Использование биологических часов

Пчелы, запоминая и вновь находя направление от улья к источникам еды, пользуются положением солнца и поляризацией небесного света; информацию об этом они докладывают своим товарищам по улью при помощи ставших сейчас известными виляющих танцев. Некие птицы, совершая перелет над обширными океанскими широтами, не могут, очевидно, воспользоваться земными ориентирами. Получив возможность Использование биологических часов созидать ночное небо в планетарии, некие виды, совершающие перелеты ночкой (к примеру, садовая славка), ориентируются по положению определенных звезд. Со временем созвездия на куполе планетария передвигаются, но птицы всегда правильно определяют направление, безпрерывно внося поправку на это перемещение звезд. Произвольные конфигурации в положении искусственного звездного неба вызывают надлежащие конфигурации в Использование биологических часов ориентации птиц. Таким макаром, можно мыслить, что для учета вращения Земли птицы, пчелы и другие животные, способные ориентироваться по небесным светилам, пользуются «внутренними часами». Этот еще не достаточно понятный механизм ориентации с учетом времени суток именуют время от времени «часовым компасом». Если пчелу либо птицу содержать при световом режиме Использование биологических часов с «рассветом» и «сумерками», сдвинутыми на несколько часов, животное введет в собственный часовой компас неверное время и будет ориентироваться с ошибкой, соответственной искусственному сдвигу дневного цикла.

Геомагнитные ориентиры

Уже издавна подозревали, что некие животные для ориентировки и навигации употребляют магнитное поле Земли. Ряд не так давно найденных фактов Использование биологических часов подкрепил такое предположение. Голуби, не имеющие способности воспользоваться знакомыми земными ориентирами, а в непогожий денек и солнцем, все же находят оборотный путь к родной голубятне. Обычно, поднявшись в воздух, они очень скоро начинают лететь в верном направлении. Если, но, к голове голубя прикрепить маленький магнит либо перевезти птицу к Использование биологических часов месту выпуска в непроницаемом для магнитного поля контейнере, ориентировка нарушится. Ориентацию выпущенных в незнакомом месте голубей нарушает и магнитная аномалия, обусловленная залежами железа.

В лабораторных критериях изучалась способность ориентироваться по магнитному полю у пещерной саламандры Eurycea, которая может отыскивать дорогу «домой» в полной мгле. После того как саламандра училась отыскивать Использование биологических часов дорогу в определенном магнитном поле, ее помещали в крестообразно расположенные коридоры с разной ориентацией поля; было найдено, что при ориентировке животные пользуются магнитным полем. Данный факт важен по двум причинам. Во–первых, так как саламандры передвигаются медлительно (по сопоставлению с птицами), они, возможно, способны принимать магнитное поле конкретно Использование биологических часов, а не в итоге воздействия электронных токов, индуцируемых в организме при резвом продвижении в магнитном поле. Во–вторых, так как саламандра передвигается по суше, электронные токи, возникающие при движении воды относительно магнитного поля, тоже не могут служить прямыми сенсорными стимулами (хотя, как мы увидим, конкретно так обстоит дело у Использование биологических часов неких рыб).

Могут ли животные принимать магнитное поле конкретно? Сейчас с определенностью ответить на этот вопрос нельзя. У голубей, но, в маленький структуре темного цвета, расположенной меж мозгом и черепом, был найден магнетит –магнитный материал био происхождения. В коре мозга у пелагических китов, которые, судя по неким данным, при плавании Использование биологических часов ориентируются по силовым линиям земного магнитного поля, тоже есть участки, содержащие магнетит. Не считая того, было показано, что трагические случаи выбрасывания этих китов на сберегал в незнакомых им прибрежных водах статистически значимо коррелируют с периодами геомагнитных нарушений в этих районах.

Установлено, что магнетит имеется также у неких моллюсков, пчел и живущих Использование биологических часов в иле микробов. Хотя его наличие и наводит на идея о рецепции магнитного поля, реальных рецепторных клеток, способных преобразовывать магнитные воздействия в нервные сигналы, у этих животных выявлено не было. Судя по поведенческим признакам, ильные бактерии и пчелы воспринимают магнитное поле Земли. Ильные бактерии, всераспространенные в Использование биологических часов северных широтах, ориентируются в северном направлении, а обитающие в Южном полушарии – по направлению к Южному полюсу. Эти различия обоснованы специфичной ориентацией частиц магнетита в их клеточках, что позволяет. им плыть вниз под определенным углом (под которым в данном районе силовые полосы магнитного поля входят в Землю). Если микробов поместить в каплю воды Использование биологических часов в искусственном магнитном поле, они сосредоточатся у 1-го ее края, а при изменении магнитного поля на обратное переместятся к другому краю.

