Текст
                    



БИОЛОГИЯ Справочные материалы УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ Под редакцией Д. И. Трайтака Рекомендовано Главным управлением общего среднего образования Министерства просвещения СССР Издание второе, переработанное 3 БОТАНИКА 45 ЗООЛОГИЯ 81 АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА 127 ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ МОСКВА ♦ ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1988
ББК 28.0я2я72 Б63 Д. И. Трайтак, В. А. Карьенов, Е. Т. Бровкина, С. И. Балуев, Н. И. Клин- ковская Рецензенты: доктор биологических наук, профессор МОПИ им. Н. К. Круп- ской Н. И. Якушкина; кандидат биологических наук, учитель школы № 627 г. Москвы Е. А. Рашкован; ст. преподаватель Московской сельскохозяйствен- ной академии им. К. А. Тимирязева В. В. Гриценко Настоящее пособие предназначено для старшеклассников, которые, не имея учебников за предыдущие годы обучения биологии, могут восстано- вить в памяти, конкретизировать и систематизировать ранее изученное. Эта книга не заменяет учебники, а лишь конспективно излагает основ- ные сведения по биологии. Пособие может быть использова- но для повторения и обобщения зна- ний на уроках, факультативных за- нятиях, при подготовке к вступи- тельным экзаменам в высшие и средние учебные заведения. Материал каждого раздела состав- лен в соответствии с содержанием действующих учебников биологии (Ботаника, 5 — 6 кл. В. А. Корчаги- ной, Зоология, 6 — 7 кл. Б. Е. Бы- ховского и др., Человек. Анатомия, физиология и гигиена, 8 кл. А. М. Цуз- мер и О. Л. Петришиной, Общая био- логия, 9—10 кл. Ю. И. Полянского и др.). Для облегчения поиска ответа на интересующий учащихся вопрос сле- дует обращаться к оглавлению каж- дого раздела пособия, а также к алфавитному предметному указате- лю, который помещен в конце книги. В каждой теме выделены курсивом основные понятия и термины, а р аз- ряд к о й — имена ученых-биологов. Рисунки, схемы и цветные табли- цы конкретизируют и дополняют содержание пособия. Аннотированный список учебной, научно-популярной и справочной ли- тературы поможет найти дополни- тельные сведения на интересующие школьников вопросы по биологии. Биология: Справ, материалы: Учеб, пособие для уча- Б63 щихся / Д. И. Трайтак, В. А. Карьенов, Е. Т. Бровкина и др.; Под ред. Д. И. Трайтака.— 2-е изд., перераб.— М.: Просвещение, 1988.—207 с., 8 л. ил.: ил. ISBN 5-09-000882-5 В книге для старшеклассников приведены сведения по ботанике, зоологии, анатомии, физиологии и гигиене человека, по общей биологии с целью оказать помощь в повторении и обобщении знаний за V— X классы по биологии. Б 4306020000—290 103(03) — 88 инф. письмо —87, доп. № 1 ББК 28.0я2я72 ISBN 5-09-000882-5 р4 Издательство «Просвещение», 1987
БОТАНИКА 4 ВВЕДЕНИЕ 6 СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЬ ЦВЕТ- КОВЫХ РАСТЕНИИ Общий обзор Семя Корень Побег Лист 17 РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИИ Вегетативное размножение Семенное размножение 24 РАСТЕНИЕ — ЦЕЛОСТНЫЙ ОРГАНИЗМ Движение растений Развитие цветкового растения Сезонные явления в жизни растений 26 ЦВЕТКОВЫЕ, ИЛИ ПОКРЫ- ТОСЕМЕННЫЕ, РАСТЕНИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ Понятие о классификации Класс Двудольные Класс Однодольные 30 ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ РАСТЕ- НИИ Водоросли Мхи Папоротникообразные Голосеменные Покрытосеменные Бактерии. Грибы Лишайники 40 РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕ- СТВА Типы растительности Ботанические сады 1*
4 ВВЕДЕНИЕ Ботаника (от греч. «ботанэ» — трава, зелень), или фитология (от греч. «фитон» — растение и «логос» — учение),— нцука о растениях, их. ...строении, биологии,_физиологиит экологии, распространении, эволюции и систематике. Эти вопросы изучают' самостоятельные науки, которые составляют разделы ботаники. Например, морфология растений изучает внешнее строение, форму отдельных орТЧПювг изменение их в зависимости от внешних условий и в процессе развития. Анатомия растений изучает их внутреннее строение. Физиология растений рассматри- вает процессы, происходящие в растительном организме. СЙсте- матика растений классифицирует и выявляет родственныё ОТНОИгейия между растениями. ТЪог рафия растений изучает закономерности и причины распределения растений на земном шаре, выявляет гра- ницы их распространения. Экология изучает взаимосвязь растений и окружающей среды, влияние разных факторов ее на структуру растений. Геоботаника изучает состав, строение, развитие и распро- странение и^астительных сообществ (фитоценозов) в связи с особен- ностями местообитания, их использование"'и возможности преобра- зования. Палеоботаника — наука о вымерших ископаемых растениях прошлых геологических эпох. Фитопатология изучает болезни, вредителей растений и вырабатывает меры борьбы с ними. Совре- менный этап развития ботаники характеризуется ее связями с дру- гими науками. Значение растений в природе, народном хозяйстве и жизни человека определяется их способностью, используя энергию света, создавать органические вещества из неорганических (фотосинтез). Зеленые растения обогащают атмосферу кислородом, необходимым для дыхания живых существ, населяющих Землю. Растения погло- щают из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества. Содержащиеся в них элементы включаются в состав органических соединений, которые идут на построение тела самого растения и служат пищей для животных и человека. Растения используются человеком не только как источник пита- ния, но и как сырье для разных отраслей промышленности: пище- вой, текстильной, бумажной, химической и др. В зависимости от использования растения разделяют на группы: хлебные злаки (пшеница, рис, кукуруза и др.); плодовые (яблоня, груша, вишня и др.); зернобобовые (горох, фасоль, соя и др.); масличные (под- солнечник, лен и др.); сахаристые (сахарная свекла, сахарный тростник и др.); волокнистые (хлопчатник, лен и др.); эфиромаслич- ные (кориандр, лаванда и др.); каучуконосные (гваюла, гевея и др.); декоративные (роза, хризантема, астра и др.); лекарственные (ва- лериана, шалфей, белладонна и др.). Это преимущественно куль- турные растения, но человек для своих нужд использует также многие дикорастущие растения. Разнообразие растительного мира проявляется в жизненной форме (деревья, кустарники, травы), строении и продолжительности жизни (однолетние, двулетние, многолетние), условиях произрастания, способах размножения. Наряду с высокоорганизованными много- клеточными организмами существуют и одноклеточные.
5 Растительные организмы можно встретить в почве, в воде и в воздухе (в лесу, на полях, озерах, реках и морях). Растения бывают бессемянные, т. е. расселяющиеся спорами (водоросли, грибы, мхи, папоротникообразные), и семенные, т. е. размножающиеся семенами: голосеменные и покрытосеменные (цветковые). Среди цветковых растений различают однолетние, которые живут один год, в течение которого они вырастают из семян, зацветают, плодоносят и отми- рают. Двулетние живут два года. В первый год из семян разви- вается вегетативная часть растения, на второй год образуется цвето- носный побег. После плодоношения двулетники отмирают. Много- летние живут более двух лет, некоторые до 100 лет и более. Достиг- нув определенного возраста, многолетники могут цвести и плодо- носить каждый год. Однолетние и двулетние — травянистые расте- ния, а многолетними могут быть как травянистые, так и кустар- никовые или древесные растения. Травами называют жизненную форму растений с сочными, зе- леными и не одревесневающими полностью побегами. Кустарни- ки — жизненная форма многолетних растений, имеющих несколько скелетных осей (главный ствол развивается лишь в начале жизни). Деревья — это жизненная форма многолетних растений с одним стеблем (стволом}, сохраняющимся в течение всей его жизни. Все это характерно для высших растений, имеющих расчленение на листья, стебли, корни. У низших растений — бактерий, водорослей, грибов и лишайников — нет расчленения на корень, стебель и листья. Тело низших растений называют слоевищем или талломом (от греч. «таллос» — росток). Растительный мир земного шара богат и многообразен и насчи- тывает более 500 тыс. видов. В нем можно встретить невидимых простым глазом микробов и гигантских размеров деревья. Неко- торые тропические лианы и морские водоросли достигают 100 м и более в длину.
. СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЬ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИИ ОБЩИЙ ОБЗОР Органы. Цветковые растения очень разнообразны, но их объе- диняет то, что все онщЗГмЪют ор- ганы: вегетативные (от лат. «ве- гетативус» — растительный) — корень, побег и его части —-_лцст, стебель, служащие для питания иПроста. (от лат. «генерация» — рождение, вос- произведение) — цветок — орган семенного размножения."Органы растений отличаются друг от друга не только внешней формой, но и внутренним строением. Клетка. Основная структур- ная и физиологическая единица всех растений — клетка — имеет целлюлозную оболочку/, _цито- плазму, в которой расположены орТандиЗъс _£ядро с ядрышком, пластиды и др.) точным сокомЖЬ . Оболочка при- '^Хает-^формЗг~К^тке и предохра- няет от внешних воздействий. Между оболочками клеток нахо- дится межклеточное вещество, соединяющее клетки. При разру- шении межклеточного вещества клетки разъединяются. Живое бесцветное вязкое вещество клет- ки — цитоплазма — медленно движется и может сжиматься. В цитоплазме находятся все орга- ноиды клетки. Ядро имеет слож- ный состав и строение. Без ядра клетка не может расти, делиться и через некоторое время поги- бает. Цитоплазма и ядро — важнейшие части живой клетки1. • У цветковых растений разли- чают зеленые (хлоропласты), жел- тые и оранжевые (хромопласты) и Ъ^сцветные (лейкопласты) пла- стиды? От^них зависит окраска многих органоЕГ растений. Вклёт- i^ax, особенно старых, видны ^по- лости, заполненные клеточным соком?'Этй~полости называют ва- куолями. В клеточном соке ва- куолей содержатся сахар, соли, разные красящие вещества, раст- воренные в воде. Живые клетки пйтаются?_дь1ша.Тд_растут, делят- ся. При движении цитоплазмы поступившие в нее вещества пе- ремещаются из одной части клетки в другую, а также из клетки в клетку. Растения уве- личиваются в размерах в резуль- тате деления и роста клеток. При делении из одной клетки обра- зуются две. Когда, вырастая, обе клетки достигают размеров ис- ходной, они снова могут делить- ся. Таким образом происходит увеличение числа клеток в каж- дом органе. Подробно о клетке см. раздел «Общая биология».
7 Ткани. Группу клеток, сход- ных по строению и выполняю- щих одинаковые функцииГназы- вают тканью. Клетки образова- тельны5Г^гкаяёй (камбий, конус нарастания стебля, верхушечная точка роста корня — меристема) имеют небольшие размеры, тон- кую оболочку и от н осител ь н о крупное ядро. Они^ делятся, обра- зуя новые клетки, из которых формируются другие ткани ф. Клетки ассимиляционной (фото- синтезирующей) ткани (мякоть листа, зеленые клетки коры стеб- ля) содержат хлоропласты; в них происходит процесс фотосинтеза. В клетках запасающих тканей (сердцев1ша~стеблнГмякоть клуб- ней, корнеплодов) откладывают- ся запасы органических веществ. По проводящих тканей (сосуды древесины, ситовидные трубки луба) передвигаются вода и растворенные~~"в_ней вещества. КлёткХг~тхл^овншГтканей (ко- жицаГггробка) ^ащищают^лубже. лежащие ткани от высыхания, тейперату^ныхПТёрРтгаДдв и__раз- ных повреждений. Клетки ме- ханических ткаЯ&й (древесинные и лубяные волокна) придают пррчность растения?^ Таким образом, цветковое рас- те н ие^~сос тоит^и з орга н о в, ор г а - ны— из тканей, а ткани — из клеток, которые функционируют в определенной взаимосвязи в целостном живом организме. Т канн Образовательные Камбий Конус нарастания стебля Основные Фотосинтезирующие Всасывающая ткань (ассимилирующие)тнани корня Сосуды древесины Ситовидные трубни луба Запасающие В нлубне картофеля В семени фасоли СЕМЯ Строение семян. Семена раз- виваются из семязачатков (семя- почек), находящихся__у__цветкр- вых растений в завязях пестиков. Развитию семян ^предшествует опыление цветков и рплодотво- рециеДслияние мужских и жен- ских половых клеток, или гамет), проходящее в зародышевом меш- ке семязачатка (подробнее об этом см. в разделе «Семенное размножение»).’ Семя имеет се- Кожица Пробна Механические Древесинные волокна ЛуОяные волокна
менную кожуру, образующуюся из покровов семязачатка, заро- дыш, развивающийся из зиготы (т. е. клетки, возникающей в ре- зультате слияния гамет). В боль- шинстве случаев эндосперм — ткань, в клетках которой отлага- ется запас питательных веществ, используемых зародышем при прорастании семенИГ~Эндосперму дает начало центральная клетка зародышевого мешка. В созрев- ших семенах некоторых расте- ний эндосперма нет. Это проис- ходит потому, что питательные вещества, находившиеся в эндо'- сперме!_ещ^-во время развития се^ешцтоглощаются зародышем и запасаются во всех его органах (н апрймерГЗгПкристоцве^ыхУил и в т. е в первых ли- стьях^зядодытття (цяпримрр, у бо- бовых). За родыш представляема собой з ^чаточдое—раетеяие^-^н а х о д я ще - еся на той или иной ранней ста- дии его развития. Обычно в за- родыше различимы семядоли (две иЛТГбдНэг; этот'признак ле- жит в основе разделения всех цветковых растений на два клас- са — Двудольные и Однодоль- ные), зачаточный стебель с кону- сом нарастания на его вершине, з£чатрчньгй~ корень (корешок^за- родыша, который при прораста- нии разовьется в главный корень растения). У некоторых растений (например, у фасолиУв семени на конусе нарастания уже обра- зуется почечка, содержащая пер- вые надсемядольные листьяТ^Эн- досперм как у двудольных, так и у однодольньпГЪ^ычно окружает зародыш Г 'лишь у Злаков ~ (зла- ки чэдно^йз^З^мейств класса однодольных) он црцлёгает к за- родыщу_сбокуф . Строение семян злаков (на- пример, пшеницы, ржи и др.) своеобразно. У_ этих растений плод односемянный^ при этом обменная кожура срастается' с о кол оплодником? Такой плод на - зывают зерновкой. Эндосперм в зерновке прилегает к так назы- ваемому щитку — той части з а - родыша, которая является ёдин- ственной семядолей. КромёПцит- ка, ив состав зародыша входят зачаточный ттгебелек, ~ почечка и корешок. При прорастании зер- новки питательные вещества по- ступают в растущие органы за- родыша через щиток. Запасные вещества семян. Раз- вивающееся из зародыша расте- ние нуждается в питательных веществах и получает их из семя- долей или из эндосперма. Из органических~_в£и±есм в семени присутствуют белок (Клешсови- на), крахмал, сахар, жиры и др., из неорганических — вода и дру- гие ^линерал.ьные вещества. Орга- нические и минеральныё^ещест- ва есть в каждом семени, но со- держание их в семенах разных растений различно. Семена од- них растений содержат больше
