Инфузория, как вид простейших организмов
Главная
Биология и естествознание
Инфузория, как вид простейших организмов
Изучение типов и строения простейших организмов – инфузорий. Отличительные черты инфузории туфельки, инфузории-стилохонии, инфузории трубач, инфузории балантидий. Характеристика бесполого и полового размножение, органов дыхания, движения, осморегуляции.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
К типу Инфузории относят около 6000 видов простейших, органеллами движения которых служит большое количество ресничек. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного — макронуклеуса — и более мелкого генеративного — микронуклеуса.
Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.
Среди инфузорий есть свободноживущие обитатели пресных и морских водоемов и паразиты человека и животных.
К свободноживущим инфузориям относят инфузорию туфельку . Размеры клетки 0,1-0,3 мм. Простейшее имеет постоянную форму, так как эктоплазма уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузории покрыто ресничками. Их насчитывают от 10 до 15 тыс. В эктоплазме инфузории имеют защитные образоания — трихоцисты. При раздражении трихоцисты выстреливают наружу, превращаясь в длинные нити, парализующие жертву. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме развиваются новые.
К органеллам питания относят ротовое отверстие, расположенное на брюшной стороне и ведущее в клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Вода с бактериями через елнточный рот попадает в эндоплазму, где образуются пищеварительные вакуоли.
Вакуоли передвигаются вдоль тела инфузории.
Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи удаляются наружу через порошицу — отверстие, расположенное неподалеку от заднего конца тела инфузории.
У инфузории туфельки есть две сократительные вакуоли, расположенные в передней и задней частях тела. Каждая вакуоль состоит из округлого резервуара и подходящих к нему в виде звезды 5 — 7 канальцев. Жидкие продукты и вода из цитоплазмы сначала поступают в приводящие канальцы, затем канальцы все сразу сокращаются и изливают свое содержимое в резервуар, после чего последний сокращается и выбрасывает жидкость через отверстие наружу, а канальцы в это время вновь наполняются. Вакуоли сокращаются поочередно.
Бесполое размножение инфузорий осуществляется путем поперечного деления и сопровождается делением макро- и микронуклеусов. Размножение повторяется 1 — 2 раза в сутки. Через несколько поколений в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который называют конъюгацией.
Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их соприкосновения растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом.
В результате в каждой инфузории образуются мужское (мигрирующее) и женское (стационарное) ядра. Затем между особями происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при половом процессе число инфузорий не увеличивается, а обновляются наследственные свойства макронуклеуса и возникают новые комбинации генетической информации.
У человека в просвете толстого кишечника может паразитировать инфузория балантидий — возбудитель балантидиаза. Клинически это тяжелое заболевание выражается в кровавом поносе, коликах, лихорадке и мышечной слабости.
Основным источником распространения балантидиоза служат свиньи, зараженные балантидиями. Балантидий в кишечнике свиней образуют цисты, которые с фекалиями попадают во внешнюю среду и там сохраняются длительное время. Заражение человека происходит при занесении цист в пищеварительный тракт с грязными руками или пищей. Часто балантидиозом болеют люди, связанные с работой по уходу за свиньями или обработкой свинины.
Диагноз ставят при нахождении балантидия в фекалиях. Профилактика та же, что и при других кишечных заболеваниях.
Наиболее типичный широко распространенный представитель ресничных — инфузория туфелька (Paramecium). Она обитает в стоячей воде, а также в пресноводных водоемах с очень слабым течением, содержащих разлагающийся органический материал.
Сложность строения клетки у парамеции объясняется тем обстоятельством, что ей приходится выполнять все функции, присущие целому организму, а именно питание, осморегуляцию и передвижение. Тело парамеции имеет характерную форму: передний конец у нее тупой, а задний несколько заострен.
Реснички инфузории туфельки расположены парами по всей поверхности клетки. Располагаясь продольными диагональными рядами, они, совершая биения, заставляют инфузорию вращаться и продвигаться вперед. Между ресничками находятся отверстия, ведущие в особые камеры, называемые трихоцистами. Из этих камер под влиянием определенных раздражителей могут выстреливать тонкие остроконечные нити, используемые, вероятно, для удержания добычи.
