Сущность жизни

Вид материала

Документы

Содержание Виды борьбы за существование Использование человеком сложных отношений между организмами Основные открытия в области биологии после создания СТЭ Эндокринная система – Органы эндокринной системы Характеристика ( признаки ) гормонов Гормоны аденогипофиза Гиперфункция у детей – Гипофункция в раннем возрасте – Гипофункция у взрослых – Гормоны средней ( промежуточной ) доли

Подобный материал:

• В. П. Крючков Рассказы и пьесы, 957.62kb.
• Тематическое планирование курса «Обществознание», 10-11 классы, 470.24kb.
• Мировоззрение, его сущность, роль в жизни людей, 1231.6kb.
• Экзаменационные вопросы по философии, 16.84kb.
• Г. А. Василевич, доктор юридических наук, профессор сущность конституции, 68.32kb.
• Мы представляем фрагменты книги ш. А. Амонашвили «школа жизни» (М.: Издательский дом, 882.19kb.
• Прогнозирование и планирование: основные понятия, сущность и сфера применения. Изучив, 994.42kb.
• Программа для поступающих на направление подготовки магистратратуры 080200 «менеджмент», 256.74kb.
• Размножение и индивидуальное развитие организмов, 44.8kb.
• Закономерности возникновения жизни в космосе., 3156.97kb.

Виды борьбы за существование

I . Внутривидовая борьба за существование

• Осуществляется между особями одной популяции любого вида
  
• Отличается особенной жёсткостью , поскольку все особи одного вида обладают сходными признаками и испытывают одинаковые потребности
  
• Происходит либо в виде прямой борьбы ( турнирные бои самцов , схватки за гнездовую и кормовую территорию у территориальных животных , борьба за главенство в стае , убийство взрослыми части потомства у птиц , каннибализм окуня , наваги , налима , пауков , крокодилов ,акул ) , либо в виде конкуренции за выживание ( переживание неблагоприятных условий и стихийных бедствий , состязание хищников за добычу , состязание между жертвами за спасение , между одновозрастными растениями за влагу , свет , и т. д.)
  
• Ведёт к сохранению популяции и вида за счёт гибели слабых , малоприспособленных ; отбор более жизнеспособных популяций вида
  
• В процессе эволюции выработаны ряд приспособлений , помогающие избежать прямого столкновения между особями : обозначение границ участка у территориальных животных , взаимопомощь и сотрудничество , совместное выкармливание , воспитание и охрана потомства ( пингвинов , пчёл , лошадей , китов и других стадных животных ) , позы угрозы или подчинения , звуковая сигнализация , цветение до образования листьев
  

3. Межвидовая борьба за существование
   

• Происходит между особями популяций разных видов
  
• Менее острая , чем внутривидовая , но её напряжённость увеличивается , если разные виды занимают сходные экологические ниши и обладают сходными требованиями к среде обитания ( разные виды дроздов , серая и чёрная крысы , разные виды пчёл , т. е. виды одного рода , угнетение культурных растений сорняками )
  
• Включает :
  

• Прямое одностороннее использование одного вида другим ( хищник и жертва , паразит и хозяин )
  

• Конкуренцию хищников со сходным спектром питания за жертву ( волк и лиса )
  

• Явления мутуализма и симбиоза ( цветки и опылители ) , взаимное благоприятствование разных видов ( оптимальный микроклимат в лесу вследствие ярусного расположения крон и корней )
  

• Заканчивается :
  

1 . Ослаблением и вытеснением или вымиранием одного из противоборствующих видов

4. Приспособлением видов к разным условиям в пределах одного ареала
   
5. Географическим и экологическим территориальным разобщением видов
   

• При интродукции видов ( переселении в несвойственные им регионы ) большинство их не выдерживает борьбы за существование с аборигенными видами и вымирает ; в отдельных случаях распространение интродуцированных видов происходит очень активно , как у американской норки , ондатры , колорадского жука , кролика в Австралии и т. д. , которые вытесняют местные виды , занимая их экологические ниши
  

6. Борьба с неблагоприятными абиотическими факторами окружающей среды
   

• Наблюдается во всех случаях , когда особи популяции оказываются в экстремальных физических условиях ( излишнее тепло , засуха , суровая зима , избыточная влажность , неплодородные почвы , суровые условия жизни в полярных и высокогорных районах , стихийные бедствия и т. д. )
  
