Ghid Bacalaureat Fiziologie si anatomie umana - clasa a XI-a Genetica si ecologie umana - clasa a XII-a

Ecologia umana studiaza relatiile dintre populatiile umane si mediul inconjurator.
Ecosistemul este unitatea de baza structurala si functionala a biosferei; este alcatuit din doua componente fundamentale: biotop si biocenoza.
1.Biotopul (componenta nevie) este reprezentat de habitat si totalitatea factorilor de mediu ce il caracterizeaza.
2.Biocenoza (componenta vie) este reprezentata de totalitatea populatiilor care ocupa un anumit teritoriu.

Intr-o biocenoza exista relatii trofice reprezentate de:
I.primul nivel trofic, reprezentat de producatorii de substante organice (plante verzi, bacteriile chemosintetizante si fotosintetizante)
II.al doilea nivel trofic, reprezentat de consumatorii primari (animalele ierbivore, bacteriile parazite, plantele parazite si semiparazite)
III.al treilea nivel trofic, reprezentat de consumatorii secundari (animalele carnivore)
IV.al patrulea nivel trofic, reprezentat de consumatorii tertiari (animalele de prada ce consuma carnivore) este intilnit doar in unele biocenoze
V.al cincelea nivel trofic, reprezentat de descompunatori care transforma substantele organice in substante anorganice (bacteriile si ciupercile saprofite, viermii)

Dupa originea lor ecosistemele se clasifica in:
-ecosisteme naturale, care au aparut spontan
-ecosisteme antropizate, care au aparut pe cale artificiala sub influenta omului.

Ecosistemele antropizate se clasifica in:
-ecosisteme acvatice antropizate, reprezentate de lacurile de baraj si de acumulare, iazurile si helesteiele piscicole
-ecosisteme terestre antropizate, reprezentate de agroecosisteme si ecosistemele asezarilor umane
Ecosistemele antropizate sunt ecosisteme amenajate de om pentru satisfacerea necesitatilor sale de viata.
Elementele componente ale ecosistemelor antropizate sunt:
-plantele spontane si plantele de cultura
-animalele salbatice si animalele domestice
-totalitatea oamenilor
-ansamblul produselor naturale create prin activitati umane (constructii, masini, obiecte de uz divers)
-depozite de deseuri
Caracteristicile ecosistemelor antropizate sunt:
-gradul de antropizare (influenta omului asupra mediului natural); mare in zonele urbane si mic in zonele rurale
-stabilitatea redusa a ecosistemelor
-simplificarea biocenozelor prin disparitia plantelor spontane si a animalelor salbatice
-slaba activitate la nivelul solului
-fragilitatea echilibriului ecologic

Particularitatile ecosistemelor antropizate
I.Ecosisteme acvatice antropizate
1.Lacurile de baraj si lacurile de acumulare
Lacurile de baraj (lacul Bicaz), in care retinerea apei dureaza ore sau zile, si lacurile de acumulare (Bicaz, Vidraru, Vidra), in care apa stationeaza luni sau ani.
Particularitatile biotopurilor
In functie de adancimea lacurilor se distinge spre suprafata o zona euriterma, cu oscilatii anuale de la 0 la 24 grade Celsius, urmeaza o zona a saltului termic, situata intre 35 si 40 m, si o zona stenoterma, corespunzatoare adancimilor sub 40 m, unde temperatura apei este de la 4 la 10 grade Celsius.
Cantitatea de oxigen din apa depinde de temperatura si de respiratia organismelor acvatice.
Lacurile de acumulare au o presiune hidrostatica mare.
Particularitatile biocenozelor
Biotopul pelagic este populat de neuston, plancton si necton.
1.Neustonul
Neustonul este pelicula de apa aflata la zona de contact dintre mediul aerian si cel acvatic.Aici intalnim bacterii, alge si protozoare.
2.Planctonul
Planctonul este format din fitoplancton, populat de alge albastre, verzi, diatomee si zooplancton, populat de diferite specii de rotiferi, copepode.
3.Nectonul
Nectonul este reprezentat de populatiile piscicole, in care predomina crapul, somnul, boisteanul, obletele, scobarul.
