Позвоночные высокоорганизованные животные их головной мозг защищен. Подтип позвоночные, или черепные

Млекопитающие - наиболее вы­сокоорганизованный класс позвоноч­ных животных. Они распространены по всему миру и заселяют все жизнен­ные среды: наземную, воздушную, водную и почвенно-грунтовую. Класс включает около 4000 видов. Это теплокровные амниотические животные. Их тело по­крыто волосяным покровом; живо­родящие, детенышей вскармливают молоком. Благодаря исключительно высокому уровню развития цент­ральной нервной системы, и прежде всего коры больших полушарий головного мозга, млекопитающие отличаются весьма сложными формами поведения.

Размеры и форма тела млекопита­ющих весьма разнообразны и зависят от условий обитания и образа жизни. Например, у наземных млекопитаю­щих имеются относительно высокие ноги, расположенные под тулови­щем. Водные млекопитающие имеют обтекаемую рыбообразную форму и конечности, видоизмененные в ласты.

Кожа у млекопитающих относи­тельно толстая и прочная. Как и у всех позвоночных, она состоит из двух слоев: эпидермиса и собственно кожи, или кориума (рис. 41.1). Наружные слои эпидермиса постоянно ороговевают и слущиваются. Возоб­новление эпидермиса происходит за счет деления клеток росткового слоя. Глубокие слои кожи, состоящие из рыхлой соединительной ткани и со­держащие много жира, образуют подкожную клетчатку.

В коже млекопитающих имеются разнообразные ее производные, преимущественно эктодермального про­исхождения: волосы, а также пото­вые, сальные, млечные и другие железы. Волос состоит из стержня, высту­пающего над кожей и погруженного в нее корня. Корень волоса в коже об­разует волосяную луковицу, в дно которой вдается волосяной сосочек, богатый кровеносными сосудами, питающими волос. Волосяная луко­вица окружена волосяным мешочком. Видоизменениями волос явля­ются вибриссы (органы осязания), щетина и иглы. Основу волосяного покрова у многих видов составляют тонкие и короткие пуховые волосы, обусловливающие теплозащитные свойства меха. Между ними распола­гаются толстые и длинные остевые волосы, защищающие кожу от меха­нических повреждений. Сальные железы имеют альвео­лярное строение. Их протоки откры­ваются в волосяные мешочки. Сек­рет сальных желез предохраняет волосы от смачивания водой. Выде­ления трубчатых потовых желез, испаряясь с поверхности кожи, обес­печивают охлаждение тела. Кроме того, с потом выводится некоторое количество солей и мочевина. Одной из уникальных особенностей млеко­питающих является развитие у них млечных желез, которые представ­ляют собой видоизмененные потовые железы. Они выделяют молоко, ко­торым самки вскармливают своих детенышей. У всех млекопитающих, кроме ехидны и утконоса, протоки млечных желез открываются на специальных сосках. Производными кожных покровов млекопитающих служат также раз­личные роговые образования: рога, когти, ногти, копыта и др.

Скелет млекопитающих состоит из черепа, позвоночника, грудной клетки, костей конечностей и их поя­сов. Череп образован толстыми мас­сивными костями и отличается большой мозговой коробкой. Имеется вторичное нёбо, отделяющее рото­вую полость от носоглоточного хода. Череп сочленяется с первым шейным позвонком при помощи двух затылочных мыщелков. Позвоночник разделен на отделы: шейный (7 позвонков), грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Позвонки имеют плоские поверхно­сти сочленения, между которыми расположены хрящи. Грудные по­звонки несут ребра, которые вместе с грудиной образуют грудную клетку. В крестцовом отделе позвонки срас­таются, в других отделах они остают­ся свободными. Пояс передних конечностей состо­ит из парных ключиц и лопаток. У животных, конечности которых со­вершают движения в одной плоско­сти, ключицы отсутствуют (лошади, собаки). Пояс задних конечностей об­разован парными подвздошными, се­далищными и лобковыми костями, обычно сросшимися между собой. Конечности построены по принципу пятипалой конечности наземных по­звоночных. В связи с разнообразием условий обитания и характером использования конечностей, они могут видоизменяться. У быстробегающих видов обычно наблюдается сокращение числа пальцев, а иногда и час­тичная редукция передней пары ко­нечностей (тушканчики, кенгуру). У водных зверей конечности, в той или иной мере, редуцированы и пре­вращены в ласты. Мускулатура млекопитающих сильно дифференцирована. Хорошо развиты жевательные и подкожные мышцы. Характерно наличие диафрагмы, которая разделяет грудную и брюшную полости.

Пищеварительная система на­чинается предротовой полостью, рас­положенной между мясистыми губа­ми и зубами, которая имеется только у млекопитающих. Зубы дифференцированы. Различают резцы, клыки и коренные зубы. Количество и форма зубов у каждой группы млекопитаю­щих настолько специфичны, что мо­гут служить диагностическим признаком при установлении принадлежности животного к той или иной группе. Крупный подвижный язык участвует в перемешивании пищи в ротовой полости при жевании, а у некоторых видов ис­пользуется и для захвата пищи. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез. Из ротовой полости через глотку пища попадает в пищевод, а затем в желудок. У разных групп млекопитающих, в связи с пищевой специализацией, желудок имеет раз­личное строение. Особенно сложное строение имеет желудок жвачных животных, которые поедают боль­шое количество трудно переваривае­мого грубого растительного корма. Из желудка пища попадает в кишеч­ник, который включает тонкую, тол­стую и прямую кишки. В двенадцатиперстную кишку (начальный от­дел тонкой кишки) открываются про­токи поджелудочной железы и печени. В тонкой кишке осуществля­ется переваривание белков, жиров и углеводов и происходит всасыва­ние большинства питательных ве­ществ. От начала толстой кишки от­ходит слепая кишка, которая особен­но хорошо развита у травоядных жи­вотных. Толстая кишка переходит в прямую, которая заканчивается анальным отверстием.

Органы дыхания состоят из воз­духоносных путей и легких. Через парные ноздри, хоаны и глотку воздух попадает в гортань. В гортани расположены парные складки слизи­стой оболочки с эластической тка­нью - голосовой аппарат. Трахея разделяется на два бронха, которые, войдя в легкое, делятся на бронхи второго, третьего и тд. поряд­ков, которые переходят в бронхио­лы, заканчивающиеся легочными пузырьками - альвеолами. У млеко­питающих в легких находится от 6 до 260 млн. альвеол, благодаря чему газообмен осуществляется очень интенсивно.

Кровеносная система млекопи­тающих имеет строение, сходное с кровеносной системой птиц. Отличие состоит лишь в том, что из левого желудочка млекопитающих отходит левая, а не правая, как у птиц, дуга аорты. Ее продолжением служит спинная аорта, несущая кровь к органам большей части тела. Венозная кровь направляется к сердцу по пе­редней и задней полым венам. В зад­нюю полую вену, вблизи сердца, от­крывается проток лимфатической системы. Эритроциты млекопитаю­щих не имеют ядер. Органами выделения у млекопи­тающих служат бобовидные парные тазовые почки с расположенными в них многочисленными нефронами.

Головной мозг млекопитающих характеризуется чрезвычайно ин­тенсивным развитием полушарий переднего мозга. Их увеличение свя­зано с разрастанием мозгового веще­ства крыши и образованием новой коры, в которой сосредоточены ассо­циативные центры высшей нерв­ной деятельности. Кора мозга у боль­шинства млекопитающих образует складки, расположенные в виде из­вилин, разделенных бороздами, бла­годаря чему поверхность ее сущест­венно увеличивается. Значительных размеров у млекопитающих дости­гает также мозжечок, особенно его боковые доли, обеспечивающие вы­сокую координацию движений и со­хранение мышечного тонуса. Млеко­питающие имеют 12 пар черепно-мозговых нервов.

Органы чувств у млекопитаю­щих развиты хорошо. Ведущую роль у большинства млекопитающих иг­рает орган обоняния, при помощи ко­торого они ориентируются в окружающей среде. Органы зрения развиты несколько слабее. Аккомодация осуществляется только за счет изменения формы хрусталика. Орган слуха состоит из трех отделов: внутреннего, среднего и наруж­ного уха. В полости среднего уха име­ются три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко, по­движно соединенные между собой. Они обеспечивают более совершенную передачу звуковой волны, улав­ливаемой ушной раковиной, к внут­реннему уху. Значительно усложни­лось наружное ухо, состоящее из на­ружного слухового прохода и ушной раковины, которая отсутствует толь­ко у водных и подземных млекопита­ющих (кит, крот).

Размножение млекопитающих имеет ряд прогрессивных особенно­стей. Для них свойственно внутрен­нее оплодотворение, живорождение (кроме клоачных), устройство для потомства специальных убежищ и продолжительная забота о нем, вскармливание детенышей молоком. Мужские половые органы состоят из парных семенников с прилежащи­ми к ним придатками, расположен­ными или в полости тела, или в осо­бой складке кожи - мошонке. Спер­матозоиды образуются в семенниках и выводятся наружу по семяпрово­дам через копулятивный орган. Женские половые органы состоят из парных яичников, расположенных в брюшной полости. Возле них в по­лость тела открываются воронки яй­цеводов, которые ведут в матку, сооб­щающуюся с влагалищем. Созрев­шая в яичнике яйцеклетка выходит в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод, где происходит оплодотво­рение. Оплодотворенное яйцо попа­дает в матку, где и развивается эмбрион. У всех млекопитающих, за иск­лючением однопроходных и боль­шинства сумчатых, обмен веществ зародыша с организмом матери осуществляется посредством специаль­ного органа - плаценты, которая образуется путем срастания ворсинок оболочки плода с разрыхленным эпи­телием матки. После рождения (все высшие млекопитающие живородя­щи) и вскармливания детенышей мо­локом они некоторое время остаются с матерью, которая их воспитывает.

Млекопитающие произошли в конце триасового периода от примитивных зверозубых рептилий. Класс млекопитающих включает два под­класса: подкласс Первозвери, или Клоачные (яйцекладущие), и под­класс Настоящие Звери (живородя­щие), который разделяется на два инфракласса - Сумчатые и Плацентар­ные.

ПОДКЛАСС ПЕРВОЗВЕРИ, ИЛИ КЛОАЧНЫЕ

К подклассу Первозвери относятся наиболее примитивные среди современных млекопитающих животные - утконос и ехидна. Они обитают только в Австралии, Новой Гвинее и Тасмании. Зубы у них от­сутствуют. Передняя часть головы имеет форму «клюва», который по­крыт особого рода кожей, богатой нервами.

Кишечник и мочеполовые органы открываются в клоаку. Размножают­ся эти животные путем откладыва­ния яиц. Сосков у них нет. Млечные железы имеют простое трубчатое строение. Протоки их открываются на особых участках кожи, с которых детеныши слизывают молоко.

ПОДКЛАСС НАСТОЯЩИЕ ЗВЕРИ

В отличие от клоачных (яйцекладущих) млекопитающих представи­тели подкласса Настоящие Звери рождают живых детенышей. У большинства млекопитающих этого под­класса образуется плацента, млеч­ные железы открываются на сосках и отсутствует клоака.

