10 місяців тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Процессы ассимиляции и диссимиляции, характе­ризующие жизнь и различные ее проявления, могут осуществляться только с участием внешней, окружа­ющей организм среды. Среда эта очень сложна и из­менчива, поэтому организм, чтобы существовать, дол­жен постоянно ощущать все, что в ней происходит. Разумно оценивать обстановку животные, а тем более растения и простейшие организмы, у которых вообще отсутствует нервная система, конечно, не могут. Зато все живые существа, начиная от одноклеточной амебы и водоросли и кончая человеком, обладают замечатель­ным свойством отвечать (реагировать) на внешние воздействия. Это свойство живых организмов называ­ется раздражимостью.

Долгое время считали, что свойствами раздражи­мости обладают только животные, имеющие нервную систему. В настоящее время доказано, что раздражи­мость — всеобщее и важнейшее свойство живых организмов. Ею обладают простейшие одноклеточные существа, животные, растения и человек.

Перемена условий среды, которая вызывает реак­цию со стороны организма, называется раздражителем. Живые организмы в процессе эволюции приобрели свойства реагировать только на определенные условия внешней среды и их изменения. Именно эта способ­ность позволяет организмам избирать требуемые для их жизни и развития условия.

Итак, значение раздражимости состоит в том, что она позволяет живым существам находиться в постоян­ной связи с окружающим миром, дает возможность приспособляться к нему, уравновешивать его влияние, благодаря чему и возможны защита и сохранность жизни.

Животные и растения по-разному реагируют на воздействие внешней среды вследствие неодинакового уровня их развития и различного характера приспо­собления к условиям жизни.

У простейших и у растений раздражимость прояв­ляется в относительно элементарных формах. Простей­шие, как и некоторые подвижные отдельные клетки многоклеточных организмов (сперматозоиды, лейко­циты, подвижные споры), обнаруживают раздражи­мость в форме таксисов, то есть движений в сторону раздражителя или от него. Если организм уходит от раздражителя, это называется отрицательным такси­сом, если же организм движется к раздражителю, значит, таксис его положителен. Название того или иного вида таксиса определяется характером раздражителя. Так, фототаксисом именуют движение, возникшее под действием света, хемотаксисом — вызванное химиче­ским веществом, термотаксисом — изменением темпе­ратуры и т. д.

Приведем несколько примеров. Стремление к свету характерно не только для целых растений, но и для каждой живой зеленой клетки. На слабом свету хлоро­пласты «подплывают» к стенкам клеток, обращенным к свету, и располагаются перпендикулярно к лучам света. Это явление положительного фототаксиса позво­ляет улавливать максимум солнечных лучей. А на очень ярком свету в клетках растений осуществляются противоположные реакции: хлоропласты очень быстро становятся ребром к свету, разбегаются в стороны и прячутся от солнечных лучей, тесно прижимаясь к боковым стенкам клеток (отрицательный фототаксис). Под микроскопом это явление легко наблюдать, но объяснить его пока что полностью не удается. Ясно одно, что под действием освещения в протоплазме кле­ток зеленых растений разыгрываются какие-то слож­ные физиолого-биохимические реакции, которые уп­равляют поведением хлоропластов. Зеленые однокле­точные водоросли под действием света ведут себя аналогично хлоропластам клеток растений. Если стек­лянный сосуд с водой, содержащий подвижные клетки зеленых водорослей (например, эвглену), освещать с одной стороны, зеленые организмы соберутся к свету. Значит, зеленые водоросли проявляют положительный фототаксис. Инфузории туфельки находятся обычно в самом верхнем слое воды, потому что они нуждаются в кислороде и собираются там, где его больше, то есть проявляют положительный хемотаксис по отношению к кислороду.

Большое биологическое значение имеют таксисы и у подвижных клеток многоклеточных животных и растений. В основе процесса оплодотворения, то есть слияния гамет, лежат хемотаксические реакции. Осо­бенно отчетливо они проявляются при слиянии гамет у водных животных. Яйцеклетки вырабатывают осо­бые вещества, которые оказывают мощное положитель­ное хемотаксическое действие на сперматозоиды свое­го вида. Эти же вещества хемотаксически отрицатель­но влияют на «чужие» сперматозоиды. Высокая специфичность этих реакций и исключительная чувст­вительность сперматозоидов поразительны — они реа­гируют на ничтожно малые концентрации «привлека­ющих» веществ, выделяемых яйцеклеткой.

Хемотаксические реакции лежат в основе питания простейших животных. Простейшие проявляют поло­жительный хемотаксис по отношению к веществам, пригодным к пище, и отрицательный к веществам, бесполезным и ядовитым.

Выдающийся русский ученый И. И. Мечников от­крыл замечательную особенность особых структурных телец крови — фагоцитов находить и уничтожать воз­будителей заболеваний (различных бактерий), прони­кающих в организм. Эта особенность фагоцитов бо­роться с вредными бактериями организма связана с положительной хемотаксической реакцией.