2.Iazuri si helesteie piscicole
a) Iazul
Iazul este un ecosistem artificial, amenajat in scopul obtinerii unor productii apreciate de peste, dar si pentru morarit, agrement.
b) Helesteiele
Helesteiele sunt bazine cu apa special amenajate pe locuri plane, destinate pisciculturii sistematice.Se alimenteaza cu apa gravitational sau prin pomparea apei dintr-o apa curgatoare.
Particularitatile biotopurilor
Factorii care caracterizeaza biotopul acestor ecosisteme sunt: apa si sedimentul de pe fundul bazinelor.
In iazuri, conditiile fizico-chimice ale apei depind de natura solului si de nivelul precipitatiilor.Topirea zapezii si ploaia dilueaza apa, primaverile si in verile ploioase, iar seceta determina evaporarea apei si concentrarea in substante nutritive.
Iarna iazurile ingheata pana la fund, datorita adancimii mici.
Oxigenarea apei constituie o caracteristica de baza in determinarea calitatii iazurilor.Cantitatea de oxigen este rezultatul a doua procese opuse: respiratia organismelor vii (proces consumator de oxigen), si fotosinteza (proces furnizor de oxigen).
Particularitatile biocenozelor
Biocenoza din masa apei se numeste pelagos, iar cea de pe fundul lacului alcatuieste bentosul.
In masa apei (pelagos) din iazuri si helesteie exista doua biocenoze: neustonul si planctonul, plus o asociatie de animale ce formeaza nectonul.
a) Neustonul
Neustonul este biocenoza peliculei de la suprafata apei, populata de bacterii, alge si protozoare.
b) Planctonul
Planctonul cuprinde bacterii cu rol in descompunerea materiei moarte, flagelate, alge albastre-verzi, diatomee, etc.
c) Nectonul
Nectonul este reprezentat de pesti, amfibieni, unele reptile si pasari.
Iazurile si helesteiele pot fi de tip ciprinicol, populate de crap, caras, caracuda, lin, babusca, biban, stiuca, iar cele de tip salmonicol cu specii de pastrav.
II.Ecosisteme terestre antropizate
Ecosistemele terestre antropizate sunt reprezentate de: agroecosisteme si ecosistemele asezarilor umane.
1.Agroecosistemele (ecosistemele agricole)
Agroecosistemele s-au format ca urmare a interventiei omului asupra ecosistemelor naturale.Din punct de vedere trofic, biocenozele agroecosistemelor prezinta:
-producatori primari, reprezentati de plantele de cultura si de plantele spontane (buruieni)
-consumatori primari, reprezentati de ierbivore (animalele din fermele zootehnice)
Agroecosistemele se caracterizeaza prin productivitate mare si vulnerabilitate la influentele mediului natural.
1.Ecosistemul culturilor ierboase anuale si bianuale
Ecosistemul culturilor ierboase anuale si bianuale cuprinde culturile de cereale, plante leguminoase, oleaginoase, textile, medicinale, aromatice si de nutret.
Particularitatile biotopurilor
Aceste ecosisteme se caracterizeaza printr-o uniformizare spatiala accentuata.
Diferentele microclimatice intre agroecosisteme nu sunt mari, ele se afla sub influenta climatului local sau regional, care are un pronuntat grad de uniformizare, dar variabil in functie de anotimpuri.
La uniformizarea microclimatului participa irigatiile, in caz de seceta, sau desecarile, in cazul excesului de umiditate.
Particularitatile biocenozelor
Principalele componente sunt plantele de cultura.Dintre acestea, cele mai importante sunt: graul, orezul, ovazul, porumbul, cartoful, ceapa, tomatele, floarea soarelui, etc.Plantele de cultura sunt uniform repartizate.Ele constituie stratul dominant, protejat de om, care inlatura buruienile.
2.Ecosistemul plantatiilor de pomi si arbusti fructiferi
Ecosistemul plantatiilor de pomi si arbusti fructiferi cuprinde plantatiile de pomi fructiferi, arbusti fructiferi si plantatiile de vita de vie.
