Войти
Закрыть

Сенсорні системи тварин

11 Клас

Сприйняття подразнень та передачу відповідних сигналів до нервової системи у тварин здійснюють сенсорні системи. Це складні структури, які не тільки сприймають сигнали, але й здійснюють їх обробку. Сенсорні системи людини та хребетних тварин, які мають складну будову, називають аналізаторами (зоровий аналізатор, слуховий аналізатор тощо). Цей термін запропонував учений-фізіолог І. П. Павлов. Кожна із сенсорних систем організму складається з трьох основних частин. Периферична частина сенсорної системи забезпечує сприйняття подразнення і представлена рецепторами та допоміжними структурами органів чуття. Око, вухо, ніс ссавців — це периферичні частини сенсорних систем зору, слуху і нюху відповідно. Наступною частиною сенсорної системи є провідна, або середня, частина. Вона представлена нервами, по яких сигнали від периферичної частини надходять до мозку. У системі зору ссавців цією частиною є зоровий нерв, а в системі нюху — нюховий. У деяких випадках сенсорна система може не мати окремого нерва. Тоді нейрони її провідної частини входять до складу якогось із нервів. Так, провідна частина системи смаку людини входить до складу трьох різних черепномозкових нервів. Центральна частина сенсорної системи представлена ділянкою мозку, яка обробляє сигнали, що надходять від органів чуття. У ссавців це відбувається в певних зонах кори головного мозку, тому цю частину їхньої сенсорної системи називають також кірковою. Механізм роботи всіх сенсорних систем є схожим. Рецептори органів чуття сприймають подразнення. Допоміжні системи цих органів покращують сприйняття, але безпосередньої участі в цьому процесі не беруть. Так, вушні раковини ссавців спрямовують звукові хвилі у слуховий прохід, а слухові кісточки середнього вуха підсилюють звуки. Але сприймають звукові коливання тільки механорецептори завитки внутрішнього вуха. Після сприйняття подразнення сигнали передаються провідною частиною сенсорної системи до центральної частини. Там вони обробляються, і мозок отримує вже інтерпретовану інформацію. Через те що на процес обробки можуть впливати різні фактори (у першу чергу попередній досвід організму), інтерпретація мозку не завжди може співпадати з реальною ситуацією. Саме тому є можливим існування ілюзій (оптичних, слухових тощо)....
0 Переглянути

Рефлекси

11 Клас

Сенсорні системи тварин сприймають сигнали від різних подразників. А відповідь на них забезпечують м'язова і нервова системи. Значення цих систем дуже велике. Саме ефективна реакція на подразнення забезпечує організму тварини безпеку і дозволяє йому ефективно знаходити їжу та контактувати з особинами свого та інших видів. Основним завданням нервової системи є швидка обробка інформації від сенсорних систем та вироблення рішення стосовно дій тварини в певній ситуації. М'язова система здійснює ці дії згідно із сигналами нервової системи. Слід зазначити, що ефективність реагування нервової і м'язової систем на подразнення зростала в процесі еволюції. У тварин із більш складною будовою цих систем (наприклад, у хребетних) це наочно видно на прикладі їхньої здатності до регенерації. У земноводних здатність до регенерації в разі пошкодження кінцівок суттєво вища, ніж у ссавців такого ж розміру. І тритони, і пуголовки жаб можуть успішно відрощувати втрачені кінцівки. А у ссавців (мишей, пацюків тощо) такої здатності немає. Вона їм просто не потрібна, тому що їхні нервова і м'язова системи відповідають на подразнення суттєво краще, ніж ці ж системи земноводних. Тому їм легше уникнути ситуації, яка стане причиною втрати кінцівки. І організм не має потреби у витрачанні ресурсів на систему регенерації. Рефлекси та рефлекторні дуги Найпростішою реакцією нервової системи на подразнення є рефлекс. Рефлекси можуть бути як окремими реакціями на певні подразники, так і частиною більш складних процесів, які відбуваються в нервовій системі, таких як, наприклад, інстинкти. Як ви вже знаєте, рефлекс є несвідомою реакцією організму на подразнення, яка відбувається за участі нервової системи. Головною перевагою рефлексів як відповіді на подразнення є швидкість. У разі виникнення рефлексу обробка інформації мінімальна і займає дуже мало часу. Тому реакція на подразнення може бути майже миттєвою. Для здійснення рефлексу в організмі тварини утворюються функціональні структури — рефлекторні дуги (мал. 7.1). До складу рефлекторної дуги входять нейрони нервової тканини, які з'єднують між собою рецептори сенсорних систем і робочі органи, котрі й забезпечуютьвідповідь на подразнення....
0 Переглянути

