СОН ЖИВОТНЫХ

Наука » Биология
СОН ЖИВОТНЫХ

Спящее животное или человек — лёгкая добы­ча для врагов. Но если человек за всю дли­тельную историю цивилизации обеспечил себе право «спать спокойно», в безопасности и удоб­стве, то о большинстве животных этого сказать нельзя.

Спокойно спать могут, пожалуй, только круп­ные хищники, которым бояться некого. Стадные животные спят поочерёдно, выставляя «часо­вых». Птицы, например, обычно спят стоя, об­хватив ветки пальцами лап. Почему, расслабив­шись, они не падают вниз? Оказывается, расс­лабленная птичья лапа, наоборот, крепко сжи­мает пальцы. На ветках, бывает, находят даже мёртвых птиц, чьи пальцы крепко сжаты. Тем­пература тела птиц во время сна падает порой в

два раза. Защищаясь от холода, они распушают перья, засовывают голову под крыло, а некото­рые стрижи собираются в большой шар. Тюлени часто спят под водой. При этом каждые пять минут они, не открывая глаз и не просыпаясь, всплывают к поверхности, чтобы набрать воз­духа в лёгкие. Осы во сне часто цепляются жва­лами за край листа или травинку и спят в таком «висячем» состоянии. Муравьи после сна «потя­гиваются», совсем как пробудившиеся люди.

БЫСТРЫЙ И МЕДЛЕННЫЙ СОН

Наука » Биология
БЫСТРЫЙ И МЕДЛЕННЫЙ СОН

Мускулы спящего человека расслабляются, пульс замедляется, дыхание становится ров­ным. Такой сон учёные называют медленным. Но вот спящий, не просыпаясь, начинает ворочать­ся, учащается дыхание, под закрытыми веками заметно быстрое движение глазных яблок. Иног­да человек что-то говорит во сне. Это — быстрый, или парадоксальный, сон — стадия сновидений. У животных при быстром сне, не открываясь, двигаются глаза, а также уши, хвост, подёргива­ются лапы.

Если разбудить человека во время парадок­сального сна, он расскажет о своём сновидении. Сновидения бывают у всех людей, но многие за­бывают их к моменту утреннего пробуждения. В течение ночи у человека медленный сон 4-—5 раз сменяется быстрым. Если в течение жизни человек спит около 25 лет, то примерно 5 лет из них он видит сны.

У амфибий и рептилий сон ещё не разделён на быструю и медленную фазы. У птиц фаза

быстрого сна длится всего 5—15 секунд. А у человека, по данным опытов, самое длинное сновидение длилось 2 ч 23 мин. Столько времени в эксперименте непрерывно видел сны доброво­лец, которого до того долго лишали возможности спать быстрым сном.

Когда подопытным кошкам не давали видеть сны, не мешая в то же время спать, в состоянии бодрствования у них возникали галлюцинации — они могли погнаться за несуществующим предметом. Галлюцинации возникали и у лю­дей. При этом ухудшалась память. Есть предпо­ложение, что во время быстрого сна, в сно­видении, человек как бы «проигрывает» для себя реальные жизненные ситуации, закрепляя их в памяти. Точно так же во время игры ребёнок откладывает в своей памяти сведения о реальной жизни. У детей до 10—15 лет доля быстрого сна гораздо больше, чем у взрослых. А новорож­дённые спят исключительно «быстрым» сном.

СОН

Наука » Биология
СОН

Человек спит около трети своей жизни. И это не так уж много — хищные звери и грызуны спят целых две трети жизни, а ленивцы и бро­неносцы — все четыре пятых.

Зачем организму нужен сон? Самый простой из возможных ответов — для отдыха мозга.

Но, как выяснили учёные, во время сна мозг не только не «выключается», но и, наоборот, работает порой активнее, чем при бодрствова­нии. Даже в состоянии глубокого сна мозг может отвечать на внешние воздействия. Иногда они органично «вплетаются в сюжет» сновидения.

Ещё Аристотель заметил, что если к руке спяще­го поднести источник тепла, человеку приснится огонь. Порой во сне люди находят ответы на вопросы, мучившие их наяву. Дмитрий Менде­леев, к примеру, во сне нашёл «ключ» к перио­дической системе элементов; химик Фридрих Кекуле догадался о циклическом строении моле­кулы бензола, когда ему приснилась змея, куса­ющая собственный хвост.