Particularitatile biotopurilor
In cadrul acestui ecosistem distingem o multitudine de biotopuri, fiecare cu particularitatile lui.Varietatea este determinata de variatiile de expunere, inclinatie si de tipul de sol, dar si de clima.
Particularitatile biocenozelor
In culturile intensive si superintensive, stratul ierbos este inlocuit prin culturi de ovaz, borceag, batat, iar stratul ierbos spontan este inlaturat prin ierbicidare sau prasiri repetate.
Consumatorii sunt reprezentati de insecte si larvele lor, acarieni si pasari insectivore.
Lanturile trofice pot fi:
- de tip fitofag, se realizeaza prin consumul de muguri, funze, fructe, seminte, scoarta si lemnul tulpinilor si radacinilor.Consumatorii de ordinul II, sunt insectele carnivore, dar mai ales pasarile, iar acestea sunt vanate de pasarile rapitoare, care sunt consumatori de ordinul III.
- saprofite, care realizeaza consumul biomasei vegetale moarte, de catre flora si fauna saprobionta de la suprafata solului, obtinandu-se mineralizarea
- de hiperparazitism, in care larvele fitofage ale insectelor sunt parazitate de alte larve de insecte, iar acestea sunt parazitate de virusuri
3.Ecosistemul culturilor protejate
Culturile protejate urmaresc cresterea perioadei de vegetatie a unor plante legumicole si floricole.Culturile protejate se realizeaza in rasadnite, sere si solarii.
Particularitatile biotopurilor
Biotopurile sunt create si controlate de om.Pentru realizarea microclimatului si nutritiei minerale, de care planta are nevoie, se foloseste multa energie.Se aplica la timp lucrari de ingrijire si de combatere a daunatorilor.Se asigura astfel o anumita intensitate si cantitate de lumina, o anumita umiditate in sol si atmosfera, o fertilizare corespunzatoare, o dozare a dioxidului de carbon
Particularitatile biocenozelor
Se cultiva o singura specie, sau un singur soi de planta.Se urmareste un control strict al bolilor si daunatorilor.In conditiile de sera prolifereaza micozele (boli produse de ciuperci), bacteriozele (boli produse de bacterii), dar si virozele (boli produse de virusuri), iar dintre animale afidele, musculita alba, musculita de sera.
Consumatorii secundari sunt putini sau lipsesc.
Lanturile trofice de pradatorism sau de hiperparazitism sunt foarte putine sau lipsesc.
4.Ecosistemul complexelor zootehnice de crestere intensiva a animalelor
Ecosistemul complexelor zootehnice cuprinde crescatoriile de animale.
Particularitatile biotopurilor
Fiecare ecosistem agrozootehnic are un anumit microclimat generat de temperatura, umiditate si luminozitate.
Particularitatile biocenozelor
Biocenozele complexelor zootehnice concentreaza animale domestice (pasari, porcine, ovine, bovine), ce apartin unei singure specii si de multe ori unei singure rase, cu productivitate ridicata.Indivizii sunt adapostiti in boxe, pe categorii de varsta si sexe. Animalele domestice sunt insotite in adaposturi si de alte specii de consumatori, care sunt concurenti pentru hrana (de exemplu. soareci si sobolani).Tot aici intalnim ectoparazitii (paraziti externi), dar si endoparazitii (paraziti interni).Hrana animalelor provine din culturile furajere.
2.Ecosistemele asezarilor umane
Ecosistemele asezarilor umane sunt reprezentate de: ecosisteme de tip rural si ecosisteme de tip urban.
a) Ecosistemele de tip rural
Ecosistemele de tip rural sunt catunele, satele si comunele.
Ele se caracterizeaza prin:
-contact strans cu mediul natural
-aprovizionarea cu apa se face din surse locale (fantani sau izvoare naturale)
-hrana provine din agroecosisteme
-mici consumatori de energie (folosesc in mica masura energia neconventionala si hidroenergia)
b) Ecosistemele de tip urban
Ecosistemele de tip urban sunt orasele.
