Geum.ru

Примеры интеграции в природе

Вид материалаЛекция
Подобный материал:



Примеры интеграции в природе

***

Пример утраты самодостаточными организмами своей физической автономности ради оплодотворения созревших яйцеклеток сперматозоидами самца представляет «спайник» (тип «плоских червей»). При встрече самца и самки они вначале присасываются друг к другу, а затем намертво срастаются срединными участками своих тел.

подробнее: ПАНОВ Е.Н. Бегство от одиночества: индивидуальное и коллективное в природе и в человеческом обществе /Скованные одной цепью /

ссылка скрыта


***

Во время развития эмбриона происходит строго регулируемая дифференциация клеток (изначально нейтральных), благодаря которой формируются необходимые органы из (уже) соответствующих клеток мышечной, костной, нервной и т.п. тканей.

подробнее: История развития ребенка: Месяц за месяцем. Второй месяц.

ссылка скрыта

подробнее: Лекция №15. Митоз, мейоз, гаметогенез, оплодотворение и эмбриональное развитие (факультет малекулярной и биологической физики)

ссылка скрыта


***

Не существует других представителей царства многоклеточных животных, у которых зависимость между клетками, слагающими ткани тела, была бы выражена в столь же малой степени, как у «губок». Создаётся впечатление, что клетки просто сговорились жить в форме животного, т.к. свободные в своих действиях клетки не только составляют значительную долю клеток тела губки, но и выполняют важнейшую повседневную работу, без которой были бы невозможны обмен веществ, рост и само существование этих животных.

подробнее: ПАНОВ Е.Н. Бегство от одиночества: индивидуальное и коллективное в природе и в человеческом обществе /Эти «примитивные» губки.../

ссылка скрыта


***

Удивительную согласованность действий могут обнаруживать и собрание одноклеточных. При необходимости хищные нитчатые бактерии (Dictyobacter), соединенные между собой посредствам цитоплазмы, формируют из себя «сетку» для охоты. Поймав жертву, они переформировываются в «желудок».

подробнее: ПАНОВ Е.Н.Бегство от одиночества: индивидуальное и коллективное в природе и в человеческом обществе / Суперорганизмы-хищники /

ссылка скрыта


***

Перед нами пример хорошо согласованной совместной деятельности клеток, которые, во многом еще остаются физиологически обособленными – это колониальные формы жгутиковых. В большинстве случаев каждая клетка колонии способна на самостоятельное размножение, вынуждена самостоятельно создавать необходимые ей продукты питания, но объединена со всеми посредства вполне определённых и (в большей или меньшей степени) специализированных обязанностей.

подробнее: ПАНОВ Е.Н.Бегство от одиночества: индивидуальное и коллективное в природе и в человеческом обществе / От содружества равноценных индивидов-клеток к ансамблям многоклеточности /

ссылка скрыта


***

Кажущийся «хаос» оказался сложноупорядоченным действием сопротивления на молекулярном уровне, который переходит в сопротивление всей системы. Именно такой процесс мы наблюдаем, изучая явление турбулентности более детально.

подробнее: Естествознание и развитие: диалог с прошлым, настоящим и будущим (послесловие) В.И.Аршинов, Ю.Л.Климонтович, Ю.В.Сачков

ссылка скрыта


***

Способность к самоорганизации природных элементов в зависимости от изменившейся условий среды сравнительно легко обнаружить на примере полимеров. Частным примером может служить обычное мыло, группы молекул которого создают ассоциативные системы, вследствие чего каждая часть молекулы попадает в благоприятную ей среду.

подробнее: П. Г. ХАЛАТУР Самоорганизация полимеров

/Тверской государственный университет /

ссылка скрыта


***

Немецкие биологи с помощью теоретической модели (компьютерное моделирование) сумели подтвердить, что бескорыстное поведение (экономное расходование питательных веществ и мирное сожительство) может давать некоторое эволюционное преимущество. За основу было взято развитие бактерий в так называемых «биоплёнках» (тонкий слой микроорганизмов). Как оказалось у «эгоистов» есть только стартовое преимущество относительно «альтруистов», однако, отказываясь от личного преимущества «бактерия-альтруист» оказывает решающую помощь всей группе в эволюционной борьбе.

подробнее: Альтруизм сосредоточен в налете на зубах

ссылка скрыта

анимация: ссылка скрыта


***

Широко известный факт, что пчелиная семья представляет собой высокоорганизованное сообщество с великолепно отработанным разделением труда. В литературе господствует мнение о том, что смена функций у рабочих пчёл связана в основном с их возрастом и физиологическим состоянием (степень развития определённых желез). Однако, по мнению исследователей, которое подтверждается и экспериментом (НИИ пчеловодства 2001 г.) - решающим фактором в разделении труда между пчёлами являются состояние и потребности семьи. Остаётся только восхищаться и удивляться совершенству механизмов, позволяющим координировать совместную деятельность несколько десятков тысяч особей.