• Обостряет внутри- и межвидовую борьбу за существование
  
• Результат - выживание в экстремальных условиях наиболее приспособленных форм
  

• Примеры у животных : изменение зимой окраски , густоты шерсти , впадение в спячку
  

• Примеры у растений : редукция листьев и образование длинных корней у растений пустыни , летний покой у эфемероидов , ловля насекомых у болотных растений , восполняющая недостаток азота , огромная семенная продуктивность и способность к вегетативному размножению у истребляемых видов - сорняков , обильное спорообразование у грибов-паразитов
  

Использование человеком сложных отношений между организмами

• Севооборот с правильным чередованием культур на полях , учитывающий их отношение к почве , воде , вредителям , болезням и пр.
  
• Искусственная посадка лесов с внесением микоризы ( гифы грибов ) в почву
  
• Искусственное разведение высокопродуктивных рыб в водоёмах (освобождают от хищных и малоценных рыб)
  
• Создание охотничьих хозяйств ( регуляция численности хищников )
  
• Лечение и профилактика инфекционных заболеваний человека ( применение антибиотиков и фитонцидов , вырабатываемых растениями и микроорганизмами )
  
• Биологические методы защиты растений ( привлечение птиц , муравьёв , хищных птиц, яйцевых паразитов )
  
• Повышение эффективности опыления с помощью привлечения насекомых опылителей
  

Синтетическая теория эволюции ( СТЭ ) : основные положения

• Основная проблема СТЭ, как илюбой другой эволюционной теории – установление факторов ( движущих сил ) и механизмов выработки адаптаций ( изложена в Д. Хаксли «Эволюция : современный синтез» , 1942 г. )
  
• Основоположники : Д. Хаксли, С. Райт, Н. И. Вавилов, Н. В. Тимофеев-Ресовский, И. И. Шмальгаузен, С. Филипченко, Э. Майр, Д. Симпсон, С.С. Четвериков
  

Основные положения СТЭ ( А. А. Любищеву и Н. Н. Воронцову, 1999 г. )


1. Элементарный эволюционный материал – наследственные изменения ( мутации и генетичесчкие рекомбинации )

• мутации – материал для движущего естественного отбора
  
• генетические рекомбинации – метериал для стабилизирующего естественного отбора
  
• наследственная изменчивость непрерывна, неограниченна и носит случайный характер
  
• эволюция на основе случайных событий носит название тихогенез ( Л. С. Берг, 1922 )
  

2. Элементарная эволюционная структура ( эдиница эволюции ) – популяция

• по Ч. Дарвину - это особь, однако существование особи непродолжительно и подвержено случайной гибели, в то время как популяции существуют тысячи поколений, что гарантирует необходимую продолжительность эволюционного процесса
  

3. Факторами эволюции являются миграции ( поток генов ), изоляция , популяционные волны и «дрейф генов» - генетико-автоматические процессы

• миграции – обмен генами между популяциями, обеспечивающий объединение относительно изолированных генофондов популяции в единый генофонд вида ( целостность вида ) и панмиксии –свободному, случайному скрещиванию
  
• изоляция – система барьеров, препятствующая обмену генами между генофондами популяций ( миграции ), ведущая к инбридингу и реализации резерва наследственной изменчивости
  
• популяционные волны – периодические ( ежегодное размножение ) и непериодичесике ( стихийные катаклизмы ) резкие колебания численности популяции ( С. С. Четвериков )
  
• дрейф генов – быстрые случайные изменения частот аллелей от 100% их концентрации до полного исчезновения не связанные с действием естественного отбора, осуществляемые в малых популяциях ( Р. Райт, В. Н. Дубинин )
  
• все факторы эволюции ненаправлены ( разнонаправлены ), т. е. способны как замедлть или прекратить эволюция, так и ускорить её
  

4. Основным фактором эволюции ( главной движущей силой ) является естественный отбор

• единственный направленный фактор эволюции ( всегда имеет адаптивное направление )
  
• обеспечивает отбор и размножение мелких, случайных адаптивных мутаций - селектогенез
  

5. Элементарное эволюционное явление – стойкое, направленное, адаптивное изменение частот аллелей и генотипов в генофонде популяции ( генетической структуры популяции ) под действием естественного отбора


6. Эволюция носит дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов

• все реальные таксоны имеют однокорневое , монофилетическое происхождение, т.е. имеют одного общего предка (теория монофилетизма)
  