клейковины, других — крахма- ла, третьих — жира. Прорастание семян. Перед прорастанием семена больший7' с^вгТТрастенйи~ проходят период покоя. У_одних растений он бы- вает коротким, у других более длительным. Семена, которые не прошли периода~ТГ6коя7Ч1е~1гро- Рагтают. В. природе ~ёстьтг~ такие растения (ива, тополь, вяз, мать- и-мачеха), семена которых про- растают сразу и через несколько дней или недель теряют всхо- жесть. Человек может регулиро- вать период пОкТУя путем стра- тификации — выдерживания се- мян, которые долго Не ТПЛУраста- ют,~во влажном песке при низкой температуре __или скарифика- ц и и — механического поврежде- ния__кожуры семян, имеющих плотнъте покровы, не пропускало- щие воду. Это способствует уско- рениюпрорастаниясемян. Для прорастания семян необ- х од и Кш водат~^гешю~и возду х. При"достаточном количестве во- дысемянабухает и плотная~ко- жура разрывается. Тепло, вида и ^содержащиеся в семени фер- менты способствуют превраще- нию находящихся в семядолях и эндосперме нерастворимых зе- рен крахмала в растворимый сахар. Приток питательных ве- ществ к зародышевому корешку, стебельку и почечке необходим для их роста. Знания_условий прорастания семян необходимы—для—устано- КОРЕНЬ Корневые системы. Корень — один из основных вегетативных органов высших растений. Корни поглощают воду и питательные вещества и приводят их в над- земные органы. Корни прочно закрепляют растение в почве. У некоторых растений корень слу- жит вместилищем запасных пи- 9 НЕЯ тательных веществ (морковь). У корнеотпрысковых растений (ма- лины, сирени, осины) при помо- щи корней осуществляется веге- тативное размножение. При прорастании семени пер- вым развивается зародышевый корешок. Он превращается в главный корень, от которого отра- стают боковые. Корни, отрастаю- щие от стебля, листьев и других частей растения, получили на- звание придаточных. Совокуп- ность всех корней образует кор- невую систему. Корневую систему, имеющую хорошо развитый главный ко- рень (он длиннее и толще дру- гих) и отходящие от него боковые корни, называют стержневой. Из видоизменений стержневых кор- невых систем назовем конусо- видные (у моркови) и репчатые (у свеклы). У клубневидных про- исходит утолщение придаточных корней (корневые клубни у геор- гинов, чистяка). Утолщенные главные корни, а часто и осно- вания стебля, в которых откла- дываются питательные вещества, называют корнеплодами Корневая система, состоящая из придаточных и боковых кор- ней, получила название* мочко- ватой системы. Главный корень в ней различить нельзя. Он не- достаточно развивается или рано отмирает. Корневая система у многих растений достигает значитель- ных размеров и иногда превы- шает надземную часть в несколь- ко раз, проникая в глубину, на- пример, у пшеницы до 2 м, у верблюжьей колючки до 15 м. Корневая система разрастается и вширь, например у кукурузы до 2 м, а у взрослой яблони до 15 м от ствола растения. Кроме подземных, существу- ют и надземные корни. Среди них различают воздушные корни, ко- торые образуются на стеблях и свисают вниз (монстера, орхидеи и др.), ходульные корни, которые
10 отходят от ствола и, дойдя до почвы, внедряются в нее (ман- гровые растения влажных тропи- ков), цепкие корни, при помощи которых многие лианы прикреп- ляются к стволам, скалам и под- нимаются к источнику света (плющ, ваниль и др.). У некото- рых болотных растений тропиков встречаются дыхательные корни, которые поднимаются над по- верхностью болота и обеспечи- вают воздухом корневую сис- тему. Рост и строение корня. При посеве семена располагаются в почве в разном положении, но у всех проростков корни направ- лены вниз, а стебли с листьями — кверху. Такие ростовые движе- ния растений, вызываемые одно- сторонне действующим раздра- жителем (сила тяжести, свет), называют тропизмами (от греч. «тропос» — поворот). Для глав- ного корня характерен геотро- пизм — односторонний рост под влиянием силы земного притя- жения. Корень растет в длину своей верхушкой, где находятся моло- дые клетки образовательной тка- ни. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищаю- щим кончик корня от повреж- дений. Кончик корня, или точка рос- та, состоит из мелких тонкостен- ных одинаковых клеток, запол- ненных цитоплазмой. Благодаря их делению происходит увели- чение числа клеток. Несколько выше клетки удлиняются (зона видимого роста, или растяже- ния), и корень быстро проникает в новые участки почвы. Еще йыше на поверхности корня располо- жены корневые волоски, которые всасывают воду с растворенными в ней веществами. Участок с кор- невыми волосками называют вса- сывающей зоной корня. Корне- вые волоски — это сильно удли- ненные выросты наружных кле- ток, покрывающих корень. Их длина достигает 10 мм. Корне- вые волоски недолговечны. У некоторых растений они живут не больше суток, у яблони могут жить 15—20 суток, у хлопчатни- ка— 14—18. Корень непрерыв- но растет, образуя все новые и новые участки корневых волос- ков. Корневые волоски могут не только поглощать готовые раст- воры веществ, но и способство- вать растворению некоторых ве- ществ почвы, а затем всасы- вать их. Между всасывающей зоной и стеблем находится проводящая зона корня, по сосудам которой вода и растворенные в ней веще- ства из корня поступают в сте- бель и листья (восходящий ток), а вещества, образовавшиеся в листьях и в стебле, по ситовид- ным трубкам — в корень (нисхо- дящий ток). Сосуды, проводящие воду, сос- тоят из отмерших клеток, практи-
чески представляющих собой только клеточные оболочки. По сосудам корня вода под давле- нием поступает в стебель. Это давление называют корневым. Корневое давление и испарение воды с поверхности листьев обус- ловливают движение вверх воды с растворенными в ней вещест- вами. Минеральные вещества, необ- ходимые растению. Почва — верхний плодородный слой зем- ли, из которого растение полу- чает воду и элементы питания. В состав почвы входят песок, глина, минеральные соли, пере- гной, воздух и вода. Воздух не- обходим для дыхания корней, поэтому на полях и в садах поч- ву рыхлят культиваторами или другими сельскохозяйственными орудиями. В растение из почвы поступают минеральные соли, со- держащие .калий, фосфор, азот и другие элементы. Для нормаль- ного развития растений нужны также микроэлементы. Это бор, кальций, магний, сера, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк и др. Количество поступающих в корни минеральных солей за- висит от их содержания в почве, от влажности почвы, темпера- туры и от вида растения. Напри- мер, в одних и тех же условиях корни гороха поглощают калия в 3 раза больше, чем натрия, а корни пшеницы — в 20 раз больше. При недостатке в почве мине- ральных солей их вносят в виде минеральных удобрений. Удобре- ние, в состав которого входят азот, фосфор и калий, называют полным. Удобрение, не содержа- щее один из этих элементов, на- зывают неполным. К азотным удобрениям отно- сят селитру, мочевину, сульфат аммония, к фосфорным — супер- фосфат, к калийным — хлорид калия. Золу также применяют как калийное удобрение. Вносят в почву и органиче- 11 ские удобрения. Это вещества органического происхождения — навоз, птичий помет, перегной, торф и др. Гранулированные удобрения — приготовленные в форме гранул (шариков). Внесение удобрений во время роста растений называют под- кормкой. Если в почву вносят золу и сухие минеральные удоб- рения, то подкормку называют сухой. При жидкой подкормке удобрения разбавляют или раст- воряют в воде. Вносят удобрения строго по норме, так как излишек их может принести вред расте- ниям. Выращивать растения можно и без почвы, на водных питатель- ных смесях, если в их составе будут все элементы, необходи- мые для питания растений. Та- кой способ выращивания расте- ний подучил название гидропо- ника (от греч. «гидро» — вода, «понос» — работа). Аэропоника — также метод выращивания растений без поч- вы, при котором корни находят- ся в воздухе и периодически оп- рыскиваются мелкими капелька- ми питательного раствора. ПОБЕГ Строение и функции побега. Побег — основной орган расте- ния. Побеги бывают вегетатив- ные и спороносные. Последние представляют собой специализи- рованные репродуктивные орга- ны (цветок). Вегетативный побег состоит из оси (стебля) с листьями и почка- ми. Каждый Цобег развивается из почки, следовательно, поч- ка — это зачаточный побег, со- стоящий из зачаточной оси (стеб- ля), оканчивающейся конусом нарастания. На зачаточном стеб- ле (оси) расположены друг над другом зачаточные листья раз- ного возраста.
12 Почки бывают верхушечные (на вершине побега) и боковые, среди которых различают пазуш- ные и придаточные. Пазушные почки расположены в углу меж- ду листом и идущим вверх от него участком стебля, т. е. в па- зухе листа. Из них формируются боковые побеги, происходит вет- вление. Пазушные почки древесных пород, не развивающиеся весной в побег, называют спящими. Они, оставаясь живыми, могут не про- растать на протяжении несколь- ких лет. Спящие почки прорас- тают, когда повреждается часть стебля (от мороза, обрезки, вы- рубки). Придаточные, или адвентив- ные (от лат. «адвентивус» — пришлый), почки образуются не в пазухе листа, а на любой ча- сти тела растения: на корнях, на листьях, на междоузлиях стебля. После вырубки деревьев из спящих и придаточных корней развиваются побеги пневой по- росли. Вегетативные почки имеют за- чаточную ось (стебель), оканчи- вающуюся конусом нарастания, и зачаточные листья. Из таких почек развивается побег. Генера- тивные (цветочные) почки обра- зуют зачатки цветка, или соцве- тия. У большинства растений рост побегов осуществляется бла- годаря образовательной ткани (верхушечной меристемы). Одна- ко есть растения, у которых рост происходит за счет меристем, расположенных в основании меж- доузлий. Такой рост называют вставочным (интеркалярным), на- пример у злаков, хвощей. Рост стебля в толщину осуществляется за счет боковой меристемы — камбия. Разнообразие стеблей. Внешне стебли очень разнообразны, и все же их можно сгруппировать по какому-то общему признаку. У большинства растений стебли прямостоячие (кукуруза, пшени- ца, подсолнечник). Стебель, не- сущий только одно соцветие или цветок, называют стрелкой (ли- лия, тюльпан, лук). Ползучие стебли стелются по земле и уко- реняются с помощью дополни- тельных корней (камнеломка, лапчатка). Ползучий стебель с короткими междоузлиями назы- вают плетью, с длинными — сто- лоном. В отличие от ползучих, стелющиеся стебли не укореня- ются. Вьющиеся стебли поднима- ются вверх, обвиваясь вокруг опоры (вьюнок, хмель и др.). Лазящие растения имеют уси- ки или придаточные корни, ко- торые отрастают от стебля, при их помощи они цепляются за опору (плющ, горох и др.). Рас- тения с вьющимися и лазящи- ми стеблями называют еще лиа- нами. У некоторых растений междо- узлия так коротки, что, не пов- реждая растения, только по при- сутствию листьев можно опреде- лить наличие стебля, на котором они развиваются (одуванчик, по- дорожник и др.). У деревьев и кустарников стебли твердые, мно- голетние. Одревеснение их про- исходит начиная со второй поло- вины лета первого года жизни. У трав стебли нежные, в боль- шинстве случаев отмирающие на зиму. Стебель выполняет не только проводящую (передвиже- ние веществ во все органы расте- ния), но и механическую функ- цию (обеспечивает положение тела растения в пространстве и выносит листья к свету, выдер- живает значительные механиче- ские нагрузки). Кроме того, в некоторых тканях стебля отлага- ются крахмал, жир и другие органические вещества. Внутреннее строение стебля у травянистых растений и де- ревьев не одинаково. В стеблях двудольных есть образователь- ная ткань — камбий, а стебли однодольных растений не имеют
камбия, поэтому они почти не растут в толщину. У древесных двудольных растений (липы, кле- на и др.) пучки настолько сбли- жены, что образуются три кон- центрических слоя: древесина, камбий и луб. Центральную часть стебля занимает сердцевина. Она может быть рыхлой, как у бу- зины, и очень плотной и плохо- различимой, как у березы, дуба. Сердцевинные лучи выполня- ют проводящую и запасающую функции. Они проходят в ради- альном направлении от сердце- вины через древесину и луб. На поперечном срезе молодой ветки липы снаружи виден слой покровной ткани — кожицы, ко- торая с возрастом заменяется многослойной покровной тка- нью — пробкой ф.В пробке есть чечевички — рыхло расположен- ные клетки особой ткани, прони- цаемой для воды и воздуха, че- рез которые осуществляется газо- обмен. Покровные ткани защи- щают внутренние ткани стебля от излишнего испарения, от про- никновения атмосферной пыли и т. д. Глубже находится кора, внутренняя часть которой пред- ставлена лубом. Она состоит из лубяных волокон и ситовидных трубок. Проводящие и механи- ческие элементы древесины и луба расположены вдоль стебля, а в поперечном направлении че- рез древесину и луб проходят сердцевинные лучи, состоящие из рядов живых клеток. Между древесиной и лубом залегает особый слой живых кле- 13 ИВ ток образовательной ткани, на- зываемой камбием. Клетки кам- бия одновременно делятся в плоскости, как бы «параллель- ной» поверхности стебля, при этом из одного слоя клеток воз- никают два. Только один из них остается камбиальным слоем. Клетки второго слоя становятся клетками постоянной ткани. Если такие клетки расположены к пе- риферии от камбия, они стано- вятся клетками луба, если же к центру стебля — клетками дре- весины. Клеток древесины кам- бий образует больше, и поэтому слой древесины бывает намного толще слоя луба. Клетки древесины, образовав- шиеся за весну, лето и осень одного года, составляют слой, называемый годичным кольцом прироста. Годичные кольца обыч- но хорошо различимы потому, что весной с началом сокодви- жения камбий откладывает круп- ные клетки с тонкими оболочка- ми. Осенью у большинства де- ревьев новые клетки древесины мелкие и с более толстыми обо- лочками. С глубокой осени и до весны следующего года клетки камбия не делятся. У тропиче- ских растений, которые в тече- ние года не прекращают свой рост, годичные кольца неза- метны. Передвижение веществ по сте- блю осуществляется в виде вос- ходящего и нисходящего токов. Восходящий ток осуществляется по древесине, основным прово- дящим элементом которой явля
