Найбільш прості форми подразливості спостерігаються у мікроорганізмів (бактерій, одноклітинних грибів, водоростей, найпростіших).
У прикладі з амебою ми спостерігали рух амеби у бік подразника (їжа). Така рухова реакція одноклітинних організмів у відповідь на роздратування із зовнішнього середовища називається таксі.Таксіс викликаний хімічним роздратуванням, тому його ще називають хемотаксисом(Рис. 51).
Рис. 51.Хемотаксис у інфузорій
Такси можуть бути позитивними та негативними. Помістимо пробірку з культурою інфузорій-туфельок у закриту картонну коробочку з єдиним отвором, розташованим проти середньої частини пробірки, та виставимо її на світло.
Через кілька годин усі інфузорії сконцентруються у освітленій частині пробірки. Це позитивний фототаксіс.
Таксиси властиві багатоклітинним тваринам. Наприклад, лейкоцити крові виявляють позитивний хемотаксис по відношенню до речовин, що виділяються бактеріями, концентруються в місцях скупчення цих бактерій, захоплюють та перетравлюють їх.
Подразливість у багатоклітинних рослин. Тропізми.Хоча багатоклітинних рослин немає органів чуття і нервової системи, проте вони чітко виявляються різні форми дратівливості. Вони полягають у зміні напряму росту рослини або її органів (кореня, стебла, листя). Такі прояви дратівливості у багатоклітинних рослин називаються тропізмами.
Стебло з листям виявляють позитивний фототропізмі ростуть до світла, а корінь – негативний фототропізм(Рис. 52). Рослини реагують на гравітаційне поле Землі. Зверніть увагу на дерева, що ростуть на схилі гори. Хоча поверхня ґрунту має нахил, дерева ростуть вертикально. Реакція рослин на земне тяжіння називається геотропізмом(Рис. 53). Корінець, який з'являється з насіння, що проростає, завжди спрямований вниз до землі – Позитивний геотропізм.Втеча з листям, що розвивається з насіння, завжди спрямована вгору від землі. негативний геотропізм.
Тропізм дуже різноманітні і відіграють велику роль у житті рослин. Вони яскраво виражені в напрямку зростання у різних кучерявих та лазаючих рослин, наприклад винограду, хмелю.
Рис. 52.Фототропізм
Рис. 53.Геотропізм: 1 - квітковий горщик з пря-моростущими проростками редиски; 2 – квітковий горщик, покладений набік і у темряві для усунення фототропізму; 3 - проростки в квітковому горщику зігнулися в бік, протилежну дії сили тяжіння (стебла мають негативний геотропізм)
Крім тропізмів, у рослин спостерігаються рухи іншого типу. настії.Вони відрізняються від тропізмів відсутністю певного орієнтування до подразника, що викликав їх. Наприклад, якщо доторкнутися до листя сором'язливої мімози, вони швидко складаються в поздовжньому напрямку і опускаються донизу. Через деякий час листя знову приймає колишнє положення (рис. 54).
Рис. 54.Настії у сором'язливої мімози: 1 – у нормальному стані; 2 – при подразненні
Квітки багатьох рослин реагують на світло та вологість. Наприклад, у тюльпану на світлі квіти розкриваються, а темряві закриваються. У кульбаби суцвіття закривається у похмуру погоду та відкривається у ясну.
Подразливість у багатоклітинних тварин. Рефлекси.У зв'язку з розвитком у багатоклітинних тварин нервової системи, органів чуття та органів руху форми подразливості ускладнюються і залежать від тісної взаємодії цих органів.
У найпростішому вигляді таке роздратування виникає вже у кишковопорожнинних. Якщо вколоти голкою прісноводну гідру, вона стиснеться в грудочку. Зовнішнє роздратування приймає чутлива клітина. Порушення, що виникло в ній, передається нервовій клітині. Нервова клітина передає збудження шкірно-м'язової клітини, яка реагує на подразнення скороченням. Цей процес називається рефлексом (відбитком).
Рефлекс- Це відповідь реакція організму на роздратування, що здійснюється нервовою системою.
Уявлення про рефлекс було висловлено ще Декартом. Пізніше воно було розвинене у працях І. М. Сєченова, І. п. Павлова.
