Войти
Закрыть

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

Рухи рослин

11 Клас

Вищі рослини — переважно автотрофні організми, для яких джерелом енергії є світло, а джерелами поживних речовин — повітря і ґрунт. Намагаючись збільшити поглинання світла, вуглекислого газу, води та мінералів, рослини набули розгалуженої форми і глибоко занурились у субстрат. Розплатою за це стала втрата здатності до пересування у просторі. У цих умовах необхідність відшукувати оптимально освітлені й насичені водою ділянки та захищатися від ворогів спонукала рослини до пошуку нових способів руху: ростових та тургорних. Ростові рухи рослин Ростові рухи — зміни положення частин рослини, зумовлені нерівномірним наростанням клітин у складі певного органа. Подібні рухи поділяються на три великі групи: тропізми, нутації і настії. Тропізми — рухи, спрямовані вздовж напряму дії зовнішнього чинника — світла, тепла, земного тяжіння. Якщо тропізм спрямований у бік посилення стимулу, він називається позитивним, якщо навпаки — негативним. Розрізняють численні форми тропізмів. Геотропізм — рух, викликаний силою тяжіння. Позитивний геотропізм характерний для коренів, він змушує їх досягати ґрунту і поширюватись у ньому (див. § 3). Негативний геотропізм властивий пагонам і дозволяє їм рости вгору навіть в умовах, коли насінина ще знаходиться під землею (мал. 16.1). Фототропізм — рух, викликаний світлом. Позитивний фототропізм властивий стеблам (мал. 16.2), а негативний — кореням. А от листки схильні орієнтуватися перпендикулярно до напрямку падаючого світла, бо саме так вони вловлюють найбільшу його кількість. Це явище називають діафототропізмом. Хемотропізм — рух, викликаний хімічними речовинами. Він характерний насамперед для коренів, що під час росту згинаються в напрямку збільшення концентрації поживних речовин, наприклад мінеральних солей. Хемотропічні реакції також характерні для пилкових трубок покритонасінних рослин. Нутації — ростові рухи, що спричиняють ритмічні коливання та скручування органа навколо напряму дії зовнішнього чинника. У витких і лазячих рослин нутація стебел і вусиків забезпечує пошук опори і закріплення на ній (мал. 16.3)....
0 Переглянути

Рухи тварин

11 Клас

Пасивний рух у багатоклітинних тварин має другорядне значення і використовується переважно для поширення яєць, личинок, а також малорухливих або дрібних істот. На великі відстані переносяться течіями компоненти зоопланктону (личинки ракоподібних та голкошкірих, мальки риб). Запліднені яйця коловерток, дафній, тихоходів переносяться повітрям. У деяких жалких, що плавають у поверхні води, утворюються своєрідні повітряні пухирі та складки, які виконують функцію вітрил (фізалія, велелла). Активний рух багатоклітинних тварин забезпечується м'язовими скороченнями і проявляється у формі плавання, польоту, риття та руху на твердій поверхні. Пасивний рух відіграє певну роль у поширенні запліднених яєць, личинок, мальків, а також дрібних і малорухливихтварин. Запитання та завдання 1. Порівняйте будову та функціонування крил комах, птахів та кажанів. 2. Гусениця п'ядуна крокує по гілці, почергово прикріплюючись до неї переднім та заднім кінцем тіла. Який спосіб руху тут спостерігається? 3. Чому пасивний рух відіграє значну роль у житті дрібних риб, але не великих?...
0 Переглянути

Поширення організмів унаслідок окультурення й одомашнення

11 Клас

Одомашнення — це процес змін популяцій рослин або тварин, завдяки якому вони стають пристосованими до утримання в неволі й використання їх людиною. Стосовно рослин часто використовують термін окультурення, яке є синонімом терміна одомашнення. Одомашнення відбувається з метою отримання від рослин і тварин продуктів харчування, промислової продукції (шкіра, волокно тощо) або задля інших цілей (транспорт, охорона та ін.). Більша частина видів була одомашнена в період від 12 до 2 тисяч років тому. Одомашнення рослин людиною відбувалося в різних регіонах нашої планети незалежно один від одного. Необхідними передумовами цього процесу були: — сприятливі кліматичні умови; — наявність дикорослих видів рослин із потрібними людині властивостями; — достатня кількість населення; — певні соціальні умови для можливості утворення осілих поселень. Наприклад, клімат низки регіонів Австралії є дуже сприятливим для вирощування зернових. Але всі австралійські види злаків мають надто дрібне насіння. І вирощувати їх для отримання зерна немає сенсу. Та після того, як у цю країну привезли зерна злаків із Європи, ситуація змінилася і Австралія стала одним зі світових лідерів із виробництва зерна. З вищезазначених причин кількість центрів походження рослин була обмеженою. Виявив їх видатний учений, генетик і селекціонер М. І. Вавилов. Центри походження культурних рослин Найдавнішим центром походження культурних рослин вважають регіон «Родючого півмісяця», названого так за формою його географічних контурів. Перехід до вирощування культурних рослин стався там приблизно 10-12 тисяч років тому. Усі інші центри походження рослин виникли пізніше....
0 Переглянути

Міграції тварин

11 Клас

Більшість тварин постійно перебуває в русі. В осілих видів індивід або група індивідів (зграя) кожен день рухається за власною траєкторією, що пролягає в межах ареалу. Але в деяких випадках великі групи тварин вдаються до узгоджених подорожей — міграцій. Міграції — переміщення значної частини популяції між суттєво відмінними середовищами існування. Вони можуть відбуватись пасивно, під дією зовнішніх чинників (течій, вітрів тощо) або ж за рахунок цілеспрямованої рухової активності тварин. Активні міграції спричинюються необхідністю пошуку корму, оселищ (птахи), ділянок, придатних для сплячки (змії, кажани), розмноження та виведення потомства (лососі, ропухи, морські черепахи). Нерегулярні міграції, або кочівлі, не мають чітко визначеної періодизації та напрямку переміщення. Вони характерні для багатьох комах, плазунів, копитних (антилоп, оленів, сарн). Регулярні міграції відбуваються під впливом добових або сезонних явищ і мають чіткі напрямки. Добові міграції, наприклад вертикальні переміщення планктону в товщі океану, є, як правило, недалекими. А от сезонні міграції, як-от перельоти птахів, можуть охоплювати відстані у десятки тисяч кілометрів. Для здійснення таких міграцій тваринам необхідний механізм відчуття напрямку — біонавігація. Цей механізм дозволяє здійснювати орієнтацію за сонцем, зірками, магнітним полем землі, хімічними сигналами (запахами, складом води)....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 322 323 324 325 326 327 328 329 330 ... 343
Назад

Навігація