14 ются сосуды и трахеиды. Тра- хеиды — это мертвые клетки, со- единяющиеся между собой при помощи окаймленных пор. Про- водящие сосуды стебля соединя- ются с расположенными в жил- ках сосудами листа и с сосудами части корня (цв. табл. I). С нисхо- дящим током органические ве- щества, образовавшиеся в листь- ях, оттекают во все органы расте- ния. Он проходит по ситовидным трубкам луба, состоящим из жи- вых клеток, соединяющихся меж- ду собой ситовидными пластин- ками — перегородками с мелки- ми отверстиями. Кроме вертикального, у дре- весных растений есть и горизон- тальное передвижение питатель- ных веществ. Оно осуществляет- ся по клеткам сердцевинных лучей. Видоизменение побегов прои- зошло в процессе длительной эволюции, как следствие приспо- собления к выполнению специ- альных функций. Например, кор- невища, клубни и луковицы — это не только запасающие побе- ги. Они часто выполняют функ- цию вегетативного размножения. Корневище — подземный по- бег, расчлененный на узлы и междоузлия. В узлах образуют- ся придаточные корни, а в па- зухах видоизмененных (чешуе- видных) листьев — пазушные почки. На корневище, как и у надземного побега, есть верху- шечная и боковые почки. Из по- чек корневища вырастают его боковые ответвления и надземные побеги. В корневищах пырея, ве- треницы, ландыша и др. откла- дывается мнбго питательных ве- ществ, которые расходуются вес- ной для образования новых ве- гетативных органов, а также цветков, плодов и семян. Клубнями ф называются вер- хушечные утолщения подземных побегов (столонов), в которых откладывается большой запас органических веществ, преиму- щественно крахмала. Клубень имеет очень короткие междоуз- лия. На месте листьев остаются продолговатые листовые рубцы — бровки. Над бровками находятся пазушные почки. Почки распо- ложены в небольших углублени- ях и частично окаймлены бров- кой; все это вместе принято на- зывать глазком. Глазков больше в верхушечной части клубня. Противоположную часть, соеди- няющую клубень со столоном, называют основанием. Утолще- ния главного стебля у капусты кольраби или боковых побегов у некоторых видов орхидей обра- зуют надземные клубни. Надзем- ные столоны (плети), которые еще называют «усами», встреча- ются у многих растений. У зем- ляники, например, верхушечная почка столона дает розетку ли- стьев, укореняется, после чего столон отмирает. Луковица лука, тюльпана, ли- лии и др.— подземный (реже надземный) побег с очень корот- ким стеблем (донцем) и видоиз- мененными листьями (сухими или сочными чешуями). В соч- ных чешуях откладывается за- пас питательных веществ. На
верхушке донца расположена верхушечная почка, а между сочными чешуями — пазушные почки, из которых вырастают надземные побеги. На донце об- разуются придаточные корни. Из других видоизменений по- бегов можно назвать колючки дикой яблони, груши, боярышни- ка, усики у винограда, огурцов, тыквы. ЛИСТ Внешнее строение листа. Лист — вегетативный орган, об- разующийся на стебле и выпол- няющий важнейшие функции зе- леного растения — фотосинтез, транспирацию (регулируемое ис- парение воды) и газообмен. У большинства растений ли- стья имеют зеленую окраску и состоят из листовой пластинки и черешка, с помощью которого прикрепляются к стеблю. Такие листья называют черешковыми (у яблони, березы). Листья без черешков называют сидячими (у льна, агавы). У злаков нижняя часть листа расширена и охва- тывает стебель, образуя влага- лище (влагалищные листья). У многих растений у основания черешка листа развиваются осо- бые выросты — прилистники, имеющие вид пленок, чешуек, маленьких листочков. Размер листьев бывает от нескольких миллиметров до 10 м и более (у пальм). Продолжительность жизни ли- стьев зависит от морфолого-фи- зиологических особенностей рас- тения, сезонных изменений в при- роде (продолжительной засухи, резких похолоданий и других факторов). У листопадных рас- тений лист удерживается на про- тяжении вегетационного перио- да, т. е. несколько месяцев; у вечнозеленых (ели, сосны, плю- ща, араукарии и др.) — от 1,5 до 5 лет и более. 15 МН Видоизменения листьев воз- никли в процессе эволюции вслед- ствие влияния окружающей сре- ды, поэтому они иногда не по- хожи на обыкновенный лист. Например, колючки у кактусов, барбариса и др.— приспособле- ния к уменьшению площади испарения и своего рода защита от поедания животными. Усики у гороха, чины прикрепляют ла- зящий стебель к опоре. Сочные чешуи луковиц, ли- стья кочана капусты запасают питательные вещества, а крою- щие чешуи почек — также видо- измененные листья, которые за- щищают зачаток побега. У насе- комоядных растений (росянка, пузырчатка и др.) листья — лов- чие аппараты. Такое приспособ- ление связано с особенностями питания. В отличие от корня и стебля, имеющих радиальную симме- трию, типичные листья — плос- кие двусторонне-симметричные органы. Листья бывают простыми и сложными ^.Простые имеют ли- стовую пластинку и черешок, а у сложных на черешке располо- жено несколько листочков. Во время листопада простые листья опадают целиком (у дуба, клена, березы), а сложные (у каштана, акации) — отдельными частями. Листорасположение. Листья развиваются на узлах, т. е. на участках побега, несущих лист. Участки стебля между узлами называют междоузлиями. Как простые, так и сложные листья располагаются на стеб- лях в определенном порядке. При очередном, или спиральном, ли- сторасположении на узле нахо- дится только один лист (у вишни, груши). При супротивном на узле находятся два листа, располо- женные один против другого (у сирени, фуксии, глухой крапи- вы). При мутовчатом листораспо- ложении на узле находятся три и более листа, образуя по окруж-
16 ности узла мутовку. У многих растений (подорожника, лапчат- ки гусиной, одуванчика) междо- узлия едва заметны. Листья у этих растений расположены у самой земли в виде розетки. Ча- сто у растений (липа, плющ, ге- рань и др.) листья имеют череш- ки неодинаковой длины и листо- вые пластинки неодинаковой ве- личины; при этом они распола- гаются на стебле, не затеняя друг друга, и образуют листовую мо- заику. Более мелкие листья за- полняют просветы между круп- ными. Это способствует макси- мальному использованию света. Внутреннее строение и функ- ции листа. Лист, как и все органы цветкового растения, имеет кле- точное строение ф. Снаружи он покрыт прозрачной кожицей (эпи- дермой) — покровной тканью, предохраняющей внутренние клетки листа от высыхания и повреждений. На поверхности листа у некоторых растений об- разуются выросты кожицы в виде волосков, которые защищают лист от перепадов температуры и регулируют испарение. В кожице (преимущественно нижней стороны листа) имеются многочисленные (более миллио- на на 1 листе липы) образова- ния — устьица, обеспечивающие газообмен и испарение воды рас- тением. Каждое устьице состоит из двух замыкающих клеток и устьичной щели. Изменения объ- ема и формы замыкающих кле- ток приводят к открыванию и закрыванию устьиц и зависят от интенсивности газообмена, свя-
занного с фотосинтезом и дыха- нием, а также испарения воды листьями. Испарение в жаркую погоду способствует охлаждению листь- ев, передвижению воды и раст- воренных в ней веществ по рас- тению, но при недостаточном увлажнении почвы приводит к завяданию, а то и гибели расте- ния. Различают испарение воды через кутикулу на поверхности растения (кутикулярное) и усть- ичное (через устьица) (цв. табл. I). Основная ткань листа — асси- миляционная (фотосинтезирую- щая) — состоит из клеток двух типов. Под верхней кожицей рас- полагаются в два-три плотных слоя клетки столбчатой (пали- садной) ткани, а под ними рыхло лежат клетки губчатой ткани, которая имеет относительно круп- ные межклетники — пространства, заполненные воздухом. В клет- ках ассимиляционной ткани, осу- ществляющей фотосинтез, содер- жатся зеленые пластиды — хло- ропласты (более подробно о фото- синтезе см. в разделе «Общая биология»). Дыхание происходит днем и ночью во всех живых клетках растений. Растения дышат кисло- родом, а выдыхают углекислый газ, как животные и человек. Жилкование листьев пред- ставляет собой систему проводя- щих пучков, связывающих лист со стеблем. По сосудам жилок движется вода с растворенными в ней веществами. По ситовид- ным трубкам жилок оттекают во все органы растения органиче- ские вещества, образовавшиеся в листьях. Волокна, входящие в состав жилок, придают листьям проч- ность и упругость. Таким обра- зом, жилки выполняют не толь- ко проводящую, но и механиче- скую функцию. Листопад приводит к умень- шению испарения воды в небла- гоприятное для жизни растений 17 Ш время года. Многие растения сбрасывают листья на зиму, так как холодная вода не всасыва- ется корнями, а мороз действует иссушающе. Листопад бывает и у тропических растений в сухой период года. Накопление боль- шого количества продуктов обме- на в листьях также приводит к листопаду. Велика роль зеленого листа в жизни нашей планеты. Как изве- стно, из космоса Земля получает солнечную энергию, превращение которой в химическую происхо- дит в зеленых растениях. Вся жизнь на Земле связана с зеленым листом, поэтому впол- не справедливо говорят, что жизнь — это лучи Солнца, усво- енные зеленым листом растений. РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ Размножение — процесс, при- водящий к увеличению числа особей. У цветковых растений различают вегетативное размно- жение, при котором образование нов^ях особей происходит из кле- ток вегетативных органов, и се- менное размножение, при кото- ром формирование нового орга- низма происходит из зиготы, возникающей при слиянии поло- вых клеток, чему предшествует ряд сложных процессов, осуще- ствляющихся главным образом в цветках. ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Вегетативное размножение до- вольно часто встречается в при- роде и используется в практике сельского хозяйства, поэтому раз- личаю! естественное и искусст- венное вегетативное размноже- ние А. Корневищами размножа- ются, например, пырей, ландыш, майник, купена и многие другие
18 ^дикорастущие растения. Когда старый отрезок ветвистого корне- вища отмирает, молодые его от- резки с придаточными корнями, почками и надземными побегами становятся самостоятельными растениями. Многие виды луков, лилий, нарциссов, тюльпанов размножа- ются луковицами. У луковицы от донца берет начало мочкова- тая корневая система, а из неко- торых почек развиваются моло- дые луковички, называемые дет- ками. Из каждой луковички-дет- 1ки со временем вырастает новое (взрослое растение. Маленькие лу- |ковичкЦ могут образовываться не только под землей, но и в пазу- хах листьев некоторых лилей- ных. Опадая на землю, такие лу- ковицы-детки также развиваются в новое растение. Надземными видоизмененны- ми побегами размножаются пол- зучий лютик, лесная земляника, камнеломка и др. Отломившиеся ветки ивы, тополя, попав в бла- гоприятные условия, укореняют- ся и дают начало новому расте- нию. Такие растения, как оду- ванчик, хрен и др., могут раз- множаться частями корня, а осот, вьюнок и другие корнеот- прысковые сорные растения раз- множаются корнями, на которых образуются придаточные почки, а из них развиваются побеги — отпрыски. Размножение листьями про- исходит реже, но встречается у таких растений, как луговой сердечник. На влажной почве у основания отломившегося листа развивается придаточная почка, из которой вырастает новое рас- тение. Листьями размножают узамбарскую фиалку, некоторые виды бегонии и другие растения. На листьях бриофиллюма обра- зуются почки, которые, опадая на землю, укореняются и дают начало новым растениям. Все это — примеры естественного ве- гетативного размножения. Искусственное вегетативное размножение применяют в прак- тике сельского хозяйства. Оно основано на всех видах естест- венного размножения. Размножение делением: 1) кус- тов — сирени, спиреи и др., когда растение достигает таких разме- ров, что его можно разделить на несколько частей. Деление проводят обычно весной или осе- нью; 2) корневищ — канн, ири- сов и др. Каждый отрезок, взя- тый для размножения, должен иметь или пазушную, или верху- шечную почку. Деление произво- дят в конце периода вегетации или перед его началом; 3) клуб- ней — картофеля, топинамбура (земляной груши), когда их не- достаточно для посадки на опре- деленной площади, особенно если это ценный сорт. Деление клубня проводится так, чтобы каждая часть имела глазок. Чтобы запас
питательных веществ был доста- точным для воспроизведения но- вого растения, масса разделен- ных частей клубня должна быть примерно от 30 до 60 г; 4) клуб- некорней (корневой шейки), кото- рые отличаются от настоящего клубня тем, что они не имеют узлов и междоузлий. Почки рас- положены только на корневой шейке или стеблевом конце, по- этому у батата (сладкого карто- феля), георгинов, клубневой бего- нии проводится деление корневой шейки с клубневидными образо- ваниями корней; 5) корней — малины, хрена и др., которые в благоприятных условиях дают новые растения. Размножением отводками на- зывают такое, при котором часть побега укореняют, не прерывая ее связи с материнским расте- нием. Уже укоренившиеся ветви отделяют от материнского расте- ния и пересаживают на постоян- ное место. Размножение черенками про- изводят, отделяя часть материн- ского растения и создавая усло- вия для образования на нем при- даточных корней. Черенки мож- но отделять не только от побегов, но и от корней и листьев. В за- висимости от этого различают стеблевые и листовые черенки. Одревесневшие черенки (черной смородины, тополя, ивы и др.) предпочитают брать однолетние, длиной 20—30 см. Многие деко- ративные растения (пеларгонии, традесканции, колеусы и др.) размножают зелеными облист- венными черенками. Листовые черенки представляют собой пла- стинку листа, отделенную от по- бега вместе с черешком. Листо- вой черенок должен воспроиз- вести не только корни, но и по- беги. Для этого отделенный лист сажают в сырой песок, прикры- вая черенок стеклянным колпа- ком, где он и укореняется. Листо- выми черенками хорошо раз- 19 множаются глоксинии, бегонии и другие растения. Прививка ф, как и черенко- вание,'— искусственный способ вегетативного размножения рас- тений. Он основан на пересадке частей одного растения (привой) на другое (подвой) и сращива- нии их друг с другом. Такую пересадку принято называть трансплантацией. Привой — часть растения, ко- торую прививают на другое рас- тение. Подвой — растение, к которо- му прививают часть другого рас- тения. В практике проводят привив- ки одной почкой — глазком, ко- торые называют окулировкой (от лат. «окулус» — глаз). Окули- ровку производят глазком про- растающим или спящим. Почки берут из средней части здоровых побегов, так как нижние глазки слабые, а верхние еще недораз- вившиеся. При окулировке дела- ют Т-образный разрез коры и, отгибая края ее, вставляют гла- зок, пригибают края снова и об- вязывают. Срастание глазка с подвоем происходит через 10— 15 дней. Кроме окулировки, су- ществует несколько способов при- вивки черенком (копулировка с язычком, врасщеп, за кору, сбли- жением и др.). Для таких при- вивок отделяют от материнского растения черенок (привой) с 2 — 3 почками и тем или иным спо- собом прикрепляют к подвою. Для понимания сущности биоло- гических процессов, происходя- щих при срастании привоя и под- воя, важное значение имеют воп- росы родства прививаемых рас- тений. Обычно хорошо приви- ваются друг к другу растения близких сортов, близких видов. Таким образом, разные спо- собы вегетативного размножения показывают, что у многих расте- ний может восстановиться целый организм из части.