Под пелликулой инфузории туфельки располагается эктоплазма — прозрачный слой плотной цитоплазмы консистенции геля. В эктоплазме находятся базальные тельца (идентичные центриолям), от которых отходят реснички, а между базальными тельцами имеется сеть тонких фибрилл, участвующих, по-видимому, в координировании биения ресничек.
Основная масса цитоплазмы инфузории туфельки представлена эндоплазмой, имеющей более жидкую консистенцию, чем эктоплазма. Именно в эндоплазме расположено большинство органелл. На вентральной (нижней) поверхности туфельки ближе к ее переднему концу находится околоротовая воронка, на дне которой находится рот, или цитостом.
Рот инфузории туфельки ведет в короткий канал — цитофаринкс, или глотку. Как околоротовая воронка, так и глотка могут быть выстланы ресничками, движения которых направляют к цитостому поток воды, несущей с собой различные пищевые частицы, такие, например, как бактерии. Вокруг попавших в цитоплазму путем эндоцитоза пищевых частиц образуется пищевая вакуоль. Эти вакуоли перемещаются по эндоплазме к так называемой порошице, через которую непереваренные остатки путем экзоцитоза выводятся наружу.
В цитоплазме инфузории туфельки имеются также две сократительные вакуоли, местоположение которых в клетке строго фиксировано. Эти вакуоли отвечают за осморегуляцию, т. е. поддерживают в клетке определенный водный потенциал. Жизнь в пресной воде осложняется тем, что в клетку постоянно поступает вода в результате осмоса; эта вода должна непрерывно выводиться из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв.
Происходит это с помощью процесса активного транспорта, требующего затраты энергии. Вокруг каждой сократительной вакуоли инфузории туфельки расположен ряд расходящихся лучами каналов, собирающих воду, перед тем как высвободить ее в центральную вакуоль.
В клетке парамеции инфузории туфельки находятся два ядра. Большее из них — макронуклеус — полиплоидное; оно имеет более двух наборов хромосом и контролирует метаболические процессы, не связанные с размножением. Микронуклеус — диплоидное ядро. Оно контролирует размножение и образование макронуклеусов при делении ядра.
Парамеция инфузории туфельки может размножаться и бесполым путем (поперечным делением надвое) и половым (путем конъюгации).
Совершая ресничками волнообразные движения, туфелька передвигается (плывёт тупым концом вперёд). Ресничка движется в одной плоскости и совершает прямой (эффективный) удар в выпрямленном состоянии, а возвратный — в изогнутом. Каждая следующая ресничка в ряду совершает удар с небольшой задержкой по сравнению с предыдущей. Плывя в толще воды, туфелька вращается вокруг продольной оси. Скорость движения — около 2 мм/c. Направление движения может меняться за счёт изгибаний тела. При столкновении с препятствием направление прямого удара меняется на противоположное, и туфелька отскакивает назад.
Затем она некоторое время «раскачивается» взад-вперед, а затем снова начинает движение вперёд. При столкновении с препятствием мембрана клетки деполяризуется, и в клетку входят ионы кальция. В фазе «раскачивания» кальций выкачивается из клетки
Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль. Основная функция сократительных вакуолей осморегуляторная. Они выводят из клетки излишки воды, проникающие туда за счёт осмоса . Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в резервуар. При сокращении резервуара он отделяется от приоводящих каналов, а воды выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 10—15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.
У туфельки есть бесполое и половое размножение (половой процесс).
Бесполое размножение — поперечное деление в активном состоянии. Оно сопровождается сложными процессами регенерации. Например, одна из особей заново образует клеточный рот с околоротовой цилиатурой, каждая достраивает недостающую сократительную вакуоль, происходит размножение базальных телец и образование новых ресничек и т.п.
Половой процесс, как и у других инфузорий, происходит в форме конъюгации. Туфельки, относящиеся к разным клонам, временно «склеиваются» ротовыми сторонами, и между клетками образуется цитоплазматический мостик. Затем макронуклеусы конъюгирующих инфузорий разрушаются, а микронуклеусы делятся путем мейоза. Из образовавшихся четырех гаплоидных ядер три погибают, а оставшаяся делится митозом. В каждой инфузории теперь есть два гаплоидных пронуклеуса — один из них женский (стационарный), а другой — мужской (мигрирующий). Инфузории обмениваются мужскими пронуклеусами, а женские остаются в «своей» клетке. Затем в каждой инфузории «свой» женский и «чужой» мужской пронуклеусы сливаются, образуя диплоидное ядро — синкарион.