Ele se caracterizeaza prin:
-contact redus cu mediul natural
-aprovizionarea cu apa se face prin sisteme hidrografice special amenajate
-mari consumatori de energie (folosesc energia produsa in centralele electrice, de termoficare si nucleare)
-hrana provine din indrustria alimentelor si din agroecosisteme
-au productie industriala
-au statii de depozitare rezidurilor si a deseurilor, si de epurare a apei uzate
-omul determina imbunatatirea conditiilor de mediu

Impactul antropic asupra ecosistemelor naturale
I.Deteriorarea ecosistemelor naturale
1.Deteriorarea ecosistemelor prin eroziune
Eroziunea reprezinta degradarea solului sau a rocilor ca urmare a actiunii ploilor, vantului si omului.
Acest fenomen se datoreaza:
a) poluarii cu pesticide si ingrasaminte chimice
b) ploilor acide
c) taierilor masive a padurilor
d) lucrarilor necorespunzatoare ale solului care degradeaza textura acestuia
Masuri de prevenire a eroziunii solului
a) cultivarea in terase limitate de santuri care retin apa
b) aratul in brazde
c) acoperire in permanenta a solului cu vegetatie
2.Deteriorarea ecosistemelor prin constructia de canale si baraje
Constructia de canale si baraje duce la inundarea unor terenuri si la schimbarea cantitativa si calitativa a florei si faunei locale.In marile baraje are loc o pierdere intensa de apa prin evaporare, si o retinere a sedimentelor si a aluviunilor in amonte de baraj. Datorita acestor sedimente productia piscicola scade foarte mult.
3.Deteriorarea ecosistemelor prin introducerea de specii noi
Speciile nou introduse de om in ecosistem se numesc specii exogene.Ele nu au dusmani naturali si se inmultesc excesiv.
Exemple de specii nou-introduse:
a) Introducerea plantei Lantana camara, originara din America tropicala in Noua Caledonie, pentru formarea de bariere in calea vitelor, s-a soldat cu invadarea pasunilor de catre aceasta buruiana si scaderea productiei furajere.
b) Introducerea castorilor din Canada, in padurile din America de Sud, a condus la aparitia inundatiilor, ca urmare a digurilor construite de acestia.
Si in Romania au fost introduse accidental unele specii:
a) Planta Elodea canadensis (ciuma apelor), originara din America si stabilita in majoritatea apelor dulci si baltilor dunarene
b) Patrunderea gandacului de colorado din America in Europa a determinat distrugerea culturilor de cartofi
c) Bibanul soare (Lepomis gibbosus), din America de Nord apare in apele dulci
d) Gasteoropodul Rapana Thomasiana, din apele Japoniei, apare si in Marea Neagra

II.Deteriorarea ecosistemelor prin supraexploatarea resurselor biologice
1.Defrisarea padurilor
Padurile reprezinta factorul determinant in mentinerea echilibriului ecologic, climatic si hidric.
Defrisarea padurilor are urmatoarele efecte:
a) degradarea solurilor
b) cresterea ariditatii climatului
c) intensificarea vitezei vanturilor
d) aparitia inundatiilor
2.Suprapasunatul
Distrugerea covorului vegetal dintr-un ecosistem apare ca urmare a pasunarii intensive de catre animalele ierbivore, care de asemenea duce la pierderea posibilitatii de regenerare.In cadrul populatiilor de animale salbatice apare autoreglarea, adica se intensifica activitatea pradatorilor, creste frecventa bolilor si a parazitilor.
3.Supraexploatarea faunei terestre
Supraexploatarea faunei terestre se realizeaza prin vanatoare si are ca efect reducerea potentialului genetic al biosferei, urmata de disparitia unor specii de animale, producand dezechilibre ecologice.
Cele mai afectate au fost populatiile de pasari si mamifere:
i) In America de Nord
- bizonul (s-au redus foarte mult efectivele)
- antilopa americana (Antilocapra americana)
- ursul grizzly (Ursus horribilis) din Mexic
ii) In Asia
In Asia si-au redus drastic numarul, pana la 200 de exemplare fiecare:
- asinul persan (Equus hemionus onager)
- rinocerul asiatic (Rhinoceros sandaicus)
- ursul de bambus (Ailuropoda melanoleuca)
iii) In Africa
In Africa au disparut:
- antilopa africana (Alcelephus baselaphus)
- rinocerul alb (Ceraotherium simum)
- cerbul de Barbaria (Cervus elaphus barbatus)
- zebra quagga (Equus quagga)
Iar turmele de elefanti, bivoli, lei, girafe, si zebre s-au redus foarte mult.