20 СЕМЕННОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Строение цветка. Цветок пред- ставляет собой укороченный ви- доизменившийся спороносный по- бег с ограниченным ростом ф . Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег. Часть стебля, непосредственно несущу!бПц^ёток, называют цве- тоножкой. Нередко цветоножка ёдва заметна или отсутствует. Такие цветки называют сидячи- ми. У некоторых однодольных растений на цветоножке бывает один, а у двудольных — два и больше маленьких листикпв по— лучивших название поииветни- ков. У цветков многих растений их нет. Расширенную часть цве- тоножки 'называют цветоложем (осью цветка). Для него характер- но отсутствие выраженных меж- доузлий. На цветоложе располо- жены все части цветкаГЗщётонки околоцветника (чашелистики, ле- пестки), тычинки и пестики. Цве- толоже у одних растений плос- кое, у других выпуклое или во- гнутое. Стеблевую природу цве- толожа доказывают случаи его прорастания (пролификации), т. е. сильного удлинения оси с образованием над цветком побега или нового цветка. Околоцветник (покров цветка) может быть про- стым (все его листочки более или менее одинаковы) или двойным (наружные листочки, или чаше- листики, сильно отличаются от внутренних, или лепестков). Чашечка цветка состоит из разного числа обычно зеленых, а иногда другого цвета чаше- листиков, расположенных сво- бодно или сросшихся. Следова- тельно, чашечка — это совокуп- ность чашелистиков цветка. По происхождению чашелистики в большинстве случаев — это ви- доизменившиеся верхушечные листья. Они защищают внутрен- ние части цветка, особенно в состоянии бутона. Венчик представляет собой совокупность лепестков, окраска которых зависит от наличия в них разных пигментов — крася- щих веществ, содержащихся в клетках. Лепестки не только за- щищают пестик и тычинки, но обычно и привлекают насекомых- опылителей. Листочки околоцветника (про- стого и двойного) могут распола- гаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии (цветки капусты, редь- ки и др.). Такие цветки называют правильными. Цветки, через ко- торые можно провести одну плос- кость симметрии (цветки гороха, шалфея), называют неправиль- ными. Если через цветок нельзя провести ни одной плоскости симметрии, то его называют асим- метричным. Существуют цветки, не имею- щие околоцветника, их называют голыми (у ясеня, ивы). Главные части цветка — ты- чинки и пестики. Строение тычинки у разных растений различно. Например, тычиночная нить бывает узкоци- линдрической, плоской, короткой или вовсе не развитой. К верху- шечке тычиночной нити прикре- плен пыльник, который состоит из продольных половинок. Каж- дая половина пыльника у боль- шинства растений разделена на два пыльцевых гнезда, или пыль- цевых мешка. В них развиваются микроспоры, а из них — пыльце- вые зерна. Пыльцевое зерно (пылинка) — микроскопическое образование семенных растений, в котором развиваются мужские половые клетки — спермии, необходимые для оплодотворения. Пестик в цветке бывает один (капуста, вишня, слива), но в цветках многих растений пести- ков несколько (шиповник, мали- на). Пестик состоит из завязи, в которой находятся семязачатки (семяпочки), столбика (одного
21 или нескольких) и рыльца, на котором прорастает попавшая при опылении пыльца. Завязь бывает верхняя (свободная), т. е. прикрепленная основанием к цве- толожу, средняя — срастается с цветоложем или основаниями остальных частей цветка не до самого верха, нижняя — нахо- дится под околоцветником, ос- тальные части цветка срастаются с ней основаниями и кажутся прикрепленными к ее верхушке. Завязь может иметь разное число гнезд. В гнезде может быть одна или много семяпочек, из которых после опыления цвет- ка и оплодотворения развивают- ся семена, а из завязи образу- ется плод. Обычно встречаются цветки, в которых есть как ты- чинки, так и пестики. Такие цвет- ки называют обоеполыми. Однополыми называются та- кие цветки, которые имеют толь- ко тычинки или только пестики (тычиночные и пестичные цвет- ки). Растения с однополыми цвет- ками делят на однодомные и двудомные. Например, у куку- рузы на верхушке расположено соцветие метелка, состоящее из тычиночных цветков, а пестич- ные цветки расположены в соцве- тиях початках. Так как они на- ходятся на одном растении, то растение называют однодомным. Однодомны также тыква, ореш- ник, дуб, береза и др. У коноп- ли — двудомного растения — на одном растении расположены тычиночные цветки, а на дру- гом — пестичные. Двудомны так- же ива, тополь, осина и др. Нектарники — особые желез- ки в цветках, выделяющие саха- ристую жидкость — нектар. Они очень разнообразны по величине и форме, по происхождению и расположению на частях цветка. Добывая нектар и пыльцу, насе- комые опыляют цветки. Количе- ство нектара не остается постоян- ным в течение суток. Например, у липы, глухой крапивы, ду- Метелка Зонтик сл. шицы и др. наибольшее количе- ство нектара выделяется утром, у фацелии, кипрея и др.— днем, а у медуницы, чины и др.— ве- чером. Чтобы иметь более полное представление о строении, распо- ложении частей цветка, состав- ляют его диаграмму, которая представляет схематическую про- екцию цветка на плоскость, пер- пендикулярно оси цветка ф . Соцветия. У многих растений развиваются одиночные цветки. Они располагаются по одному на верхушке побега (верхушеч- ные) или в пазухах листьев (па- зушные). У других растений цветки сидят не одиночно, а груп- пируются в определенном поряд- ке на верхушках вегетативных побегов. Такие разветвленные по- беги, которые несут на себе цвет- ки, получили название соцветий. Соцветия бывают простые и слож- ные ф .
I 22 Простые — те, у которых на неразветвленной оси в пазухах прицветников расположено по одному цветку. Например, про- стой колос у подорожника. У него цветки не имеют цветоножек и расположены на общем цвето- носном побеге. У черемухи, лан- дыша также простое соцветие кисть, у которой на длинной глав- ной оси на цветоножках распо- лагаются отдельные цветки, рас- цветающие по направлению сни- зу вверх. Сложные соцветия состоят из нескольких простых. Например, соцветие пшеницы, ржи образо- вано несколькими простыми ко- лосками, и его называют слож- ным колосом. Соцветия моркови, петрушки образованы нескольки- ми простыми зонтиками, поэтому их называют сложными зонти- ками. Опыление — процесс, необхо- димый для последующего осу- ществления оплодотворения, это перенос пыльцы из пыльников на рыльца пестиков. Различают два типа опыле- ния: самоопыление и перекрест- ное опыление. При самоопыле- нии пыльца переносится в пре- делах одного цветка. Самоопыле- ние происходит различными спо- собами: когда на рыльце пестика попадает пыльца с тычинок этого же цветка, когда самоопыление происходит в нераспустившихся цветках. При перекрестном опылении пыльца переносится с одного цветка на другой. Перекрестное опыление осуществляется с по- мощью ветра, воды, насекомых, птиц и других животных. Цветки насекомоопыляемых растений преимущественно бывают ярки- ми, имеют запах, нектар, липкую пыльцу с выростами. Перекрест- ному опылению способствует и неодновременное созревание пыль- цы и пестиков в одном цветке. Цветки, опыляемые птицами (колибри, нектарницами, бело- глазками), характеризуются от- сутствием запаха, что связано со слаборазвитым обонянием у птиц. Птицеопыляемые цветки расте- ний тропических и внетропиче- ских районов имеют яркий око- лоцветник или прицветные ли- стья (чаще красные, оранжевые, иногда с сочетанием зеленой, желтой и алой расцветок). Нек- тар у этих цветков водянистый (около 5% сахара), но выделя- ется его очень много, что и при- влекает птиц-опылителей. У ветроопыляемых растений цветки мелкие, не имеют яркой окраски и аромата и обычно со- браны в соцветия. Пыльники, в которых образуется много пыль- цы, расположены на длинных тычиночных нитях. Пыльца су- хая, мелкая и при раскрывании пыльника выбрасывается нару- жу, образуя облачко. Рыльца пестиков у таких растений ши- рокие и длинные, перистые — приспособленные к улавливанию пыльцы. Опыление с помощью воды встречается у немногих водных растений (роголистников, взмор- ников, валлиснерии, элодеи и др.). Искусственное опыление — это перенос пыльцы с тычинок на пестики цветков, осуществляе- мый человеком с определенной целью: для повышения урожай- ности культурных растений или выведения новых сортов расте- ний. При выведении новых сор- тов подбирают исходные виды и сорта растений для искусствен- ного опыления, которое называ- ется скрещиванием. Скрещива- ние двух или нескольких наслед- ственно различающихся по тому или другому признаку растений получило название гибридиза- ции. При помощи гибридизации ученые вывели многие сорта культурных растений. Оплодотворение должно про- изойти после попадания пыльцы на рыльце пестика. Этому про- цессу предшествует прорастание
23 пыльцевого зерна на рыльце. Прорастание пыльцы начинается с разбухания пыльцевого 3£prfa и развития пыльцевой трубки, которая растет через ткани рыль- ца и столбика, врастает в полость завязи, достигает семязачатка и входит в него через микропиле (от греч. «микро» — малый, «пи- ле» — ворота). В семязачатке к этому времени бывает развит за- родышевый мешок, образовав- шийся из мегаспоры и состоя- щий, как правило, из семи кле- ток, одна из которых — яйце- клетка (т. е. женская гамета), а самая крупная — центральная клетка с двумя ядрами (или с одним, если эти ядра слились, образовав вторичное ядро). Вой- дя в зародышевый мешок, пыль- цевая трубка вскрывается, из нее выходят два спермия (две муж- ские гаметы). Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой — с централь- ным ядром зародышевого мешка. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Из зиготы за- тем развивается зародыш, а из центральной клетки — эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества) ф . (Более подробно об оплодотворении рассказано в разделе «Общая биология».) После оплодотворения семяза- чаток превращается в семя, имею- щее зародыш и эндосперм. По- кровы семязачатка образуют се- менную кожуру. Вся завязь по- степенно превращается в плод. В образовании плода могут при- нимать участие и другие части цветка. Плод, образованный из не- скольких пестиков одного цвет- ка, получил название сборного (у малины, ежевики). Плоды раз- личаются величиной, формой, консистенцией околоплодника (сухие или сочные), бывают одно- семянные (подсолнечник, вишня и др.) и многосемянные (мак, огурец и др.). Их классифици- руют. используя общие признаки. -Пыльцевое зерно ---------Рыльце --------С т о л б и к Пыльцевая трубка ---------Завязь —Полость завязи ----Семязачаток Рост пыльцевой трубки — Семязачаток Крупная клетка Покровы ----семязачатка ---Яйцеклетка ----Пыльцевход —Спермин Пыльцевая Вхождение кончика трубка трубки в семязачаток Крупная клетка Спермин Яйцеклетка _______________ . -Пыльцевая трубка МЬ Оплодотворение Распространение плодов и се- мян. Разбрасывание плодов и семян происходит при помощи самого растения или использу- ются различные посторонние си- лы (ветер, вода, животные). Наи- более простой способ саморас- пространения — это удаление плодов и семян при падении их на землю с материнского расте- ния (яблоня, грецкий орех и др.). У многих бобовых, недотроги, журавельника зрелые плоды при подсыхании с силой лопаются и отбрасывают семена на значи- тельное расстояние от материн- ского растения. Растение беше- ный огурец «стреляет», если при- коснуться к его зрелым плодам; вместе с липкой жидкостью вы- летают и семена. Арахис, или земляной орех, «зарывает» свои плоды в почву на некотором рас- стоянии от материнского расте- ния.
24 Типы плодов растений Типы плодов Название плодов У каких растений встречаются по консистенции околоплодника по числу семян Сухие нераскры- вающиеся Сухие раскрыва- ющиеся Сочные Сочные Односемянные Многосемянные Односемянные Многосемянные Семянка Зерновка Орех Стручок Боб Коробочка Костянка Ягода Подсолнечник, одуван- чик Пшеница, рожь, яч- мень Орешник, грецкий орех Капуста, редька, су- репка и др. Горох, фасоль, соя и др. Мак, дурман, хлоп- чатник Вишня, слива, черему- ха, терн Томаты, смородина, ви- ноград Очень часто плоды и семена распространяются ветром. Такие плоды и семена имеют разные парусные приспособления: вся- кого рода выросты, крылья, ле- тучки и т. д. Например, семена ив, тополей, иван-чая и др. имеют хохолок из волосков, выросших на кожуре семени. У вяза, клена, ясеня, бере- зы — плоды-крылатки. Некото- рые растения степей (курай, ка- чим, василек растопыренный и др.) при созревании плодов отры- ваются от земли, и ветер перека- тывает их по полю на большие расстояния, рассеивая семена. Такие гонимые ветром растения получили название «перекати- поле». Ветром разносятся и мель- чайшие семена заразихи, орхи- деи и других растений. Распространение семян жи- вотными происходит у растений, образующих сочные плоды, кото- рые поедаются животными, а семена их не перевариваются и извергаются вдали от материн- ского растения. Сухие плоды череды, дурниш- ника снабжены зацепками, ши- пами, крючками. Этими выроста- ми они цепляются к животным и разносятся на большие рас- стояния. У омелы, липкого шал- фея и др. семена или плоды лип- кие. Они прилипают к животным и, подсохнув, отваливаются на новом месте. Распространение водой харак- терно для плодов растений, оби- тающих на берегах водоемов. Такие плоды имеют выросты в виде лодочки или в виде мешоч- ков, заполненных воздухом (осо- ки, кувшинки, тростники и др.). РАСТЕНИЕ — ЦЕЛОСТНЫЙ ОРГАНИЗМ Размножение — основная био- логическая функция всйкого жи- вого организма, который рас- сматривается как единое целое. В одних случаях у растений размножением завершается весь жизненный путь, например у однолетних и тех многолетних растений, у которых плодоноше- ние бывает один раз в жизни. После плодоношения материн- ский организм отмирает (бам-
бук, некоторые виды пальм и др.). В других случаях размно- жение совершается многократно (многолетние травы, деревья и кустарники). Каждое растение начинает размножаться в определенную пору своей жизни. И независимо от того, семенным или вегета- тивным способом происходит раз- множение, оно воспроизводит растения, подобные себе. Движение растений связано с ростом, т. е. изменением формы и массы, растительного организ- ма. В результате неравномерно- го роста освещенной и затенен- ной стороны верхушки молодых стеблей и листовые пластинки изгибаются в сторону источника света. Под действием тепла, не- настной погоды, наступления дня или ночи цветки (соцветия) не- которых растений могут пони- кать, закрываться или раскры- ваться (одуванчик, мать-и-маче- ха, душистый табак, кувшинка и др.). У кислицы листья скла- дываются, а у мимозы при при- косновении листья опускаются. Некоторые вьющиеся растения (вьюнок, хмель и др.) обвиваются вокруг опоры. Растение растет — значит, ор- ганизм находится в движении, так как при этом идет деление клеток (в живых клетках цито- плазма находится в движении). Разрастаясь, корневая система увеличивает площадь минераль- ного питания, а рост надземной части увеличивает площадь воз- душного питания. Взаимосвязь подземной и надземной частей обеспечивает жизнь растению как целостному организму. Развитие цветкового растения, т. е. качественные изменения, ко- торые происходят в растении на протяжении его жизни, начина- ется с деления зиготы. Из нее формируется зародыш с зачаточ- ными вегетативными органами, расположенный в семени. После прорастания семени из зародыша 25 МИ развивается растение, на котором образуются цветки, происходят цветение, опыление и оплодотво- рение, развитие плода и семени, их созревание и рассеивание. Все эти этапы роста и развития осуществляются в определенных условиях. Для жизни растения нужны вода, минеральные веще- ства, воздух, свет, тепло. Напри- мер, свет обеспечивает жизне- деятельность растений. Этому способствует и тепло, хотя раз- личные растения к нему отно- сятся по-разному. И все же по- нижение температуры до —1°С ведет к замедлению почти всех жизненных процессов, происхо- дящих в живом организме,— ды- хания, роста, размножения и др. Без воды жизнь растений также невозможна. Она входит в состав цитоплазмы и клеточного сока каждой клетки. Все жизненные процессы в растении происходят с участием воды. Воздух нужен растению для дыхания и обра- зования органических веществ. Для нормальной жизнедеятель- ности растительного организма необходимы и минеральные ве- щества. Разные виды растений приспособлены к жизни в разной среде. Одни живут при избыточ- ной влажности (растения бодот, водоемов), другие — при низкой влажности (растения засушли- вых мест, пустынь), третьи — в увлажненных местах (растения полей, садов, огородов). Подобные приспособления вы- работались у растений и по от- ношению к теплу и свету. Так, например, растения севера при- способлены к суровым условиям полярного лета, где обилие света соседствует с резкими темпера- турными колебаниями. Напро- тив, растения, растущие под по- логом тропического леса, имеют много тепла, влаги, но приспо- соблены к недостатку света. В таком лесу сумрачно, лишь вер- шины деревьев покрыты пышной листвой.