Растения не располагают специальными, восприни­мающими раздражение органами. Раздражимость рас­тений проявляется в форме тропизмов и настий. Тропизмами называют направленные ростовые движения (изгибы) растений под влиянием односторонних воздей­ствий внешней среды. Тропизмы можно наблюдать у молодых растений, когда в их верхушках под дейст­вием особых химических веществ (гормонов роста рас­тений, или ауксинов) происходит изгиб.

Механизм изгибания стеблей растений в сторону света заключается в том, что на освещенной стороне стебля ауксин частично разрушается, а частично пере­ходит в затененную сторону. Создавшийся там избы­ток этого гормона усиливает рост, в результате чего стебель изгибается в направлении источника света. Внешне это явление выглядит так, будто бы растение «тянется» к раздражителю или, наоборот, отстраняет­ся от него. Характерной чертой тропизмов является их четкая направленность. Как и таксисы, тропизмы мо­гут быть положительными или отрицательными.

Раздражители, вызывающие тропизмы, различны по своему характеру. Например, широко известен, как уже было отмечено, фототропизм.

Явление геотропизма проявляется у растений по отношению к действию силы тяжести. Стебли всегда растут вверх, в сторону, противоположную действию силы тяжести. Корни же, наоборот, тянутся вниз, то есть они обладают положительным геотропизмом, а стебли — отрицательным. Известны также хемотро­пизмы — реакции на действие химических веществ, и тигмотропизмы, то есть ответное действие на прикосно­вение. Тигмотропизмом обладают многие стелющиеся растения (виноград, хмель, плющ): для роста они нуж­даются в соприкосновении с какой-либо опорой (дере­вом, стеной и т. п.).

Особым видом двигательных реакций растений являются настии. Так называют реакции, которые воз­никают в ответ на раздражение, действующее на рас­тение не односторонне (как при тропизмах), а со всех сторон. Настии возникают в ответ на действие тех же факторов среды — света, температуры, влажности и т. д. К явлениям настии относятся поднятие и по­никание листьев, раскрытие и поворачивание цветов. Движение этих органов происходит благодаря измене­нию давления протоплазмы клеток, возможно, при этом известную роль играет и их рост. Примером фото­настийможет служить явление световой мозаики, то есть такое расположение листьев, при котором они не затеняют друг друга. Очень чувствительны к измене­нию температуры цветы. На основании этого свойства К. Линней устроил у себя в саду «цветочные часы». Он подобрал почти на каждый час суток открываю­щиеся или закрывающиеся цветы. Кроме фото- и термонастий, известны также никтинастии, то есть суже­ние листьев ночью, и ряд других.

Очень сложные автоматические движения типа настий проявляются у упомянутого нами миксотроф­ного растения мухоловки. Если на ее лист сядет насе­комое, в ответ на раздражение лист захлопывается, и жертва оказывается в западне. Когда насекомое на­чинает биться, чтобы выбраться, усиливается раздра­жение секреторных клеток листа, они выделяют сок, содержащий ядовитые вещества, и протеолитический (растворяющий белки) фермент. Насекомое погибает, переваривается и всасывается. После этого лист рас­крывается и вновь готов к «охоте».

В эволюции многоклеточных животных большое значение имела их подвижность как свойство, необхо­димое при добывании пищи. В связи с подвижностью у многоклеточных животных возникли приспособле­ния, обеспечивающие ориентацию в окружающей среде — специальные нервные окончания, так назы­ваемые рецепторы, служащие для восприятия опреде­ленных изменений среды. В дальнейшем развитии организмов они усложнялись и превращались в спе­циальные органы чувств. В ходе эволюции рецепторы приобретали способность тонко реагировать на ни­чтожно малые изменения среды, что связано с разви­тием у них возбудимости.

Наивысшего развития способность отвечать на раз­дражения достигла у подвижных многоклеточных жи­вотных. Это объясняется возникновением и развитием у них специализированных возбудимых тканей, в пер­вую очередь нервной и мышечной.

Возбуждение представляет собой активный ответ данной клетки или ткани на раздражение. Оно сопро­вождается повышением жизнедеятельности и соответ­ствующими изменениями обмена веществ и выража­ется в специфической для каждой ткани форме (на­пример, железистая клетка при возбуждении выделяет секрет, мышца сокращается и т. д.). Нервные волокна обладают способностью с большой скоростью прово­дить возбуждение в виде так называемых нервных импульсов, с помощью которых осуществляется коор­динация деятельности всех частей тела многоклеточ­ных животных и взаимодействие животных с условия­ми внешней среды. Установлено, что возбуждение у высших животных распространяется со скоростью бо­лее чем 100 метров в секунду.