Шлях, що проходить нервовим збудженням від сприймає роздратування органу до органу, що виконує реакцію у відповідь, називається рефлекторної дуги.
У організмів з нервовою системою існує два типи рефлексів: безумовні (вроджені) та умовні (придбані). Умовні рефлекси формуються з урахуванням безумовних.
Будь-яке роздратування викликає зміна обміну речовин у клітинах, що призводить до виникнення збудження і виникає реакція у відповідь.
Поняття про подразливість.Мікроорганізми, рослини та тварини реагують на найрізноманітніші впливи навколишнього середовища: на механічні впливи (укол, тиск, удар тощо), на зміну температури, інтенсивність та напрямок світлових променів, на звук, електричні подразнення, зміни в хімічному складі повітря , води або ґрунту і т. д. Це призводить до певних коливань організму між стабільним та нестабільним станом. Живі організми здатні у міру свого розвитку аналізувати ці стани та відповідним чином реагувати на них. Подібні властивості всіх організмів називаються дратівливістю та збудливістю.
Подразливість- це здатність організму реагувати на зовнішні чи внутрішні дії.
Подразливість виникла у живих організмів як пристосування, що забезпечує кращий обмін речовин та захист від впливу умов середовища.
Збудливість- це здатність живих організмів сприймати впливи подразників та відповідати на них реакцією збудження.
Вплив навколишнього середовища позначається на стані клітини та її органел, тканин, органів та організму в цілому. Організм відповідає на це відповідними реакціями.
Найпростішим проявом дратівливості є рух.Воно характерне навіть для найпростіших організмів. Це можна поспостерігати у досвіді над амебою під мікроскопом. Якщо поряд з амебою помістити невеликі грудочки їжі або кристалики цукру, вона починає активний рух у бік поживної речовини. За допомогою хибноніжок амеба обволікає грудочку, залучаючи його всередину клітини. Там відразу ж утворюється травна вакуоля, в якій їжа перетравлюється.
З ускладненням будови організму ускладнюються як обмін речовин, і прояви дратівливості. У одноклітинних організмів та рослин немає спеціальних органів, що забезпечують сприйняття та передачу подразнень, що надходять із навколишнього середовища. У багатоклітинних тварин є органи почуттів та нервова система, завдяки яким вони сприймають роздратування, а відповіді на них досягають великої точності та доцільності.
Подразливість у одноклітинних організмів. Таксі.
Найбільш прості форми подразливості спостерігаються у мікроорганізмів (бактерій, одноклітинних грибів, водоростей, найпростіших).
У прикладі з амебою ми спостерігали рух амеби у бік подразника (їжа). Така рухова реакція одноклітинних організмів у відповідь на роздратування із зовнішнього середовища називається таксі.Таксіс викликаний хімічним роздратуванням, тому його ще називають хемотаксисом(Рис. 51).
Рис. 51.Хемотаксис у інфузорій
Такси можуть бути позитивними та негативними. Помістимо пробірку з культурою інфузорій-туфельок у закриту картонну коробочку з єдиним отвором, розташованим проти середньої частини пробірки, та виставимо її на світло.
Через кілька годин усі інфузорії сконцентруються у освітленій частині пробірки. Це позитивний фототаксіс.
Таксиси властиві багатоклітинним тваринам. Наприклад, лейкоцити крові виявляють позитивний хемотаксис по відношенню до речовин, що виділяються бактеріями, концентруються в місцях скупчення цих бактерій, захоплюють та перетравлюють їх.
Подразливість у багатоклітинних рослин. Тропізми.Хоча багатоклітинних рослин немає органів чуття і нервової системи, проте вони чітко виявляються різні форми дратівливості. Вони полягають у зміні напряму росту рослини або її органів (кореня, стебла, листя). Такі прояви дратівливості у багатоклітинних рослин називаються тропізмами.
Стебло з листям виявляють позитивний фототропізмі ростуть у напрямку до світла, а корінь - негативний фототропізм(Рис. 52). Рослини реагують на гравітаційне поле Землі. Зверніть увагу на дерева, що ростуть на схилі гори. Хоча поверхня ґрунту має нахил, дерева ростуть вертикально. Реакція рослин на земне тяжіння називається геотропізмом(Рис. 53). Корінець, який з'являється з насіння, що проростає, завжди спрямований вниз до землі. Позитивний геотропізм.Втеча з листям, що розвивається з насіння, завжди спрямована вгору від землі. негативний геотропізм.