Сумчатые

Сумчатые получили свое назва­ние благодаря наличию выводковой сумки, в которую открываются соски млечных желез. У большинства сум­чатых животных отсутствует пла­цента. Детеныши рождаются очень маленькими и слаборазвитыми и до­нашиваются в выводковой сумке, где они прикрепляются к соску в течение длительного времени (у некоторых до 250 дней). Сосать на первых порах детеныши не могут, и мать впрыскивает им молоко в рот. Обитают сумча­тые главным образом в Австралии и на прилежащих островах, а также в Южной, Центральной и Северной Америке. К ним относятся кенгуру, опоссум, сумчатый волк и др.

Плацентарные, или Высшие звери

К плацентарным относится боль­шинство современных млекопитаю­щих, морфофизиологическая ха­рактеристика которых соответствует описанию класса. В настоящее время существует 17 отрядов плацентарных.

Отряд Насекомоядные включает самых древних и примитивных пла­центарных млекопитающих (ежи, кроты, землеройки и др.). В основ­ном это мелкие зверьки, мордочка которых заканчивается длинным подвижным хоботком. Зубы их заост­рены и слабо дифференцированы на группы. Предков насекомо­ядных считают родоначальниками всех остальных плацентарных.

Отряд Рукокрылые - единствен­ная группа млекопитающих, способ­ных к длительному полету (летучие мыши, летучие собаки и др.). Разме­ры тела до 40 см. Передние конечности превращены в крылья. Кожная летательная пере­понка натянута между 2-5 пальца­ми передней конечности; она охваты­вает также бока тела и хвост. На гру­дине имеется киль, к которому прикрепляются мышцы. Рукокрылые активны только ночью и в сумер­ки. Обладают совершенной эхолока­цией - способны определять поло­жение окружающих предметов, улавливая слуховым аппаратом эхоультразвуковых сигналов, которые генерируют гортанью. Большинство летучих мышей приносят пользу, истребляя вредных насекомых.

Отряд Грызуны - наиболее много­численная группа млекопитающих, включающая около половины их ви­дов мировой фауны. Резцы их силь­но развиты и растут в течение всей жизни. Они покрыты эмалью только спереди, и поэтому задняя часть зуба стачивается сильнее и зуб все время остается острым. Большинство грызунов питается растительной пи­щей. Для многих из них характерна высокая плодовитость. Грызуны иг­рают главную роль среди позвоноч­ных в хранении и распространении возбудителей болезней человека.

Отряд Хищные включает зверей, приспособленных к питанию живот­ной пищей. Они имеют небольшие резцы, хорошо развитые клыки и бугорчатые коренные зубы, обычно с острыми режущими вершинами. Многие хищные - ценные объекты пушного промысла, животноводства и звероводства. Важнейшие семейства: Собачьи, Кошки, Гиены.

Отряд Ластоногие объединяет животных, приспособленных к жиз­ни в воде. Тело их веретенообразное, обтекаемое; пятипалые конечности преобразованы в ласты; хвост корот­кий. Толстый подкожный жировой слой служит ластоногим для тепло­изоляции и как запас питательных веществ. Волосяной покров в той или иной мере редуцирован. Большую часть времени ластоногие проводят в воде. На суше они лишь размножаются, выкармливают молоком детенышей и линяют. Важнейшие семейства: Ушастые тюлени, Моржи, Настоящие тюлени.

Отряд Китообразные - высоко специализированные вторичноводные млекопитающие, приспособлен­ные к постоянной жизни в воде. Это самые крупные животные на Земле: например, длина тела синих китов достигает 33 м, а масса тела 150 т. Тело их - обтекаемой формы с гори­зонтальным двухлопастным хвостом и непропорционально большой голо­вой. Сохранению тепла способству­ет мощный слой подкожного жира. Волосы, кожные железы, задние ко­нечности и таз редуцированы. Передние конечности превращены в ласты. Дыхательное носовое отверстие - дыхало расположено на темени и открывается только в момент выдо­ха-вдоха. Большой объем легких, а также высокое содержание гемогло­бина в крови и миоглобина в мышцах позволяют китам долго (свыше часа) находиться под водой. Из органов чувств наиболее развит слух.

Отряд Парнокопытные объединяет преимущественно крупных расти­тельноядных, у которых 3-й и 4-й пальцы достигают наибольшего развития, так что ось конечности проходит между ними. Конечные фаланги этих пальцев одеты копытами. Остальные пальцы в разной степени редуцирова­ны. Желудок у большинства видов состоит из нескольких отделов..

Отряд Непарнокопытные вклю­чает животных, у которых наиболь­шее развитие получил третий палец. На нем сформировалось копыто, при­способленное для быстрого бега по плотному грунту. Коренные зубы приспособлены для пере­тирания грубой растительной пищи. Отряд включает семейства Тапиры, Носороги и Лошади.

К отряду Приматы относятся вы­сокоорганизованные млекопитаю­щие, в том числе и человек. Для при­матов характерны пятипалые хвата­тельные конечности. Наличие клю­чиц и вращение костей предплечья обеспечивают большую подвижность и разнообразие движений передней конечности. Большой палец подвиж­ен и у многих видов может противо­поставляться остальным пальцам. На концах фаланг пальцев у боль­шинства видов имеются ногти. При передвижении по земле приматы опираются на всю стопу (стопоходя­щие). Глаза у приматов направлены вперед, что обеспечивает стереоско­пическое зрение. Головной мозг от­носительно большой, с развитыми большими полушариями. Приматы, за редким исклю­чением, населяют тропические и субтропические районы. Живут ста­дами и небольшими группами.

Млекопитающие - наиболее важная для человека группа животных. Большинство сельскохозяйственных животных принадлежит к млекопитающим. Млекопитающие (мыши, крысы, кролики и др.) широко испо­льзуются в научных биологических, медицинских и других исследовани­ях. Некоторые млекопитающие слу­жат предметом промысловой охоты (белка, соболь, песец, ондатра, ли­сица и др.). Однако наряду с положи­тельным значением, многие виды млекопитающих наносят ущерб че­ловеку и создают угрозу его здоровью. Так, уничтожая посевы и готовую сельскохозяйственную продукцию, они лишают человека значительной части продовольствия, а как основ­ные резервуары возбудителей природноочаговых болезней человека (чумы, туляремии и др.) способству­ют распространению их среди населения. В настоящее время числен­ность ряда видов млекопитающих (уссурийского тигра, соболя, кулана, сайгака и др.) в результате хозяйст­венной деятельности человека быст­ро сокращается, и поэтому они нуж­даются в защите. Большое значение для сохранения фауны млекопитаю­щих имеет запрещение промысла редких видов животных, сохранение их местообитаний, создание нацио­нальных парков, заповедников и за­казников.

Содержание статьи

орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных.

Головной мозг – симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он – ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам.

Головной и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а между ними – тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами.

Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.

КЛЕТКИ МОЗГА

Клетки ЦНС называются нейронами; их функция – обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков – дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).

Нервные импульсы.

Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель – синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами – нейромедиаторами.

Нервный импульс обычно зарождается в дендритах – тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.

В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга).

Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором.

С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается – происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация.

Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона – в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс).

Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, – кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.

Миелин и глиальные клетки.

Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, – т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз.

Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга.

Большие полушария

– самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.

Подкорковые структуры.

Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус – это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии – это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их).

Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус – важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза . В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования.

Ствол мозга

расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга.

Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника.

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка.

Мозжечок

расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.

Другие системы.

Лимбическая система – широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга).

Ретикулярная формация – сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА

С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7–12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин «парадоксальный сон»). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию (см. ЭПИЛЕПСИЯ).

Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы – синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.

НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА

К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.

Действие нейромедиаторов.

Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго «посредника», например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ – пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану.

Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины – небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли.

Психоактивные средства

– вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие – на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов – блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия – торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина).

Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример – кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.

ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА

Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению.

Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы.

Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, – своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма «эксперимента» на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции.

Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы.

Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором – жизнедеятельность отдельных клеток.

При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне.

Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов.

В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации – позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов.

Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с «расщепленным» мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ

У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным.

Позвоночные - высокоорганизованные хордовые животные. Им присуще активное питание. Переход к активному поиску пищи сопровождался увеличением подвижности и перестройкой двигательной системы, замещением хорды на позвоночник, развитием черепа (цефализация), вооруженного челюстями (органом захвата и измельчения пищи), появлением парных конечностей и их поясов. За счет интенсификации питания, пищеварения, дыхания и выделения повышается уровень метаболизма, усложняются строение и функции центральной нервной системы, органов чувств и гуморальной (гормональной) регуляции. Также усложняются поведение и популяционная (внутривидовая) организация животных. Большую роль в жизни позвоночных начинают играть группировки особей (семьи, стаи, колониальные поселения и т.п.), упорядочивающие использование среды, увеличивающие возможности питания, эффективность размножения и снижающие смертность. Рост уровня жизнедеятельности, совершенствование размножения и заботы о потомстве способствовали расселению позвоночных по всей поверхности Земли.

Водные позвоночные обычно имеют «рыбообразное» веретеновидное удлиненное тело, состоящее из головы, туловища и хвоста. У них развиты парные (отсутствуют у круглоротых) и непарные плавники. У наземных позвоночных форма тела более разнообразна: появляется шейный отдел, увеличивающий подвижность головы; во многих группах уменьшается хвостовой отдел; непарные плавники редуцируются, а парные превращаются в конечности рычажного типа (у китообразных и ихтиозавров - вымерших рептилий - преобразуются в плавники).

Кожа позвоночных двухслойна: наружный слой - многоядерный эпидермис, внутренний - кориум, или собственно кожа. Эпидермис развивается из эктодермы - наружного

зародышевого листка. Эпидермис содержит железистые клетки, у наземных животных часто образуются железы, погружающиеся в кориум. В нем же формируются защитные

образования: эмалевые части плакоидных чешуй, роговые чешуи пресмыкающихся, когти и перья птиц, когти и волосы млекопитающих. Кроме того, эпидермис содержит пигментные клетки, обусловливающие окраску кожи. Кориум содержит большое количество размножающихся клеток (мальпигиевый слой), за счет которых происходит восстановление нарушенных поверхностных слоев. Кориум развивается из мезодермы - среднего зародышевого листка, пронизан кровеносными сосудами и нервными окончаниями. В нем образуются костные чешуи и покровные кости и имеются пигментные клетки, участвующие в формировании яркой и специфической окраски животного. Кожа участвует в обмене веществ (водном и солевом обмене, дыхании и др.), в терморегуляции и других физиологических процессах. Главная ее роль - защита от механических повреждений и проникновения болезнетворных организмов (защитная функция).

У позвоночных наблюдается дифференциация скелета. Различают осевой скелет, череп, скелет конечностей, пояса конечностей. У бесчелюстных и хрящевых рыб скелет

состоит из хряща, а у остальных внутренний скелет преимущественно костный с некоторым количеством хряща. В эволюционном ряду позвоночных животных хорда замещается позвоночным столбом, состоящим из хрящевых или костных позвонков. Они образуются в соединительнотканной оболочке хорды. У круглоротых хорда полностью сохраняется. У большинства рыб хорда сохраняется, но опорой не служит. В остальных классах позвоночных хорда развивается лишь у зародышей, а затем вытесняется позвонками. Замещение хорды сегментарным позвоночным столбом увеличивает прочность осевого скелета при сохранении его гибкости. Верхние дуги позвонков образуют канал, в котором лежит спинной мозг. К позвонкам прикрепляются мышцы, обеспечивающие подвижность позвоночника. Зачатки парных и непарных конечностей появились еще у бесчерепных. У водных позвоночных развились парные (грудные и брюшные) и непарные (хвостовой, спинной, анальный) плавники. У наземных позвоночных парные плавники рыбообразных превратились в членистые конечности (лапы, ноги, ласты, крылья). Для их прикрепления к туловищу развились пояса конечностей - передний (или грудной) и задний (или тазовый).