Подразнення і вища нервова діяльність

11 Клас

Для тварин з добре розвиненою нервовою системою, до складу якої входить головний мозок, вирізняють окрему сукупність різноманітних форм нервової діяльності, у якій беруть участь різні структури мозку,— вищу нервову діяльність. Вона найкраще проявляється у хребетних тварин, особливо таких, як ссавці та птахи. У них вища нервова діяльність виникає внаслідок взаємодії різних ділянок кори головного мозку та підкіркових нервових центрів. Вища нервова діяльність, як і вся робота головного мозку, побудована на взаємодії двох основних процесів — збудження і гальмування. У процесі збудження окремі нейрони або групи нейронів генерують сигнали, які поширюються на сусідні клітини і можуть викликати в них певну реакцію. А у випадку гальмування відбувається протилежний процес — генерація сигналів нейронами припиняється. Основними показниками нервових процесів, які відбуваються під час вищої нервової діяльності, є сила, рухливість і врівноваженість. Сила процесів характеризує здатність нейронів реагувати на сильні подразники. Рухливість процесів демонструє швидкість переходу клітин між станами збудження і гальмування, а врівноваженість указує на співвідношення за силою процесів збудження і гальмування. Інстинкти, свідомість та суб'єктивність сприйняття Одним із важливих способів відповіді організму на подразнення є інстинкти. Інстинкти — це ланцюги послідовних безумовних рефлексів, які виникають у відповідь на певне подразнення і проявляються у формі автоматичної поведінки. Реалізація інстинктів здійснюється головним мозком. Інстинкти можуть забезпечувати дуже складні форми відповіді на подразнення. Прикладами інстинктивної поведінки у тварин є побудова гнізд у птахів, шлюбна поведінка під час сезонів розмноження в риб, територіальна поведінка собак і котів тощо....
0 Переглянути

Слова і символи як подразники

11 Клас

Нервову систему тварин пов'язує з навколишнім світом складна система умовно-рефлекторних і безумовнорефлекторних зв'язків. Ця система отримує сигнали від подразників середовища і зумовлює адекватні реакції на них організму. Її називають сигнальною системою. Розрізняють першу і другу сигнальні системи. Перша сигнальна система розвинена в усіх тварин. Вона відображає навколишній світ на основі конкретних подразнень і сигналів від сенсорних систем, не формуючи абстрактні поняття і теоретичні узагальнення. За допомогою першої сигнальної системи тварини можуть спілкуватися між собою і передавати певну досить просту інформацію через рухи, міміку, жести, звуки, пози, запахи. Так, тварина може дізнатися про соціальний статус, стан здоров'я особини свого виду; позначити власну територію (мал. 9.1), свою готовність до розмноження, повідомити про розташування джерела їжі (бджоли роблять це за допомогою спеціальних рухів — так званого танцю бджіл). У межах першої сигнальної системи тварини для отримання потрібної інформації можуть виконувати досить складні дії. Так, багато тварин під час зустрічі обнюхують одне одного за певними схемами, унікальними для кожного з видів. Навіть незначні відмінності в ритуальних танцях під час сезону розмноження дозволяють птахам надійно відрізняти особин свого виду (мал. 9.2). Друга сигнальна система Друга сигнальна система розвинена в людини. Можливо, певною мірою вона властива і деяким тваринам (людиноподібні мавпи, деякі китоподібні). Друга сигнальна система дозволяє передати подразник через символ, який не має прямого відношення до об'єкта. У рамках цієї системи можливе формування абстрактних понять і теоретичних узагальнень. Здатність до узагальненого віддзеркалення явищ і предметів зробило можливим для людини теоретичне пізнання світу. Завдяки цьому людина створила сучасну науку і культуру та отримала можливість прогнозувати наслідки своїх дій та різноманітних природних процесів. Друга сигнальна система людини є домінантною в порівнянні з першою. Вона контролює її діяльність і може впливати на прояв складних безумовних рефлексів та інстинктивних програм....
0 Переглянути