Тропізм дуже різноманітні і відіграють велику роль у житті рослин. Вони яскраво виражені в напрямку зростання у різних кучерявих та лазаючих рослин, наприклад винограду, хмелю.
Рис. 52.Фототропізм
Рис. 53.Геотропізм: 1 - квітковий горщик з пря-моростущими проростками редиски; 2 - квітковий горщик, покладений набік і у темряві для усунення фототропізму; 3 - проростки в квітковому горщику зігнулися в бік, протилежну дії сили тяжіння (стебла мають негативний геотропізм)
Крім тропізмів, у рослин спостерігаються рухи іншого типу. настії.Вони відрізняються від тропізмів відсутністю певного орієнтування до подразника, що викликав їх. Наприклад, якщо доторкнутися до листя сором'язливої мімози, вони швидко складаються в поздовжньому напрямку і опускаються донизу. Через деякий час листя знову приймає колишнє положення (рис. 54).
Рис. 54.Настії у сором'язливої мімози: 1 - у нормальному стані; 2 - при подразненні
Квітки багатьох рослин реагують на світло та вологість. Наприклад, у тюльпану на світлі квіти розкриваються, а темряві закриваються. У кульбаби суцвіття закривається у похмуру погоду та відкривається у ясну.
Подразливість у багатоклітинних тварин. Рефлекси.У зв'язку з розвитком у багатоклітинних тварин нервової системи, органів чуття та органів руху форми подразливості ускладнюються і залежать від тісної взаємодії цих органів.
У найпростішому вигляді таке роздратування виникає вже у кишковопорожнинних. Якщо вколоти голкою прісноводну гідру, вона стиснеться в грудочку. Зовнішнє роздратування приймає чутлива клітина. Порушення, що виникло в ній, передається нервовій клітині. Нервова клітина передає збудження шкірно-м'язової клітини, яка реагує на подразнення скороченням. Цей процес називається рефлексом (відбитком).
Рефлекс- Це відповідь реакція організму на роздратування, що здійснюється нервовою системою.
Уявлення про рефлекс було висловлено ще Декартом. Пізніше воно було розвинене у працях І. М. Сєченова, І. п. Павлова.
Шлях, що проходить нервовим збудженням від сприймає роздратування органу до органу, що виконує реакцію у відповідь, називається рефлекторної дуги.
У організмів з нервовою системою існує два типи рефлексів: безумовні (вроджені) та умовні (придбані). Умовні рефлекси формуються з урахуванням безумовних.
Будь-яке роздратування викликає зміна обміну речовин у клітинах, що призводить до виникнення збудження і виникає реакція у відповідь.
| |
§ 46. Типи обміну речовин у організмів§ 48. Життєвий цикл клітини
Основні форми прояву дратівливості організмів – різного типу рухові реакції, що здійснюються цілим організмом або його окремими частинами. Вочевидь, лише з допомогою руху організм чи орган може доцільно змінити становище, оптимізувати своє становище у просторі, уникаючи впливу несприятливих чинників чи, навпаки, ефективно використовувати їхню сприятливу дію.
Найбільш поширеними руховими реакціями живих організмів на зміну умов середовища є таксиси, м'язові рухи, а у рослин (крім таксів) – тропізми, настії, нутації та автономні рухи.
Такси - це рухи цілого, існуючого самостійно, одноклітинного або багатоклітинного організму, що виявляються в просторовому переміщенні його щодо подразника (руху найпростіших, водоростей). Залежно від характеру відповіді організму такси можуть бути позитивними, коли рух здійснюється у напрямку діючого фактора, і негативними, коли рух відбувається у протилежному напрямку.
Класифікують такси в залежності від виду подразника: фототаксис, хемотаксис, термотаксис. Прикладом позитивного фототаксисуможе бути орієнтований рух джгутикових одноклітинних водоростей до зони оптимального освітлення, орієнтація хлоропластів у клітинах мезофілу листка, хемотаксису- скупчення бактеріальних клітин біля грудочки їжі, рух лейкоцитів до бактерії та ін., термотаксису- скупчення одноклітинних у зоні оптимальної температури.