Лишь у водных позвоночных имеется мускулатура метамерного строения, одного метамерность нарушается в области парных плавников и мускулатуре висцерального черепа. С переходом к наземному существованию нарушается метамерность двигательной мускулатуры: формируются лентовидные и иной формы мышцы (мускулы); возникают мускулы сгибатели и разгибатели; мускулатура конечностей частично разместились и на туловище, а собственная мускулатура туловища уменьшилась. У высших позвоночных метамерность сохранилась лишь в расположении мелких мускулов позвоночного столба. Такое расположение мускулатуры и скелета способствует значительному возрастанию подвижности и маневренности позвоночных животных.

Одновременно совершенствовалась и нервная система, развилась сложная система управления двигательными функциями организма и регуляции физиологических процессов.

Закладывающаяся на спинной стороне зародыша позвоночных нервная пластинка постепенно превращается в нервную трубку, затем она дифференцируется на головной и

спинной мозг, В ее передней части возникает небольшое вздутие, из которого последовательно образуются три мозговых пузыря: передний, средний и задний. Дальнейшая дифференцировка приводит к образованию пяти отделов головного мозга. Передняя часть переднего пузыря, разрастаясь, образует собственно передний мозг, который в последующем разделяется продольной складкой с образованием полушарий (заключенные в них полости называются боковыми желудочками). Задняя часть превращается в промежуточный мозг (в нем образуются глазные пузыри), а полость промежуточного мозга получает название третьего желудочка. На дне промежуточного мозга образуется полый вырост – воронка, к которой примыкает железа внутренней секреции – гипофиз, а на крыше промежуточного мозга возникает эпифиз. Средний пузырь превращается в средний мозг, его полость называется сильвиевым водопроводом. Передняя часть заднего пузыря образует задний мозг, или мозжечок. Он расположен сверху передней части заднего пузыря. Остальная часть заднего пузыря разрастается в продолговатый мозг, без резкой границы переходящий в спинной мозг. Полость продолговатого мозга – четвертый желудочек (ромбовидная ямка) продолжается в полость спинного мозга – невроцель. Образование пяти отделов головного мозга характерно для всех позвоночных животных, но степень их развития, детали строения и функции в разных классах имеют свои особенности. Нервные клетки позвоночных животных также в общем сходны, но имеют свои особенности. От головного мозга отходит 10-12 пар черепно-мозговых нервов. I, II, VIII пары головных нервов – только чувствующие; III, IV, VI, XI, XII – только двигательные; V, VII, IX и X – смешанные (включают чувствующие и двигательные волокна).

Продолговатый мозг без отчетливых внешних границ переходит в спинной, лежащий в канале, образованном верхними дугами позвонков. Он имеет небольшую полость – невроцель. В отличие от головного мозга, в котором белое вещество (проводящие пути,

образованные длинными отростками – аксонами нервных клеток с вкрапленными между ними опорными клетками) расположено внутри и окружено серым веществом (скопления нервных клеток с их дендритами и опорными клетками), в спинном мозге белое вещество расположено снаружи. В спинном мозге замыкаются рефлекторные дуги, независимо от головного мозга обеспечивающие элементарные безусловные рефлексы, например оборонительные. Тем не менее работа всего спинного мозга подчинена контролю головного мозга. По бокам позвоночного столба образуются цепочки ганглиев вегетативной - симпатической и парасимпатической (симпатическая нервная система состоит из ганглиев головного и крестцового отделов, парасимпатическая – из ганглиев шейного и туловищного отделов) нервной системы. Взаимосвязи центральной и вегетативной нервной системы создают возможность известной взаимозаменяемости нервных центров. Чувствующие и двигательные волокна нервов, отходящих от симпатических ганглиев, иннервируют

внутренние органы, не подчиняющиеся волевому контролю (сердце, кишечник, почки, половые и эндокринные железы и др.). Таким образом, нервная система позвоночных животных разделяется на центральную, периферическую и вегетативную (симпатическую и

парасимпатическую). Деятельность всех этих систем взаимосвязана.

Гормональная система позвоночных состоит из разнообразных желез внутренней секреции и ее сложность нарастает в эволюционном ряду. Химизм участвующих в метаболизме гормонов меняется мало, но усложняются их функции. Деятельность гормональной системы в целом находится под контролем центральной нервной системы.

Развитие и дифференцировка центральной нервной системы сопровождались возникновением и развитием органов чувств – зрения, слуха, равновесия, обоняния, вкуса, восприятия движения воды (органы боковой линии водных позвоночных) и др.

Глаза позвоночных имеют форму бокала, внутренняя полость которого заполнена студенистым стекловидным телом. Снаружи глаз покрыт роговицей, она прозрачна. Между краями бокала находится круглый или линзообразный хрусталик, способный к изменению фокусного расстояния (аккомодация). У рыб аккомодация достигается путем перемещения хрусталика, а у высших - за счет работы особых мышц глаза. Стенки глазного бокала состоят из трех оболочек: наружной сосудистой, богатой кровеносным сосудами; средней пигментной, служащей для световой изоляции глаза, и, наконец, внутренней – сетчатки, клетки которой (колбочки и палочки) способны воспринимать световые и цветовые раздражения. Спереди сосудистая оболочка глаза образует радужину, ограничивающую отверстие зрачка. Глазной бокал снаружи одет защитной капсулой – склерой. Схема строения глаз едина во всех классах позвоночных; отличия же сводятся к частным деталям строения и связанных с ними образований – век и глазных желез. У круглоротых имеются добавочные светочувствительные органы; у некоторых рыб, амфибий и пресмыкающихся имеется теменной орган.

Органы слуха позвоночных анатомически связаны с органами равновесия; они всегда парные и у разных классов имеют различное строение. Поэтому будут рассмотрении при описании групп животных.

У водных животных имеются специальные сейсмосенсорные кожные органы боковой линии, служащие в основном для восприятия слабых колебаний и токов воды. Орган

обоняния развивается как утолщение эктодермы с образованием обонятельного мешка, открывающимся наружу отверстием – ноздрей. В подавляющем большинстве органы

обоняния парные. У позвоночных, дышащих легкими, обонятельные полости соединяются с ротовой полостью внутренними ноздрями – хоанами, что позволяет им дышать, не раскрывая рта.

Органами вкуса у позвоночных служат вкусовые почки, располагающиеся у рыб в пищеводе, глотке и ротовой полости, а также на губах, усиках, иногда на плавниках и других участках тела; у остальных же они сосредоточены в ротовой полости (на языке или в начальной части глотки). В коже позвоночных располагаются рецепторы осязания, восприятия температуры, давления и др. Имеются также рецепторы, воспринимающие раздражения о состоянии внутренней среды и органов тела животного.

Пищеварительная система позвоночных существенно усложняется в связи с расширением спектра питания: наблюдается преобразование зубов и челюстного аппарата, дифференцируется и удлиняется пищеварительная трубка, подразделяющая на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок (часто состоящий из нескольких отделов) и несколько отделов кишечника (три – четыре отдела). Печень и поджелудочная железа хорошо развиты у всех позвоночных животных. У высших рыб (хрящевые и костные ганоиды, костистые рыбы) образуется плавательный пузырь – вырост спинной части начала кишечника. Он выполняет функцию гидростатического органа и барорецептора, а иногда и добавочного органа дыхания. У бесчелюстных и рыб существуют жаберные щели; у водных челюстноротых между жаберными щелями развиваются жаберные лепестки – их совокупность образует жабры, в которых осуществляется газообмен. Жабры рыб выполняют еще

и роль добавочных органов водного и солевого обмена (поглощают и выделяют воду и ионы солей, особенно хлористого натрия); способствуют поддержанию устойчивого осмотического давления крови и тканевых жидкостей; выделяют в значительных количествах аммиак и мочевину. В качестве добавочных органов дыхания у отдельных групп рыб является кожа, плавательный пузырь и специализированные участки кишечной трубки.

Уже у многоперовых и двоякодышащих рыб из задней брюшной части глотки развиваются полые образования, напоминающие плавательный пузырь, и открывающиеся в начальной части пищевода, они функционируют как легкие.

У личинок земноводных образуются жаберные щели и внутренние и наружные жабры, редуцирующиеся во время метаморфоза и заменяемые легкими, возникающими в виде парных выростов в брюшной части глотки. У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих на ранних стадиях зародышевого развития возникают зачатки жаберных щелей, затем они исчезают. На брюшной стороне глотки появляется непарный желоб, у конца которого возникают парные выросты, превращающиеся в легкие, а желоб превращается в трахею (воздуховод).

Полость легкого заполняется мелкими ячейками, значительно увеличивающими поверхность газообмена в легких. В зародышевом периоде у высших позвоночных в качестве основного органа дыхания функционирует зародышевый мочевой пузырь - аллантоис. После вылупления (рождения) функция дыхания переходит к легким. Интенсификации

дыхания способствует не только увеличение внутренней поверхности легких, но и образование грудной клетки, обеспечивающей интенсивное вентилирование легких.

Кровеносная система позвоночных замкнута: кровь циркулирует по системе кровеносных сосудов, имеющих эндотелиальную выстилку и гладкие мышечные волокна. В организме позвоночных функционируют три среды: внутриклеточная, внутритканевая (с межклеточной жидкостью - лимфой) и кровяное русло с кровью. Все три среды обеспечивают устойчивость организма при его пребывании в быстро меняющейся внешней среде и

сохраняют постоянство внутренней среды. У позвоночных животных есть сердце, обеспечивающее ток крови по сосудам тела. Оно возникло как расширение брюшной аорты, его стенки состоят из поперечнополосатой мускулатуры. Сердце у позвоночных бывает двухкамерным (круглоротые, рыбы), т.е. состоит из одного предсердия и одного желудочка; трехкамерным (земноводные, пресмыкающиеся), т.е. из двух предсердий и одного желудочка и четырехкамерным (птицы, млекопитающие) - из двух предсердий и двух желудочков. У некоторых позвоночных в сердце есть дополнительные отделы - венозная пазуха и артериальный конус. Самые крупные толстостенные сосуды - артерии, по ним кровь течет от сердца (от желудочка), по венам кровь движется к сердцу - в предсердие. Самые мелкие разветвления артерий переходит в мельчайшие кровеносные сосуды - капилляры, которые затем соединяются в вены.

У водных позвоночных (круглоротые, рыбы) имеется только один круг кровообращения (один круг - это одна порция крови проходит через сердце только один раз). У земноводных и пресмыкающихся - два круга кровообращения (намечаются у двоякодышащих рыб): малый (легочный) и большой, четко отделенные друг от друга, так как при трехкамерном сердце, то кровь поступает в единый (хотя иногда разделенный перегородкой) желудочек. Малый круг кровообращения начинается в желудочке, включает легкие и завершается в левом предсердии, большой круг - начинается от желудочка, затем кровь идет по

сосудам ко всем органам тела и возвращается в правое предсердие, в левое предсердие поступает артериальная кровь из легких, в правое - венозная кровь со всего тела. У земноводных в правое предсердие поступает венозная кровь с примесью артериальной, окислившейся в капиллярах кожи и ротовой полости.