Друга сигнальна система та еволюція

11 Клас

Друга сигнальна система не виникла миттєво внаслідок якоїсь макромутації. Її появі передувало утворення у предків людини цілої низки преадаптацій, що з'являлися як у певних системах органів, так і в особливостях функціонування вищої нервової діяльності. Потрібні для створення другої сигнальної системи морфологічні преадаптації відбулися насамперед у дихальній системі. Вони були пов'язані з особливостями будови гортані (мал. 10.1). У ній розташовані голосові зв'язки, які, власне, і генерують звуки. Ці зв'язки з'явилися ще в далеких предків людини. Крім того, для можливості розмовляти важливим є розташування самої гортані. У людиноподібних мавп гортань розташована вище, ніж у людини. Це зменшує ризик потрапляння їжі в дихальні шляхи під час її ковтання, але суттєво утруднює можливості мовлення, у тому числі обмежує рухи язика, який відіграє важливу роль у вимовлянні багатьох звуків. Ще однією преадаптацією для виникнення другої сигнальної системи було збільшення розмірів і ускладнення будови кори головного мозку. Це дозволило здійснювати набагато більш складні нервові процеси, які виявилися потрібними і для роботи другої сигнальної системи. На розвиток мозку істотно впливали і зміни в будові рук, які часто залучалися до виготовлення знарядь праці, що потребувало суттєвого ускладнення процесів вищої нервової діяльності. Ще одним наслідком виготовлення знарядь праці стало збільшення об'єму робочої (або оперативної) пам'яті у предків людини. Сучасна людина в середньому може одночасно відстежувати (або контролювати) сім об'єктів, а шимпанзе — тільки два або три. Для виготовлення навіть найпростіших знарядь потрібно відстежувати як мінімум три об'єкти — об'єкт, який обробляється, інструмент і руку, яка тримає об'єкт. Тому у предків людини об'єм оперативної пам'яті збільшувався. Це виявилося надзвичайно актуальним для роботи другої сигнальної системи, бо з малим об'ємом оперативної пам'яті неможливо складати довгі речення....
0 Переглянути

Подразливість і пристосування до умов середовища

11 Клас

Здатність сприймати подразнення є однією з найважливіших адаптацій живих організмів до середовища існування. Сприйняття подразнень надає організму інформацію про сприятливі місця перебування, можливу небезпеку, джерела живлення, наявність партнерів для розмноження тощо. На процес сприйняття подразнень організмами завжди впливала велика кількість факторів. Найбільш важливими серед них були властивості середовища існування, особливості способу життя виду і наявність тих чи інших чутливих структур, отриманих від предків. Справа в тому, що ніяка нова структура (у тому числі й пов'язана зі сприйняттям подразнень) не з'являється в еволюції миттєво. Вона завжди виникає зі структур, утворених предками організму на попередніх етапах еволюції. І від особливостей сприйняття подразнень предками залежать потенційні можливості органів чуття нащадків. Розвиток подразливості та способи життя організмів Розвиток подразливості тісно пов'язаний зі способом життя організмів. Для організмів, які ведуть малорухомий спосіб життя, швидкість реагування на подразники не має такого великого значення. Середовище навколо них зазвичай є доволі стабільним. Це добре видно на прикладі квіткових рослин, які більшу частину життєвого циклу розташовані на одному місці й активно переміщуються у просторі тільки на стадії поширення насіння. У сидячих або вільно дрейфуючих у складі планктону тварин вимоги до сприйняття подразнень теж не дуже високі, хоча і більші, ніж у рослин. Адже їм ще доводиться забезпечувати власне живлення. Проте такий спосіб життя примушує очікувати дію подразників з усіх боків приблизно з однаковою ймовірністю. Саме тому в цих тварин так поширена радіальна симетрія тіла, а рецептори розташовані рівномірно по всьому тілу. Ті тварини, які ведуть достатньо рухливий спосіб життя, зазвичай мають двобічну симетрію тіла. Їхні органи чуття розташовані переважно на голові або в передній частині тіла. Таке розміщення є найбільш вигідним, бо саме передня частина тіла найчастіше першою зазнає дії подразника. Але і серед рухливих тварин розвиток сенсорних систем може суттєво різнитися. Так, хижаки, які полюють на активну здобич, що швидко рухається в умовах гарного освітлення, мають добре розвинений зір. А тим, хто полює на малорухливу здобич у мутній воді або в місцях, де мало світла, дісталися маленькі очі й поганий зір, але дуже гарна дотикова сенсорна система (мал. 11.1)....
0 Переглянути