7. Образование новых видов ( микроэволюция ) происходит филетическим , дивергентным и симбиогенным путём

• филетическое видообразование – постепенное преобразование одного вида в другой ( видА – видВ )
  
• гибридогенное видообразование – слияние двух видов в один ( вид А + вид В = вид С )
  
• дивергентное видообразование – образование из одного вида нескольких новых ( вид А – виды В, С , Д)
  

8. Виды характеризуются критериями, обеспечивающими репродуктивную изоляцию ( нескрещиваемость ) между ними : морфологическим, физиологическим, генетическим, биохимическим, экологическим, географическим и этологическим ( только у животных ) ( см. тему « Критерии вида» )

• критерии вида не применимы к видам без полового процесса ( агамным, партеногенетическим и др. )
  

9. Вид имеет сложную внутривидовую иерархичесую структуру ( носит политипический характер )
   
   • внутривидовые структуры : дем – популяция – подвид
     
   • внутривидовые структуры отличаются морфологически, физиологически и генетически, но репродуктивно не изолированы, т. е. свободно скрещиваются между собой
     

11. Все признаки организмов имеют приспособительный характери возникли в процессе адаптациогенеза (эволюции)


12. Эволюция носит непрерывный, непредсказуемый и необратимый характер

• Эволюция носит постепенный (градуалистический) характер и является чрезвычайно длительным, историческим процесссом
  

• Синтетическая теория эволюции творчески интегрирует данные естественных наук, накопленные, осмысленные и интропретированные начиная с послевоенного периода по 60 годы XX века (т. н. домолекулярная эпоха развития биологии)
  
• Открытия молекулярной биологии, генетики, тонкой ультраструктуры клетки, успехи селекции и биотехнологии, микробиологии и вирусологии, биохимии и энзимологии, клонирования, совершенствование исследовательской техники, последние достижения множества других наук создали научную базу и предпосылки для нового (третьего) синтеза данных в смысле их эволюционной интропретации.
  

Основные открытия в области биологии после создания СТЭ

1. Открытие иерархических структур ДНК и белка, в том числе вторичной структуры ДНК - двойной спирали и её нуклеопротеидной природы

2. Расшифровка генетического кода (его триплетности, вырожденности и универсальности)

3. Выяснение механизма синтеза белка и регуляции генной активности

4. Открытие внеядерной (внехромосомной) наследстенности – плазмогенов (плазмона)

5. Открытие «горизонтального» переноса наследственной информации в пределах одного поколения (плазмиды)

6. Открытие фермента обратной транскриптазы или ревертазы, позволяющей реализовать генетическую информацию по принципиально новой схеме : РНК ---- ДНК ---- РНК ---- белок

7.Открытия ультраструктурной цитологии (рибосом 70S) про- и эукариот

8. Сальтационная теория макроэволюции методом крупных мутаций

9. Открытие подвижных генетических элементов («прыгающие» гены) и внутренних источников мутаций – генов-мутаторов

10. «Молчащие» гены состоящие из 10⁶ повторений одного гена

11. Геномные мутации у животных (полиплоидия и анеуплоидия)

• 
  

Эндокринная система ( железы внутренней секреции )


Эндокринные железы ( железы внутренней секреции ) – органы, вырабатывающие и выделяющие в жидкие среды организма специфические биологически активные вещества – гормоны

Эндокринная система – совокупность органов и тканей, вырабатывающих гормоны

К железам внутренней секреции человека и высших животных относятся : гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, около- (пара )щитовидные железы, надпочечники, тимус ( вилочковая железа ), поджелудочная железа, половые железы ( яичники и семенники )


Органы эндокринной системы

Центральные : гипоталамус , гипофиз, эпифиз Периферические : щитовидная, паращитовидные, надпочечники, тимус, поджелудочная железа, половые железы,



Признаки органов эндокринной системы

1. Обладают относительно небольшими размерами ( доли или несколько грамм )
   
2. Анатомически не связаны между собой
   
3. Синтезируют гормоны
   
4. Имеют обильную сеть кровеносных и лимфатических сосудов ( кровь приносит сырьё для синтеза гормонов и уносит продукты синтеза )
   
5. Не имеют выводных протоков ( в отличие от экзокринных желёз ) – выделяют свои секреты в жидкие среды организма ( преимущественно в кровь )
   