26 Сезонные явления в жизни растений связаны со сменой вре- мен года. Неравномерное распре- деление тепла от полюса к эква- тору, короткое лето и длинная зима в прйполярных странах, почти полное отсутствие разли- чия между летом и зимой около экватора отражаются на жизни растений. Кроме тепла, на сезонных явлениях сказывается и измене- ние количества влаги в почве и воздухе. Уменьшение количества влаги в степных и пустынных районах вызывает и летом зами- рание жизнедеятельности многих растений (листопад в засушли- вый период года). На ход сезонных явлений влияет также и свет. Продолжи- тельность дня резко сказывается на процессе развития растений, в одних случаях задерживая раз- витие (растения короткого дня, например, в Московской обла- сти), в других — ускоряя его (растения долгого дня там же). Растительные организмы испы- тывают на себе постоянное воз- действие изменяющейся среды, что и способствует выработке самых разнообразных приспо- соблений к условиям жизни. (Факторы среды см. в разделе «Экология».) В теплицах (оранжереях) че- ловек может создавать опреде- ленные условия и изменять ритм жизни растений. ЦВЕТКОВЫЕ, ИЛИ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, РАСТЕНИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ ПОНЯТИЕ О КЛАССИФИКАЦИИ Цветковые растения представ- ляют собой самый большой от- дел растительного мира, насчи- тывающий не менее 25 тыс. ви- дов. Они произрастают во всех климатических зонах и в самых разных экологических условиях. Среди них множество культур- ных и дикорастущих растений (деревьев, кустарников и трав), которые различаются своим внеш- ним и внутренним строением, продолжительностью жизни (од- нолетние, двулетние, многолет- ние) и др. Чтобы разобраться в разнообразии цветковых расте- ний, ученые-ботаники изучили особенности их строения и по общности признаков классифи- цировали. Научной классифика- цией растений занимается осо- бый раздел ботаники — система- тика. Вид — основная структурная и классификационная единица в системе живых организмов; сово- купность популяций особей, спо- собных к скрещиванию с образо- ванием плодовитого потомства, обладающих рядом общих морфо- физиологических признаков, на- селяющих определенный ареал, обособленных от особей других видов нескрещиваемостью. В зависимости от условий жизни растения одного вида мо- гут различаться величиной веге- тативных органов, цветков и пло- дов, но при этом сохраняется сходство всех существенных при- знаков. Род — крупная систематиче- ская группа, объединяющая род- ственные виды. Семейство — систематическая группа, объединяющая родствен- ные роды. Класс — систематическая груп- па, объединяющая близкие се- мейства. Отдел — систематическая груп- па, объединяющая близкие клас- сы. Например, отдел Цветковые, или Покрытосеменные, растения объединяет все виды, имеющие цветки. На основании различий в строении цветковые растения де-
27 лят на два класса: Однодольные и Двудольные. Научные названия всех жи- вых организмов, в том числе и растений, принято давать на ла- тинском языке. Название вида состоит из двух слов: первое — название рода, второе — видовой эпитет. Например, паслен чер- ный — Solanum nigrum L. В раз- ных странах это растение могут называть по-разному, но научное название Solanum nigrum L. по- нятно всем ученым. Поэтому в научных работах по ботанике, определителях и справочниках наряду с русскими названия рас- тений даются на латинском языке. КЛАСС ДВУДОЛЬНЫЕ Класс Двудольные объединя- ет свыше 175 тыс. видов, около 350 семейств. (Общая характери- стика класса дана в таблице на этой странице). Семейство Крестоцветные (или Капустные) насчитывает около Основные признаки растений классов однодольных и двудольных Однодольные Двудольные Корнева Мочковатая, главный корень рано отмирает v Сте( Травянистый, не способен к вто- ричному утолщению. Проводящие пучки разбросаны по всему стеблю. Нет камбия. Нет ясно дифференци- рованной коры и сердцевины Лис Простые, цельнокрайные, жилко- вание параллельное или дуговое. Расположение листьев двухрядное. Листья обычно без черешков. Ча- сто имеют влагалищное основание Цве Трехчленный, иногда четырех- или двучленный Сем Зародыш имеет одну видоизменен- ную семядолю (щиток), прилегаю- щую к эндосперму я система Стержневая, хорошо развит главный корень. У некоторых травянистых форм корневая система мочковатая >ель Травянистый, деревянистый, способен к вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки расположены в центре стебля или имеют вид кольца. Имеется камбий. Кора и сердцевина обычно хорошо дифференцированы !ТЬЯ Разной формы, края рассеченные или зубчатые, жилкование сетчатое, пе- ристое, пальчатое. Расположение ли- стьев очередное, супротивное. Черешок ясно выражен, редко имеет влагалищ- ное основание (ТОК Четырех-, пятичленный и лишь у не- которых (кирказоновых) растений трехчленный ена Зародыш состоит из двух семядолей. Иногда зародыш имеет одну семядолю (чистяк, хохлатка и др.). Редко заро- дыш с 3 — 4 семядолями
28 3 тыс. видов. Представлено глав- ным образом травами, встреча- ются полукустарники и кустар- ники. Среди трав много культур- ных растений: капуста, репа, брюква, редька, редис (овощные); рапс, горчица (масличные); лев- кой, лакфиоль (декоративные), а также и сорных (сурепка, ярутка, пастушья сумка и др.) (цв. табл. II). Для растений этого семейства характерно очередное листорасположение, цветки пра- вильные: 4 свободных чаше- листика" и столько Жё лепестков? Чашелистики и лепестки расцо- ложенМ КЬест-накрест, отсюда название — крестоцветные. Ты- чинок 6, из них 2 наружные/бсг лее короткие, пестик из 2 плодо- листиков. Плод^— стручок^ стру7 чпчек И-ПИОЛнпгрмяынпй_прАтпек. К семейству крестоцветных от- носится хозяйственно важный вид капуста — двулетние расте- ния, представленные нескольки- ми разновидностями (кольраби, брюссельская, лиственная и др.). Наибольшее распространение в нашей стране получила капуста кочанная, ее возделывают во всех зонах СССР. Дикая капуста встре- чается на атлантическом побе- режье Европы. К роду капуста относятся также брюква и репа. Семейство Розоцветные (Ро- занные) имеет 3 тыс. видов и представлено деревьями, кустар- никами и травами. Среди розо- цветных много плодовых (ябло- ня, груша, вишня, абрикос и др.), ягодных (малина, земляника, ежевика и др.), декоративных (роза, гравилат гибридный, спи- рея, боярышник и др.), лекарст- венных (шиповник, черемуха и др.) растений. Розоцветные отличаются от растений других семейств стро- ением цветков и плодов. Цветки правильные, собраны в различ- ные соцветия. Части цветка рас- полагаются кругами. Чашечка из 5 чашелистиков, венчик раз- дельнолепестный из 5 лепестков, тычинок много. Число пестиков от одного (вишня, слива) до не- скольких десятков (шиповник, малина). Плоды разнообразные: яблоко (у яблони), костянка (у вишни), многокостянки (у ма- лины) и др. Листья бывают про- стые и сложные, располагаются поочередно и имеют прилистни- ки. Семейство розоцветных раз- деляется на роды, среди которых большое значение имеет род яб- лоня. Шиповник и роза относятся к роду роза. Этот род представ- лен многими видами. Семейство Бобовые объединяет около 12 тыс. видов деревьев, кустарников и трав, очень много лиан. Листья очередные с при- листниками, перисто- или паль- чатосложные, реже простые. Цветки обоеполые, собраны в соцветия (головка клевера, кисть люпина) или одиночные. Чашеч- ка зубчатая, иногда двугубая. Венчик пятилепестный «мотыль- ковый» (верхний лепесток — па- рус, боковые — весла, два ниж- них срослись в лодочку). 10 ты- чинок, из которых 9 срастаются тычиночными нитями, а верхняя (десятая) остается свободной. Пестик один. Плод — боб. Для бобовых характерен симбиоз — взаимовыгодное сожительство двух разных организмов. На корнях бобовых образуются клу- беньки, в клетках которых жи- вут клубеньковые бактерии. Они усваивают азот из воздуха, по- этому бобовые богаты белком. Среди бобовых много продоволь- ственных растений (фасоль, го- рох, соя, арахис и др.), кормовых (люцерна, клевер, эспарцет), де- коративных (люпин, душистый горошек, глициния, золотой дождь, белая акация и др.) (цв. табл. III). Семейство Пасленовые насчи- тывает около 1700 видов пре- имущественно дикорастущих тра- вянистых растений. В культуре встречаются овощные растения (томаты, баклажаны, овощной
перец и картофель), декоратив- ные (петуния, душистый табак и др.). Среди дикорастущих мно- го ядовитых лекарственных рас- тений (белладонна, белена, дур- ман и др.). К этому семейству относится картофель. В Совет- ском Союзе возделывают множе- ство сортов картофеля. Растения семейства пасленовых имеют цветки с 5 сросшимися чаше- листиками, 5 сросшимися лепе- стками и 5 тычинками, прирос- шими к лепесткам, и пестик со многими семяпочками в завязи. Плоды многосемянные сочные — ягоды (у томата, картофеля, пас- лена) и сухие — коробочки (у белены, дурмана, петунии). Семейство Сложноцветные (или Астровые) — самое крупное, включающее до 20 тыс. видов. В основном это травянистые рас- тения, реже кустарники и де- ревья. В культуре широко рас- пространен подсолнечник как масличное растение. К этому се- мейству относится много видов декоративных растений (астры, хризантемы, георгины, маргарит- ки и др.). Среди дикорасту- щих — обилие сорных растений (осот, мелколепестник, василек и др.) и лекарственных (ромаш- ка, одуванчик, тысячелистник, цикорий и др.). Цветки обычно очень мелкие, собранные в плот- ное соцветие — корзинку, внеш- не похожее на один цветок. Груп- па цветков в корзинке окружена обверткой из видоизмененных листьев. Цветки сложноцветных пятичленного типа, обоеполые, но бывают женскими и беспо- лыми. Чашечка обычно видоиз- менена и представлена или зуб- чатой окраиной, или бугорками, но чаще она превращена в хохо- лок, играющий роль парашюта при распространении плодов вет- ром. Венчик сложноцветных спай- нолепестный, различной формы: трубчатый, язычковый, двугу- бый, ложноязычковый, воронко- видный. Плоды — семянки (под- 29 ИШ солнечник, астры); у других рас- тений (одуванчика, осота) — се- мянка с летучкой-хохолком. КЛАСС ОДНОДОЛЬНЫЕ Класс Однодольные составля- ет примерно 25% всех покрыто- семенных (около 58 тыс. видов), объединенных в 67 семейств, из которых мы рассмотрим семей- ства злаков и лилейных. Основ- ные жизненные формы — травы и (редко) древовидные формы. (Общая характеристика класса дана в таблице на с. 27). Семейство Лилейные — много- летние травы с корневищами, луковицами, клубнелуковицами, реже древовидные растения (дра- цены, алоэ, юкка). Около 4 тыс. видов, объединенных в 250 родов, произрастающих по всему зем- ному шару. Листья очередные, с параллельным или дуговым жилкованием. Цветки правиль- ные, обоеполые, с простым вен- чиковидным или чашечковидным околоцветником, состоят обычно из 6 сросшихся или свободных листочков (3 наружных и 3 внутренних). Тычинок 6 (3 в наружном и 3 во внутреннем круге). Завязь верхняя. Плод — коробочка (у тюльпана) или яго- да (у ландыша). Цветки бывают одиночные (у тюльпана) или соб- ранные в шаровидные соцветия (у лука) и кисть (у лилий). Боль- шинство лилейных опыляются насекомыми, некоторые — вет- ром. К лилейным относятся цен- ные продовольственные растения (лук, чеснок, спаржа) и многие декоративные растения с краси- выми и душистыми цветками (разные виды лилий, гиацинты). Среди лилейных встречаются и лекарственные растения (лан- дыш, купена, вороний глаз и др.). Семейство Злаки (или Мятли- ковые) насчитывает около 10 тыс. видов (600 родов). Травы, реже древовидные формы (бамбуки).
30 Стебель простой, иногда ветвис- тый, представлен соломиной (по- лый внутри), несколько вздутый в узлах. На стебле находятся очередные двурядно расположен- ные листья. Листья линейные, с длинным влагалищем и пленча- тым выростом — язычком. Жил- кование параллельное. У злаков сильно развито подземное ветвле- ние. По этому признаку разли- чают три типа злаков: корне- вищные злаки — в узлах куще- ния побеги развиваются горизон- тально под землей, образуя кор- невища (пырей ползучий, костер безостый); рыхлокустовые злаки, у которых боковые побеги отхо- дят под острым углом к главному вертикальному побегу, образуя рыхлый куст (тимофеевка луго- вая, лисохвост луговой); плотно- кустовые злаки, у которых боко- вые надземные побеги растут вертикально, почти параллельно материнскому побегу, образуя плотный куст, дерновину (щучка, белоус) (цв. табл. IV). Цветки злаков собраны в про- стые соцветия — колоски, кото- рые образуют сложные соцве- тия — сложный колос (пшеница), султан (тимофеевка), метелку (просо), початок (кукуруза). У основания каждого колоска боль- шинства растений прикреплены 2 колосковые чешуи, прикрываю- щие колосок. В колоске 2—5 цвет- ков. Околоцветник из 2 цветоч- ных чешуй, 2 пленок. В двуполом цветке содержатся 3 тычинки и пестик с 2 перистыми рыльца- ми. В отдельных случаях коли- чество колосковых и цветочных чешуй бывает 1—6, тычинок 2 — 6, редко—40. Плод у зла- ков — зерновка (семенная кожу- ра срастается с околоплодни- ком). Семейство представлено исключительно важными для че- ловека культурными растения- ми, объединенными в род пше- ница, род рожь, род рис, род ячмень и др. К злаковым отно- сится и много кормовых трав (тимофеевка, лисохвост), а также сорных (пырей, овсюг и др.). ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ РАСТЕНИИ Ознакомившись с цветковыми растениями, можно представить их многообразие, значение в при- роде и сельском хозяйстве. Но растительный мир намного шире и представлен растениями раз- ных уровней организации. Разли- чают низшие и высшие растения. Низшие растения характери- зуются относительной простотой строения, не расчленены на ко- рень, стебель и листья. Среди этих растений встречаются одно- клеточные и многоклеточные. Тело низших растений называют слоевищем, или талломом, по- этому их объединяют под общим названием слоевищных, или тал- ломных. К низшим растениям относятся бактерии, водоросли, грибы, лишайники1. Эти пред- ставители растительного мира обитают на суше, в воде и в воз- духе. ВОДОРОСЛИ Водоросли — группа низших растений, насчитывающая около 30 тыс. видов, для которых ха- 1 Вопрос о систематическом положении бактерий, сине-зеленых и грибов окончательно не решен. Многие ученые признают, что органический мир состоит из 4 царств (Доядерные организмы — прокариоты. Царство Дро- бянки: бактерии, сине-зеленые. Ядерные организмы — эукариоты: Царство Грибы, Царство Растения, Царство Животные). Деление органического мира на 4 царства еще не считается общепринятым. Поэтому в данном пособии отдано предпочтение традиционному пониманию растительного царст- ва (с включением в него бактерий, сине-зеленых и грибов).