При делении синкариона образуется два ядра. Одно из них становится диплоидным микронуклеусом, а второе превращается в полиплоидный макронуклеус. Реально этот процесс происходит сложнее и сопровождается специальными постконъюгационными делениями.
Род простейших из подкласса кругоресничных инфузорий (Peritricha). Включает свыше 100 широко распространённых видов, живущих в морской и пресной воде. С. — сидячие животные, прикрепляются к субстрату (в отличие от других родов Peritricha) при помощи неветвящегося сократительного стебелька. Тело С., имеющее форму колокольчика, лишено ресничек. На расширенном переднем его конце (адоральная зона) расположен двойной ряд ресниц (обычно сливающихся в меморанеллы), закрученный влево (в отличие от спиральноресничных инфузорий, у которых адоральная зона мембранелл закручена вправо). Околоротовая спираль ведет к ротовому отверстию. Питаются С. мелкими взвешенными в воде органическими частицами (например, бактериями, детритом). При бесполом размножении в результате деления образуются снабженные венчиком ресниц свободноплавающие «бродяжки», которые затем образуют стебелёк и прикрепляются к субстрату.
Половой процесс — по типу анизогамной конъюгации (крупные неподвижные макроконъюганты и мелкие подвижные микроконъюганты).
Род простейших класса инфузорий подотряда разноресничных. Длина до 1 мм . Свыше 10 видов. Тело в форме воронки. На расширенном переднем конце мощно развитая зона околоротовых мембранелл, направляющих ток пищевых частиц к ротовому отверстию. Остальное тело покрыто продольными рядами мелких ресничек. Способны резко сокращаться, принимая шарообразную форму благодаря сократительным нитям — мионемам . Могут свободно плавать или прикрепляться к субстрату суженным задним концом. Обитают в морях и пресных водах. У некоторых видов в цитоплазме имеются многочисленные симбионты — одноклеточные водоросли.
Есть такая инфузория — стилонихия. Под влиянием летучих фитонцидов лука она распадается на мельчайшие зернышки и даже растворяется. Такое явление микробиологи называют лизисом. Тело инфузории «исчезает». То же происходит с инфузорией, называемой «локсодес рострум».
В течение 10—15 секунд все ее тело растворяется в окружающей жидкой среде!
В совершенно тех же условиях другая инфузория — спиростомум терес — под влиянием тех же фитонцидов распадается на зернышки, но растворения всего тела не происходит. Эту смерть мы называем з ернистым распадом.
Некоторые простейшие под влиянием фитонцидов умирают, сохраняя свое строение, все свои основные структуры — ядро, реснички, благодаря которым происходит движение, и т. д. Более того, эти структуры становятся отчетливее — при умирании как бы закрепляется их строение. Микроорганизм умер, но он кажется нормальным. В таком состоянии микроб может находиться час, другой, третий и даже более суток. Затем уже начинает совершаться саморазложение очень сложное химическое явление распада белков и других соединений. Примером такого явления может служить фиксация структур и последующий распад у инфузории, называемой опа-линой, паразитирующей в кишечнике лягушки.
Инфузории — биологический класс свободноживущих и паразитических животных, выступающий в виде высокоорганизованных простейших с наиболее сложной системой органелл.
Определение роли, которую играют свободноживущие инфузории в пищевых цепях водоема. реферат [338,9 K], добавлен 24.04.2019
Класс инфузории — наиболее высокоорганизованные простейшие. Инфузория-туфелька наиболее распространенный представитель. Губки – водные сидячие многоклеточные животные. Сравнительная характеристика основных классов губок. реферат [148,2 K], добавлен 11.09.2007
Классификация простейших (Protozoa), как типа одноклеточных животных из группы эукариотов. Виды простейших: жгутиковые, радиолярии, инфузории, амебы, водоросли. Способы их питания, строение, размножение и наиболее распространенные представители. реферат [31,5 K], добавлен 21.10.2009
Простейшие. Четыре основных класса простейших. Размножение — основа жизни. Большая роль маленьких простейших. Среда обитания простейших — море, пресные воды, влажная почва. Жгутиковые, корненожки, споровики, инфузории. Возбудители опасных болезней. реферат [15,6 K], добавлен 01.10.2006
Строение клетки, классификация простейших.