Подразливість у взаємодіях живих організмів

11 Клас

Подразливість відіграє важливу роль у взаємодіях організмів. Вона визначає характер та результати взаємодії як на внутрішньовидовому рівні, так і на рівні міжвидових взаємовідносин в екосистемах. На внутрішньовидовому рівні здатність реагувати на подразнення є важливою під час визначення партнера для розмноження, взаємодії особин різних поколінь, визначення місця тварини в соціальній ієрархії, конкуренції за ресурси. Вибір партнера для розмноження є важливим фактором еволюційного успіху. Аналіз інформації, яка надходить за допомогою сенсорних систем, дозволяє тварині вибрати найбільш оптимального партнера. Саме так, наприклад, обирають партнера самки солов'я. Вони оцінюють спів самця, який таким чином позначає свою територію, від розміру і якості якої залежить ефективність вигодовування пташенят. Взаємодія особин різних поколінь є дуже важливою для тварин, які передають свій досвід нащадкам шляхом навчання. Така модель поведінки поширена серед ссавців. Сприйняття інформації від старшого покоління дозволяє дитинчатам тигрів, вовків, слонів, мавп та інших видів суттєво підвищувати свої шанси на виживання. Потреба в ефективній передачі інформації між поколіннями стала однією з причин розвитку другої сигнальної системи в людини. Для тварин, які утворюють складні соціальні угруповання, визначення місця в ієрархії групи є нагальною потребою. Для цього використовується багато різних способів — від простої бійки до складних форм взаємодій між окремими угрупованнями особин у складі великої групи. Але всі вони можливі тільки завдяки інформації, яка надходить до мозку за допомогою сенсорних систем. Тваринами, для яких така взаємодія дуже важлива, є голуби, леви, павіани, шимпанзе, слони тощо. Конкуренція між тваринами за ресурси не стосується тільки їжі. До ресурсів відносять і місця водопою, і місця, придатні для розмноження, і укриття від негоди та хижаків. Зазвичай на території проживання певної популяції виду далеко не всі ресурси є в достатній кількості. Тому між особинами виду виникає конкуренція. Для успіху в конкурентній боротьбі тварина повинна або раніше знайти потрібний ресурс, або краще його захищати. В обох випадках успіх значною мірою залежить від ефективності роботи сенсорних систем організму і його здатності до сприйняття подразнень....
0 Переглянути

Рух у живій природі

11 Клас

Рух — це зміна просторового розташування фізичного тіла відносно інших тіл або частини цього тіла відносно інших частин. Це явище спостерігається у природі всюди: рухаються елементарні частинки у складі атома, атоми і молекули у складі речовини, повітряні й водні маси, літосферні плити, планети, зорі й галактики. Рухаються й об'єкти техносфери. Але лише в живій природі ми спостерігаємо рух, що є активним і цілеспрямованим. Це означає, що об'єкт витрачає на такий рух внутрішню енергію і скеровує його на досягнення певної мети. Утім, пасивний, випадковий рух у живій природі теж трапляється: наприклад, коли ви, спіткнувшись, падаєте на підлогу. Функції руху Рух потрібний живим організмам для виконання найрізноманітніших завдань. Пересування цілого тіла у просторі, так звана локомоція, дозволяє їм знаходити оптимальні умови для існування. Наприклад, хламідомонада завдяки такому руху пересувається у краще освітлені ділянки водойми, а антилопа — на більш багаті пасовища. Не менш важливою є і здатність живих організмів до зміни взаємного розташування та форми окремих частин свого тіла. Ростові рухи рослин дозволяють їм набувати оптимального розташування у просторі. Рухи кінцівок багатоклітинних тварин забезпечують виконання ними таких складних поведінкових актів, як побудова гнізд, шлюбні танці, передача соціальних сигналів жестами і позами. Завдяки маніпулятивній діяльності, тобто здатності до спрямованого пересування і перебудови об'єктів навколишнього середовища, людина створює і використовує інструменти, носії інформації, об'єкти мистецтва. Рух на різних рівнях організації живого Рух проявляє себе на кожному рівні організації живого. На молекулярному рівні він простежується в роботі білкових комплексів, що виконують синтез усіх компонентів клітини, забезпечують транспорт речовин, одержання енергії тощо....
0 Переглянути