При одновременном сокращении предсердий кровь поступает в желудочек, но так как перегородка неполная, то в карманах кровь частично перемешивается. Однако благодаря наличию перегородок, работе клапанов и расположению отходящих от желудочка сосудов наиболее богатая кислородом кровь поступает в голову, наиболее бедная - в легкие. Этот тип кровеносной системы считают переходным между типично водным и типично наземным типами кровеносной системы. У птиц и млекопитающих образуются полностью разделенные два круга кровообращения: малый круг кровообращения (правый желудочек - легочные артерии - легкие - легочные вены - левое предсердие) и большой круг (левый желудочек - аорта - артерии к голове, конечностям, внутренним органам - вены - правое предсердие).

Одновременно с формированием кровеносной системы у животных интенсифицируется кроветворение, появляются клеточные элементы - эритроциты и лимфоциты. Их

образование происходит в различных органах - жаберных лепестках, лимфоидной ткани кишечника, в почках, селезенке, печени. У рептилий, птиц и млекопитающих эритроциты образуются главным образом в костном мозге и менее - в селезенке и кровяном русле, а

лимфоциты - в лимфоидных участках селезенки, печени, костном мозге и в лимфатических узлах (особенно у млекопитающих). В ряду эволюции увеличивается содержание гемоглобина в эритроцитах (и их количество), а также объем крови. Депонирование крови в ряде органов (печень, селезенка, кожа и др.) позволяет быстро восстановить потери крови и увеличить объем циркулирующей крови при увеличении движений.

У позвоночных животных происходит обособление лимфатической системы. Собираемая лимфатическими капиллярами лимфа поступает в вены. Ток лимфы обеспечивается сжатием лимфатических сосудов окружающими мышцами и органами, а также пульсацией лимфатических сердец (расширение сосудов лимфатической системы). Способствует току лимфы и присасывающее действие сердца. По ходу лимфатических сосудов расположены лимфатические железы, в которых образуются лимфоциты (особенно это выражено у млекопитающих).

Выделительная система у позвоночных представлена парными почками, строение которых и протекающие в них процессы отличны у разных классов. У зародышей рыб и

земноводных сначала закладываются головные почки, имеющие характер метанефридиев. Они образованы канальцами, открывающимися одним концом, несущим воронку с мерцательным эпителием, в полость тела, а другим - в общий выводной проток. Близ воронки стенки канальца имеют утолщение из клубочков артериальных капилляров (образующийся сосудистый клубочек является предшественником боуменовой капсулы). Через воронки канальцев из полости тела удаляются излишки полостной жидкости с растворенными в ней продуктами азотистого распада, а из крови - путем фильтрации через сосудистые клубочки.

По мере развития зародышей рыб и земноводных головные почки сменяются туловищными, которые образуются позади головных. Последние потом атрофируются. Туловищные почки имеют более сложное строение, чем органы выделения беспозвоночных животных и ланцетника. Часть почечных канальцев имеют воронки, но большая часть лишена их и имеет только развитые мальпигиевы тельца (боуменовы капсулы). Возвращение в кровяное русло содержащихся в фильтрате мальпигиевых телец ценных веществ

(воды, сахаров, витаминов и др.) происходит в выводных канальцах. Изменяются и выводные протоки почек. Эмбриональные выводные протоки головных почек расщепляются вдоль на два канала – мюллеров и вольфов. Вольфов канал преобразуется в мочеточник первичной почки; мюллеров проток у самцов редуцируется, а у самок выполняет функцию яйцевода. У самцов вольфов канал выполняет также функцию семяпровода.

У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих уже при эмбриональном развитии наблюдается развитие тазовых почек (располагаются в области таза). Канальцы вторичной, или тазовой, почки более длинны и извиты, не имеют воронок и заканчиваются мальпигиевыми тельцами (боуменовыми капсулами). Вольфов канал превращается в мочеточник (у самок вольфов канал редуцируется). Мюллеров канал самок сохраняется и функционирует как яйцевод. У самцов вольфов канал продолжает выполнять функцию семяпровода. В связи с развитием клоаки формируются совокупительные органы. У млекопитающих клоаки нет, а формируются самостоятельные мочеполовое и анальное отверстия.

Позвоночные животные, как правило, раздельнополы. Лишь среди круглоротых и рыб есть гермафродитные особи. Половые железы животных обычно парные. Яичники имеют более или менее заметное зернистое строение. Семенники отличаются гладкой

поверхностью. Для рыб и земноводных характерно наружное оплодотворение, но у хрящевых и некоторых костных рыб, хвостатых и безногих земноводных - внутреннее оплодотворение. У немногих групп позвоночных появляется яйцеживорождение (развитие яйца идет за счет питательных веществ самого яйца, но в организме матери), настоящее живорождение (развитие яйца происходит за счет питания, получаемого из организма матери, – у некоторых акуловых) или развитие яйца происходит в специальных наружных складках кожи – как у рыбы иглы, сумчатой квакши, пипы и др. Яйца имеют наружную защитную оболочку. Из яйца вылупляется личинка, ведущая водный образ жизни и похожая на взрослый организм. Особым метаморфозом отличаются личинки бесхвостых земноводных – их личинка в результате сложного метаморфоза приобретает признаки взрослого организма.

У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих оплодотворение внутреннее. При развитии зародыш образует зародышевую оболочку – амнион, окружающую эмбрион (отсюда и название - амниоты). Между амнионом и зародышем находится околоплодная жидкость. Из заднего отдела эмбриона развивается вторая зародышевая оболочка – аллантоис (или мочевой пузырь), в котором накапливаются мочевые выделения зародыша. Наружная стенка аллантоиса богата кровеносными сосудами и выполняет функцию дыхания. У млекопитающих развивается третья зародышевая оболочка – плацента, с помощью которой зародыш прикрепляется к стенкам организма матери и получает от него питание.

Остатки плохо сохранившихся примитивных позвоночных были найдены в отложениях ордовика – нижнего силура (около 450 млн лет тому назад) и в пресных водах (согласно палеонтологическим находкам полагают, что они появились в пресных водах, примерно, на 100 млн лет раньше, чем в морских). В верхнем силуре – нижнем девоне (370-380 млн лет назад) появились панцирные, челюстножаберные, а позднее – хрящевые и костные рыбы. В среднем девоне (примерно 320 млн лет назад) от кистеперых рыб обособились земноводные (амфибии). В триасе вымерли (170-180 млн лет назад) крупные земноводные – стегоцефалы. В середине каменноугольного периода (около 250-260 млн лет назад) от земноводных обособились пресмыкающиеся (рептилии), которые господствовали на земле в течение всей мезозойской эры (более 120 млн лет назад). К концу меловогопериода (около 60 млн лет назад) вымерли многие группы пресмыкающихся, но к этому времени началось интенсивное видообразование птиц и млекопитающих. Птицы обособились от высокоорганизованных рептилий – архозавров, видимо, в конце триаса, хотя самые древние и примитивные птицы известны с юрского периода (около 135 млн лет назад). В отложениях конца мелового периода найдены представители некоторых современных отрядов позвоночных.

Млекопитающие обособились от самых древних пресмыкающихся – звероподобных рептилий – в середине каменноугольного периода. Сумчатые и планцентарные известны с юры, некоторые - с мела. Становление современных планцентарных млекопитающих проходило уже в третичном периоде мезозойской эры (примерно 60-40 млн лет назад).

Образное представление о последовательности эволюции хордовых животных можно получить, если длительный период истории уместить в один год. В таком случае

жизнь на Земле появилась в конце мая – начале июня, низшие беспозвоночные – в конце июня – начале июля, а прочие беспозвоночные и наиболее примитивные хордовые – в

конце сентября (кембрийский период мезозойской эры). В середине октября появляются первые позвоночные – примитивные бесчелюстные (конец ордовика – начало силура), а в конце октября (силур) от бесчелюстных обособляются первые челюстноротые – примитивные рыбы. В конце первой – начале второй декады ноября (средний девон) от кистеперых рыб отделяются первые земноводные; возможно в начале первой пятидневки ноября

(середина каменноугольного периода) появляются первые пресмыкающиеся, а с конца ноября – первых пять дней декабря (пермский период) начинается угасание земноводных и расцвет рептилий, продолжавшийся до конца второй декады декабря (всю мезозойскую эру). В начале триасового периода (примерно 3-4 декабря рассматриваемой шкалы) от примитивных рептилий обособились древние млекопитающие, а в конце этого же периода (7-8 декабря) от прогрессивных рептилий – архозавров – отделились древние птицы.

И лишь в конце второй декады декабря (конец мелового периода) начинается быстрое развитие птиц и млекопитающих и угасание многих групп мезозойских рептилий В

кайнозойскую эру формируются современные группы высших позвоночных. Начинается этот процесс примерно 23 декабря, а с 28 декабря (начало неогена) начинается образование многих современных семейств животных. Четвертичный период (плейстоцен) начинается примерно с 6-8 часов вечера 31 декабря – время появления первобытных (древних) видов людей и современных или близких к современным видам млекопитающих и птиц. Современный человек – Homo sapiens (человек разумный) появился примерно 100 тыс. лет назад, т.е. в предлагаемом масштабе времени – лишь в последние 20-15 минут 31 декабря, а история человеческой культуры от древнего Египта до наших дней занимает только последние 3-5 минут года!

Как правило, эволюции органического мира предшествовали перемены поверхности Земли (циклы горообразования) и климата (изменения температуры, влажности, солнечной радиации).

^ Хордовые животные

Бесчерепные или головохордовые – подтип низших хордовых животных. Голова не обособлена, череп отсутствует (отсюда название). Всё тело, включая некоторые внутренние органы, сегментировано. Органы дыхания – жабры.

Кровь движется за счёт пульсирующего брюшного сосуда. Органы чувств представлены лишь чувствующими клетками. В подтип входят два семейства (около 20 видов), представители которых обитают в умеренных и тёплых морях; наиболее известен ланцетник .

Тело ланцетовидное, прозрачное, 1,5-8 см длиной. Хорда заходит в передний отдел (отсюда название). Плавают плохо, населяют прибрежные зоны морей. Большую часть времени проводят зарывшись в песок, выставив наружу передний конец тела. В биотопах с глинистым или илистым грунтом ланцетники не зарываются, а лежат на дне. Могут совершать сезонные миграции, образуя скопления с плотностью до 1500 особей на м 2 . Отдельные виды встречаются на глубине до 30 метров. Взрослые особи питаются микропланктоном и органическими остатками. Многочисленные реснички, покрывающие глотку, создают ток воды, вместе с которой пищевые частицы попадают в рот и фильтруются жаберными щелями. В глотке имеется желоб, вырабатывающий слизь (эндостиль), которая смывает с жаберных щелей отфильтрованную пищу в кишечник. Фильтрация пищи - основная функция жаберных щелей у ланцетника. Кровеносная система замкнутая.