iv) In Europa
In Europa au disparut:
- bourul (Bos primigenius)
- bizonul european (Bison bonasus)
- capra alpina (Capra ibex)
v) In Romania
In Romania au disparut:
- bourul (Bos primigenius)
- zimbrul (Bos priscus bonasus)
- tarpanul (Equus cabalus gmelini)
- antilopa de stepa (Saiga tatarica)
- capra de munte (Capra ibex)
- marmota alpina (Arctomys marmota)
Sunt pe cale de disparitie:
- rasul (Lynx lynx)
- capra neagra (Rupicapra rupicapra)
Dintre pasari sunt amenintate sa dispara:
- zaganul (Gypaetus barbatus)
- vulturul plesuv sur (Gyps fulvus)
- vulturul plesuv negru (Aegypis monachus)
- dropia (Otis tarda)
- cocosul de mesteacan (Lyrurus tetrix)
4.Supraexploatarea resurselor oceanice
Supraexploatarea resurselor oceanice se realizeaza prin pescuitul excesiv.
a) Pescuitul excesiv al mamiferelor marine
Pescuitul excesiv al mamiferelor marine,  a condus la disparitia unor specii pinipede si colonii de otarii.Amenintate cu disparitia sunt speciile: balena albastra si balena borealis.
b) Supraexploatarea fondului piscicol
Supraexploatarea fondului piscicol a condus la:
- scaderea cantitativa a pestelui
- scaderea taliei pestilor capturati
- reducerea efectiva a speciilor de interes piscicol
Ca urmare a suprapescuitului, numeroase specii de pesti si-au diminuat substantial numarul de indivizi:
- heringul (Clupea harengus)
- batogul (Gadus morthus)
- merlanul (Merlucius merlucius)
- scrumbia albastra (Scomber scomber)
Tot pe cale de disparitie sunt si broastele testoase de mare, cautate pentru carne, oua si carapace.
5.Urbanizarea si industrializarea
Ca urmare a cresterii excesive a populatiei urbane, a avut loc si dezvoltarea industriilor si transporturilor in mod excesiv.Ca urmare a acestui fapt s-au format noxele orasului reprezentate de smog, particule de praf, de fum, compusi chimici si dioxid de carbon, ce creeaza un mediu neprielnic pentru sanatatea oamenilor, conducand la scaderea imunitatii, boli ale sistemului nervos, respirator si endocrin.

III.Deteriorarea mediului prin poluare
Poluarea este o modificare a factorilor de mediu, prin introducerea poluantilor (deseuri rezultate din activitatea umana).
In functie de natura poluantilor poluarea poate fi: fizica, chimica si biologica.
1.Poluarea fizica
Poluarea fizica poate fi: termica, radioactiva sau sonora.
a) Poluarea termica (calorica)
Poluarea termica se realizeaza prin diferitele gaze si in primul rand dioxidul de carbon, care conduc la incalzirea globala, prin aparitia efectului de sera pe care il provoaca.
Incalzirea globala are urmatoarele efecte:
- topirea ghetarilor
- cresterea nivelului marilor si oceanelor
- inundarea tarmurilor si a localitatilor
- schimbarea globala a climei
Cresterea concentratiei dioxidului de carbon si a altor gaze cu efect de sera se face prin: activitati industriale si agricole, extinderea asezarilor umane si prin extinderea retelelor de comunicatie.
b) Poluarea radioactiva
Poluarea radioactiva se realizeaza cu radionuclizi si radiatii.
Sursele de contaminare radioactiva sunt:
- depunerile radioactive, care au ajuns in apa odata cu ploaia
- apele de la uzinele atomice
- deseurile atomice care sunt introduse in recipiente sigilate si incluse in blocuri de beton, ce sunt depuse pe fundul oceanelor
- deficiente la centralele nucleare (de exemplu. accidentul de la Cernobal)
c) Poluarea sonora
Poluarea sonora este determinata de zgomote puternice (sunetele devin nocive de la 80 de decibeli), sau de emisii de sunete cu vibratii neperiodice.