Рухи клітин

11 Клас

У світі одноклітинних організмів переважають рухи, зумовлені активністю моторних білків: амебоїдний, миготливий, ковзний, метаболічний, стрибаючий, гвинтоподібний (мал. 14.1). Найбільш поширеними серед них є перші два типи. Амебоїдний рух здійснюється за рахунок тимчасових випинів поверхні клітини — псевдоподій. Утворення та рух псевдоподій забезпечується взаємодією моторних білків — актину і міозину. Актинові мікрофіламенти формують чохол у поверхневому шарі цитоплазми. Коли цей чохол стискається за допомогою молекул міозину, цитоплазма спрямовується в ділянку, де його товщина є найменшою. Протистів, здатних до амебоїдного руху, називають амебами, або корененіжками. Подібні форми відомі у складі майже кожної великої групи еукаріотів, але найбільш поширені серед амебозоїв, до яких належать звичайна та дизентерійна амеби. Амебоїдний рух не втратив свого значення і в багатоклітинних організмів: завдяки йому лейкоцити людини пересуваються у тканинах та фагоцитують чужорідні частки. Миготливий рух зумовлений ритмічним коливанням циліндричних випинів, які, на відміну від псевдоподій, мають постійну форму та розташування на поверхні клітини. Серед структур, що забезпечують миготливий рух, найважливішими є аксоподії та джгутики. Перші мають жорсткий внутрішній скелет і здатні лише коливатися з одного боку в інший. Джгутики, на відміну від них, здатні вигинатися, а у прокаріотів — навіть обертатися навколо своєї осі. Будова і функціонування джгутиків та війок Джгутик бактерій є порожнистою білковою ниткою, утвореною з молекул білка флагеліну. Біля своєї основи вона переходить у порожнистий гак, що з'єднується із системою білкових дисків, пов'язаних із мембраною та клітинною стінкою. Один із дисків має вигляд зубчастого колеса. До кожного з його зубців прилягає комплекс моторних білків. Білки кожного такого комплексу здійснюють ритмічні рухи, змушуючи колесо обертатися. Енергію для їхніх рухів забезпечує потік протонів. Завдяки роботі цього механізму джгутик обертається навколо своєї осі й рухає клітини вперед так само, як гребний гвинт рухає корабель (мал. 14.2, а)....
0 Переглянути

Рухи м’язів

11 Клас

Предки багатоклітинних тварин були здатні на два типи рухів: джгутиковий і амебоїдний. Перші тварини намагалися використати обидва. Так, у пластинчастих, реброплавів, війчастих червів численні джгутики (війки) беруть помітну участь у пересуванні. Однак більш ефективним виявилося використання амебоїдного руху. Для цього знадобилося, щоб актинові мікрофіламенти зібралися в міцні паралельні пучки. Клітини, у яких це відбулося, ми називаємо м'язовими клітинами, або міоцитами, а органи, утворені такими клітинами,— м'язами, або мускулами. Типовий м'яз складається з трьох основних частин: голівки, черевця і хвоста. Черевце є зосередженням м'язових клітин, скорочення яких забезпечує корисну роботу: руховий акт. Голівка і хвіст — це кінцеві ділянки, що з'єднують м'яз із тими частинами тіла, рух яких він забезпечує. Голівка прикріплена до того органа, який під час скорочення м'яза залишається нерухомим, а хвіст — до того, що рухається. У хордових і голівка, і хвіст найчастіше прикріплені до двох різних кісток (двоголовий м'яз плеча, литковий м'яз), однак відомі випадки, коли м'язи прикріплюються до шкіри (мімічні м'язи, сфінктери), хрящів (м'язи гортані), інших м'яких тканин (ціліарний м'яз ока). Типи м'язової тканини У хребетних розрізняють два основні типи м'язової тканини: гладеньку, у якій скоротливі волокна розташовані хаотично, а під час скорочення утворюють об'ємну сітку, та посмуговану, у якій вони розташовані упорядковано, утворюючи паралельні пучки. Посмугована тканина у свою чергу поділяється на два підтипи: скелетний і серцевий. Структурними одиницями скелетної посмугованої тканини є не звичайні клітини, а багатоядерні м'язові волокна, утворені в результаті злиття багатьох клітин. Структура міоцитів і саркомерів Як і будь-яка клітина, м'язове волокно містить цитоплазматичну мембрану, або сарколему, і цитоплазму, або саркоплазму. У цитоплазмі присутні численні мітохондрії (вони забезпечують клітину енергією) та ендоплазматичний, або саркоплазматичний, ретикулюм (він накопичує йони Кальцію, необхідні для скорочення). Окрім цього, у цитоплазмі присутні Т-трубочки — впинання цитоплазматичної мембрани, відповідальні за поширення нервового збудження....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 34 35 36 37 38 39 40 41 42 ... 56
Назад

Навігація