная смена микодеструкторов, изучена лишь на отдельных материалах. Так, смена экологических групп в зависимости от пищевых потребностей хорошо прослеживается на таком субстрате, как древесина. В последовательности ее заселения большую роль играют физиолого-биохимические особенности грибов. Первыми на мертвых древесных субстратах появляются грибы, использующие легко доступные углеводы (сахара, крахмал, гемицеллюлозы). Эту группу составляют только быстро растущие формы, у которых при наличии подходящего субстрата быстро прорастают споры и «покоящиеся клетки. Кроме того, многие из них образуют антибиотики. Все эти свойства позволяют грибам сразу занять господствующе положение. Первыми поселяются на древесине мукоровые грибы отдельные виды родов Penicillium и Aspergillus и некоторые другие. .

Для повреждения материалов необходимо присутствие микроорганизмов в окружающей среде. Грибы очень широко распространены по всему земному шару. Они присутствуют в почве, воде и воздухе. Большинство грибов, вызывающих повреждения материалов, обладает высокой энергией размножения. Например, сухоспоровые формы (виды аспергиллов, пенициллов, триходермы, скопуляриопсиса) образуют такое количество спор, которое исчисляется миллионами и сотнями тысяч. Споры настолько малы и масса их так незначительна, что при малейшем движении воздуха они поднимаются на большую высоту и переносятся на значительные расстояния. Благодаря своим микроскопическим размерам они могут проникать в невидимые глазу трещины и поры, которыми пронизаны такие плотные материалы, как гранит и металл. Иногда грибы обнаруживаются на стыке полимера и входящих в его состав компонентов. Споры могут увлекаться просачивающейся с поверхности водой вглубь некоторых материалов, особенно пористых. Эти примеры свидетельствуют о том, что грибы можно встретить всюду, даже там, куда не проникают другие организмы.  
Большую роль при заселении материалов играет способность спор адсорбироваться на гладкой поверхности. Адгезия является первым этапом биоповреждений твердых нерастворимых субстратов.  
Закрепившись на поверхности материалов, при благоприятных условиях споры прорастают, образуя мицелий. Мицелиальное строение грибов является одной из наиболее важных биологических особенностей, определяющих их специфику взаимоотношения со средой. Мицелий быстро распространяется по субстрату и захватывает большие площади. Так, мицелиальные тяжи, которые образуют домовые грибы, могут достигать несколько метров.

Насекомые – разрушители  материалов .

 
Красочный мир насекомых поражает богатством и разнообразием форм, а по численности видов и обилию населения он не имеет равных среди животных. Насекомые присутствуют во всех географических зонах Земли от северных полярных островов до антарктического побережья, достигая наибольшей численности в тропическом поясе. Они заселили всевозможные водоемы, почву, травянистую и древесную растительность, сожительствуют с разнообразными животными и проникают в жилище человека. В тайге и степи, в пустыне и на болоте, в поле и на лугу, в городе н селе – всюду обитают эти шестиногие существа.  
Пищевые связи насекомых столь многообразны, что в природе трудно найти какой-либо субстрат, растение или животное, которые бы в той или иной степени не подвергались нападению насекомых. Вместе с тем в каждом конкретном случае пищевая специализация отдельных видов более или менее узко определена, и питание их может быть приурочено не только к определенным видам растений, но и к отдельным органам н тканям. Так, среди растительноядных насекомых – фитофагов можно выделить короедов, лубоедов, заболонников и дровосеков. Все они относятся к стволовым вредителям, но повреждают разные ткани дерева.

Только на территории нашей страны зарегистрировано более 200 видов насекомых, способных повреждать различные материалы и изделия. Конечно, не все они в одинаковой степени опасны; проявляют себя наиболее часто п причиняют особенно значительный ущерб примерно 80 видов. Большинство из них относится к двум крупнейшим отрядам и включает около 50 видов жуков и более 20 видов бабочек. Остальные единичные виды вредителей представляют отряды термитов, сеноедов, перепончатокрылых и щетинохвосток (табл. I).  
Наиболее тесная связь насекомых наблюдается с материалами растительного и животного происхождения, которым они причиняют пищевые повреждения. Круг растительных материалов и изделий, которые страдают от насекомых, довольно широк. В него входят древесина всех пород в виде бревен, досок и других строительных материалов; мебель, изделия из древесины, луба, пробки, соломы, хлопка, льна; продукты переработки древесины: бумага, картон, древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фанера и ряд других. Из материалов животного происхождения насекомые повреждают шерсть, кожу, меха, волос, щетину, пух, перо и всевозможные изделия из этих продуктов. Часто важным стимулирующим фактором для насекомых является наличие в изделиях мучного или костного клея, способствующею наиболее интенсивному повреждению.  
Объектом нападения многих насекомых могут быть ботанические гербарии и зоологические коллекции. В музеях, где имеются предметы из самых разнообразных материалов, набор вредителей довольно велик. Только в России обнаружено более 40 видов вредных насекомых. Из них чаще и сильнее других вредят мебельный, домовый и хлебные точильщики, музейный жук», кожееды, притворяшка вор, платяная и мебельная моли, размножающиеся иногда в больших количествах. В библиотеках и архивах иногда в огромных массах появляются жуки-притворяшки и кожееды, хлебный точильщик, чешуйницы и сеноеды.  
Кроме пищевых повреждений, которые часто приводят к полному уничтожению материала, насекомые иногда могут портить и несъедобные для них изделия. Если пищевой субстрат насекомые активно разыскивают и часто размножаются в нем в больших количествах, то непищевые повреждения носят обычно случайный характер и чаще появляются там, где в элементы конструкций или изделий входят также природные органические материалы. При миграциях для окукливания или в поисках пищи насекомые могут повреждать самые разнообразные материалы. Среди них искусственные, синтетические и стеклянные ткани, синтетические пленки, электроизоляционные материалы, резина, многие пластмассы, тепло- и звукоизоляционные материалы и даже свинец.  
Случайные повреждения изделий и материалов обычно не достигают такого масштаба, как пищевые, да и степень уничтожения материала при этом бывает значительно меньше.