Другой метод навигации, основанный на геомагнетизме и доступный только для морских организмов, найден у южноамериканского угря (Anguilla rostratd). Личинки этой рыбы мигрируют из районов нереста в Саргассовом море Использование биологических часов к североамериканскому побережью Атлантического океана, покрывая расстояние около 1000 км. Предположение, что они во время передвижения ориентируются по магнитному полю Земли, сначала было отвергнуто из того суждения, что плотность поля для этого очень мала. У угрей, но, имеются чувствительные электрорецепторы в боковой полосы. Движение морской воды в океанических течениях Использование биологических часов действует как большой генератор, в каком вода, пересекающая силовые полосы земного магнитного поля, играет роль проводника. Интенсивность геоэлектрических полей, создаваемых в океане течениями (такими, к примеру, как Гольфстрим), добивается приблизительно 0,5 мкВ/см. Это эквивалентно падению напряжения в 1,0 В на расстоянии 20 км. Жалкие электронные токи, вызываемые настолько малыми Использование биологических часов градиентами напряжения, разумеется, улавливаются электрорецепторами боковой полосы рыб (см. рис. 7–30). При помощи способа условных рефлексов (см. разд. 8.9) угрей учили замедлять ритм сердца в ответ на изменение электронного поля. После чего приметная реакция наблюдалась у их при изменении поля неизменного тока всего только на 0,002 мкВ/см. Так как напряженность электронного поля Использование биологических часов, генерируемого в океане, на 2–3 порядка выше, кажется очень возможным, что угри при навигации употребляют геоэлектрическое поле.

Дополнение 8–1. Специфика нейронных связей и взаимодействий

Как видно из рис. 8–22, А, те участки поля зрения, которые в одном глазу проецируются на височную (расположенную поближе к уху) половину сетчатки, в другом глазу проецируются на ее носовую половину Использование биологических часов, и напротив. Ганглиозные клеточки правых половин сетчаток обоих глаз отправляют аксоны в правое полушарие мозга, а ганглиозные клеточки левых половин – в левое полушарие. Таким макаром выходит, что правое полушарие «видит» левую половину поля зрения, а левое полушарие – правую.

Изучая переработку зрительной инфы в мозгу, Дэвид Хьюбел и Использование биологических часов Торстен Визел нашли, что некие нейроны зрительной коры правого и левого полушарий имеют рецептивные поля в обеих сетчатках, при этом поля размещены так, что оптически точно совпадают; другими словами, такие нейроны получают от обеих сетчаток информацию об одних и тех же участках 2-ух изображений. Это значит, что на каждую Использование биологических часов корковую зону очень точно проецируются две области ганглиозных клеток, «видящие» один и тот же участок зрительного поля, отображенный на различных сетчатках. Эти данные подтверждают предположение, изготовленное более 100 годов назад Иоганнесом Мюллером. Согласно этому предположению, информация, поступающая в мозг от подобных (воспринимающих один и тот же участок поля зрения) рецепторов сетчаток правого Использование биологических часов и левого глаз, конвергирует на специфичных нейронах мозга. Такая высочайшая морфологическая специфика прямо противоречит представлению, что процессы в нервной системе носят «размытый» нрав и что кодирование сообщений тут находится в зависимости от общей картины рассредотачивания электронной активности, а не от верно организованных нейронных сетей. Как показала регистрация активности Использование биологических часов одиночных нейронов зрительной коры, любая клеточка более отлично реагирует на определенные характеристики стимула. Не считая того, поведение таковой клеточки почти во всем находится в зависимости от поведения нейронов, от которых она имеет входы. Таким макаром, значение хоть какого импульса в данном нейроне определяется связями этого нейрона с другими нервными клеточками Использование биологических часов.

Нейроны зрительной коры размещены очень упорядоченно. Равномерно погружая регистрирующий электрод в кору перпендикулярно ее поверхности и записывая ответы встречающихся на пути «простых» клеток (разд. 8.4.3), можно созидать, что все нейроны таковой вертикальной «колонки» имеют рецептивные поля с схожей ориентацией, но с постепенным сдвигом по поверхности сетчатки. У Использование биологических часов клеток примыкающей вертикальной колонки ориентация рецептивных полей несколько другая, в последующей колонке отличается еще более и т.д. По этому примеру можно судить об упорядоченности огромного числа нейронных связей в ЦНС. Одна из основных задач современной нейробиологии – выяснение устройств образования настолько высокоспецифичных и четких нейронных связей в процессе развития нервной системы Использование биологических часов.

Резюме

В процессе эволюции происходило уплотнение простых, анатомически рассредоточенных, диффузных «нервных сетей», настолько соответствующих для кишечнополостных, в нервные тяжи и ганглии, в первый раз показавшиеся у неких медуз. У сегментированных животных фронтальный конец нервной системы, сначала выполнявший функции сенсорного центра, дифференцировался в «суперганглий», либо мозг.

Меж сенсорными входами и двигательными выходами Использование биологических часов ЦНС размещаются очень сложные нейронные сети, ответственные за все рефлекторные и высшие функции нервной системы. Нейронные связи в этих центральных сетях в значимой части запрограммированы на генном уровне, но их организация поддерживается и видоизменяется в итоге их функционирования в период развития и позже.