подробнее об эксперименте: В.П.ЛЕБЕДЕВА, В.И.ЛЕБЕДЕВ

ссылка скрыта


***

Общественный образ жизни пчёл определил и закрепил в их наследственности особые свойства, присущие семье в целом как биологической единице. Так единичная пчела не способна поднять температуру своего тела выше, чем несколько градусов, в семье температура может увеличиться до 35°, что обеспечивает возможность перезимовки. Одна особь выделяет так мало воска, что её едва хватит на отстройку даже одной ячейки, в семье же пчёлы могут за ночь отстроить несколько тысяч ячеек. Одна пчела погибает, ужалив человека или животное, для пчелы её ужаление не может в связи с этим иметь какого-либо защитного значения. Но для семьи ужаление и гибель нескольких пчёл имеют большое защитное значение. Эти и другие примеры указывает на то, что пчела не является независимым живым организмом, но представляет собой интегрированную часть общего тела семьи.

подробнее: Биология пчёл. Органы чувств, нервная система и поведение пчёл.

ссылка скрыта


***

В ходе исследования механизмов регуляции развития и диапаузы у муравьёв удалось установить, что яйцекладку цариц и развитие личинок регулируют рабочие муравьи. Они в соответствии с изменениями внешней окружающей среды (вне муравейника) выделяют соответствующие феромоны-активаторы, индуцируя или прекращая диапаузу личинок и цариц.

подробнее: Международный союз исследователей общественных насекомых (IUSSI ) Российская секция

Санкт-Петербургский Государственный Университет. Биолого-почвенный факультет

u.ru/win/entomol/socio.php">


***

Апоптоз – программируемая клеточная смерть. Один из ярких примеров механизма, регулирующего существования всего живого на Земле. Апоптоз начинает работать уже в человеческих эмбрионах, когда в процессе их формирования совершенно безболезненно «исчезают» клетки жабер, хвоста, других рудиментных органов. Во взрослом организме ежедневно самоуничтожаются миллиарды старых клеток, материал которых (вследствие особенностей этого процесса) идёт на строительство новых.

подробнее: Гены смерти защитят жизнь Ольга Неверова.

ссылка скрыта


***

Оказывается общественная жизнь не столь уж редкое явление в природе. Преимуществами общественной жизни и взаимопомощью сородичей пользуются весь животный мир, начиная с насекомых, птиц до млекопитающих. «Видов, живущих в одиночестве, или только небольшими семействами, очень мало, и они сравнительно немногочисленны» - говорит автор, обобщая свои наблюдения и анализ некоторых работ известных натуралистов. «Общество не было создано человеком; оно предшествовало человеку» - подобные интересные открытия мы встречаем на протяжении всего повествования. Но самое невероятное открытие, которое человек может сделать, читая эту книгу П.А.Кропоткина это то, что вся природа просто пропитана любовью и стремлением к взаимопомощи. Так о чём же тогда говорил Дарвин?

подробнее: ссылка скрыта

продолжение: ссылка скрыта


***

Похоже, что природа позаботилась об обязательном наличии в популяции не только эгоистов, но и альтруистов. Наряду с ними основная масса популяции – это «конформисты» (стремящиеся завуалировать неприглядность ситуации). Соотношение, выявленное в ходе экспериментов с крысами и среди людей, составляет 1:3:1. Опыт с крысами показывает, что даже если из популяции удалить всех альтруистов и эгоистов, оставив одних конформистов, то через два поколения её структура полностью восстанавливается.

подробнее: Г.В. Правоторов "Альтруизм как врождённое свойство"

ссылка скрыта


***

По-видимому, процесс консолидации (объединения) нигде не имеет такого огромного значения, как при формировании памяти, т.е. нашего разума. Взаимодействие нейронов (нервных клеток), их совместная активность приводит к достижению результата, новому соотношению всего индивида, отдельной клетки и/или среды. В случае возникновения рассогласования между «потребностями» нейрона и его микросредой, и при невозможности устранить рассогласование в рамках имеющегося опыта - у него имеется, образно говоря, следующая альтернатива: измениться, вовлекаясь в системогенез (формирование новой системы, затем консолидируемой) или умереть («альтруистичный суицид»). Формирование этих способов реакции диктуется необходимостью соответствовать изменившимся условиям внешней и/или внутренней среды и выражается в образовании новых систем и изменении межсистемных отношений.