Амебы — наиболее просто устроенные корненожки без скелета. Класс раковинные амебы, их обитание в пресных водах и торфяных болотах. Ресничные и сосущие инфузории. Значение простейших в природе и жизни человека. презентация [4,7 M], добавлен 21.02.2011
Амеба как студенистое одноклеточное микроскопическое существо, его свойства и строение, особенности передвижения и питания. Описание строения инфузории-туфельки как самого сложного у простейших. Описание строения жгутиковых. Поведение дизентерийной амебы. реферат [611,9 K], добавлен 05.06.2010
Доказательство возможности выработки электричества животными Фарадеем, устройство и принцип действия электрических органов рыб. Роль электричества в жизни инфузории туфельки и бактерий. Применение электричества при изучении механизмов условных рефлексов. реферат [51,8 K], добавлен 08.08.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Инфузория, как вид простейших организмов реферат. Биология и естествознание.
Курсовая работа по теме Обработка результатов многократных прямых равноточных измерений
Реферат по теме Особенности организации оперативного планирования единичного производства
Доклад по теме Семенов Сергей
Реферат по теме Силові трансформатори. Будова, монтаж, обслуговування
Курсовая работа: Естетичне виховання особистості
Реферат по теме Псориаз ( чешуйчатый лишай)
Курсовая работа: Разработка АРМ на основе персонального компьютера для дома. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Communication Research Essay Research Paper Question 2The
Предприниматель Это Человек Использующий Любую Возможность Эссе
Реферат: Общая классификация и характеристика ассортимента косметических товаров
Становление социальной психологии США
Реферат На Тему Виды Материалов
Реферат по теме История болезни Ф.
И. Шаляпина
Реферат: Природно-ресурсный потенциал Франции. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Проектирование здания двухэтажного жилого дома
Депозитная Политика Коммерческого Банка Дипломная Работа
Курсовая Работа На Тему Миграция Рабочей Силы На Примере России
Взаимодействие с периферийными устройствами
Курсовая работа: Имущество организации по составу и размещению
Доклад: Гарсия II Санчес король Наварры
Антропология как наука — Биология и естествознание реферат
Формирование навыков здорового образа жизни — Безопасность жизнедеятельности и охрана труда контрольная работа
Правила поведения населения при угрозе совершения террористического акта — Безопасность жизнедеятельности и охрана труда контрольная работа
А белые медведи зимой тоже спят?
Как это ни удивительно, почти не спят! То есть спят-то они нормально, как и летом (только летом они обычно спят больше). А вот в зимний сон они не впадают. («Спячку» медведей правильнее называть зимним сном; настоящей спячки у медведей нет, так как температура тела их почти не падает, и в любой момент они могут проснуться.
) В зимний сон впадают только беременные и выкармливающие новорожденных детенышей самки. Остальные белые медведи если и залегают в берлоги, то ненадолго и не каждый год.
А удивительно это потому, что белый медведь — ближайший родственник бурого медведя. Они произошли от общих предков, которые жили всего 150 тысяч лет назад (для эволюции видов это совсем недавно). Даже в дикой природе эти виды иногда скрещиваются между собой. При этом по своему образу жизни белые медведи резко отличаются от бурых.
Основная пища белых медведей — нерпы. Это такие тюлени. Охотятся на них белые медведи на льду. Они либо выхватывают нерпу лапой из лунки во льду, через которую тюлень дышит, либо подстерегают и хватают нерп, которые вылезли на лед отдыхать. Во многих районах Арктики, где живут белые медведи, к концу лета лед почти полностью тает. Охотиться на тюленей они больше не могут. На суше большинство арктических животных способны убежать от белого медведя, а в море — уплыть от него. Хорошо, если удается найти тушу мертвого кита или моржа на берегу.