НЕРВ

Наука » Биология
НЕРВ

Античные мыслители полагали, что главным органом, в котором скрыта душа человека, является сердце. Головному мозгу в их представ­лениях отводилась гораздо более скромная роль. Например, древнегреческий философ Аристотель считал, что основная задача мозга — охлаждать проходящую через него кровь.

Представления об истинной роли головного мозга и всей нервной системы в жизни человека складывались постепенно. Учёные узнали о том, что тело животных и человека пронизано раз­ветвлённой сетью нервов. Во второй половине XVIII в. итальянский учёный Гальвани обнару­жил, что мышцы ног лягушки сокращаются, если набросить на них отпрепарированный нерв. В этом опыте Гальвани продемонстрировал, что нервы служат источником электричества и что это электричество заставляет мышцы сокра­щаться.

В начале XX в. было доказано, что нервная сеть состоит из множества отдельных нервных клеток (нейронов). Нейроны «общаются», обме­ниваются информацией с множеством своих «со­седей», ближних и дальних. Кроме тела клетки, где находится ядро, у нейрона имеется «пере­датчик сигналов» — длинный отросток, имену­емый аксоном, и «приёмники сигналов» — силь­но разветвлённые отростки, дендриты. Оконча­ния дендритов и аксонов разбросаны по всему телу. Всего у человека свыше 25 млрд нейронов, причём подавляющее их большинство — в голов­ном мозге.

ОСМОС

Наука » Биология
ОСМОС

Почему лишённое воды растение теряет свою упругость, вянет, а политое водой — рас­правляется? Почему при длительном нахожде­нии в пресной воде кожа на пальцах рук у человека припухает, а в глазах чувствуется дав­ление? Почему, если варить спагетти или вер­мишель в несолёной воде, они разбухнут и скле­ятся? Но что же общего у всех перечисленных явлений? — может спросить читатель. Оказыва­ется, всё это частные проявления единого процес­са — осмоса. В природе, в первую очередь в живых организмах, он играет огромную роль.

Попробуем разобраться, что представляет со­бой осмос. Мы знаем, что если бросить в сосуд с пресной водой горсть соли или сахара, вещество растворится в воде и равномерно распределится по объёму жидкости. А теперь представим, что тот же сахар мы опустили в воду в особом «ме­шочке». Он свободно пропускает воду, но не пропускает растворённый сахар. Для такого опыта годится, например, пакетик из пергамен­та. Зададимся вопросом, что же произойдёт?

Раз сахар не может выйти из границ мешоч­ка, очевидно, что вода из сосуда, «желая растворить сахар», устремится в пакетик. Он момен­тально расправится, наполнится водой, увели­чится в объёме. И наоборот, если мы опустим пакетик с пресной водой в солёную воду, он быстро опустеет. Процесс, который мы наблю­дали, и есть осмос (по-гречески это означает «толчок», «давление»).

ЭВОЛЮЦИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Наука » Биология
ЭВОЛЮЦИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Несложно устроена кровеносная система таракана. Из единственного кровеносного сосуда — аорты — кровь через несколько коротких «кранов»-артерий непосредственно льётся на внутренние органы насе­комого. Оттуда она постепенно собирается в околосердечную полость. Сердце таракана имеет 12 пар щелей и, расширяясь, всасывает в себя кровь из полости. Вытечь обратно она не может — не пропускают клапаны, и кровь проталкивается в аорту.

Всё тело таракана кровь обегает в течение целых 25 минут — очень медленно.

1. ЗАМКНУТАЯ КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА. У таракана, как мы видим, кровеносная система незамкнутая: кровь непосредственно омы­вает клетки и ткани тела. Сходную кровеносную систему имеет боль­шинство беспозвоночных.

Важное «изобретение», или усовершенствование природы, — замк­нутая кровеносная система. Её имеют, например, многие кольчатые черви, головоногие моллюски, а также все позвоночные. У них кровь никогда не выходит из сосудов, если они не повреждены.