Sursele de poluare sonora sunt: transporturi terestre si aeriene, si santierele de constructii.
Consecintele negative ale poluarii sunt: dereglarea auzului, contractiile arterelor, accelerarea pulsului si stressul.
2.Poluarea chimica
Substantele toxice (noxele) eliminate in mediu prin activitati umane (de exemplu DDT, pesticide) si unele metale grele care se acumuleaza de-a lungul lanturilor trofice in concentratii din ce in ce mai mari, fenomen numit amplificare biologica.
Gazele poluante:
- oxidul de carbon, in concentratii mari inhiba procesele respiratorii la plante, animale si om;
- dioxidul de sulf, determina arsuri ale frunzelor (necroza), iar in combinatie cu apa din precipitatii formeaza acidul sulfuric, producand ploile acide;
- oxizii de azot, contribuie la formarea smogului; 
- derivatii halogenilor (clor, acid clorhidric, brom), produc necroze ale frunzelor, iar la animale boala numita fluoroza (manifestata prin deformarea oaselor si caderea dintilor);
Poluantii solizi:
Poluantii solizi (pulberile) contin numeroase particule de cuart, calciu, azbest, oxizi de siliciu, particule de plumb si mercur.
3.Poluarea biologica
Poluarea biologica se face prin contaminarea bacteriologica a apei, alimentelor si eutrofizarea apelor.
Sursele de contaminare sunt: apele menajere si apele industriale, provenite in special din industria alimentara.
Poluarea biologica a apei si alimentelor se face indirect prin contaminarea lor cu substante organice fermentascibile.
Eutrofizarea apelor este un proces natural de acumulare in timp a unor cantitati crescute de substante organice pe fundul apei.Are loc dezvoltarea in masa apei a unor microorganisme care pot acoperi in intregime suprafata apei, ducand la o distrugere a echilibriului biologic din ecosistemul respectiv prin saracirea apei in oxigen si cresterea concentratiei de saruri.
Procesul poate fi accelerat de om, prin deversarea de ape uzate, bogate in substante organice.
Scaderea cantitatii de oxigen limiteaza dezvoltarea organismelor si favorizeaza moartea celor sensibile la scaderea concentratiei de oxigen, iar cresterea concentratiei de saruri determina cresterea duritatii apei, facand-o improprie pentru dezvoltarea unor specii.Ca urmare, scade diversitatea biocenozei prin disparitia unor specii.

Efectele deteriorarii ecosistemelor asupra sanatatii umane
1.Oxidul de azot, anhidrida sulfuroasa
Oxidul de azot, anidrida sulfuroasa, eliminate in atmosfera formeaza smogul, care produce in marile orase tulburari cronice la indivizii cu afectiuni respiratorii si cardiace.
2.Sulfura de carbon
Sulfura de carbon produce la copii simptome neurologice
3.DDT-ul si alte pesticide
DDT-ul si alte pesticide produc la om afectiuni ale sistemului digestiv si neuroendocrin
4.Plumbul
Plumbul determina boala numita saturnism, ce se manifesta prin salivatie, convulsii, perturbari in activitatea cerebrala si renala, diaree, urmata de moarte
5.Molibdenul
Molibdenul produce o degenerare a ficatului, modifica metabolismul fosforului, ducand la malformatii osoase
6.Cadmiul
Cadmiul se intalneste in concentratii mari la fumatori si initiaza cancerul de plamani
7.Azotati
Poluarea apei potabile cu azotati si consumul ei indelungat determina cefalee, greata, diaree, fenomene cunoscute sub numele de boala apei
8.Agenti microbieni
Poluarea apei cu agenti microbieni determina cresterea frecventei unor afectiuni, cum ar fi: colibaciloza, hepatita virala, holera, dizenteria
9.Radiatiile ionizate
Radiatiile ionizate prezinta un risc de cancerizare sau de mutageneza
10.Poluarea sonora
Poluarea sonora determina la om tulburari neurovegetative, nevroze, hipertensiune arteriala, tulburari endocrine.