Под глоткой тянется брюшная аорта, выполняющая роль сердца. По ней кровь течет вперед. От этого магистрального сосуда начинаются многочисленные (около 100 пар) жаберные артерии, которые расположены в перегородках между жаберными щелями, пронизывающими боковые стенки глотки. Основания жаберных артерий пульсируют, давая дополнительный импульс крови. Через жаберные щели непрерывно процеживается вода, происходит газообмен. Обогащенную кислородом кровь жаберные артерии доставляют на спинную сторону глотки, где они впадают в корни спинной аорты. Впереди корни аорты переходят в сонные артерии, а позади впадают в спинную аорту, по которой кровь течет назад. От спинной аорты отходят артерии к различным внутренними органам и к кожным покровам, где артерии распадаются на капилляры. Из хвостовой части тела кровь собирается в хвостовую вену, впереди впадающую в подкишечную вену. Последняя собирает кровь от кишечника, распадается в печени на капилляры (воротная система), образует печеночную вену, которая несет кровь в брюшную аорту. Дыхание преимущественно кожное. Оплодотворение наружное. Яйца развиваются в толще воды. Личинки активно плавают и охотятся на микроскопический планктон. Их строение сложнее, чем у взрослых особей. Принято считать, что ланцетники - это дожившие до наших дней животные, предки современных позвоночных. Доказать это пока не удается. Некоторые исследователи полагают, что головохордовые могут являться позвоночными, вторично претерпевшими упрощение. Типичным представителем класса является встречающийся в Черном море европейский ланцетник (Amphioxus lanceolatum ). В азиатских странах ланцетник является промысловым животным с ежегодным уловом 20-30 тонн.

Позвоночные или черепные – наиболее высокоорганизованная группа животных. Основные черты позвоночных: наличие у эмбриона хорды, преобразующейся у взрослого животного в позвоночник, внутренний скелет, обособленная голова с развитым головным мозгом, защищённым черепом, совершенные органы чувств, развитые кровеносная, пищеварительная, дыхательная, выделительная и половая системы. Позвоночные размножаются исключительно половым путём; большинство из них раздельнополы, но некоторые рыбы – гермафродиты. Подтип позвоночных разделяют на два раздела: бесчелюстные, куда входят два вымерших класса, и круглоротые (современный класс), и челюстноротые, которые объединяют два надкласса: рыбы (из них два ископаемых и два современных класса) и четвероногие с четырьмя классами - земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Бесчелюстные

Бесчелюстные включают ископаемых и современных позвоночных, у которых хорда в течение всей жизни выполняет роль основного опорного стержня тела. Они имеют сосущий ротовой аппарат без подвижных челюстей; жаберных дуг у них нет, отсутствуют и парные конечности; есть непарная ноздря, ведущая в обонятельный мешок. Современными бесчелюстными являются представители класса круглоротых – миксины и миноги.

Круглоротые

1. 1. Строение нервной системы. Нейрон. Две части нервной системы: центральная (спинной и головной мозг) и периферическая (нервные узлы и нервы). Нервная ткань - основа нервной системы. Клетки нервной ткани - нейроны и клетки-спутники. Части нейрона: тело и отростки (короткие и длинный). На длинных отростках оболочка из жи-роподобного вещества белого цвета. Скопления длинных отростков в периферической нервной системе образуют нервы, а в центральной нервной системе - белое вещество мозга. Короткие отростки и тела нейронов образуют серое вещество мозга.
   2. Виды и свойства нейронов. Основные свойства нейронов - способность возбуждаться и передавать возбуждение с помощью нервных импульсов другим клеткам. Виды нейронов: чувствительные (передают нервные импульсы от органов чувств в спинной и головной мозг), двигательные (передают импульсы от спинного и головного мозга к мышцам и внутренним органам), вставочные (осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами в головном и спинном мозге).
   3. Значение нервной системы. Осуществление координации и регуляции деятельности отдельных частей организма человека, связи организма с внешней средой. Деятельность нервной системы - основа проявления человеком чувств, его обучения, памяти, речи, мышления.
2. 1. Характеристика сельскохозяйственных растений, их происхождение. Создание человеком сельскохозяйственных растений для удовлетворения своих потребностей в пище, сырье, лекарствах и др. Зарождение земледелия несколько тысячелетий назад. Выращивание человеком сначала дикорастущих растений, а затем создание сельскохозяйственных в результате скрещивания разных растений, отличающихся между собой по ряду признаков, а затем отбора лучшего потомства. Создание в результате искусственного отбора сотен тысяч высокоурожайных сортов растений. Отличие диких предков сельскохозяйственных растений от культивируемых в наше время. Например, дикие предки капусты, которые и теперь растут на побережье Средиземного моря, не образуют кочанов.
   2. Выращивание сельскохозяйственных растений. Необходимость знаний биологических закономерностей для получения высоких урожаев растений. Так, при выращивании картофеля необходимо неоднократно рыхлить почву и окучивать растения, улучшая тем самым дыхание и питание, способствуя развитию клубней. Важно пропалывать сорняки, бороться с вредителями, подкармливать растения азотными, калийными и фосфорными удобрениями, микроудобрениями. Выбор для посева пшеницы сортов, пригодных для выращивания в южных или более северных районах, внесение органических и минеральных удобрений, подкормка растений. Необходимость учета при выращивании сельскохозяйственных растений биологических особенностей каждого сорта, его отношение к теплу, свету, влажности, потребности в питательных веществах.
3. Одно растение поставить на свет, а другое - в темное помещение. Оба растения надо поливать одинаково. Через некоторое время у растения в темном помещении листья станут бледно-зелеными, затем пожелтеют и растение погибнет. Причина гибели растения в темноте - отсутствие света, который необходим для образования хлорофилла и для фотосинтеза - образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света. На свету растение растет нормально.

1. 1. Центральная нервная система (ЦНС) - основной отдел нервной системы. У человека и позвоночных животных это головной и спинной мозг. Образование в ЦНС телами нейронов и их короткими отростками серого вещества, скоплениями длинных отростков нейронов - белого вещества, проводящих путей, связывающих головной мозг со спинным мозгом. Работа нервной системы как единого целого. Взаимосвязь клеток, тканей, органов, их согласованная деятельность, регуляция протекающих в них процессов, осуществление связи организма с окружающей средой благодаря деятельности ЦНС. Взаимодействие в ЦНС двух взаимосвязанных процессов - возбуждения и торможения.

      Возникновение возбуждения в одних участках ЦНС и торможения в других ее участках. Ограничение торможением способности возбуждения беспредельно распространяться в нервной системе.

      Билет N 23

      1. Периферическая нервная система. Значение ее соматического и вегетативного отделов.
      2. Усложнение строения рыб по сравнению с бесчерепными хордовыми.
      3. Рассмотреть муляжи шляпочных грибов, найти среди них ядовитые и съедобные, назвать меры первичной доврачебной помощи при отравлении грибами.
      1. 1. Периферическая нервная система, ее компоненты: нервы и нервные узлы. Объединение центральной нервной системы (ЦНС) при помощи периферической нервной системы с органами чувств, мышцами, железами, внутренними органами. Образование нервов пучками длинных отростков нервных клеток, покрытых общей оболочкой. Нервные узлы - скопление тел нервных клеток за пределами ЦНС. Отделы периферической нервной системы - соматический и вегетативный.
         2. Соматическая нервная система (СНС). Иннервация соматической нервной системой органов опоры и движения, кожи. Осуществление с помощью СНС двигательных реакций организма, в том числе и произвольных.
         3. Вегетативная нервная система (ВНС), ее функции: контроль деятельности внутренних органов - кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения, размножения; регуляция обмена веществ, ведущая роль в поддержании постоянства внутренней среды организма. Независимость деятельности ВНС от воли человека. Иннервация внутренних органов вегетативными нервами противоположного действия: например, один нерв усиливает и ускоряет работу сердца, а другой - замедляет и ослабляет ее. Неразрывная связь ВНС с другими отделами периферической и центральной нервной системы. Например, при раздражении вегетативных нервов, расположенных в брюшной полости, могут возникнуть изменения в деятельности сердца, скелетной мускулатуры. Участие ВНС как части единой нервной системы во всех поведенческих актах, осуществляемых под управлением головного мозга.
      2. 1. Усложнение строения рыб по сравнению с бесчерепными хордовыми. Рыбы по сравнению с бесчерепными представляют более высокую ступень эволюции. Появление у них челюстей и парных конечностей (плавников). Более сложное 4 строение нервной системы и органов чувств, органов кровообращения, дыхания и выделения. Активное передвижение рыб, их быстрая реакция на изменение условий окружающей среды, появление добычи и хищников.
         2. Приспособления рыб к жизни в воде. Формирование в процессе эволюции у рыб многочисленных приспособлений к жизни в воде, например обтекаемой формы тела, способствующей преодолению сопротивления воды при движении, неподвижного соединения отделов тела, черепицеобразного расположения чешуи, наличия на коже слизи, уменьшающей трение.
         3. Особенности строения, обеспечивающие активное передвижение рыб: плавники, скелет, мышцы. Главный орган поступательного движения - хвост (хвостовой отдел тела и хвостовой плавник). Роль парных плавников в поддержании нормального положения тела, способности опускаться и подниматься на разную глубину, совершать повороты. Роль плавательного пузыря в вертикальных перемещениях рыб в воде (изменение его объема приводит к изменению объема и плотности тела рыбы).
         4. Дыхание и кровообращение у рыб - холоднокровных животных. Органы дыхания рыб - жабры. Перенос кровью кислорода от жабр и питательных веществ от органов пищеварения ко всем клеткам тела. Двухкамерное сердце - орган, обеспечивающий передвижение крови. Кровеносная система замкнутая, с одним кругом кровообращения. Небольшое содержание в воде кислорода, относительно редкая частота сердечных сокращений - причины поступления малых порций кислорода к клеткам тела. Низкий уровень обмена веществ у рыб, непостоянная температура тела. Регуляция функций различных органов рыб, их взаимодействие, связь с окружающей средой с помощью нервной системы, которая состоит из головного и спинного мозга и нервов. Роль мозжечка в жизни рыб.
         5. Многообразие рыб. Известно свыше 20 тыс. видов рыб (20% от общего числа видов позвоночных). Объединение рыб в два класса - хрящевые и костные. Признаки хрящевых рыб: хрящевой скелет, открытые жаберные щели, чешуя древнего типа. Костные рыбы (сельдь, карп, окунь и др.) - самый многочисленный и процветающий класс позвоночных. У них на теле костные чешуйки, имеются жаберные крышки, у большинства есть плавательный пузырь.
      3. Отобрать муляжи ядовитых и съедобных грибов. К ядовитым относятся бледная поганка, ложный опенок, ложная лисичка, мухомор. Ядовитые грибы имеют сходство со съедобными: бледная поганка с шампиньоном, ложный опенок со съедобным опенком, ложная лисичка со съедобной лисичкой. К съедобным относят белый гриб, подберезовик, рыжик, сыроежку, масленок и др. Ложные опята, похожие на съедобные опята, не имеют кольца из пленки на пеньке, а пластинки под шляпкой зеленоватые. Бледная поганка похожа на шампиньон, но у нее нижняя сторона шляпки зеленовато-белая, а у шампиньона розовая. При отравлении грибами надо прочистить кишечник: поставить клизму, искусственно вызвать рвоту, давать много пить - молока или воды с содой.
      1. 1. Железы внутренней секреции (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и др.), их значительная роль в регуляции физиологических процессов в организме. Образование в железах внутренней секреции биологически активных веществ - гормонов, влияющих на процессы обмена, роста, размножения и развития организма.

            Главная особенность желез внутренней секреции в отличие от желез внешней секреции - отсутствие выводных протоков. Поступление гормонов непосредственно в кровь и лимфу, а затем во все органы организма. Согласованность и контроль нервной системы деятельности желез внутренней секреции.