рактерны наличие хлорофилла и способность к фотосинтезу. Раз- ная окраска водорослей объясня- ется тем, что, кроме хлорофилла, в клетках могут быть и другие пигменты. Водоросли в основном живут в водной среде, но встре- чаются виды, живущие вне воды, на сырых участках почвы, пнях и других местах с высокой влаж- ностью. Водоросли бывают однокле- точными (хлорелла, хламидомо- нада и др.) и жюго/еле1!ичпсглш, достигающими больших разме- ров (ламинария, макроцистис и др.). Тело их, слоевище (таллом) не разделено на корни, стебли и листья, что отличает их от вод- ных цветковых растений. Строе- ние, жизнь и систематику водо- рослей изучает специальная нау- ка — альгология (от лат. «аль- те» — водоросли). Ученые считают наиболее при- митивными сине-зеленые водо- росли, клетки которых не содер- жат оформленного ядра, хрома- тофоров, вакуолей. Они больше сходны со строением бактери- альных клеток. Сине-зеленые во- доросли обитают преимуществен- но в пресных водоемах, хотя не- которые виды хорошо приспо- соблены к жизни в морях. На- пример, Красное море получило свое название от массового раз- вития в нем сине-зеленой водо- росли триходесмиум, имеющей красноватую окраску тела. Не- которые виды встречаются в Арктике, в жарких пустынях, горячих источниках, т. е. сине- зеленые водоросли распростране- ны по всему земному шару. Размножаются одноклеточные сине-зеленые водоросли делением клеток, колониальные и нитча- тые — распадом колоний и ни- тей. Остальные водоросли (зеле- ные, бурые, красные и др.) имеют клетки с настоящим ядром и пластидами, которые обычно на- зывают хроматофорами. Зеленые водоросли — однокле- 31 точные (хламидомонада, хлорелр ла и др.) и многоклеточные (спи- рогира, улотрикс и др.) — объе- динены общим признаком — на- личием в клетках зеленого пиг- мента, не маскируемого пигмен- тами других окрасок. Вегетативное размножений, ня- пример, хламидомонады проис- ходит простым делением. Перед делением она перестает двигать- ся и теряет жгутики. Под оболоч- кой такой клетки возникают 4, а иногда 8 подвижных малень- ких клеток со жгутиками — зоо- спор. которые после ослизнения Ъболочкй исходной клетки выко- дят в воду и становятся само- стоятельньГМИ Оргйййзмами. Зоо- спорами размножается и много| клеточная водоросль улотрикс. Кроме того, зеленые водоросли могут образовывать гаметы (по- ловые клетки), которые сливают- ся (происходит оплодотворение)^ образуя зиготу. Обычно после периода покоя зигота делится, в результате чего возникают, как правило, 4 споры, дающие на- чало новым организмам. Бурые водоросли прикрепле- ны ко дну морей, поэтому оби- тают вблизи берегов. Талломы их многоклеточные и достигают у некоторых видов внушитель- ных размеров — нескольких де- сятков метров. Бурые водоросли прошли длинный путь эволюции от примитивных нитчатых, почти микроскопических форм до ог- ромных водорослей. Таковы, на- пример, ламинария сахарная и ламинария пальчатая, широко распространенные в северных мо- рях нашей страны. В прибреж- ной полосе Черного моря часто встречается бурая водоросль цис- тозейра. Красные, или багряные, мно- гоклеточные водоросли, как и бурые, почти все обитают в мо- рях и прикрепляются к субстра- ту. Таллом их пластинчатый и нитчатый, разветвленный, разме- ром от нескольких сантиметров
32 до нескольких десятков санти- метров. В их клетках, кроме хло- рофилла, содержатся красные и синие красящие вещества. В мо- рях нашей страны широко рас- пространены филлофора, порфи- ра и др. Значение водорослей в при- роде и в жизни человека огромно, так как они создают биомассы больше, нежели ее образуют выс- шие (наземные) растения. За счет органического вещества, созда- ваемого водорослями, живет жи- вотный мир рек, озер, морей и океанов. В процессе фотосинтеза водоросли освобождают громад- ное количество кислорода, кото- рый не только растворяется в воде, но и выделяется в атмосфе- ру. Морские водоросли исполь- зуют в сельском хозяйстве как органическое удобрение, а также как сырье для получения иода, брома (бурые водоросли), агар- агара (красные водоросли). Не- которые виды морских водоро- слей употребляют в пищу. Есть виды зеленых и сине-зеленых водорослей, которые в определен- ное время года так разрастаются, что могут привести к «цветению воды», а это отрицательно отра- жается на жизни рыб и других обитателей водоема. МХИ Мхи, папоротникообразные, го- лосеменные и покрытосеменные — это высшие растения. Первые две группы размножаются спо- рами, и их называют высшими споровыми растениями, а две последние образуют семена, по- этому их называют высшими семенными растениями. В отли- чие от низших растений, высшие расчленены на листья, стебли и корни, лишь у мхов корней нет. У большинства мхов развивают- ся ризоиды — бесцветные выро- сты, похожие на корневые во- лоски. Биология мхов очень инте- ресна, и ею занимается специаль- ный раздел ботаники бриология (от греч. «брион» — мох). Листостебельные мхи — са- мый большой класс отдела мо- ховидных, включающий около 14500 видов. Представители это- го класса встречаются повсемест- но, образуя дерновинки, куртин- ки, подушки. Они могут выно- сить большие морозы и сильную жару, но их развитие, особенно процесс оплодотворения, проис- ходит в водной среде. Типичные представители листостебельных мхов — многолетние растения зеленый мох кукушкин лен и мох сфагнум (торфяной, или бе- лый, мох). У кукушкина льна есть стебель, листья и ризоиды. У сфагнума ризоидов нет. Ку- кушкин лен — двудомное расте- ние ® . На верхушках муж- ских растений имеются красно- ватые или желтоватые листочки, между которыми находятся муж- ские половые органы — антери- дии (от греч. «антерос» — цве- тущий), представляющие собой мешочек на короткой ножке, в котором развиваются подвижные мужские гаметы — сперматозои- ды. У женских растений все ли- стья зеленые. Между ними на верхушках расположены архего- нии (от греч. «архе» — начало, «гоне» — рождение, происхожде- ние), представляющие собой кол- бообразные образования с длин- ной узкой шейкой и вздутым брюшком. В брюшке развивается неподвижная женская гамета — яйцеклетка. В период обильных дождей сперматозоиды подплы- вают к архегониям, входят в них через шейки и сливаются с яйце- клетками. После оплодотворения образуется зигота (от греч. «зи- готос» — соединенный вместе), т. е. оплодотворенная яйцеклет- ка. Из зиготы на следующий год развивается коробочка на длин- ной безлистной ножке, которую принято называть спорогонием. В коробочке спорогония образу-
33 ются споры. Споры высыпаются и, попав в благоприятные усло- вия, прорастают. Проросшая спо- ра образует зеленую разветвлен- ную нить (протонему) предрос- ток, на которой образуются поч- ки, из них вырастают мужские или женские экземпляры кукуш- кина льна. Из этого следует, что в жизненном цикле развития мхов происходит чередование полового и бесполого поколений. Половое — это облиственное рас- тение с половыми органами, а бесполое представлено безлист- ным бурым стебельком, на вер- хушке которого имеется коро- бочка, в которой развиваются споры. У сфагнума, как и у кукуш- кина льна, также происходит че- редование полового и бесполого поколений. Но это однодомное растение, на котором между ли- стьями на боковых веточках раз- виваются антеридии, а на вер- хушках архегонии. После опло- дотворения из зиготы образуется почти шарообразная коробочка, где развиваются споры. Дерно- винки сфагнума впитывают боль- шое количество воды, поэтому поверхность почвы, зарастая этим мхом, переувлажняется и забола- чивается. Сфагнум растет мед- ленно, за год вырастает до 3 см. Нижние участки дернинок тем- неют и уплотняются, превраща- ясь в торф — полезное ископае- мое, образованное скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению при пе- реувлажнении. Торф используют как топливо и как удобрение, а также как сырье в других от- раслях промышленности. По за- пасам и добыче торфа наша стра- на занимает первое место в мире. ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ Папоротникообразные — груп- па высших споровых растений. К ним относятся папоротники, 2. Зак. 1726 Трайтак хвощи, плауны, которые растут преимущественно во влажных тенистых местах. Все они имеют корни, листья, стебли. В стеблях имеются специализированные проводящие ткани. Папоротнико- образные — многолетние расте- ния, в основном травянистые, а в тропических районах встречают- ся и древовидные формы папо- ротников. Размножаются спора- ми. Имеют правильное чередова- ние двух поколений — бесполого и полового ф Бесполое (споровое) поколе- ние — спорофит представляет со- бой многолетнее листостебельное растение, образующее споры в специальных органах — споран- гиях, расположенных у папорот- ника на листьях, а у хвоща и плауна в своеобразных колосках на верхушках побегов. Споры, попав в благоприятные условия, прорастают, образуя маленькое растеньице — заросток, который
34 представляет собой половое по- коление (гаметофит). На заростке образуются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых развива- ются соответственно спермато- зоиды и яйцеклетки. При их слиянии происходит процесс оп- лодотворения. Из образовавших- ся зигот развивается зародыш нового растения. Современные папоротникооб- разные — это потомки растений, широко распространенных в ка- менноугольный период палеозой- ской эры (около 300 млн. лет на- зад). Ископаемые папоротнико- образные — это очень крупные древовидные растения, они обра- зовали запасы каменного угля. Папоротники распространены по всему земному шару и встре- чаются в самых разных место- обитаниях. Их насчитывают око- ло 10 тыс. видов. Большое ви- довое разнообразие наблюдается во влажных тропических лесах. Папоротники бывают совсем ма- ленькие, всего лишь в несколько миллиметров, но есть и крупные, представленные древовидными формами высотой до 20 м и боль- ше (в тропических лесах). Корни у папоротников придаточные. Это значит, что первичный ко- рень не получает дальнейшего развития и вместо него развива- ются корни из стебля, а иногда из оснований листьев. Часто на корнях образуются выводковые почки, при помощи которых про- исходит вегетативное размноже- ние растений. Стебли папорот- ников довольно разнообразны как внешне, так и по внутреннему строению. Многие папоротники образуют корневища. От корне- вища вверх растут листья, для которых характерно также боль- шое разнообразие. У большинст- ва видов они нарастают верхуш- кой. Обычно листья папоротни- ков совмещают функции фото- синтеза и спороношения. Спо- рангии, в которых развиваются споры, находятся на нижней сто- роне листа. Но у некоторых ви- дов, например страусника, оно- клеи и др., листья дифферен- цированы на фотосинтезирующие (стерильные) и несущие споран- гии. Одно растение может обра- зовывать от нескольких десятков миллионов до миллиардов спор, но далеко не все они попадают в благоприятные условия, поэто- му прорастают и дают начало заросткам не все споры. Папо- ротники, обитающие в нашей стране,— это орляк, адиантум, пузырник, кочедыжник и др. Это наземные многолетние травяни- стые растения, растущие во влаж- ных тенистых лесах, на лесных опушках, на болотистых лугах, в трещинах скал и других местах. Хвощи — многолетние травя- нистые растения. Корневище вет- вистое, ползучее. Отделенная часть корневища не погибает, из
нее может вырасти самостоятель- ное растение. У некоторых видов развиваются особые весенние по- беги, образующие спороносные колоски. Эти побеги растут за счет органических веществ, за- пасенных в корневищах, поэтому не ассимилируют и после обра- зования спор отмирают. Споры прорастают в однополые зарост- ки (мужские или женские). Из зиготы вырастает предросток, а из него — взрослое растение. Лет- ние побеги, в отличие от весен- них, ассимилирующие, ветвистые. Листья малозаметные, срастают- ся в зубчатые влагалища, кото- рые расположены в нижней части междоузлий. На территории на- шей страны встречаются хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ то- пяной, хвощ болотный, хвощ лес- ной и др. Видовое название ука- зывает, что они растут на полях, на лугах, болотах и в лесу. Хвощ полевой — злостный сор- няк, но его считают лекарствен- ным растением. Плауны — многолетние вечно- зеленые растения. Стебель пол- зучий, ветвистый, образует вер- тикальные побеги, густо покры- тые листьями, похожими на за- остренные чешуйки; на верхуш- ках стеблей развиваются споро- носные колоски. Половое поко- ление, как и у других папорот- никообразных, представлено ма- ленькими заростками, развиваю- щимися в почве. Плауны очень декоративны. Нуждаются в охра- не, занесены в Красную книгу. ГОЛОСЕМЕННЫЕ Голосеменные — группа се- менных растений, насчйтываю- шая около 660__видов, представ- лена в основном древесными фор- мами, реже кустарниками. Тра- вянистых форм нет. В отличие от папоро!никообразных, у них имеются семязачатки, но нет пло- долистиков, чем отличаются от 35 М цветковых (покрытосеменных). Название * голосеменные» полу- чили потому, что семена у этих растений образуются не в завязи (пестиков у голосеменных нет), а из семяпочек, лежащихоткрыто на" чешуйках шишки ."Голосе ме н - н^еТе^збразуют^Плодов. Типич- ные Представители гшиТсрманных растении — это_хвойные—(еоена обыкновенная, лиственница и ель обыкновенная — самые распрост- раненные виды нашей страны). Сосны — светолюбивые растения, достигают в высоту 50 м. Обычно ровные стволы выносят крону к свету. Растут на песках, скалах. болотах, имеют сильно развет- вленную корневую систему, ухо- дящую небольшую глубину. Иг- ловидные листья сосны и ели называют^~хвией—Листья — хво- инки сосны^^длйнныё? разви- вающиесяпо два на очень^_ко- роткйх побегах? Они__держатся на дереве2^3 года. Хвоя ели короткая, четырехгранная. Она не опадает от 5 до^8 лет. Среди хвойных есть и листопадные. Например, у лиственницы хвоин- ки опадают поздно осенью, как у лиственных деревьев. Сосна и ель — однодомные растения. На 15-м году жизни (если растут на открытых местах) и к 30 годам (если растут в лесу) у них обра- зуются два типа шишек — так называемые мужские'и женские. Шишки представляют собой ви- доцзмёнённыё побеги. В мае- июне пыльца разносится ветром, попадает на женские шишки — происходит опыление. От опыле- ния до оплодотворения у сосны проходит 12 месяцев. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких (5—12) семядолей и почечки. Для хвойных растений характерна полная независи- мость процесса оплодотворения от наличия воды. Это достига- ется благодаря образованию пыльцевой трубки, по которой спермии (мужские гаметы) пе- 2*
36 редвигаются к яйцеклетке. Созре- вание семян происходит на вто- рой год после опыления ф . Следующей зимой шишки рас- крываются, и семена, имея плен- чатые крылатки, могут уносить- ся ветром на большие расстояния от материнского растения. Попав в благоприятные условия, они прорастают. Ель обыкновенная, в отличие от сосны, теневынослива. Ниж- ние ветки ее не отмирают и сохраняются, поэтому в еловых лесах темно и сыро. У ели кор- невая система намного меньше, чем у сосны, и расположена в верхнем слое почвы, поэтому де- рево неустойчиво и часто силь- ные ветры валят его наземь. Раз- множение у ели происходит так же, как у сосны. Основную массу древесины заготовляют в хвойных лесах. Это не только строительный ма- терил, но и сырье для многих производств (бумага, искусствен- ный шелк, спирт, пластмассы и другие материалы изготовляются из древесины). Кедровое масло, скипидар, канифоль, витамины тоже получают из семян, древе- сины, хвои многих представите- лей голосеменных растений. Хвойные леса — хранители вод, выделяют в воздух много кислорода, фитонцидов. В нашей стране организована плановая эксплуатация и охрана лесных массивов. ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ Покрытосеменные (цветковые) растения — наиболее распростра- ненная группа растений, насчи- тывающая около 250 тыс. видов, произрастающих по всему земно- му шару. Все виды цветковых относятся к двум классам: дву- дольных и однодольных, о кото- рых говорилось при характери- стике семейств. Среди них встре- чаются деревья, кустарники и травы, однолетние, двулетние и многолетние растения. Покрыто- семенные наиболее приспособле- ны к жизни в разных регионах нашей планеты. Они различа- ются внешним и внутренним строением, продолжительностью жизни и др. Среди покрытосе- менных много культурных рас- тений, необходимых человеку (овощные, хлебные, масличные, плодово-ягодные, декоративные, лекарственные и другие расте- ния). Многие растения служат сырьем для промышленности (лен, хлопчатник, сахарная свек- ла и многие другие). Широко используются и дикорастущие растения как корма в животно- водстве, в других отраслях на родного хозяйства. Отличительная особенность по- крытосеменных — наличие у них плода, развивающегося из завязи цветка. Поэтому покрытосемен- ные занимают господствующее положение в растительном мире.