Необхідна умова подразливості – оборотність часткових змін структурних білків, відновлення їхнього попереднього стану. В цілому ж представники тваринного світу з точки зору дратівливості є специфічними, тому що ведуть рухливий спосіб життя, мають спеціальні органи руху на м'язовій основі, нервову систему з аналізаторами і мають складні форми подразливості - інстинктом, умовними і безумовними рефлексами.
Зміна просторового становища органів рослинного організму може здійснюватися: 1) з допомогою нерівномірного зростання окремих елементів органа; 2) за рахунок тимчасових змін проникності цитоплазми клітин, що в більшості випадків призводить до спаду тургорного тиску у них і відповідно до зміни положення органу. В основі активних рухів рослинного організму лежать також явища дратівливості та скоротливості білків цитоплазми рослинних клітин, які поєднуються із ростовими та іншими процесами.
Спрямована орієнтація органів та частин рослин у просторі є важливим пристосуванням, яке дозволяє їм найефективніше використовувати джерела живлення, води, світла та одночасно захищатися від несприятливого впливу різних факторів.
Тропізми - рухова реакція органів прокуратури та частин рослин одностороннє вплив чинника довкілля - світла, сили гравітації, води, хімічних речовин та інших. Залежно від характеру відповіді рослинного організму тропізми може бути позитивними і негативними.
Геотропізм - ростова реакція окремих органів рослин на однобічний вплив сили земного тяжіння. Розрізняють три типи геотропізму: позитивний- коли орган росте вертикально вниз, негативний- коли напрямок руху протилежний, тобто вгору, і поперечний, або діагеотропізм,- коли орган намагається зайняти горизонтальне становище. Головним стрижневим корінням властивий, як правило, позитивний геотропізм; гілкам першого порядку деревних рослин, стеблам однодольних, а також черешкам листя багатьох рослин – негативний; багатьом кореневищам, бічним корінням, бічним гілкам деяких хвойних, кореневим волоскам - поперечний.
Певний інтерес представляє дослідження ростових процесів та явищ геотропізму в умовах невагомості. Відсутність гравітаційного на досліджувані рослини під час тривалих космічних польотів на борту орбітальних станцій викликало зазвичай невпорядкований зростання вищих рослин, і навіть його передчасне припинення. Якщо ж створювати умови, що частково компенсують відсутність гравітаційного фактора (односторонню освітленість, електричний струм, штучну гравітацію тощо), зростання та розвиток рослин нормалізуються, про що свідчить утворення насіння у дослідних рослин арабідопсису під час тривалого польоту космонавтів В. В. Лебедєва та А, Н. Березового в 1982 р.
Фототропізм. Ознакою такого виду руху є чітко виражена позитивна чи негативна реакція органів та частин рослин на однобічний вплив світла.
У природних умовах на відкритій місцевості фототропізм, як правило, чітко не проявляється, оскільки, крім прямих сонячних променів, на рослину впливає порівняно сильний розсіяний променистий потік небосхилу та хмар. При односторонньому впливі світла (біля будов, у кімнаті) фототропізм окремих пагонів, навіть усієї надземної частини, проявляється особливо чітко - рослини ніби тягнуться до світла.
У тривалому процесі еволюції рослинні організми постійно перебувають у полі дії земного магнетизму і, безумовно, реагують вплив магнітного поля. Цей тип руху називають магнітотропізмом. Прикладом його є посилене зростання коренів, орієнтованих у бік південного полюса Землі чи штучного магніту.
Односторонній вплив на зростаючі органи можуть й інші фізичні та хімічні фактори. Відповідно до цього розрізняють: хемотропізми, гідротропізми, термотропізми, травматотропізми (тобто класифікація тропізмів залежить від природного джерела подразнення). Найбільш показовим є хемотропізм коренів, внаслідок чого здійснюється ефективний пошук та поглинання елементів мінерального живлення із субстрату.
Настії. До настичним належать рухи, що є реакцією органів або частин рослини на дію подразників, які не мають певного напрямку, а впливають дифузно і рівномірно з різних сторін.