         2. Железы смешанной секреции (поджелудочная, половые), выработка ими гормонов. Так, поджелудочная железа вырабатывает не только поджелудочный сок, но и гормоны, регулирующие обмен углеводов. Один из них - инсулин, способствующий превращению избытка сахара в гликоген - углевод, который откладывается в запас в печени и мышцах.
         3. Сахарный диабет. Нарушение обмена углеводов при недостатке инсулина в организме человека. Потеря способности поглощать и использовать глюкозу клетками его тела, что ведет к истощению организма, к мышечной слабости. Повышение содержания глюкозы в крови больного при сахарном диабете, удаление ее избытка из организма с мочой, постоянная жажда. Необходимость систематического введения инсулина или использования лекарственных препаратов. Диабет - наследственное заболевание, увеличение возможности его возникновения при употреблении пищи, содержащей много углеводов.
      2. 1. Водоросли - наиболее древние низшие растения, обитающие в воде, не имеющие тканей и органов, - начальное звено в эволюции растительного мира.
         2. Водоросли - ядерные организмы. Клетки любой водоросли имеют оболочку, цитоплазму с органоидами, ядро, вакуоли. Особенности клеток водорослей: наличие хлоропластов, вакуолей, прочной оболочки из клетчатки.
         3. Водоросли - автотрофные организмы. В их клетках происходит фотосинтез - образование органических веществ из неорганических с использованием световой энергии. Воду и минеральные соли водоросли всасывают всей поверхностью тела. Через нее выделяется в воду кислород.
         4. Дыхание водорослей: поглощение кислорода, окисление им органических веществ с освобождением энергии, используемой на процессы жизнедеятельности; выделение углекислого газа.
         5. Водоросли - комплексная группа , объединяющая несколько отделов - от одноклеточных (хламидомонада, хлорелла) до многоклеточных (зеленые - спирогира, хара; бурые - ламинария и др.).
         6. Среда обитания водорослей - в основном водные биогеоценозы (пресноводные и морские), а также сырые места, почва, старые строения. Водоросли - начальное звено цепей питания в водоеме: водоросли - инфузории-туфельки - мальки рыб - хищные рыбы. Отмершие водоросли - пища для сапротрофов (грибов, бактерий).
         7. Роль в природе: водоросли обеспечивают питание гетеротрофных организмов органическими веществами и дыхание кислородом.
         8. Использование водорослей в народном хозяйстве: получение из морских водорослей агар-агара для пищевой промышленности, использование ламинарий, богатых йодом, в пищу; в медицине, выращивание хлореллы на корм скоту и в качестве добавок в продукты питания.
      3. В первую очередь обратить внимание на число отделов тела, количество ног, наличие или отсутствие крыльев, усиков. У паукообразных, как правило, два отдела тела (головогрудь и брюшко), четыре пары ног, усиков нет. У насекомых три отдела тела (голова, грудь, брюшко), три пары ног, одна пара усиков, как правило, есть крылья.
      1. 1. Строение и функции органов чувств. Органы чувств - периферические части анализаторов, обеспечивающие восприятие разнообразной информации, преобразование сигналов внешнего мира в сигналы нервной системы - нервные импульсы, которые от рецепторов органов чувств по чувствительным нервам направляются в ту или иную зону коры головного мозга, где происходит их различение.
         2. Строение и функции органа зрения человека. Глаз - орган зрения, состоящий из глазного яблока, снаружи покрытого белочной оболочкой, которая впереди переходит в прозрачную роговицу. Расположение сосудистой оболочки, богатой кровеносными сосудами и содержащей черный пигмент, поглощающий свет, под белочной. Переход сосудистой оболочки впереди в радужную, определяющую цвет глаз. Способность зрачка расширяться и суживаться. Расположение множества клеток: палочек и колбочек, чувствительных к свету на сетчатке - внутренней оболочке глаза.
         3. Гигиена органа зрения. Основные правила, соблюдение которых способствует предупреждению нарушения зрения: правильное освещение рабочего места (не слишком яркое), расположение источника света слева, тетради или книги на расстоянии от глаз не ближе 30 см. Вред чтения в положении лежа, в движущемся транспорте. Защита глаз от механических повреждений, от инфекционных заболеваний, пыли, использование чистого платка или полотенца при вытирании глаз.
      2. 1. Многообразие пресмыкающихся. К классу пресмыкающихся относят ящериц, змей, крокодилов и черепах, большинство которых обитает на суше. Вторичный переход к жизни в воде (крокодилы и водные черепахи). Формирование важнейших особенностей строения, жизнедеятельности, поведения пресмыкающихся в процессе эволюции в связи с наземным образом жизни.
         2. Приспособления пресмыкающихся к жизни на суше. Особенности их размножения в связи с жизнью на суше - внутреннее оплодотворение, наличие у яйца плотной оболочки и запаса питательных веществ. Кожа сухая, без желез, с легкими роговыми чешуйками или костными пластинками, что защищает животных от механических повреждений и высыхания.

            Единственный орган дыхания - легкие (через кожу и роговые покровы газообмен происходить не может). Увеличение поверхности соприкосновения крови с воздухом за счет образования в полости легких многочисленных перекладин, в которых разветвляются тонкие кровеносные сосуды, улучшение благодаря этому газообмена и снабжения организма кислородом.

            Строение сердца. Возникновение в процессе эволюции прогрессивных изменений в строении сердца. Трехкамерное сердце, формирование в желудочке неполной перегородки, поэтому кровь, поступающая из предсердия в желудочек, смешивается не полностью (по сравнению с земноводными). Недостаточное снабжение клеток тела кислородом, поэтому животные холоднокровные, с непостоянной температурой тела, она зависит от температуры окружающей среды.

            Более сложное поведение по сравнению с земноводными, оно обусловлено более развитой нервной системой и органами чувств: увеличение относительных размеров переднего мозга, хорошо развитый мозжечок. Развитие шейного отдела позвоночника у пресмыкающихся обеспечило подвижность головы.