А если нет — тогда в конце лета и осенью медведи голодают иногда по несколько месяцев. Так что зимой они не спят, а снова начинают охотиться, как только появляется лед.
Но самкам деваться некуда — им приходится залегать в берлоги. Ведь медвежата у белого медведя, как и у других медведей, рождаются маленькими (их масса — меньше килограмма) и слепыми; они покрыты лишь коротким пушком. Обычно самки устраивают берлогу на берегу, иногда в 50 км от берега моря. Как правило, берлогу медведица делает в снежной дюне, но если снега мало, может вырыть и нору в мерзлом грунте. Самка залегает в берлогу как раз тогда, когда тает лед и охотиться становится сложно. Медвежата обычно рождаются в ноябре-январе, а в берлоге остаются до февраля-марта. До рождения медвежат медведица действительно в основном спит, но во время родов просыпается, и после родов спать ей приходится уже меньше. Однако она всё равно до выхода из берлоги находится в состоянии зимнего сна: не ест, не пьет, не писает и не какает.
Как же самка ухитряется накопить питательные вещества для долгого сна и для выкармливания медвежат (а их обычно двое)? Оказывается, спаривание у белых медведей происходит еще весной — в апреле-мае. Сразу после спаривания беременные самки начинают так усиленно питаться, что к осени становятся тяжелее на 200 кг — их масса иногда почти удваивается! При этом развитие зародышей в животе у медведицы весной останавливается на ранней стадии и продолжается только осенью; до этого они находятся в состоянии покоя (называется это по-научному эмбриональная диапауза). Видимо, это позволяет медведицам «подогнать» начало развития эмбрионов ко времени залегания в берлогу; ведь это время сильно зависит от условий в данной местности и даже от погоды в данный год.
Не очень понятно, почему бы так же не наедаться всем белым медведям. Но они почему-то этого не делают.
Интересно, что, видимо, в любое время года при длительном голодании белые медведи как бы «спят на ходу». В их крови резко падает концентрация мочевины, что характерно для остальных видов медведей в период спячки.
Медведи умеют использовать мочевину для синтеза аминокислот и белков плазмы (жидкой части) крови. (Концентрация белков в плазме должна быть по возможности постоянной, иначе возникают разнообразные проблемы с транспортом жидкостей и обменом веществ в организме.) Кроме того, чем ниже содержание мочевины, тем меньше нужно выводить ее с мочой, а значит, меньше нужно пить. Хотя вода в виде снега обычно легко доступна в Арктике, пить (а точнее, есть) ее энергетически невыгодно — много энергии теряется на ее согревание.
Если у бурого медведя концентрация мочевины понизилась, он становится вялым, уже не хочет есть и впадает в сон. Но белый медведь при наличии пищи вновь начинает есть и поднимает концентрацию мочевины до нормального уровня.
Интересно, что за период зимнего сна белый медведь как-то ухитряется почти не потерять массы костей и мышц. Обычно у человека и других животных их масса резко снижается при длительной неподвижности, даже когда есть пища; уменьшается масса костей и мышц и у других видов медведей в период сна.
А вот у белого медведя расходуется почти один только жир. Выходит, что в каких-то отношениях белые медведи более приспособлены к зимнему сну.
Ответил: Сергей Глаголев
Чувствуете запах костра в Форт-Уэйне? Профессор PFW объясняет, почему и что это значит
автор: Джада Джонс
Опубликовано:
Обновлено:
FORT WAYNE, Ind. (WANE) — Если во вторник вы вышли на улицу и подумали, что чувствуете запах костра, вы не одиноки. Высокий уровень содержания мелких частиц в воздухе — вот что сделало вторник днем действий по обеспечению качества воздуха.
Департамент охраны окружающей среды штата Индиана заявил, что воздух вреден для всех в Форт-Уэйне и прилегающих районах, а не только для уязвимых групп.
Мелкие частицы, которые делают воздух вредным для здоровья, появляются в результате лесных пожаров в Канаде.
