Функциональные и молекулярные резервы организма
Страница 1

Биология » Функциональные и молекулярные резервы организма

Адаптация организма к условиям среды в общебиологическом плане необходима для сохранения как каждого индивидуума, так и каждого вида. А для человека, который является объектом не только биологическим, но прежде всего социальным, приспособление обязательно еще и для обеспечения психического комфорта и работоспособности.

Одним из путей защиты от неблагоприятных условий окружающей среды, особенно если они угрожают жизни, является стремление устраниться от них. Животное это делает инстинктивно, а человек — сознательно. Человек прибегает к различным средствам: сменяет легкую одежду на теплую и наоборот, пользуется отоплением, искусственным освещением, бесперебойным водоснабжением, вентиляцией, применяет кислородные или иные изолирующие от среды аппараты и т. п. Животное этих средств лишено.

Первым и наиболее древним способом устранения от вредоносных влияний среды, возникшим еще при переходе живых существ от водного к наземному образу жизни, является анабиоз, свойственный беспозвоночным животным, а также некоторым рыбам, амфибиям и рептилиям. Анабиоз — такое состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что признаки жизни видимо не проявляются. Анабиоз возникает под влиянием как низких температур, так и высоких, сопровождающихся большим недостатком воды. Иначе говоря, в первом случае это обратимое замерзание, а во втором — обратимое высыхание. При возвращении условий среды к совместимым с существованием происходит и восстановление активной жизни организма. Так, при таянии речного льда оживают вмерзшие в него простейшие, например инфузории, насекомые, паукообразные и низшие ракообразные. При увеличении влажности возрождаются находившиеся в состоянии теплового анабиоза яйца и куколки насекомых, а также некоторые другие беспозвоночные низшие организмы.

Общим условием впадения в состояние анабиоза является значительная потеря воды клетками, что резко снижает интенсивность обмена веществ: все химические реакции его происходят в водных растворах, а многие и с участием воды — химического компонента реакции. В состоянии анабиоза даже амфибии и рептилии, не говоря уже о беспозвоночных, теряют от !/г ДО 3Д воды, содержащейся в их организме; при этом оставшаяся вода находится в переохлажденном состоянии, превращаясь в однородную стекловидную массу. Это может произойти и при осторожном постепенном замораживании, и при быстром действии очень низких температур (порядка 90 и даже 160 °С). В прочих условиях вода кристаллизуется в лед и разрушает клеточные структуры.

Другими, более мягкими способами устранения от неблагоприятных условий среды являются оцепенение рыб, амфибий и рептилий, зимняя и летняя спячка млекопитающих и зимний сон их. Зимнее оцепенение пойкилотермных, как и зимняя спячка млекопитающих, связано со снижением температуры среды и недостатком пищи, летняя — с нехваткой влаги в засушливое (жаркое) время года. У одних животных оцепенение наступает уже при 15 °С, у других — около 0 ºC и характеризуется неподвижностью, снижением газообмена и замедлением физиологических функций. Двоякодышащие рыбы в период свойственного им летнего оцепенения при высыхании водоемов зарываются в ил и даже окружают себя капсулой, предохраняющей от потери влаги.

Если оцепенению подвергаются пойкилотермные, то зимняя и летняя спячка присуща гомойотермным животным, физиологические и молекулярные механизмы которой отличаются от оцепенения. Внешние проявления их одинаковы: снижение температуры тела почти до температуры окружающей среды (только при зимней спячке, при летней этого нет) и интенсивности обмена веществ (в 10 — 15 раз), сдвиг реакции внутренней среды организма в щелочную сторону, уменьшение возбудимости дыхательного центра и урежение дыхания до 1 вдоха за 2.5 мин; резко падает и частота сердечных сокращений (например, у летучих мышей с 420 до 16 ударов/мин). Причина этого — в возрастании тонуса парасимпатической нервной системы и уменьшении возбудимости симпатической. Самое же главное, что при зимней спячке выключается система терморегуляции. Причинами этого являются падение активности щитовидной железы и снижение содержания в крови тиреогормонов. Гомойотермные животные становятся как бы пойкилотермными.

Механизмы зимней спячки выработались в процессе исторического развития животного мира, и главные побудительные стимулы к ней исходят из центральной нервной системы. Если, например, у ежа разрушить область межуточного мозга, связанную с регуляцией вегетативных функций и обмена веществ, то возможность спячки утрачивается. Характерное для спячки торможение центральной нервной системы намного глубже, чем при нормальном сне, однако зимоспящее животное можно разбудить и в разгаре спячки путем механического раздражения.

Сурки, суслики, хомяки, бурундуки проводят спячку в норах, где температура все же несколько выше наружной и где нет охлаждающего действия ветра. Нередко норы бывают весьма глубокими: у сурков и сусликов, например, до 3 м. Летучие мыши зимуют в пещерах, штольнях и на чердаках. Во время спячки животные обходятся без воды и пищи. Лишь хомяки и бурундуки изредка просыпаются и едят запасы, заготовленные с осени. Остальные же зимоспящие поддерживают свои резко сниженные жизненные процессы за счет окисления резервного жира организма, который они приобрели за лето. В результате за время спячки они теряют 1/2 массы тела.

Страницы: 1 2 3 4 5


Рекомендуем к прочтению:

Коэффициенты диффузии.
Исходя из растворимости и величины молекул, коэффициент диффузии для СО2 приблизительно в 2,7 раза больше; чем для О2. Поскольку эта величина постоянная и температура в легких обычно тоще остается постоянной, то только парциальные давлени ...

Пролилэндопептидаза
Пролилэндопептидаза (КФ .) расщепляет пептидные связи с С-конца пролина . Фермент мозга имеет Mr кДа, проявляет максимальную активность при рН,, ингибируется диизопропилфторфосфатом и кбз-Pro-пролиналом, активируется дитиотреитолом . Наиб ...

Изменчивость вирусов при пассажах Изменчивость вирусов при пассажах на животных.
Основоположником этого метода изменения наследственности вирусов был Пастер (1882 год), впервые получивший живую антирабическую вакцину путем серийных пассажей через мозг кролика дикого (вирулентного) штамма вируса бешенства. Было продемо ...