Кровообращение дождевого червя тоже не отличается сложностью: по спинному сосуду кровь течёт к пяти парам «сердец» в передней части тела, а от них движется по брюшному сосуду. Дышит червь всей поверхностью тела, и в поверхностных капиллярах кровь насыщается кислородом.

СОСУДЫ

Наука » Биология
СОСУДЫ

Сеть кровеносных сосудов человека несравненно слож­нее и разветвлённее сети кровеносных сосудов дожде­вого червя. Однако и в той, и в другой выделяют три рода сосудов. Сжимаясь, человеческое сердце с силой вбрасы­вает кровь в артерии — сосуды, по которым она течёт от сердца. Артерии прекрасно выдерживают напор крови: у них толстые трёхслойные стенки. Средний слой — мы­шечный. Приняв кровь в себя, артерии подталкивают её дальше своими мышцами.

Приложив палец к месту, где под кожей проходит артерия, можно ощутить пульс — это с грохотом захло­пываются при сокращении сердечные клапаны (о кото­рых мы уже говорили). Удар разносится кровью и стен­ками артерий по всему телу. Диаметр самой большой, начальной артерии человека — аорты — 4 см, а скорость движения крови в ней — полметра в секунду.

Представим снова, что мы уменьшились до размеров клетки и совершаем путешествие по кровяному руслу. В артерии «берегов» (стенок сосуда) не видно, слишком до них далеко. Но вот она разветвляется, ещё и ещё раз, стенки стремительно сужаются, и вот мы уже застреваем в тончайшем сосуде — капилляре. Скорость движения уменьшилась в тысячу раз. Расстояние между стенками здесь в точности равно диаметру эритроцита, так что они выстраиваются друг за другом в бесконечную очередь, где никого нельзя обогнать.

СЕРДЦЕ

Наука » Биология
СЕРДЦЕ

Одно из первых «изобретений» природы в об­ласти кровообращения — сердце. Русское слово «сердце» происходит от слова «середина». Действительно, оно — «серединка всего тела» и, перемещая кровь по телу, обеспечивает организм всем необходимым. Чтобы непрерывно перего­нять кровь, сердце должно быть сильным, поэто­му его основная часть — сердечная мышца.

Между пятью парами пульсирующих сосудов («сердец») дождевого червя и сердцем челове­ка — огромное различие в строении. Множество природных усовершенствований отличает второе от первого. Удивительно скорее, что есть между ними и кое-что общее. Если мы накачиваем, например, шину велосипеда, то специальный клапан в насосе не позволит воздуху выходить через него обратно в тот момент, когда насос втягивает новую порцию воздуха. Точно так же в сердце, будь то сердце дождевого червя или человека, есть специальные клапаны, не пропу­скающие кровь обратно.

У спящего человека сердце перекачивает за минуту 4—5 л крови и сокращается 60—80 раз. При тяжёлой физической работе оно может пере­качивать за минуту и 25 л крови. У тренирован­ных спортсменов сердце в покое сокращается не чаще, а реже, чем у остальных людей (до 40 раз в минуту), т. к. за одно сокращение перекачивает в полтора-два раза больше крови.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Наука » Биология
ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Все ли животные имеют кровь? Оказывается, нет. Губки, кишечнополостные (медузы и полипы), плоские черви обходятся без крови и кровеносной системы. Но мы знаем, что все ткани животных должны дышать, получать кис­лород. Как же перечисленным животным удаёт­ся выйти из затруднения, не имея доставляющей кислород крови?

У медуз, например, кишечная полость повто­ряет все изгибы тела, занимая его целиком. В результате получается так, что любая клетка тела медузы расположена не дальше 1 мм от воды, насыщенной кислородом, — либо внеш­ней, либо находящейся в кишечной полости. И получает кислород прямо из этой воды. Этот «миллиметровый предел», дальше которого

клетки уже начинают задыхаться, объясняет и уплощённую форму плоских червей (из-за кото­рой они и получили своё название).