Процессы цветения, опыления, оплодотворения, образования пло- дов и семян представляют собой сложные и многообразные явле- ния, которые в ходе длительной эволюции совершенствовались и продолжают совершенствоваться. БАКТЕРИИ Бактерии — обычно однокле- точные организмы столь малых размеров, что увидеть их можно только под большим увеличением микроскопов. Клетки бактерий имеют разную форму. В зависи- мости от этого они носят разные названия. Например, однокле- точные шаровидные формы на- зывают кокками, прямые палоч- ковидные — бациллами, имею- щие форму запятой — вибриона- ми, спирально изогнутые — спи- риллами. Среди бактерий есть подвижные и неподвижные фор- мы. Подвижные передвигаются при помощи жгутиков. Их мо- жет быть один, несколько и мно- го. Бактерии покрыты плотной клеточной оболочкой, благодаря которой форма клеток остается постоянной и не изменяется при движении. Типичных ядер у бак- терий нет. Обычно бактерии бес- цветны, только немногие окра- шены в пурпурный или зеленый цвет. Размножаются бактерии пу- тем деления одной клетки на две. Быстрота размножения зависит от внешних условий. Если они благоприятны, то деление клеток некоторых бактериц^происходит через 20—30 мин ф . При° не- благоприятных условиях у мно- гих бактерий живое содержимое клетки отходит от оболочки, уп- лотняется и покрывается новой оболочкой, так возникают споры. Споры выдерживают длительное высушивание, нагревание свыше 100°С и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы 37 к отрицательным внешним воз- действиям и могут быстро погиб- нуть при высушивании, при на- гревании до 65—80°С. Погибают они и под действием солнечного света и дезинфицирующих ве- ществ. Распространены бактерии по- всеместно: в почве, в воздухе, в воде, в живых и мертвых орга- низмах и т. д. В 1 г почвы их содержится до 3 млрд. Много бактерий в воздухе улиц больших городов, в водах рек, протекаю- щих через большие населенные пункты, особенно в верхних сло- ях воды прибрежных частей во- доемов. На теле человека, его одежде могут быть разнообраз- ные бактерии. Много их бывает и в ротовой полости, на откры- тых участках кожи и других частях тела. Питание бактерий происходит по-разному. Те, которые питаются органическими веществами умер- ших животных и растений, по- лучили название сапрофитов. Это бактерии почвенные и посе- ляющиеся на растительных и животных остатках (бактерии гниения, брожения и др.). Бактерии гниения называют природными санитарами. Они иг- рают большую роль в повыше- нии плодородия почвы. При не- правильном хранении пищевых продуктов гнилостные бактерии могут быть причиной их порчи. Чтобы избежать этого, продукты в одних случаях сушат, в дру- гих — замораживают, в треть- их — консервируют. Почвенные бактерии, разлагая перегной, об- разуют простые вещества, необ-
Ш 38 ходимые для жизни растений. Молочнокислые бактерии превра- щают сахар в кислоту, отчего скисает молоко, сквашивается капуста, образуется силос. Уксус- нокислые бактерии превращают вино в уксус. Все это происходит благодаря деятельности бакте- рий брожения. Некоторые почвенные бакте- рии и клубеньковые бактерии, живущие в клубеньках корней бобовых растений, усваивают азот из воздуха. Паразитами называют бакте- рии, которые поселяются на (или в) живых организмах и питаются их веществами. Среди них много болезнетворных, вызывающих за- болевания тифом, холерой, диф- теритом и др., возбудителями которых бывают определенные виды бактерий. Зная биологию бактерий, человек научился по- лезные виды использовать в про- мышленности и сельском хозяй- стве и предупреждать распрост- ранение вредных. Уничтожение бактерий и их спор проводится путем кипячения (в стерилизато- ре-кипятильнике при 120°С в те- чение 20 мин). Пастеризация — способ консервирования молока и других продуктов путем одно- кратного нагревания их до 60— 70°С в течение 15—30 мин. Для предупреждения заболе- вания туберкулезом, холерой, столбняком и другими болезнями проводят прививки, делающие человека невосприимчивым к оп- ределенному виду заболеваний. (Более подробно об этом см. раз- дел «Анатомия, физиология и гигиена человека».) Значительный вклад в разви- тие микробиологии сделал рус- ский ученый Илья Ильич Мечников (1845 —1916). Он выяснил роль антагонизма мик- робов, создал теорию иммуните- та. За разработку фагоцитарной теории И. И. Мечников был удо- стоен Нобелевской премии в 1908 г. ГРИБЫ Грибы — обособленная груп- па ядерных организмов (насчи- тывает около 100 тыс. видов), не имеющих хлорофилла и питаю- щихся готовыми органическими веществами. Таллом гриба состоит из тон- ких нитей — гиф. Совокупность гиф называют мицелием или грибницей. У большинства гри- бов гифы разделены поперечны- ми перегородками на отдельные клетки, но у некоторых (у му- кора) перегородок нет. Грибница у них представлена одной ги- гантской разветвленной много- ядерной клеткой. По способу пи- тания грибы делят на паразиты, сапрофиты и симбионты. Грибы-паразиты обитают на живых организмах. Со смертью хозяина погибает и паразит. Сфе- ротека, головня, фитофтора, спо- рынья и др. паразитируют в ос- новном на растениях, реже на животных. Встречаются такие виды, которые могут жить и на мертвых организмах. Например, трутовик вначале поселяется на живом растении, а после его смерти питается отмершими тка- нями. Грибы-сапрофиты питаются ор- ганическими веществами отмер- ших организмов (мукор, белый гриб, шампиньоны и др.), но иногда проявляется способность у некоторых видов питаться за счет живого субстрата. Шляпоч- ные грибы (подберезовики, под- осиновики и др.) называют еще грибами-симбионтами, так как у них наблюдается взаимовыгод- ное сожительство (симбиоз) ми- целия гриба с корнями расте- ния — микориза (грибокорень). Грибница снабжает растение-хо- зяина соединениями азота, фос- фора и другими минеральными веществами, получая взамен уг- леводы, образующиеся в про- цессе фотосинтеза высших рас- тений.
39 Большинство грибов размно- жается при помощи спор. У од- них грибов они образуются внут- ри особых вместилищ, называе- мых спорангиями (у мукора), у других происходит отшнуровы- вание от выростов грибницы (на- пример, у пеницилла, аспергил- ла и др.). У шляпочных грибов споры образуются в плодовых телах ф . Грибы размножаются и вегетативно — частями гриб- ницы. Плодовые тела (ножка и шляпка) многих шляпочных гри- бов съедобны. Наиболее ценны плодовые тела белых грибов, груздей, подберезовиков, лиси- чек и др. Ядовиты и опасны для жизни человека бледная поган- ка, ложный опенок, мухомор, сатанинский гриб и др. Употреб- лять в пищу их нельзя. Дрожжи — это одноклеточные грибы; мицелия они не образуют. Дрожжи способны вызывать спиртовое брожение (пивные, винные дрожжи), выделяя при этом углекислый газ. Этот про- цесс жизнедеятельности дрож- жей широко используется в хле- бопекарном деле, пивоварении, виноделии и других отраслях промышленности и сельского хо- зяйства (кормовые дрожжи). Раз- множаются дрожжи почкова- нием. Значение грибов в кругово- роте веществ огромно. С одной стороны, они разлагают расти- тельные остатки, чем приносят большую пользу, с другой — ис- пользуются человеком как пи- щевые продукты или сырье для промышленности, для приготов- ления лекарств (пенициллин из гриба пеницилла) и т. д. Отдель- ные виды грибов очень вредны. Одни разрушают древесину (до- мовой гриб), другие портят пи- щевые продукты, третьи вызыва- ют тяжелые заболевания чело- века и животных (эпидермофи- тия стоп, стригущий лишай и др.). ЛИШАИ НИКИ Лишайники — группа особых организмов, насчитывающая около 26 тыс. видов. Лишайники — симбиоз гриба и водоросли. Гриб снабжает водоросль водой с раст- воренными в ней минеральными веществами, а водоросли в про- цессе фотосинтеза образуют ор- ганические вещества, используе- мые как самими водорослями, так и грибом. Водоросль, входящая в сим- биотический организм лишайни- ка, отделенная от гриба, может существовать самостоятельно. Гриб отдельно от водоросли су- ществовать не может. Тело ли- шайников — слоевище (тал- лом) — образовано гифами гри- ба, между которыми располага- ются зеленые или сине-зеленые водоросли. По внешнему виду слоевища различают накипные, или корковые, листоватые, кусти- стые лишайники. Окраска у од- них бывает сероватая, у дру- гих — зеленовато-серая, светло- или темно-бурая и других рас- цветок. Размножение лишайников как единого организма происходит разными способами: частями тал- лома и клетками водоросли, оп- летенными гифами гриба; раз- ветвленными выростами на верх- ней стороне таллома, которые также состоят из нескольких кле- ток водоросли, оплетенных ги- фами гриба. Клетки водорослей, заключенные в таллом лишай- ника, могут размножаться там
М 40 только вегетативно. Для лишай- ников характерен медленный рост. Накипные лишайники еже- годно нарастают в диаметре все- го на несколько миллиметров, листоватые и кустистые — на 1 — 30 мм. Живут лишайники до 50, а некоторые — до 100 лет. Значение лишайников в при- роде в том, что они поселяются первыми в таких местах, где другие растения расти не могут, и после их отмирания остаются органические вещества, на кото- рых могут поселяться другие растения. Лишайник ягель в тундрах — основной корм для оленей. Некоторые виды лишай- ников используют в медицине и в парфюмерной промышленно- сти. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА ТИПЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В природе разные растения — покрытосеменные, голосеменные, папоротники, плауны, хвощи, мхи, лишайники, водоросли — растут не одиночно, не изолиро- ванно, а совместно, образуя есте- ственные, исторически сложив- шиеся скопления, группировки, называемые растительными сооб- ществами. Растительное сообщество, или фитоценоз (от греч. «фитон» — растение и «койнос» — общий),— закономерное сочетание расте- ний, произрастающих совместно на однородном участке земной поверхности. Каждое раститель- ное сообщество характеризуется определенной структурой и оп- ределенными взаимоотношения- ми растений как между собой, так и с внешней средой. Струк- тура фитоценоза и взаимовлия- ние входящих в него видов обус- ловлены, с одной стороны, биоло- гическими свойствами этих ви- дов, с другой — свойствами ме- стообитания. Таким образом, растительное сообщество — это относительно устойчивая природная система, взаимодействующий комплекс растительных организмов, при- способленных к совместному су- ществованию на конкретной тер- ритории, в определенных эколо- гических условиях. Растительные сообщества служат объектом для изучения науки геоботаники. Характерные свойства расти- тельного сообщества определяют- ся по его признакам, таким, как видовой состав, набор жизненных форм, количественные соотноше- ния между видами, горизонталь- ное и вертикальное распределе- ние, характер и объем биомассы, взаимосвязи между растениями, особенности местообитания, рит- мика развития и т. д. Видовой состав обусловливает специфичность и внешний облик (физиономичность фитоценоза). В состав сообщества входят рас- тения, различающиеся своими биологическими и экологически- ми особенностями. Кроме зеле- ных (автотрофных) растений, со- ставляющих обычно основную массу фитоценоза, в нем всегда присутствует множество гетеро- трофных организмов (бактерий, грибов). Сочетание разных жизненных форм растений (деревьев, кустар- ников, трав, мхов, лишайников, грибов и т. д.) обеспечивает наи- более полное использование со- обществом питательных веществ и энергии в конкретном место- обитании. По числу видов фитоценозы подразделяют на флористически богатые или бедные, флористи- чески сложные или простые. Наибольшее видовое разнообра- зие отмечено в сообществах влаж- ных тропических лесов, (только древесных растений до 2000— 2500 видов). Примером флори- стически бедных сообществ мо-
41 гут служить темные еловые леса, заросли тростника и другие от- носительно простые фитоценозы. В растительном сообществе различают количественно преоб- ладающие виды (доминанты) и растения, сильнее других влия- ющие на среду (эдификаторы), а также сопутствующие им виды. Как правило, доминанты и эди- фикаторы имеют самое большое число экземпляров и наиболь- шую биомассу, определяя тем самым внешний облик сообще- ства и особенности его внутрен- ней среды (фитосреду). По преобладанию тех или иных видов и жизненных форм все растительные сообщества объединяются в большие груп- пы — типы растительности: ле- са, луга, болота, тундры, пусты- ни и т. д. Приспособление растений к совместному существованию в сообществе выражается в гори- зонтальном и вертикальном рас- членении фитоценоза на струк- турно-функциональные элемен- ты, принимающие разное участие в преобразовании и накоплении веществ и энергии. По вертикали растительное сообщество расчленяется на яру- сы. Особенно отчетливо ярусное строение проявляется в лесных фитоценозах ф . Здесь верхний ярус (полог) образуют кроны са- мых высоких деревьев; второй ярус — более низкие деревья или подрост; в третьем ярусе нахо- дятся кустарники (подлесок); чет- вертый ярус составляют травы и кустарнички; в пятом, напочвен- ном, располагаются мхи, лишай- ники, грибы. Ярусами расположены и под- земные органы растений — кор- ни, клубни, луковицы, корневи- ща и т. д. При этом наблюдается как бы обратная, «зеркальная» ярусность: глубже всего прони- кают корни высоких деревьев, выше находятся корни кустарни- ков, еще ближе к поверхности — корни травянистых растений, про- ростков, микориза и т. д. Верх- ний слой представляет собой осо- бый ярус — лесную подстилку. В горизонтальном направле- нии фитоценозы также расчленя- ются на отдельные элементы — деревья, кустарники, группы или «пятна» лишайников, мхов, тра- вянистых растений и т. д. Такие структурные элементы сообщест- ва называют синузиями. Они обычно совпадают с определен- ными элементами микрорельефа (бугорками, кочками, западина- ми) и отражают распределение тех или иных факторов среды внутри фитоценоза (например, пятна светолюбивых растений в «окнах» густого леса или груп- пы сухолюбивых растений на кочках среди болота). Ритмика развития раститель- ного сообщества выражается в его сезонной изменчивости, обус- ловленной различиями биологи-