Брюс Кингсбери, директор Центра экологических ресурсов Университета Пердью в Форт-Уэйне, сказал, что воздух в Форт-Уэйне очень редко попадает в красную или вредную для здоровья категорию. Он считает, что это предзнаменование с точки зрения изменения климата.
«То, что столб дыма из Канады спускается сюда и влияет на нашу погоду, я думаю, является интересным напоминанием, настоящим напоминанием нам о том, как на качество жизни влияет то, что происходит в других областях. И если мы загрязняем воздух, это загрязнение уходит куда-то еще или остается здесь, а когда есть загрязнение из других мест, это может повлиять и на нас», — сказал Кингсбери.
На среду объявлен День действий штата по качеству воздухаКингсбери сказал, что частицы в воздухе настолько малы, что ваше тело не имеет хорошей защиты от них.
«У вас есть слизистая оболочка, у вас есть маленькие реснички, которые помогают выталкивать более крупные частицы. Но когда у вас есть такие маленькие частицы, они попадают прямо в ваши легкие и, таким образом, вызывают множество проблем со слизистой оболочкой легких», — сказал Кингсбери.
Должностные лица советуют населению ограничить время, проводимое на улице, и занятия спортом. Для тех, кто может работать на открытом воздухе, Кингсбери сказал, что было бы неплохо носить маску, предназначенную для защиты от этих частиц.
«Я думаю, что для большинства из нас, надеюсь, вы просто замедляете ход событий и не напрягаетесь так сильно, как могли бы в противном случае, и пользуетесь возможностью, чтобы уйти в помещение, когда это возможно», — сказал Кингсбери.
Если Форт-Уэйн и прилегающие районы перейдут в фиолетовую категорию, что означает очень вредно для здоровья, Кингсбери сказал, что применяются те же правила. На данный момент самый безопасный вариант — не оставаться на открытом воздухе в течение длительного периода времени.
«В этой ситуации вы постоянно дышите этим в течение многих часов. Так что дело не в том, что направление изменилось, дым идет [и] ненадолго поражает вас. Вместо этого час за часом вы вдыхаете это, и поэтому вы приносите все эти частицы в свое тело», — сказал Кингсбери.
Чтобы быть в курсе того, когда и где проходят Дни действий по обеспечению качества воздуха, нажмите здесь.
Copyright Nexstar Media Inc., 2023. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.
Актуальные истории
Просмотреть все BestReviews Picks
Не пропустите
Жара высвобождает смертельный, но недооцененный загрязнитель
Сушмита Патхак
Наука
Индийские города, пострадавшие от повышения температуры и плохого качества воздуха, становятся очагами озонового загрязнения, которое оказалось трудно решить.
Фото: Салман Али/Hindustan Times/Getty Images
Лютьенс Дели — один из самых знаковых районов столицы Индии.
Здесь находится парламент страны, многочисленные посольства и пышный парк эпохи Великих Моголов площадью 90 акров. Это архитектурный рай, соединенный усаженными деревьями улицами и кольцевыми развязками с мини-садами. Тем не менее, несмотря на то, что это один из самых изысканных районов города, в этом чистом зеленом районе есть что-то зловещее. Это горячая точка для опасного и игнорируемого загрязнителя воздуха: озона.
Индия не в первый раз сталкивается с загрязнением окружающей среды: многие ее города сообщают о самом плохом качестве воздуха в мире. Каждую зиму Нью-Дели на несколько дней окутывает смог. Но дискуссии о загрязнении воздуха и мерах по его смягчению в основном касаются твердых частиц: PM2,5 и PM10 — мелких частиц или капель диаметром всего несколько микрон. Однако ученые все чаще бьют тревогу по поводу поверхностного озона. Это вторичный загрязнитель, который не выделяется из какого-либо источника и образуется естественным путем, когда оксиды азота и летучие органические соединения, такие как бензол, содержащийся в бензине, или метан, реагируют при высокой температуре и солнечном свете.
«Даже час воздействия может привести к очень плохим последствиям для здоровья», — говорит Авикал Сомванши, научный сотрудник Центра науки и окружающей среды в Нью-Дели. В то время как озон полезен в верхних слоях атмосферы, где он поглощает ультрафиолетовое излучение, на поверхности Земли его концентрации могут быть смертельными. Данные о его воздействии отрывочны, но, по оценкам исследования 2022 года, озон убил более 400 000 человек во всем мире в 2019 году, что на 46 процентов больше, чем в 2000 году. увеличился больше всего за последнее десятилетие.