      3. Рассмотреть предложенные растения и выбрать то, у которого есть стебель с листьями, а вместо корней ризоиды - выросты на конце стебля.
      1. 1. Высшая нервная деятельность (ВНД) - деятельность главных отделов центральной нервной системы, обеспечивающая соответствующее приспособление животных и человека к окружающей среде. Основа высшей нервной деятельности - рефлексы (безусловные и условные). Возникновение в процессе жизнедеятельности организма новых условных рефлексов, позволяющих ему целесообразно реагировать на внешние раздражители и тем самым приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Затухание или исчезновение выработанных ранее рефлексов благодаря торможению при изменении среды.
         2. Рассудочная деятельность. Мышление. Элементы рассудочной деятельности у животных. Зависимость уровня рассудочной деятельности от уровня развития нервной системы. Наибольшее развитие рассудочной деятельности у человека, ее проявление в виде мышления.
         3. Особенности ВНД человека. Раздражители для условных рефлексов у человека: не только факторы внешней среды (тепло, холод, свет, запах), но и слова, обозначающие тот или иной предмет, явление. Исключительная способность человека (в отличие от животных) воспринимать смысл слова, свойства предметов, явления, человеческие переживания, обобщенно мыслить, общаться друг с другом с помощью речи. Вне общества человек не может научиться говорить, воспринимать письменную и устную речь, изучить опыт, накопленный за долгие годы существования человечества, и передавать его потомкам.
      2. 1. Форма тела и перьевой покров - важные черты приспособленности птиц к полету. Особенности внешнего и внутреннего строения, жизнедеятельности птиц в связи со способом передвижения - полетом. Формирование в процессе эволюции приспособлений к преодолению сопротивления воздуха в полете, уменьшение средней плотности тела за счет обтекаемой формы головы и туловища, черепицеобразного расположения перьев на теле (позволяют птице легко рассекать воздух при полете), легкого перьевого покрова с прослойками воздуха между перьями (значительно увеличивает объем тела и уменьшает его плотность), плотной и широкой поверхности крыла (позволяет птице в полете отталкиваться от воздуха).
         2. Особенности скелета птиц в связи с полетом. Прочность и легкость скелета, малая подвижность туловищных позвонков, создающая при полете прочную опору для крыльев, уменьшение массы скелета благодаря содержанию воздуха в полостях многих костей, отсутствие зубов на челюстях, укороченный хвостовой отдел позвоночника. Приспособленность к полету обеспечивается также сокращением в процессе эволюции числа пальцев на передних конечностях, удлинением или срастанием костей кисти, развитием пояса передних конечностей. Прикрепление к килю мощных мышц, управляющих движением крыла.
         3. Особенности обмена веществ. Каждая система органов птиц имеет приспособления к уменьшению массы тела, к улучшению снабжения энергией в связи с высокой двигательной активностью. Постоянная потребность птиц в пище в связи с интенсивным обменом веществ, потребление ее в больших количествах. Как правило, быстрое переваривание пищи в желудке и коротком кишечнике под воздействием пищеварительных соков, обладающих большой активностью, быстрое усвоение питательных веществ и удаление непереваренных остатков из кишечника. Освобождение большого количества энергии, необходимой для жизнедеятельности птиц, в результате окисления органических веществ кислородом.
         4. Многообразие птиц. Разнообразие сред обитания, населяемых птицами. Экологические группы птиц: птицы леса (дятлы, куриные), птицы степей и пустынь (страусы), открытых воздушных пространств (ласточки, стрижи), болот, пресных водоемов и их побережий (цапли, аисты), хищные птицы (орлы, соколы и др.).
      3. У папоротников есть корни, стебли и листья, но нет семян, цветков и плодов. На нижней стороне листа папоротника, как правило, располагаются спорангии коричневого цвета со спорами.
      1. 1. Утомление и его причины. Возникновение утомления после продолжительной работы и его проявление в понижении работоспособности. Связь утомления с нарушением процессов, происходящих в головном мозге. Поступление в кору головного мозга нервных импульсов от всех органов, контроль корой головного мозга всех функций организма. Утомление - нормальная реакция организма на любую деятельность. Восстановление нормальной деятельности нервной системы после непродолжительного отдыха. Следствие переутомления - расстройство жизненно важных функций организма, снижение восприятия, памяти и работоспособности.
         2. Причины утомления при умственной работе. Возбуждение многих нервных клеток коры головного мозга во время умственной работы. Напряженная умственная работа - одна из причин утомления центральной нервной системы, замедления ответных реакций.
         3. Гигиенические основы умственного труда. Необходимость отдыха возбужденным участкам нервной системы при умственном труде, смены умственной работы физическим трудом, занятиями спортом, тогда в клетках мозга, которые были возбуждены, развивается торможение, что способствует восстановлению работоспособности.
         4. Приемы, повышающие продуктивность умственного труда. Главные правила организации умственного труда (в том числе и учебного) - последовательность и систематичность, дисциплина, работа по ежедневному графику. Необходимость отдыха после занятий в школе, выполнение вначале наиболее трудных домашних заданий. Чередование разных видов умственного труда либо умственного и физического труда.
      2. 1. Птицы - высокоорганизованные позвоночные животные. Их способность к полету, высокий уровень обмена веществ, постоянная температура тела, высокоразвитая нервная система, сложное поведение и способ размножения. Более высокий уровень обмена веществ, чем у пресмыкающихся, чему способствовало усложнение строения дыхательной, пищеварительной, выделительной, кровеносной и нервной систем. Поступление в кровь большого количества кислорода благодаря особенностям строения легких, участию в процессе дыхания воздушных мешков, разделению сердца на четыре отдела. Высокий уровень обмена веществ, снабжение организма энергией и интенсивное ее использование в процессах жизнедеятельности - следствие снабжения клеток тела кровью, богатой кислородом, потребления большого количества пищи, ее быстрого переваривания, всасывания питательных веществ клетками тела и удаления из организма непереваренных остатков. Интенсивный обмен веществ, приспособления к терморегуляции (перьевой покров, воздушные мешки) обеспечили высокую и постоянную температуру тела - теплокровность птиц.
         2. Высокоразвитый головной мозг - основа сложного поведения птиц. Общий уровень организации птиц, хорошо развитый головной мозг, особенно полушария переднего мозга, средний мозг и мозжечок - основа более сложных связей птиц и среды, координации сложных движений во время полета. Влияние прогрессивных черт в строении головного мозга на усложнение поведения, в основе которого лежат безусловные и условные рефлексы, элементы рассудочной деятельности.
         3. Сезонные явления в жизни птиц. Ежегодные периодические изменения в жизни птиц: подготовка к размножению, к зиме, линька, зимовка в тесной связи с сезонными изменениями в природе. Образование пар и выбор гнездовой территории при подготовке к размножению у большинства птиц. Внутреннее оплодотворение (как и у пресмыкающихся), яйца крупные, с большим запасом питательных веществ и оболочками, выполняющими защитную функцию (защита от проникновения внутрь микробов, от высыхания). Проникновение кислорода к зародышу через поры в скорлупе. Откладывание яиц птицами, как правило, в гнезда, защищающие яйца, птенцов, насиживающую птицу от врагов и неблагоприятных условий. Сезонная смена покровов - линька. При наступлении неблагоприятных условий в местах гнездования остаются лишь те птицы, которые могут обеспечить себя кормом. Питание некоторых птиц собранными осенью запасами (кедровка, сойка), сезонная смена кормов (глухари, тетерева, рябчики). Зимовка большинства видов птиц в местах с более благоприятными условиями.
      3. Надо найти пульс на поверхности своей лучевой кости и подсчитать число ударов в минуту. Для этого надо прижать пальцем артерию, расположенную под кожей на лучевой кости около кисти, и почувствовать четкие ритмические колебания стенки сосуда - пульс. Затем надо сосчитать их число за одну минуту. Если получится результат, близкий к среднему значению пульса, то можно сделать вывод о нормальной работе сердца, так как артериальный пульс соответствует каждому сокращению сердца и представляет собой колебания стенок сосуда, вызванные изменением давления крови в сосудах в ритме сокращения сердца.
      1. 1. Действие наркотиков на организм. Наркотические вещества, попадая в кровь, оказывают специфическое воздействие на центры головного мозга. Нарушение у человека соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, физиологических процессов под влиянием гашиша, морфия, кокаина, опиума, героина и других наркотиков. Следствие их приема - вначале беспричинное веселье, которое сменяется подавленным настроением, иногда злобой. Человек теряет способность управлять собой, иногда теряет сознание, мучается от болей.
         2. Наркотическая зависимость. Нарушение обмена веществ, болезненные влечения к наркотикам в результате неоднократного их приема. Выработка ферментов, способствующих усвоению наркотиков, которые становятся необходимым звеном в обмене веществ. Болезненное состояние: дрожание конечностей, головные боли, слабость, психические расстройства при прекращении приема наркотиков.
         3. Вредное влияние алкоголя и никотина на организм и развитие плода. Пагубное воздействие на организм алкоголя и курения, так как алкоголь и никотин обладают наркотическими свойствами. Резкое сужение кровеносных сосудов, повышение давления, развитие хронического бронхита, рака легких, снижение внимания, ухудшение памяти, преждевременное старение. Алкоголь - причина отравления, а затем гибели нервных клеток, ожирения сердца, перерождения клеток печени, повреждения слизистой оболочки пищеварительного канала и др. Отрицательное влияние никотина и алкоголя на развитие плода во время беременности. Частое рождение недоношенных детей курящими женщинами. Отставание в развитии, частые болезни, нервные расстройства, у алкоголиков - вероятность рождения детей слабоумных, с различными уродствами.
      2. 1. Характерные признаки млекопитающих. Млекопитающие - одна из наиболее высокоорганизованных и широко распространенных групп хордовых. Наиболее характерные признаки их внешнего строения: туловище приподнято над землей; волосяной покров, защищающий о рганизм от излишней потери тепла; наличие в коже, как правило, сальных, потовых и млечных желез. Роль испарения пота в защите животных от перегрева, значение выделений сальных желез (защита волос от намокания). Выкармливание детенышей молоком.
         2. Усложнение млекопитающих в процессе эволюции. Усложнение строения и функционирования всех систем органов в процессе эволюции: значительное увеличение размеров головного мозга, особенно переднего мозга и мозжечка; появление у многих зверей складок коры головного мозга, увеличивающих ее площадь; быстрое образование условных рефлексов, элементы простейшей рассудочной деятельности. Развитие легких с огромной поверхностью капилляров, в которых происходит газообмен. Четырехкамерное сердце, позволяющее артериальной крови не смешиваться с венозной, а клеткам тела получать много кислорода, который окисляет органические вещества и обеспечивает организм энергией. Постоянная высокая температура тела и теплокровность - результат интенсивного обмена веществ. Оплодотворение внутреннее, развитие зародыша в матке, у большинства видов забота о потомстве, что уменьшает гибель животных от действий неблагоприятных условий неживой природы и врагов.
      3. Вначале необходимо определить тип кровотечения. Если это венозное кровотечение, то кровь темного цвета должна вытекать из раны равномерной, непрерывной, непульсирующей струей. При артериальном кровотечении кровь алого цвета вытекает фонтанирующей струей. При венозном кровотечении надо обработать кожу вокруг раны настойкой йода, закрыть ее чистой марлевой повязкой и положить давящую повязку, а руку приподнять вверх. Если кровотечение не прекратится, то больного надо направить к врачу. При артериальном кровотечении следует после наложения давящей повязки приподнять руку. При ранении крупных артерий сдавить артерию пальцами выше места повреждения, а затем наложить жгут выше места ранения и затянуть так, чтобы сдавить мягкие ткани и стенки сосудов. Под жгут не забыть положить мягкую ткань и записку с указанием времени наложения жгута. После этого больного направить к врачу.
      1. 1. Полноценное питание - важнейшее условие сохранения здоровья. Здоровье - одна из самых больших жизненных ценностей. Необходимость его сохранения, разумного и бережного расходования. Одно из условий его сохранения - полноценное питание, определяющее работоспособность и продолжительность жизни человека. Последствия недостаточного питания - нарушения обмена веществ и появление многих заболеваний. Учет при рациональном питании не только количества пищи, но и соотношения составляющих ее компонентов, обеспечивающих потребности организма.
         2. Состав и значение пищи. Состав пищи: органические вещества (белки, жиры, углеводы), вода, минеральные соли, витамины. Использование органических веществ организмом в качестве строительного материала, необходимого для роста и размножения клеток, а также как источник энергии. Окисление органических веществ в клетках с освобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности организма (движения, работы сердца и др.). Содержание в пище запаса энергии, который должен компенсировать ежедневные энергетические затраты, зависящие от пола, возраста, профессии, состояния здоровья, массы человека. Основной строительный материал - белки, а энергетический - углеводы, в меньшей степени - жиры и белки. Соотношение белков, жиров и углеводов при сбалансированном питании примерно такое 1:1:4.

            Витамины - биологически активные вещества, оказывающие серьезное воздействие на обмен веществ даже в малых количествах, - обязательная составная часть пищи. Необходимость воды и минеральных солей для физико-химических процессов в клетках. Включение в пищевой рацион продуктов животного (мясо, рыба, молоко и др. - основные источники белков и жиров) и растительного происхождения (овощи, фрукты - основные источники углеводов, витаминов, минеральных солей).

            Билет N 30

            1. Место человека в системе органического мира, его биосоциальная природа. Роль человека в биосфере.
            2. Выход растений на сушу. Высшие споровые растения (мхи и папоротники), их усложнение по сравнению с водорослями.
            3. Показать на скелете кости плеча и предплечья, бедра и голени.
            1. 1. Сходство человека и животных. Сходство человека и хордовых животных: наличие у зародыша человека хорды и жаберных щелей на определенном этапе развития, как и у зародышей всех хордовых, расположение нервной трубки на спинной стороне тела.

                  Сходство человека и позвоночных животных: позвоночник - основа внутреннего скелета, как и у всех позвоночных, две пары конечностей, сердце на брюшной стороне тела.

                  Сходство человека и млекопитающих животных: четырехкамерное сердце, хорошо развитая кора головного мозга, млечные железы, матка, где происходит развитие плода, теплокровность.

               2. Место человека в системе органического мира. Тип хордовых, подтип позвоночных, класс млекопитающих, отряд приматов, вид - человек разумный.
               3. Биосоциальная сущность человека. Подчинение жизни человека как биологическим, так и социальным законам. Формирование человека, как и других организмов, в процессе эволюции, подчинение процессов его жизнедеятельности (питания и др.) биологическим законам. Существенные отличия человека от животных: прямохождение и труд, связанные с ними изменения в строении и жизнедеятельности - наличие в скелете позвоночника с четырьмя изгибами, сводчатой стопы, особенностей строения таза, кисти, черепа; увеличение мозга, способность трудиться, создавать орудия труда, общаться друг с другом, владеть членораздельной речью, отвлеченно мыслить, создавать науку и искусство, накапливать и использовать опыт предшествующих поколений, передавать его потомкам. Невозможность объяснить эти особенности только законами биологической эволюции. Существование законов развития человеческого общества, в соответствии с которыми подлинно человеческие черты формируются в процессе жизни человека в обществе, его воспитания. Дети, выросшие с раннего возраста среди животных, не владеют хорошо развитой речью, не могут отвлеченно мыслить.
               4. Роль человека в биосфере. Целенаправленное воздействие человека как на неживую природу, так и на ее обитателей. Создание человеком новых сортов растений и пород животных, изменение ареалов дикорастущих растений и диких животных, охота на животных, сбор лекарственных трав, использование лугов и степей в качестве пастбищ. Влияние развития промышленности, сельского хозяйства, транспорта, использование земель под дороги, строительство жилья на плодородных почвах, эрозия почвы, загрязнение почвы, воздуха, водоемов, сокращение численности видов, гибель многих из них. Сокращение биологического разнообразия, повышение численности ряда видов насекомых, бактерий, грибов и других организмов в результате деятельности человека. Ухудшение экологических условий, необходимых для жизни не только человека, но и растений, животных, грибов. Необходимость сохранения биологического генофонда самого человека, учета человеком в своей хозяйственной деятельности законов природы, разработки мер регулирования численности видов, сохранения среды обитания организмов.
            2. 1. Возникновение первых растений - одноклеточных водорослей в воде. Происхождение от них многоклеточных водорослей, тело которых состоит из одинаковых клеток, не имеет тканей и органов.
               2. Усложнение растений в процессе эволюции, появление мхов, а затем папоротников.
               3. Мхи - высшие споровые растения, наличие у них приспособлений к жизни на суше, в условиях высокой влажности: появление у них различных тканей (например, покровной, основной, механической, проводящей); образование органов - стебля, листьев и ризоидов - выростов на конце стебля, с помощью которых растения укрепляются в почве.
               4. Дальнейшее усложнение растений в процессе эволюции, возникновение папоротников. Наличие у них корней, стебля, листьев, развитой проводящей системы, которая выполняет функции транспорта веществ и опоры.
               5. Объединение мхов и папоротников в группу высших споровых растений, размножение их с помощью спор, а также половым способом. Заселение мхами и папоротниками влажных мест обитания, необходимость воды при половом размножении этих растений, что свидетельствует о родстве высших споровых и водорослей.
               6. Роль мхов и папоротников в природе. Их способность как организмов-автотрофов создавать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза, которые служат источником пищи и энергии для гетеротрофов, выделение в процессе фотосинтеза кислорода - газа, необходимого для дыхания организмов.
            3. Плечо и предплечье - части верхней конечности. Плечо - верхний отдел руки, он образован одной плечевой костью; к плечу примыкает предплечье, состоящее из двух костей: локтевой и лучевой. Бедро и голень - это части нижней конечности. Бедро - верхний отдел ноги, он состоит из одной бедренной кости. Голень образована двумя костями: большеберцовой и малоберцовой. Они находятся между бедренной костью и костями стопы.