Основной формой раздражимости животных, имею­щих центральную нервную систему, служит рефлекс — определенная реакция организма, наступающая в ответ на раздражение органов чувств и других рецеп­торов. Термин рефлекс (отражение) введен в науку французским философом Р. Декартом в XVII веке. Он впервые сформулировал понятие рефлекса как уни­версального механизма деятельности человека и животных. Впоследствии рефлекторные реакции исследо­вались многими физиологами и представления о фи­зиологической сущности рефлекса углублялись и совершенствовались. Много нового в учении о рефлек­торной деятельности нервной системы внес основопо­ложник русской физиологической школы И. М. Сече­нов. Классический труд И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863 г.) имел огромное значение для формирования естественнонаучного материалистиче­ского мировоззрения передовой революционной интел­лигенции 60-х годов прошлого века.

Рефлекторный акт имеет большое приспособитель­ное значение. Животные, обладающие рефлекторной функцией, могут быстро реагировать на различные изменения внешней или внутренней среды.

По мере повышения организации животных услож­няется и рефлекторная раздражимость. При развитии сложных центральных систем появляется новая форма рефлекторной раздражимости — образование связи между отдельными рефлексами. В результате возни­кают сложные цепные рефлексы — инстинкты (от лат. инстинктус — побуждение), то есть врожденная форма поведения животного, типичного для данного вида. Эта форма рефлекторной раздражимости характеризу­ется тем, что один рефлекс может непосредственно вызвать другой, а этот — следующий и т. д. Таким образом создается сложная цепь рефлексов, строго за­крепленные формы поведения, характерные для инстинктов. Возникновение сложных форм инстинктив­ного поведения было важным этапом эволюции форм раздражимости, скачком в приспособленности живот­ных к условиям среды.

Простые и сложные рефлексы наследуются от ро­дителей. Они проявляются в ответ на соответствую­щие раздражители независимо от обучения. Создатель материалистического учения о высшей нервной дея­тельности И. П. Павлов назвал их безусловными реф­лексами. В отличие от них условные рефлексы приоб­ретаются в процессе индивидуальной жизни и лежат в основе обучения.

Условный рефлекс возникает при сочетании безу­словного рефлекса с каким-либо раздражителем, пер­воначально не связанным с данным рефлексом. На­пример, если каждый раз, когда собака получает корм, звенит звонок, то после известного числа повторений устанавливается новая связь, или условный рефлекс. В результате у собаки в ответ на звук звонка слюнные железы выделяют слюну. Если же собаке с выработан­ным условным рефлексом на звонок давать корм, не сопровождая его звонком, то условный рефлекс исчез­нет. Таким образом, как говорил И. П. Павлов, «по­стоянную связь внешнего агента с ответной на него деятельностью организма законно называть безуслов­ным рефлексом, а временную — условным рефлексом».

Павлов считал, что деятельность насекомых бази­руется в основном на сложных цепных безусловных рефлексах — инстинктах. Однако отсюда не следует, что насекомые совершенно лишены способности к при­обретению условных рефлексов. В настоящее время хорошо известно, что в ограниченной мере они способ­ны к обучению. Эта способность нашла себе примене­ние в пчеловодстве. Путем так называемой «дрессиров­ки» пчел можно приучить к определенным запахам и к посещению определенных видов растений.

Наибольшего развития условные рефлексы дости­гают у позвоночных животных, имеющих централь­ную нервную систему, которая состоит из спинного и головного мозга. При высших формах условнорефлек­торной деятельности временные связи устанавливают­ся в коре головного мозга. Если у собаки или другого какого-либо млекопитающего удалить большие полу­шария головного мозга, то оперированные животные бывают не способны образовывать условные рефлексы.

Явления раздражимости лежат в основе не только взаимодействия организма и среды, но также служат для согласования функций всех частей организма, су­ществования и развития его как целого. И. П. Павлов различал высшую нервную деятельность, обеспечиваю­щую нормальные сложные взаимоотношения организ­ма с внешним миром, и низшую нервную деятельность. Последняя обеспечивает целостность организма, согла­сованность всех его функций и органов. Четкое согла­сование и взаимосвязь работы органов необходимы для осуществления основных процессов: пищеварения, кровообращения, дыхания и т. д. В организме дея­тельность всех органов представляет собой единое це­лое. Без такой согласованности и четкого ритма работы органов жизнь организма невозможна. Спинной мозг и подкорковые центры головного мозга управляют ра­ботой органов внутри организма, а кора головного моз­га осуществляет связь организма со средой.

Единство высшей и низшей нервной деятельности обусловливает приспособленность организма к усло­виям внешней среды, сохраняет жизнь особи. «Живой организм представляет крайне сложную систему, со­ставленную из почти бесконечного ряда частей, связан­ных как друг с другом, так и в виде единого комплек­са с окружающей средой»,— утверждает И. П. Пав­лов (И. П. Павлов. Полное собрание сочинений, т. 11, кн. 2, стр. 274).