6. Взаимодействуют и действуют комплексно- гормоны, вырабатываемые одними железами, воздействуют на функции других желёз ; для регуляции каждого органа необходимы гормоны разных эндокринных желёз
   
7. Регулируются центральной и вегетативной нервной системой, а также гипоталамо-гипофизарной системой ( нарушение этих структур неизбежно ведёт к дегенерации функций )
   

- в основном нервные волокна , иннервирующие железу, регулируют тонус ( диаметр) кровеносных сосудов и региональный кровоток , через который поступает сырьё для синтеза гормонов и куда поступают гормоны после синтеза


Характеристика ( признаки ) гормонов


1. Образуются в железах внутренней секреции ( нейрогормоны могут синтезироваться в нейросекреторных клетках )

2. Высокая биологическая активность – способность быстро и сильно изменять интенсивность метаболизма ( реакция организма осуществляется при концентрации гормона в пикограммах -10 – 10 г. )

3. Образуются в микродозах ( микро- и миллиграммах, нанограммах - )
   
4. Небольшой размер молекул , позволяющий легко проникать через эндотелий капилляров и мембраны клеток
   
5. Изменяют проницаемость клеточной мембраны для активаторов и ингибиторов ферментов , изменяя их активность
   
6. Относительно быстрое разрушение гормонов тканями ( в печени )
   
7. Постоянно вырабатываются эндокринными железами и клетками неэндокринных органов ( концентрация гормонов в жидких средах остаётся относительно постоянной )
   

Гормоны могут образовываться в отдельных эндокринных клетках различных органов ( пищеварительного тракта , печени, почек, дыхательной и репродуктивной систем, нервной системе ) – тканевые гормоны

3. Специфичность действия – действие только на определённые ткани, органы , процессы - мишени ( дефицит какого-либо гормона не может быть компенсирован другим гормоном )
   

Действуют только на те органы и ткани , которые обладают специфическими клеточными рецепторами плазмолеммы, комплементарными соответствующим гормонам . При связывании гормона со специфическими рецепторами происходит изменение проницаемости клеточной мембраны для модуляторов активности ферментов и соответственно изменение метаболизма клетки – процессов транскрипции и трансляции белков

Возможно общее влияние отдельных гормонов ( адреналин, ацетилхолин ) на весь организм

3. Дистантность действия – оказывают своё действие далеко от места синтеза , перемещаясь в соответствующие ткани и органы - мишени по крови
   
4. Отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности – можно использовать гормоны полученные из эндокринных желёз разных видов животных
   
5. Гипо- и гиперсекреция желёз внутренней секреции ( избыток или недостаток гормонов в организме ) приводит к возникновению специфических эндокринных патологий и аномалий организма
   

- для лечения гипофункции железы назначают заместительную терапию, т.е. введение недостающих гормонов

- при гиперфункции – применяют хирургическое лечение ( удаление части железы ) или применяют ингибиторы ( подавители ) соответствующих гормонов

3. Транспортируются к тканям кровью, лимфой , тканевой жидкостью в свободном состоянии и в связанном с белками плазмы крови и форменными элементами
   

Химическая природа гормонов

1. Пептиды и простые белки ( инсулин, соматотропин, тропные гормоны аденогипофиза, кальцитонин, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гормоны гипоталамуса )
   
2. Сложные белки – тиреотропин, лютропин
   
3. Производные аминокислот ( тироксин, трийодтиронин, адреналин и норадреналин )
   
4. Стероиды ( гормоны коры надпочечников - кортикостероиды, половые – андрогены, эстерогены )
   
5. Жирные кислоты
   

Функции гормонов –

1. Гуморальная регуляция обмена веществ , адаптация метаболизма к условиям существования
   
2. Регуляция дифференцировки тканей, размножения, роста , развития
   
3. Коррекция и модулирование интенсивности физиологических процессов
   

- Механизмы реализации функции гормонов связаны с их способностью изменять проницаемость клеточной мембраны, активность экспрессии генов и ферментов, интенсивность реакций метаболизма регулируемых процессов и органов

Методы изучения эндокринных желёз

В экспериментальных условиях применяют три метода:

1. экстирпация – удаление железы

2. трансплантация – пересадка железы

3. заместительная терапия – инъекции гормонов


Гипофиз ( нижний мозговой придаток )

1. Локализуется в турецком седле клиновидной кости мозгового черепа
   
2. Состоит из трёх долей : передней, средней ( аденогипофиз ) – 70% массы железы и задней ( нейрогипофиз )
   

Задняя доля в процессе эмбриогенеза возникла из нервной ткани , а передняя и средняя – из эпителиальной

3. Соединяется задней долей с гипоталамусом с помощью ножки
   
4. Масса 0,6 г. ; во время беременности возрастает до 1 г.
   