            Страница 3

            всего страниц: 3

1. Наркотические вещества, их влияние на жизнедеятельность организма и здоровье потомства

Человечество тысячи лет знакомо с различными нейротропными (психоактивными) веществами, способными влиять на деятельность нервной системы. Эти соединения имеют разную природу и состав, однако в большинстве своем имитируют различные стороны деятельности медиаторов – веществ, передающих в ЦНС сигналы между нейронами в. Основными медиаторами нервной системы являются глутаминовая кислота, гамма-аминомасляная кислота, норадреналин, ацетилхолин (см. также вопрос 1 билета №21).

Можно выделить различные классы нейротропных соединений. Во-первых, это вещества, входящие в состав разрешенных к широкой продаже пищевых продуктов и родственных им товаров; во-вторых, наркотические препараты; в-третьих, нейротропные лекарственные соединения.

В качестве примера психоактивных веществ пищевого происхождения приведем кофеин и сходные с ним соединения, содержащиеся в кофе, какао, шоколаде, чае. Кофеин активизирует работу самых разных нейронов ЦНС и оказывает на нее стимулирующее действие. В эту же группу попадает этиловый спирт (алкоголь), содержащийся в большей или меньшей концентрации в различных напитках. В малых дозах алкоголь действует как стимулятор ЦНС, в больших, напротив, тормозит ее функции. Стимулирующее действие на работу нервной системы оказывает и никотин – главное действующее начало табака.

Проблема состоит в том, что все названные вещества кроме благоприятного действия на ЦНС вызывают значительное количество побочных эффектов. Первый из них – это привыкание, то есть ослабление эффектов при повторных применениях вещества. Это значит, что для достижения того же стимулирующего эффекта через некоторое время человеку приходится выпивать не одну, а две чашечки кофе или выкуривать большее количество сигарет.

При постоянном потреблении развивается зависимость человека от психоактивного вещества, т.е. ЦНС, приняв в расчет постоянное введение некоторого нейротропного соединения извне, снижает синтез (активность) того медиатора, эффекты которого «подменяет» данное соединение. Это, в свою очередь, приводит к тому, что без стимулятора нервная система уже не выходит на нормальный уровень активности, без дозы алкоголя уже не удается «успокоить нервы» и т.п.

Наконец, возникает много нарушений в деятельности других систем организма: кофеин может вызвать перевозбуждение сердца и рост кровяного давления, курение «сжигает» мерцательный эпителий воздухоносных путей и повышает риск раковых заболеваний. Но особенно много осложнений вызывает регулярное и неумеренное потребление алкоголя. В силу особенностей окисления в организме этилового спирта в ходе этого процесса образуется ряд промежуточных соединений, отравляющих многие органы и разрушительно действующих как на ЦНС, так и на сердце, печень, эндокринную систему. Возникшая стойкая зависимость от приема этилового спирта называется алкоголизмом и нередко приводит к полной деградации человека.

Наркотические препараты (кокаин, героин и др.) обладают всеми вышеописанными свойствами, но в значительно более яркой форме: эти вещества действуют в очень небольших количествах, их эффекты резко изменяют состояние ЦНС, а привыкание и зависимость вырабатываются быстро (после нескольких применений). Наркотические препараты запрещены к продаже, и их распространение является уголовно наказуемым.

2. Млекопитающие – высокоорганизованные позвоночные. Их приспособление к жизни в разных средах обитания

Млекопитающие – самый высокоорганизованный класс позвоночных животных. Млекопитающие распространены на всех материках, кроме Антарктиды, многие из них живут в воде, почве, способны к полету.

Тело млекопитающих покрыто волосами или шерстью. Их кожа относительно толстая, в ней много желез: потовых, сальных, у многих – пахучих. Детенышей млекопитающие выкармливают молоком – секретом молочных желез, являющихся видоизменением потовых желез.

Скелет состоит из позвоночника, черепа, поясов конечностей и костей конечностей. Позвоночник состоит из шейного (7 позвонков), грудного, поясничного, крестцового и хвостового отделов. К позвонкам грудного отдела полуподвижно присоединены ребра, образующие вместе с грудиной грудную клетку. Череп отличается большой мозговой коробкой. У млекопитающих появляется твердое костное небо, отделяющее носовой проход от полости рта. Зубы подразделяются на резцы, клыки и коренные. Пояс передних конечностей образован парными лопатками и ключицами. Пояс задних конечностей состоит из трех пар сросшихся костей, соединенных с крестцом. Скелет передних конечностей состоит из плечевой кости, двух костей предплечья и кисти с фалангами пальцев. Скелет задней конечности состоит из бедренной кости, двух костей голени и стопы с фалангами пальцев.

Мускулатура развита очень хорошо. Особая мускульная стенка – диафрагма – разделяет полость тела на грудную и брюшную. Хорошо развиты жевательные мышцы.

Пищеварительная система разделена на несколько отделов. Ротовое отверстие окружено губами. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез, хорошо развит язык, который является органом вкуса и служит для перемешивания и глотания пищи. Из ротовой полости пища поступает в глотку, затем в пищевод, желудок и кишечник, оканчивающийся анальным отверстием. В кишечник открываются протоки поджелудочной железы и печени.

При дыхании воздух через носовую полость, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие, состоящие из массы легочных пузырьков, оплетенных капиллярами малого круга кровообращения. Вдох и выдох происходят соответственно при расширении и сужении грудной клетки.

Основа кровеносной системы – сердце, оно состоит из четырех камер и кровь в нем не смешивается. Два круга кровообращения.

Выделительная система представлена двумя тазовыми почками, моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, открывающийся наружу отдельным отверстием.

У млекопитающих постоянная температура тела (37–40 °С). Терморегуляция обеспечивается наличием волосяного покрова, подкожного жира, потовых желез.

Нервная система у млекопитающих развита очень хорошо. Головной мозг относительно размеров тела гораздо больше, чем у пресмыкающихся и птиц. Хорошо развиты мозжечок и большие полушария, покрытые корой. У многих животных (хищные, китообразные, приматы) кора мозга складчатая. У млекопитающих прекрасно развиты органы чувств, особенно хорошо развиты обоняние, слух, зрение. У них появилось наружное ухо, раковина которого усиливает остроту слуха.

Млекопитающие делятся на три подкласса. Представители первого из них – Яйцекладущие (ехидна, утконос) – откладывают яйца. Представители второго подкласса – Сумчатые (кенгуру, сумчатый медведь) – рождают маленьких детенышей после очень короткого срока беременности и донашивают их в специальной сумке, куда открываются млечные железы с двумя сосками. У представителей третьего подкласса – Плацентарных – зародыш развивается в особом органе – матке, и организм зародыша соединен с организмом матери посредством совместного органа – плаценты.

Плацентарные млекопитающие делятся на несколько отрядов.

Отряд Насекомоядные (кроты, ежи, землеройки, выхухоли). Представители имеют непостоянную температуру тела, одинаковые зубы.

Отряд Рукокрылые (летучие мыши, крыланы). Представители хорошо летают с помощью кожистой перепонки между пальцами, боками тела, задними конечностями и хвостом. У них есть киль, как у птиц. Имеют тонкий слух, способны к эхолокации.

Отряд Грызуны (мыши, крысы). Представители в основном растительноядные. У них хорошо развиты резцы.

Отряд Зайцеобразные (зайцы, кролики, пищухи). Передние конечности 5-, задние 4-палые. В верхней челюсти две пары резцов; более крупные – передние, растут постоянно; всегда острый режущий край.

Отряд Хищные (волчьи, кошачьи). Представители питаются животной пищей. У них всегда хорошо развиты клыки. Ключицы отсутствуют.

Отряд Ластоногие (тюлени, моржи, котики). Морские хищники. Представители имеют обтекаемое тело, толстый слой жира. Передние конечности превратились в ласты. Волосяной покров короткий. Ушные проходы и ноздри при нырянии закрываются. Размножаются на суше.

Отряд Сирены (ламантины, дюгони). Передние конечности в виде ластов, задние отсутствуют. Ушных раковин и волосяного покрова нет. Растительноядные.

Отряд Китообразные (киты, кашалоты, дельфины). Живут и размножаются только в воде. Волосяной покров утрачен. Имеют толстый слой жира. Питаются животной пищей. Хорошо развиты легкие.

Отряд Парнокопытные (олени, коровы, козы, кабаны, бегемоты). У представителей четное число пальцев, обычно с копытами. Чаще они опираются на два пальца. Ключиц нет. У жвачных (олени, корова, козы) желудок состоит из четырех отделов; съеденная трава через некоторое время отрыгивается и пережевывается коренными зубами и потом опять проглатывается. У большинства жвачных есть рога. У нежвачных парнокопытных пища проглатывается и переваривается без отрыгивания. Так питаются кабаны, бегемоты.

Отряд Мозоленогие (верблюды, ламы). Иногда включают как подотряд в отряд Парнокопытных. На ступнях подушкообразные, мозолистые утолщения.

Отряд Непарнокопытные (лошади, зебры, ослы, носороги). Представители имеют 1 или 3 пальца на конечностях, обычно с копытами. Лучше всего развит третий палец. Ключиц нет. Желудок один, очень хорошо развит слепой отросток, в котором происходит бактериальное переваривание растительной пищи.

Отряд Хоботные (индийский и африканский слоны). Представители имеют хобот – разросшийся нос, слившийся с верхней губой. Имеют бивни – видоизмененные резцы.

Отряд Приматы (лемуры, обезьяны, люди). Представители имеют пятипалые хватательные конечности. Большой палец может быть противопоставлен остальным четырем: это позволяет надежно захватывать предметы. Вместо когтей у приматов имеются плоские ногти. Глаза сближены и направлены вперед, поэтому хорошо развито бинокулярное зрение, что дает возможность точно определять расстояние до предметов. У приматов хорошо развит мозг, имеющий складчатую кору больших полушарий.

Из перечисления особенностей строения млекопитающих видно, что их различные группы приспособились к жизни в различных средах, освоили самые разнообразные пищевые базы. Все это доказывает то, что млекопитающие – самая высокоорганизованная группа позвоночных животных.