Озон разрушает дыхательные пути. Газ может «воспалить и повредить дыхательные пути» и «усугубить заболевания легких, такие как астма», предупреждает Агентство по охране окружающей среды США. Он делает это, воздействуя на реснички, микроскопические волосовидные структуры, которые выстилают дыхательные пути, помогая защитить их, объясняет Картик Баладжи, клиницист и специалист по общественной медицине из Караикала, Индия.
Дели и другие крупные индийские города отмечают всплески озона в течение всего года, но особенно во время летней жары, которая становится все более распространенной из-за изменения климата. Всемирная организация здравоохранения заявляет, что воздействие озона в воздухе в течение восьми часов не должно превышать 50 частей на миллиард; Стандарт качества воздуха в Индии гласит, что этот лимит ВОЗ не должен нарушаться более восьми дней в году, а не два дня подряд.
Самый популярный
Частично эта проблема вызвана сложными отношениями озона с другими загрязнителями воздуха. Образование озона — это циклическая реакция, означающая, что после того, как он образуется в результате реакций между загрязнителями воздуха, озон снова превращается в кислород, когда он снова реагирует с загрязняющими веществами в воздухе, такими как оксиды азота. Но если эти загрязняющие вещества отсутствуют после образования озона, он остается.
Контролировать загрязнение твердыми частицами относительно просто — вы просто регулируете их источники, такие как транспортные средства и сжигание урожая. Снизить уровень озона сложнее. «Наш прогноз того, как озон может реагировать на изменения загрязняющих веществ или изменения выбросов, усложняется факторами окружающей среды», — говорит Стив Арнольд, профессор состава атмосферы в Университете Лидса. По его словам, при попытке снизить уровень все зависит от точной смеси различных загрязняющих веществ-прекурсоров в воздухе.
Сокращение выбросов газов-прекурсоров является одним из способов уменьшения образования озона.
Но опустите их слишком сильно, и у вас не останется озона для нейтрализации уже присутствующего озона. Это именно то, что произошло в Китае, говорит Арнольд, где жесткая политика в последние десятилетия снизила загрязнение PM2,5, но проблема озона усугубилась. «Необходимо соблюдать тонкий баланс, — говорит Сомванши.
В настоящее время в центре внимания Индии находятся твердые частицы, и это правильно — это более серьезная проблема. Согласно исследованию Арнольда, 900 000 смертей в Индии каждый год связаны с PM2,5, а 374 000 связаны с озоном. Но в будущем нам следует больше беспокоиться об озоне, говорит Арнольд. Он смоделировал, как загрязнение озоном в Индии может выглядеть в ближайшие годы. «Если вы перенесетесь в 2050 год, то воздействие твердых частиц на здоровье и воздействие загрязнения озоном на здоровье станут гораздо более схожими по величине», — говорит он. Одна из причин заключается в том, что исследователи считают, что политика контроля за загрязнением окружающей среды в будущем будет более успешной в борьбе с твердыми частицами, чем озон.
Исследование Арнольда подсчитало, что к 2050 году в Индии может наблюдаться более миллиона преждевременных смертей в год, связанных с воздействием озона, если выбросы не изменятся. Даже при строгой политике контроля за загрязнением окружающей среды число преждевременных смертей из-за озона оценивается в 791 000 человек, что более чем в два раза больше, чем в 2015 году. 7
Пока газ проблема в других странах, это плохое качество воздуха в Индии и все более распространенные периоды сильной жары, которые делают озон там особенно серьезной угрозой. А Арнольда беспокоит то, как будет развиваться страна: в ближайшие десятилетия население Индии будет как растущим, так и стареющим, а это означает, что все больше людей будут подвергаться воздействию озона, и в частности, больше уязвимых.
Наносится ущерб не только здоровью человека. Озон также угрожает продовольственной безопасности, вызывая «резкое снижение урожайности», — говорит Мадхулика Агравал, профессор кафедры ботаники индуистского университета Бенарас.