Клетки передней доли гипофиза разделяются на три группы по отношению к кислым и основным красителям :

Ацидофильные –окрашивающиеся кислыми красителями ; базофильные – окрашивающиеся основными красителями, хромофобные – не окрашивающиеся ни теми ни другими

5. Структурно и функционально тесно связан с гипоталамусом, что позволяет выделить гипоталамо-гипофизарную систему
   
6. функциональная активность гипофиза регулируется с помощью рилизинг-гормонов гипоталамуса ( либерины и статины )
   

- либерины – стимулируют, усиливают

- статины – тормозят выработку гормонов в аденогипофизе

Гормоны аденогипофиза ( передняя доля )


1.Соматотропин( гормон роста )

Фунции : 1. Стимулирование роста ( усиление деления клеток, увеличения синтеза белка ) ; особенно сильно действует на хрящевую и костную ткани , рост внутренних органов

Гиперфункция у детей – гигантизм, при котором рост может достигать 240—250 см.

Гиперфункция у взрослых – акромегалия – увеличение размеров кистей рук, стоп , языка, носа, нижней челюсти, органов грудной и брюшной полости за счет деления клеток хрящей

Гипофункция в раннем возрасте – карликовость ( лилипутизм ) – рост не более 130 см. ; отличаются пропорциональным телосложением и умственным развитием ( применение в детстве соматотропина может привести к увеличению роста )

Гипофункция у взрослых –глубокие нарушения обмена веществ, что приводит либо к общему ожирению ( гипофизарное ожирение ), либо к резкому исхуданию


2. Тропные гормоны – регуляторы активности эндокринных желёз :


Аденокортикотропный гормон ( АКТГ ) – регулирует секреции глюкокортикоидов коры надпочечников

Тиреотропный гормон – повышает секрецию гормонов щитовидной железы

Гонадотропные гормоны – регуляция функций половых желёз

- фолликулостимулирующий – ускоряет развитие фолликул в яичниках и сперматогенез в семенниках

- лютеинизирующий – стимулирование выделения половых гормонов гонадами; формирование и секреторная активность жёлтого тела яичника


3. Пролактин – рост молочных желёз и секреция молока


Гормоны средней ( промежуточной ) доли

Меланотропный гормон( меланотропин ) – обмен пигментов ( меланина ) в покровных тканях

Гормоны задней доли ( нейрогипофиза ) – окситрцин, вазопрессин

Все гормоны нейрогипофиза синтезируются в гипоталамусе и транспортируются по аксонам в в заднюю долю гипофиза, где депонируются и откуда и секретируются в кровь

1. Окситоцин – стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки при родах, увеличение и функционирование млечных желёз
   
2. Вазопрессин ( антидиуретический гормон – АДГ)
   

1. повышает кровяное давление, повышает тонус гладкой мускулатуры артериол

2. регулирует процесс обратного всасывания в извитых канальцах нефронов почек ( канальцевую реабсорбцию )

Гипофунуция – несахарное мочеизнурение ( несахарный диабет ) - выделение из организма до 25 л. мочи ежедневно

Гиперфунция – снижение мочеобразования ( антидиуретическое действие )


Щитовидная железа

1. Расположена в передней области шеи под гортанью по обеим сторонам трахеи
   
2. Состоит из двух долей , соединённых перешейком
   
3. Самая крупная из эндокринных желёз - масса у взрослого человека 30-40 г. ( у женщин масса и объём её больше, чем у мужчин )
   
4. Покрыта соединительно-тканной капсулой, разделена на дольки, состоящие из многочисленных пузырьков (фолликулов): клетки фолликула – тиреоциты(заполнены вязкой массой- коллоидом)
   
5. Чрезвычайно обильно снабжается кровью, приносящее йод и другое сырьё для синтеза гормонов
   
6. Функции железы регулируются тиреотропным гормоном аденогипофиза и большими полушариями головного мозга