Интеграция сенсорного входа и следующая Использование биологических часов нервная активность зависят приемущественно от 2-ух причин: 1) от организации нейронных цепей и синапсов, образованных взаимодействующими нейронами, и 2) от того, каким образом отдельные нейроны перерабатывают либо интегрируют поступающие в их синаптические сигналы и генерируют потом собственные потенциалы деяния. Интегративные характеристики нейронов определяются их анатомической локализацией, их связями и, в конце концов Использование биологических часов, качествами клеточной мембраны и ее ионных каналов. Одновременные синаптические воздействия на данный нейрон подвергаются пространственной суммации благодаря его кабельным свойствам. Происходит и временная суммация синаптических воздействий, определяемая неизменной времени (скоростью затухания сигнала) нейронной мембраны. Сразу протекает и взаимодействие меж возбуждающими и тормозными входами нейрона: 1-ые стремятся приблизить его состояние Использование биологических часов к порогу импульсации, а 2-ые противодействуют деполяризации нейрона ранее порогового уровня.

Простейшими нейронными цепями являются моносинаптические рефлекторные дуги, из которых идеальнее всего исследована дуга рефлекса на растяжение у позвоночных. Удлинение мускулы провоцирует ее сенсоры растяжения, в том числе окончания афферентных аксонов типа 1а. Эти волокна входят в спинной Использование биологических часов мозг и образуют прямые синаптические связи с альфа–мотонейронами, которые вызывают сокращение мускулы. Это рефлекторное сокращение противодействует силе, вызвавшей первоначальное растяжение мускулы, и принуждает ее укоротиться до начальной длины. Сразу коллатеральные ветки афферентов 1а синаптически активируют интернейроны, образующие тормозные синапсы на альфа–мотонейронах, иннервирующих мускулы–антагонисты. Такое рефлекторное угнетение Использование биологических часов сокращения антагонистов предутверждает их вероятное противодействие рефлекторному сокращению растянутой мускулы.

Локомоторные движения животных частично определяются прирожденными центральными механизмами, в каких запрограммирована последовательность мышечных сокращений, обеспечивающая согласованность движений. Оборотная связь от проприоцепторов может оказывать влияние на интенсивность и частоту двигательных выходных сигналов, также участвует в узкой координации большинства видов ритмической моторной Использование биологических часов активности.

Нейронные сети действуют как «фильтры» для сенсорного входа. В итоге одни особенности наружных стимулов усиливаются, а другие ослабляются. Традиционным примером нейронной фильтрации служит латеральное торможение, усиливающее контраст при зрительном восприятии смежных участков разной светлоты. Методы функционирования сенсорных систем стали еще понятнее в итоге исследования зрительной системы Использование биологических часов млекопитающих. Регистрация электронной активности клеток зрительной коры указывает, что отдельные центральные нейроны, по–видимому, активизируются под воздействием определенных композиций стимулов, а не просто показывают отдельные точки периферического входного поля. Результаты исследования зрительной системы указывают также на то, что в ней есть иерархические отношения меж нейронами; чем выше положение данного нейрона Использование биологических часов в этой иерархии, тем паче специфичная информация нужна, чтоб его активировать, так что нейроны самых больших уровней реагируют только на очень особые особенности зрительного входа.

У неких одноклеточных организмов отмечаются и сенсомоторные реакции, и зачаточные формы научения, именуемые привыканием. Установлено, что эти феномены связаны с активностью ионных каналов Использование биологических часов клеточной мембраны, которые почти во всем сходны с ионными каналами в мембранах нервных и мышечных клеток млекопитающих.

Многие формы поведения животных имеют подсознательную природу, т.е. на генном уровне «запрограммированы» в структуре и биохимии нервной системы. Более высокоорганизованные животные проявляют в разной степени нейронную пластичность, примерами которой могут служить разные типы Использование биологических часов обусловливания и научения. Было показано, что обыкновенные формы обусловливания, выражающиеся, к примеру, в стойких модификациях рефлекторного поведения морского брюхоногого моллюска аплизии, связаны с переменами параметров ионных каналов в отдельных нейронах рефлекторной дуги. Такового рода молекулярные конфигурации могут играть важную роль в различных формах научения.

Некие животные Использование биологических часов употребляют свои высокоразвитые сенсорные возможности для ориентации и навигации. Скорпионы могут определять местопребывание жертвы по вызываемым ею вибрациям земли. Птицы ориентируются по положению звезд на небе, солнцу, земным ориентирам и, может быть, магнитному полю Земли. Некие летучие мыши, птицы и морские млекопитающие употребляют при полете либо плавании эхолокацию. Для этой формы ориентации Использование биологических часов огромное значение имеет поразительная способность слуховых центров улавливать очень малые различия во времени прихода звуковых волн.


ispolzovanie-interneta-v-razvitii-brenda.html
ispolzovanie-it-v-izuchenii-anglijskoj-literaturi.html
ispolzovanie-kabineta-inostrannogo-yazika-tehnicheskih-sredstv-obucheniya-i-informacionno-kompyuternih-tehnologij-dlya-intensifikacii-deyatelnosti-uchashihsya.html