Озон проникает в растения через маленькие поры на их листьях, объясняет Агравал, а затем убивает клетки, окисляя их. Затем листья начинают желтеть, и растение не может фотосинтезировать. Урожай пшеницы в Индии особенно уязвим. Страна является крупным производителем и стремится стать ведущим экспортером, однако исследования показывают, что она ежегодно теряет миллионы тонн пшеницы и риса из-за воздействия озона. Фактически, документ 2021 года показывает, что озон влияет на урожайность и качество семян всех основных сельскохозяйственных культур в Индии. Нынешняя политика «недостаточна для сокращения потерь урожая из-за воздействия озона», пишут ее авторы.
В настоящее время Сомванши говорит, что Индия «ничего не делает» в отношении озона, и что Центральный совет по контролю за загрязнением окружающей среды страны контролирует токсичный газ неправильно. CPCB ограничивает измерение загрязнения озоном на уровне 200 микрограммов на кубический метр, а сверх этого программное обеспечение для измерения просто записывает пустую ячейку в лист данных.
«На самом деле мы точно не знаем, насколько серьезной становится проблема», — говорит Сомванши, сравнивая ситуацию с проверкой чьей-то температуры с помощью термометра, который может показывать только до 100 градусов по Фаренгейту. CPCB также сообщает об уровнях озона после усреднения значений на всех станциях мониторинга в городе, что Сомванши называет «катастрофой», поскольку озон является гиперлокальным загрязнителем. «В пределах города существует огромное разнообразие, и если вы усредните его, оно всегда будет ниже стандарта», — говорит он. WIRED обратился в CPCB за комментариями, но не получил никакого ответа.
И хотя в столичном регионе развита инфраструктура мониторинга озона (в Дели и его пяти городах-спутниках имеется почти 60 станций), более 200 индийских городов вообще не проводят мониторинг озона. Остальные имеют только одну или две станции мониторинга озона, что в основном «бесполезно», говорит Сомванши, из-за локализованного характера газа.
Самый популярный
По его словам, быстрый способ смягчить проблему — это выпустить целевые предупреждения об озоне.
В США, например, рекомендации по охране здоровья в периоды высокого загрязнения озоном предупреждают жителей, чтобы они не заправляли свои автомобили, когда на улице солнечно, потому что бензин или дизельное топливо могут испаряться с образованием летучих органических соединений, которые могут еще больше увеличить образование озона. Индия могла бы сделать что-то подобное. Сомванши предполагает, что заводы также могут работать в вечернее или ночное время. Таким образом, любые оксиды азота, которые они выделяют, не будут превращаться в озон, потому что солнечного света нет. По словам Арнольда, чтобы уменьшить выбросы газов-предшественников, правительство должно поощрять «политику, которая может ограничить выбросы автотранспорта в городах».
Что касается решения проблемы продовольственной безопасности, Агравал говорит, что фермеры могут выбирать сорта сельскохозяйственных культур, которые менее восприимчивы к озону. По ее словам, некоторые растения проявляют устойчивость, и путем скрещивания мы можем получить культуры, которые менее подвержены этому воздействию.
Другим решением может быть посадка сельскохозяйственных культур в сезоны, когда уровень озона низкий, например, во время сезона дождей, но это возможно не для всех растений.
Прежде всего, говорит Арнольд, индийское правительство должно «уделить время тому, чтобы понять потенциальные последствия сокращения выбросов» и извлечь уроки из того, что произошло в Китае. Используйте «моделирование, чтобы попытаться предсказать реакцию, которую вы можете получить на политику контроля выбросов», — советует он. По его словам, загрязнение озоном больше нельзя игнорировать.
TopicsScienceEnvironmentHealthWeather
Больше от WIRED UKБизнес
Binance в глубокой беде
SEC утверждает, что крупнейшая в мире криптовалютная биржа и ее основатель Чанпэн Чжао солгали регулирующим органам и подвергли клиентов и инвесторов риску.
Джоэл Халили
Служба безопасности
Причудливая реальность выхода в Интернет в Северной Корее
Новые показания перебежчиков раскрывают повсеместное наблюдение и мониторинг ограниченных интернет-соединений.