У кольчатых червей и моллюсков строение тела усложняется, кишечная полость уже не занимает всё тело целиком. Кроме того, если они живут на суше, им уже не может помогать окружающая водная среда. Возникает необходи­мость во «внутреннем море», которое омывало бы тело изнутри. Вообще, учёные обнаружили удивительное сходство в определённых качест­вах крови и морской воды. Образно говоря, ощу­щая солёный вкус крови, мы чувствуем вкус вод того древнего океана, частицу которого мы со­хранили внутри себя. Кровеносную систему не­редко так и называют «пленённым морем».

Как кровь будет омывать все ткани и органы тела? Для этого она не может быть «налита» внутри, как вода в кишечную полость. Она должна двигаться, а её движение будут направ­лять особые «тоннели» — кровеносные сосуды. Что же будет приводить её в движение?

ГРУППЫ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА

Наука » Биология
ГРУППЫ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА

При травме, родах люди часто теряют боль­шую часть крови, что создаёт опасность для их жизни. Издавна врачи пытались помочь та­ким потерявшим много крови больным, вливая им чужую кровь. В 1667 г. французский учёный Ж. Дени впервые успешно произвёл перелива­ние крови ягнёнка такому обескровленному больному. В России первое переливание крови успешно сделал акушер из Санкт-Петербурга Г.С. Вольф, вливший кровь роженице, погибав­шей от кровотечения. К сожалению, до начала XX в. предсказать успех переливания было не­возможно. В некоторых случаях (таких, как упомянутые) больной выздоравливал, в других случаях — погибал.

Так как кровь брали обычно у ягнят, против­ники переливания крови едко шутили, что для такой процедуры требуется «целых три барана: у одного кровь берут, другому переливают, а третий это делает».

Лишь в начале XX в. учёные выяснили, что кровь человека делится на четыре группы по своим свойствам (А, В, АВ и 0). Если, например, человеку, имеющему кровь группы 0, перелить кровь любой другой группы, эритроциты в его крови начнут склеиваться, а затем разрушаться. Это объясняется наличием в крови каждой груп­пы особых веществ, вызывающих такое склеи­вание. Кровь нулевой группы можно переливать людям с кровью любой группы. Нулевую группу крови имеет около 45% людей. Больше всего повезло людям с группой крови АВ — им можно переливать кровь любой группы. Но группу АВ имеет всего около 3% людей.

КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ

Наука » Биология
КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ

Часто можно услышать выражения: «узы крови», «голубая кровь», «кровная обида», «портить кровь», «холодная кровь» и т. п. Ещё чаще упоминается сердце — орган, который приводит кровь в движение: «горя­чее сердце», «легко на сердце», «сердечный человек», «каменное сердце»...

На самом деле, конечно, сердце не может быть ни «добрым», ни «злым», а кровь не бывает «горячей» или «холодной». Просто люди издавна подметили, что работа сердца, кровеносной системы и общее состояние человека тесно взаимосвязаны.

Действительно, для жизни человека чрезвычайно важно всё связанное с кровью. Если из тела человека вытечет вся кровь или сердце прекратит передвигать её по телу, он погибнет. Кровь в любом организме выполняет важнейшую функцию — транспортную. Двигаясь, она разносит по всему телу кислород, набранный лёгкими, питательные вещества, усвоенные кишечником, а со всего тела собирает накопившиеся вредные и ненужные отходы, помогая вывести их из организма.

В общем «кровь — совсем особый сок». Это слова Мефистофеля из «Фауста» Гёте, и более точно и кратко сказать трудно. Чтобы лучше понять, что делает кровь внутри организма, посмотрим, из чего она состоит.

ПИТАНИЕ

Наука » Биология
ПИТАНИЕ

Питаются все живые существа без исключе­ния. Но при этом растения и грибы всасыва­ют питательные вещества из окружающей сре­ды, а животные активно захватывают свою пищу.

Самый простой тип питания — внутрикле­точный. Так питаются все простейшие. Амёба, например, обтекает пищу ложноножками. Полу­чается пузырёк, который сливается с «внутри­клеточными желудками» — лизосомами (см. ст. «Клетка»). Затем непереваренное выбрасывается

ПИТАНИЕ


Типы питания.


Внутриклеточный тип питания (слева):

амёба заглатывает пищу, после чего она сливается

с «внутриклеточным желудком» (лизосомой).

Внутриполостной тип питания (на примере гидры).