Залежно від напрямку руху і характеру фактора, що впливає, настичні рухи класифікують як епінастії - вигин органу (частіше листа) вниз за рахунок прискорення росту або тургорного розтягнення верхньої сторони основи черешка (опускання листочків мімози, акації білої).
Гіпонастії - вигин органу вгору за рахунок прискореного зростання або розтягування клітин нижньої сторони черешка та центральної жилки, а також завдяки відповідним скороченням тканин верхньої сторони (підняття листових пластинок на ніч угору у лободи, тютюну).
Ніктінастії – рухові реакції, викликані настанням темряви, так званий сон рослин (закривання квіток, опускання на ніч суцвіть у моркви).
Фотонастії - розкриття пелюсток квіток при посиленні освітлення (суцвіття цикорію, кульбаби, картоплі).
Термонастії – відкривання квіток при підвищенні температури (тюльпан, крокус, мати-й-мачуха, мак городній).
Сейсмонастії – рухи органів рослин, які є відповіддю на удар чи струс (мімоза, кислиця, портулак).
Нутації - здатність рослин до кругових або маятникових рухів за рахунок періодично повторюваних змін тургорного тиску та інтенсивності зростання протилежних сторін певного органу. Найкраще такі рухи виражені у верхівок стебел і вусиків кучерявих рослин. Такі рослини називаються лазять або ліанами, Серед них за способом прикріплення розрізняють кучеряві, чіпкіта рослини, яківплітаються.
У кучерявих рослинверхівка під час зростання робить рівномірні нутаційні рухи і при контакті з опорою починає обвиватися навколо неї (хміль, іпомія, квасоля). Ланцюгові рослинимають вусики різного походження, які, закручуючи чи приклеюючись до опори, утворюють міцну та еластичну підвіску рослин (виноград, бріонія, гарбуз, вика, горох). До чіпких рослин, що лазять, належать також такі, у яких на стеблі, черешках листя утворюються гострі гачки або шипи (шипшина, деревогубець, липучка, ожина), що утримують стебло на опорі.
Для рослин,які вплітаються,характерно перпендикулярне до основного стебла розміщення бічних відгалужень, що підтримують стебло на випадкових опорах чи інших рослинах (малина, вероніка, мокрець).
Цікаві також рухи органів у комахоїдних рослин (росянка, міхурник, венерина мухоловка та ін.). Чутливі структури цих рослин (залізисті волоски та ін.) перевищують за чутливістю органи дотику людини.
Рухи, які здійснює рослина або її орган завдяки фізико-хімічним змінам своїх мертвих складових частин, можна назвати пасивними (гігроскопічними),оскільки в абсолютній більшості ці рухи обумовлені зміною кількості води в колоїдах, що становлять клітинну оболонку або є залишками вмісту клітини. Найчастіше вони реалізуються в метальних та рухомих пристроях для поширення плодів та насіння (лусочки шишок сосни, стулки зрілих бобів акації жовтої та ін.). Для пізнання процесів та механізмів руху рослин багато зробили Ч. Дарвін, Ю. Сакс, Г. Габерландт, Джагадіс-Чандра Бос, Н. Г. Холодний, І. І. Гунар, Ф. Вент.
Холодний Микола Григорович (1882-1953) – радянський ботанік-фітофізіолог та мікробіолог, акад. АН УРСР. Відомий своїми фундаментальними працями з фізіології та екології рослин, мікробіології та ґрунтознавства. Один із засновників вчення про гормони рослин, автор гормональної теорії тропізмів (відомої в літературі як теорія Холодного – Вента). Його ім'ям названо Інститут ботаніки АН УРСР.
Фізіологічні основи передачі подразнення в організмі тварин обумовлюються змінами електричного заряду, що проходить через клітину та звільняє гормон, що є сполучним містком між клітинами, викликаючи зміни проникності у сусідніх клітинах. Вважають, що переносником інформації про подразнення є ацетилхолін.
У рослин головними подразниками є світло, хімічні сполуки, зміни концентрації, а переносником інформації, очевидно, фітогормони, фітохром та біопотенціали.
Практично всі типи рухів є певну реакцію організмів на ті чи інші зміни середовища, реакцію, спрямовану на збереження або створення таких умов і стану, при яких окремі органи і весь організм могли б найкраще виконувати характерні для них функції. Саме на цю цілеспрямованість рухових реакцій уперше звернув увагу Ч. Дарвін.