подробнее: Ю.И. Александров "Научение и память: системная перспектива"

ссылка скрыта


***

Диктиостелиум (Dictyostelium discoideum) – слизевик, обитающий в лесной подстилке, – занимает пограничное положение между одно- и многоклеточными. Его относят к слизевым грибам, поскольку он, подобно всем грибам, рассеивает по ветру споры из плодового тела. Споры прорастают в виде подвижных амеб (миксамеб), охотящихся за бактериями. Когда же наступает голодная пора, амебы сползаются, образуя подвижный многоклеточный слизевик. Затем слизевик «оседает» и образует стебель, на вершине которого формируется плодовое тело, рассеивающее споры. Так замыкается жизненный цикл диктиостелиума. Интересно, что кооперация не обходится без жертв: до 20% собравшихся воедино амеб погибает, жертвуя собой на благо общего дела. Геномный подход позволил установить причины такого «альтруизма» амеб.

подробнее: И.Э.Лалаянц. Коллективные амебы и иммунология

ссылка скрыта


***

Один из наиболее часто упоминаемых примеров самоорганизации систем в синергетике – это эффект Бенара, который возможно наблюдать при нагреве любого масла на сковороде. С возникновением критического значения управляющего параметра (температуры), состояние масла мгновенно изменяется, образуется сеть ячеек цилиндрической или шестиугольной формы, т.е. слой масла разлитого на сковороде обретает новую структуру. Образование этой новой структуры - это следствие самоорганизации, кооперативного (согласованного) поведение ее подсистем (для опыта Бенара - это направленное движение масла вверх в каждой ячейке).

подробнее: В.Ю. Ермолаев "Самоорганизация в природе и этногенез" /дискуссия/

ссылка скрыта


***

Человек представляет собой совокупность самоорганизующихся функциональных систем, одни из которых своей саморегуляторной деятельностью определяют устойчивость различных показателей внутренней среды – гомеостазис, другие – адаптацию организма к среде обитания. Отклонение того или иного результата деятельности функциональных систем от уровня, определяющего нормальную жизнедеятельность организма, является причиной к мобилизации всех составляющих функциональные системы на возвращение измененного результата к уровню, определяющему оптимальное течение процессов жизнедеятельности. У человека можно различить несколько уровней организации функциональных систем: метаболический, гомеостатический, поведенческий, психический и социальный. Иными словами, все системы идеальным образом запрограммированы для обеспечения своего полезного для организма результата.

подробнее: К. В. Судаков «Системное построение функций человека», 1999 г.

ссылка скрыта


***

Клеточные колонии образуют такую же сложную и налаженную систему взаимоотношений как пчёлы, муравьи, термиты и другие всеми известные примеры интегрированной деятельности индивидов на пользу общей системы. Для колоний микроорганизмов, как и для многих других биосоциальных систем, характерно формирование функциональных органов надорганизменного уровня, принадлежащих целой системе и коллективно используемых всеми её элементами (индивидами). Структура колоний микроорганизмов служит зримым отражением её сложной многоуровневой социальной организации, включающей коллективные, охватывающие всю колонию формы поведения, когда "воля индивида" (клетки) подчиняется "воле коллектива". Интересен и ещё не до конца изучен межорганизменный вид коммуникации бактерий, которые способны передавать сигнал даже сквозь непроницаемые для химически видов связи поверхности. Так, гибнущая под воздействием хлорамфеникола культура Vibrio costicola посылает сигнал, стимулирующий рост другой родственной ей культуры, отделенной от неё слоем стекла.

подробнее: Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов /реферат/

ссылка скрыта


***

Лишайник представляет собой ассоциацию миллионов водорослевых клеток, которые кооперируются в процессе фотосинтеза и заключены в грибковые сети. Клетки водорослей и грибки сосуществуют в симбиозе, водоросли обеспечивают грибки питанием, а грибки, в свою очередь, обеспечивают водорослям среду пригодную для произрастания. В результате такого сожительства образуется особый организм, обладающий новыми биологическими свойствами. Это дает лишайникам возможность существовать в самых неблагоприятных условиях, где отдельно ни тот, ни другой организм не мог бы развиваться.

подробнее: ссылка скрыта

ссылка скрыта


Среди млекопитающих голые землекопы во многом уникальны. Социальная структура их колоний похожа на структуру колоний общественных насекомых. Во главе колонии находится единственная самка-производительница, "королева", которая за многие годы своего правления производит на свет сотни потомков (в одном документированном случае около 900). Всю свою жизнь голый землекоп проводит в лабиринтах, которые он с поразительной быстротой выкапывает в сухой земле. Рытье туннеля, как и многие другие работы, производится коллективно.

подробнее: 06.12.02. Новая загадка голого землекопа. /Новости науки/

tomsk.ru/gro/dawkins/dawkins.php

подробнее: Докинз Р. Эгоистичный ген.

ссылка скрыта