- Джерело-
Богданова Т.Л. Довідник з біології/Т.Л. Богданова [та д.р.]. - К.: Наукова думка, 1985. - 585 с.
Post Views: 13
називається здатність організмів відповідати впливу навколишнього середовища тій чи іншій активної реакцією. Подразливість – загальна властивість всіх живих організмів.
У результаті еволюції дратівливість видозмінювалася. Відбувалося поділ внутрішньоклітинних структур на сприймаючі впливу подразника і відповідальні на них, намітилося розмежування процесів подразнення як місцевої реакції і порушення як реакції, що поширюється, у відповідь на дію подразника. У багатоклітинних тварин розвинулися спеціалізовані тканини: нервова та м'язова, які пристосувалися до здійснення термінових реакцій на подразнення. Здатність нервової та м'язової тканини швидко реагувати на подразнення збудженням називають збудливістю.
У тварин нервова та м'язова тканини забезпечують рухові та інші пристосувальні реакції, і тому у них особливого розвитку досягають системи прийому та аналізу інформації (органи почуттів) та виконавчих органів (мускулатура та залози).
Подразливість у рослин суттєво відрізняється від подразливості у тварин. Рослини відповідають роздратування переважно зміною швидкості чи напрями зростання, обертальним рухом цитоплазми у клітині і рівнем обмінних процесів. Але існують і такі рослини, які мають відносно швидкі рухові реакції на подразнення. Так, тропічна рослина мімоза сором'язлива при дотику, ударі, а також з настанням темряви попарно складає листочки, а потім весь листок опускається.
Під дратівливістю і збудливістю розуміють властиву всьому живому здатність реагувати на дію будь-якого подразника: зміни хімічного складу середовища, температури, на дію світла, звуку, електричного струму, на механічне вплив та інші чинники. Здатність живого відповідати на роздратування називається збудливістю.Властивість збудливості дозволяє організмам пристосовуватися до умов середовища, що змінюються.
Роздратування сприймаються або всією цитоплазмою, або спеціалізованими рецепторами (світлочутливі очі, хеморецептори, терморецептори та ін.); у високоорганізованих тварин виникають спеціалізовані органи почуттів (око, вухо, орган нюху та інших.). По відношенню до подразника реакції у відповідь можуть бути позитивними (рух до подразника) і негативними (рух від нього).
Форми реакцій у відповідь різні, але на всяке роздратування організми відповідають рухом, тому дратівливість і рух взаємопов'язані. І те, й інше обов'язково пов'язане з витратою енергії. Рухливі одноклітинні рослини та найпростіші тварини відповідають на роздратування нижчими формами подразливості. таксісами(хемотаксиси, термотаксиси, фототаксиси та ін.). У вищих рослин реакції на зовнішні подразнення виявляються у формі тропізмів -спрямованого руху у бік подразника чи то з нього. Наприклад, корінь стосовно центру тяжкості Землі виявляє позитивний геотропізм, а стебло – негативний.
У деяких рослин та нерухомих тварин, позбавлених нервової системи, дратівливість проявляється у вигляді ненаправлених дій по відношенню до подразника; званих настіями:наприклад, відкривання та закривання віночків у квіток, ловчого апарату у росички, опускання листя у сором'язливої мімози. Розрізняють ще ростові рухи, що у основі тропізмів; тургорні рухи на основі низки настий, що супроводжуються зміною тургорного стану клітин (наприклад, віночків квіток); амебоїдні рухи, що відбуваються шляхом переливання цитоплазми (амеби, лейкоцити); миготливі – за допомогою джгутиків та вій (миготливий епітелій дихальних шляхів, одноклітинні джгутикові, інфузорії). У інших клітин реакція у відповідь проявляється шляхом утворення мембран, у третіх - шляхом активації біосинтезу.
Вища форма подразливості - рефлекс:це складна реакція у відповідь живого організму на дію подразника за участю нервової системи. В основі рефлексу лежить рефлекторна дуга, що включає рецептор, відцентровий нейрон, центральну нервову систему, відцентровий нейрон, робочий орган. Рефлекс завершується м'язовим рухом, зумовленим здатністю до м'язових білків до скорочення.