Ж 42 ческих свойств слагающих его видов. Это явление, называемое ярусностью во времени, имеет большое значение для макси- мального использования веществ и энергии в фитоценозе и опре- деляется климатическими осо- бенностями местообитания. Смена одного фитоценоза дру- гим в результате влияния при- родных и антропогенных факто- ров называется сукцессиями. Сов- ременное многообразие расти- тельного покрова Земли пред- ставляет собой результат бесчис- ленных смен и разных сукцес- сионных процессов. На каждой достаточно обшир- ной территории встречается мно- жество разных растительных со- обществ, относящихся к разным типам растительности. Совокуп- ность всех фитоценозов какой- либо области или географическо- го района называют раститель- ным покровом или растительно- стью этой территории. Совокуп- ность всех видов растений, со- ставляющих эти фитоценозы, на- зывают флорой этой территории. Таким образом, можно говорить о флоре и о растительности, на- пример, Московской области, Кавказа, Средней Азии, СССР, Европы или всего земного шара. В соответствии с преоблада- нием в растительном покрове сообществ какого-либо типа рас- тительности каждую территорию относят к определенной расти- тельной зоне. В зависимости от климатических условий разли- чают зоны тундр, хвойных ле- сов, широколиственных лесов, степей, пустынь, тропиков и т. д. Выделяются и переходные, про- межуточные зоны (лесотундра, лесостепь, полупустыня, субтро- пики и др.), а также подзоны и вертикальные пояса в горах. Каждый тип растительности имеет свои характерные черты, которыми растительные сообще- ства этого типа отличаются от фитоценозов других типов. Тундра — зональный тип рас- тительности, представлен сооб- ществами низкорослых кустарни- ков, кустарничков и трав, а глав- ным образом — мхов и лишай- ников. Разнообразные приспособ- ления тундровых растений позво- ляют им переносить сильные морозы. Однако при коротком и холодном лете растения тундры растут очень медленно, корни неглубоко проникают в почву, скованную мерзлотой, вертикаль- ная протяженность сообществ очень мала. Поэтому легко раз- рушаемая растительность тундр требует особо бережного отно- шения. Леса — зональный тип расти- тельности, объединяющий сооб- щества с преобладанием древес- ных растений. Северную часть лесной зоны образуют хвойные леса (тайга), где доминируют хвойные породы деревьев (ель, сосна, пихта, лиственница). К югу тайга постепенно переходит в смешанные, а затем в листвен- ные леса. Здесь широко развиты сообщества лиственных древес- ных пород (березы, дуба, липы, клена, ясеня, осины и др.). Лес- ные фитоценозы имеют большую биомассу, сложную структуру, обладают сильным воздействием на среду. Хорошо известна вы- сокая водоохранная роль лесных сообществ. Леса — важнейший источник древесины и другого сырья для народного хозяйства, а также ценных продуктов пита- ния (грибов, ягод и т. д.). В то же время лес — это среда обита- ния множества зверей, птиц и насекомых. Охрана лесов имеет огромное значение в жизни че- ловека. Степи — зональный тип рас- тительности обширных безлесных пространств, покрытых многолет- ними травами, растущими на черноземных почвах. Степи при- нято делить на южные (ковыль- ные) и северные (разнотравные). В степных сообществах домини-
руют дерновинные злаки, луко- вичные растения, эфемеры. Ха- рактерная особенность степных сообществ — приспособление к летнему засушливому периоду: развитие растений в основном происходит весной. В настоящее время степные сообщества сохра- нились лишь в заповедниках, остальная территория вовлечена в сельскохозяйственное производ- ство. Пустыни — зональный тип растительности с очень бедным разреженным растительным по- кровом, состоящим из полыней, солянок, саксаула и других за- сухоустойчивых растений. Раз- личают глинистые, солончако- вые, каменистые и песчаные пус- тыни. Для растений пустынь ха- рактерны приспособления, позво- ляющие им экономно расходо- вать влагу (колючки, одревеснев- шие стебли, глубоко проникаю- щие корни). В пустынях много эфемеров, развивающихся только в течение короткого периода ран- ней весны. Орошение пустынь позволяет выращивать там мно- гие ценные культуры (хлопчат- ник, виноград, пшеницу). Луга — тип растительности, который может встречаться в любой зоне. Луговые сообщества состоят из многолетних корне- вищных злаков, бобовых, много- численных видов разнотравья, приспособленных к умеренному увлажнению. Различают луга пойменные (по долинам рек), суходольные (материковые) и вы- сокогорные (альпийские). Луга используют для сенокошения и выпаса скота. Болота — также незональный тип растительности, объединяю- щий фитоценозы, развивающиеся при избыточном застойном ув- лажнении. Различают болота вер- ховные, в которых произрастают преимущественно сфагновые мхи, и низинные, в которых домини- руют осоки. Болотные растения имеют специфические особенно- 43 ВМ сти, позволяющие им жить на бедных, холодных и переувлаж- ненных почвах. Для болот ха- рактерно образование торфа из отмерших растений. Водные сообщества — широко распространенный незональный тип растительности, включаю- щий фитоценозы пресных внут- ренних водоемов и морских шельфов. Растения водных сооб- ществ имеют многочисленные приспособления к жизни в воде. На разных глубинах развивают- ся разные сообщества, например прибрежные заросли тростника, затем кувшинки, рдесты, рого- листник, еще глубже — сообще- ства водорослей и т. д. Искусственные сообщества, или агрофитоценозы,— неустой- чивые растительные сообщества, чаще всего маловидовые, созда- ваемые человеком, главным об- разом сельскохозяйственные (по- ля, сады и др.). Они могут су- ществовать только при постоян- ной заботе о них, в противном случае их постепенно заменят естественные сообщества. Всякое растительное сообще- ство — неотъемлемая часть ланд- шафта, важное звено в общей системе биосферы. Использова- ние растений в жизни человека закономерно и необходимо, но это природопользование должно быть рациональным. Охранять растительные сообщества озна- чает поддерживать в них естест- венные процессы, помогать вос- становлению нарушенного равно- весия, устранять нежелательные факторы и последствия влияния человека. БОТАНИЧЕСКИЕ САДЫ Ботанический сад — это сосре- доточение коллекций живых рас- тений — представителей местной, отечественной и иностранной флоры не только для их изуче- ния, но и для создания новых,
44 более продуктивных раститель- ных форм. Важнейшее звено в работе ботанических садов — ак- климатизация растений, содейст- вие приспособлению их к новым условиям существования, к но- вым биоценозам. Ботанические сады обогащают местную флору новыми представителями расти- тельного мира. Это не только научно-исследовательские, но и просветительные учреждения, пропагандирующие передовые идеи и достижения бота- ники. В нашей стране 115 ботани- ческих садов, среди которых Ленинградский, Киевский, Ба- тумский и др. Самый крупный (по площади) Никитский ботани- ческий сад в Крыму занимает 635,6 га (и степное отделение 454 га). Старейшим научным ботаническим учреждением Рос- сии признан ботанический сад МГУ (старая территория). Он был заложен по указу Петра I в 1706 г. как аптекарский огород. Существуют и специализиро- ванные ботанические сады. На- пример, в 1952 г. на площади 45 га создана живая коллекция лекарственных растений Всесо- юзного научно-исследовательско- го института лекарственных рас- тений (Москва) — ведущего уч- реждения в области лекарствен- ного растениеводства и разра- ботки новых лечебных препара- тов из растительного сырья. Кол- лекция насчитывает почти 2,5 тыс. видов растений и постоянно по- полняется. В коллекциях Главного бота- нического сада Академии наук СССР, созданного в 1945 г. (361 га), насчитывается около 10 тыс. видов растений. Здесь проводятся исследования по раз- личным проблемам ботаники, а также решаются вопросы охраны и обогащения растительного мира.
зоология 46 ВВЕДЕНИЕ 47 ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ (ПРОСТЕЙШИЕ) Класс Корненожки Класс Жгутиковые Класс Инфузории 49 ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ 50 ТИП ПЛОСКИЕ ЧЕРВИ Класс Ресничные черви Класс Сосальщики Класс Ленточные черви 50 ТИП КРУГЛЫЕ ЧЕРВИ 53 ТИП КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ Класс Малощетинковые Класс Многощетинковые 55 ТИП МОЛЛЮСКИ Кдасс Брюхоногие Класс Двустворчатые 57 ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ Класс Ракообразные Класс Паукообразные Класс Насекомые 63 ТИП ХОРДОВЫЕ Класс Ланцетники Класс Рыбы Класс Земноводные Класс Пресмыкающиеся Класс Птицы Класс Млекопитающие, или Звери Значение млекопитающих в природе, жизни человека. Ох- рана зверей
I 46 ВВЕДЕНИЕ Зоология (от греч. «зоон» — животное, * логос» — учение) — наука о животном мире. Она изучает строение, поведение, размно- жение, развитие животных, их происхождение, а также значение в природе и жизни человека. В настоящее время известно более 1,5 млн. видов животных, которые различаются по строению, образу жизни и происхождению. Среди них есть крохотные организмы, видимые только под микро- скопом, и великаны, например киты длиной до 30 м. Одни из них приспособлены к жизни на суше, другие — в воде, третьи — в воздухе. Значение животных в природе и хозяйстве очень разнообразно. Они играют положительную роль в опылении многих растений, распространении семян, почвообразовании; участвуют в разрушении трупов, остатков отмерших растений, в очистке водоемов, улавливая и поедая остатки разлагающихся организмов. Большое практическое значение имеют животные для человека. Одних он употребляет в пищу, от других получает сырье для про- мышленности, около 40 видов человек приручил и одомашнил, некоторых использует для исследовательских и учебных целей. Чрезвычайно многообразна и отрицательная роль животных в жизни человека. Существенный вред наносят они сельскохозяйст- венным растениям, запасам продовольствия, изделиям из кожи, шерсти и дерева. Немало животных вызывают различные заболе- вания (малярию, дизентерию, аскаридоз и др.) или являются пере- носчиками возбудителей опасных болезней. Между растениями и животными существует много общих черт. Они имеют клеточное строение и сходный химический состав. Для животных и растений характерны обмен веществ, наследственность, изменчивость, раздражимость и др. Черты сходства животных и растений свидетельствуют о их родстве и происхождении от общих предков. Наряду с этим между растениями и животными есть существенные различия. Клетки тела животных лишены твердых целлюлозных оболочек и пластид. Животные питаются готовыми органическими веществами, создающимися в других организмах, в то время как зеленые растения с помощью фотосинтеза способ- ны создавать органические вещества своего тела из неорганических веществ окружающей среды. Подавляющее большинство животных способно передвигаться. В зависимости от степени сходства и родства между животными их распределяют по группам. Основная группа — это вид. Живот- ные одного вида обитают на определенной территории, могут скре- щиваться и давать плодовитое потомство, сходное по строению и образу жизни с родителями. Близкие виды животных объединяют в род, а близкие роды — в семейство. Сходные семейства объеди- няют в отряд, а отряды — в класс. Наиболее крупная группа — тип, который включает в себя несколько родственных классов. Живот- ных объединяют в группы не произвольно, а в соответствии со строгой научной системой, основанной на всестороннем их изучении и установлении степени их родства.
ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ (ПРОСТЕЙШИЕ) К одноклеточным относят мельчайших существ, тело кото- рых состоит из одной клетки. Эта клетка представляет собой само- стоятельный организм со всеми характерными для него функ- циями (обмен веществ, раздра- жимость, движение, размноже- ние). Тело одноклеточных имеет разнообразную форму: у одних она постоянная (инфузории, жгу- тиковые), у других — непостоян- ная (амебы). Основные компо- ненты тела простейших — ядро и цитоплазма. В цитоплазме про- стейших наряду с общеклеточ- ными органоидами (митохонд- рии, рибосомы, аппарат Гольджи и др.) имеются специальные ор- ганоиды (пищеварительная и со- кратительная вакуоли), которые выполняют функции пищеваре- ния, осморегуляции, выделения. Некоторые виды одноклеточ- ных образуют колонии (воль- вокс). Простейшие обитают в пресных водоемах, морях и поч- ве. Некоторые из них паразити- руют на других организмах. По- давляющее большинство простей- ших обладает способностью к инцистированию, т. е. образова- нию при наступлении неблаго- приятных условий (понижение температуры, высыхание водое- ма) покоящейся стадии — цис- ты, покрытой плотной защитной оболочкой. Образование цисты способствует не только выжива- нию в неблагоприятных усло- виях, но и распространению про- 47 стейших. При благоприятных условиях животное покидает обо- лочку цисты, начинает питаться и размножаться. Одноклеточных насчитывают свыше 30 тыс. видов, относящих- ся к нескольким типам. Один из представителей этой группы — амеба обыкновенная ф — живет в пресных водоемах. Форма ее тела непостоянная. Амеба передвигается с помощью ложноножек. Они служат и для захвата пищи — бактерий, одно- клеточных водорослей, некото- рых простейших. Амеба окружа- ет пищу ложноножками, образуя пищеварительную вакуоль, в ко- торой под влиянием пищевари- тельных ферментов, поступаю- щих из цитоплазмы, происходит пищеварение, в результате ко- торого образуются питательные вещества. Они проникают в цито- плазму, а непереваренные остат- ки пищи выбрасываются наружу. Амеба дышит всей поверхно- стью тела: растворенный в воде кислород путем диффузии прямо проникает в ее организм, а обра- зующийся в клетке при дыхании углекислый газ выделяется на- ружу. Концентрация растворенных веществ в теле амебы больше, чем в воде, поэтому вода непре- рывно накапливается, избыток ее выводится с помощью сокра- тительной вакуоли. Эта вакуоль участвует и в удалении из орга- низма продуктов обмена веществ. Несмотря на простоту строе- ния, амеба обнаруживает все основные свойства, присущие жи- вотному организму. При резких Пищеварительная вакуоль Сократительная вакуоль Цитоплазма Ложноножки Ядро Жгутик Глазок Сократительная вакуоль Хлоропласт Ядро Реснички Сократительная вакуоль Пищеварительная вакуоль
48 толчках, при прибавлении к воде некоторых веществ, например поваренной соли, амеба втягива- ет все свои ложноножки и при- нимает шарообразную форму, сле- довательно, амеба обладает раз- дражимостью. Амебы питаются, обволакивая бактерии, водоросли своими ложноножками. Погру- женная в цитоплазму добыча переваривается под действием выделяемого пищеварительного сока. Размножается амеба делени- ем. Ядро делится надвое, обе по- ловинки его расходятся, между ними на теле амебы образуется перетяжка, а затем из одной ма- теринской клетки возникают две самостоятельные, дочерние клет- ки Л . Среди простейших встречают- ся виды, органоидами передви- жения которых служат жгутики (их обычно бывает 1 — 2, иногда много), например эвглена зеле- ная. Ее форма тела веретеновид- ная, наружный слой цитоплазмы уплотнен и образует оболочку, способствующую сохранению фор- мы тела. От переднего конца тела отходит длинный тонкий жгутик. Вращая им, эвглена передвига- ется, как бы ввинчиваясь в воду. В цитоплазме эвглены распола- гаются ядро и несколько окра- шенных овальных телец — хро- матофоров, содержащих хлоро- филл, Поэтому на свету эвглена питается как зеленое растение (автотрофно). Находить освещен- ные места эвглене помогает све- точувствительный глазок. При длительном содержании эвглен в темноте хлорофилл исчезает, и они переходят к питанию гото- выми органическими вещества- ми, всасывая их из воды всей по- верхностью тела. Дыхание, раз- множение делением надвое, обра- зование цисты сходны с таковы- ми у амебы. Среди жгутиковых встречают- ся колониальные виды, например вольвокс. Форма его шаровидная, тело состоит из студенистого ве- щества, в которое погружены от- дельные клетки — члены коло- нии. Они мелкие, грушевидные, имеющие по два жгутика. Эти клетки соединены между собой цитоплазматическими мостиками. Благодаря согласованному дви- жению всех жгутиков вольвокс передвигается. В колонии воль- вокса есть немного клеток, спо- собных к размножению; из них образуются дочерние колонии. Среди одноклеточных извест- ны животные, имеющие более сложное строение по сравнению с обыкновенной амебой. Инфузория-туфелька ф жи- вет в пресных водоемах. Орга- ноидами передвижения ей слу- жат реснички. Тело ее имеет по- стоянную форму в связи с тем, что покрыто прочной оболочкой. У инфузории два ядра: большое, которое регулирует все жизнен- ные процессы, и маленькое, иг- рающее основную роль в размно- жении. Питаются бактериями, водорослями и некоторыми про- стейшими. С помощью колебаний ресничек пища попадает в рото- вое отверстие, затем — в глотку, на дне которой образуются пи- щеварительные вакуоли, где про- исходит переваривание пищи и всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки удаля- ются через особый органоид — порошицу. Функции выделения осуществляются сократительны- ми вакуолями. Размножается инфузория туфелька, как и аме- ба, бесполым способом. Наряду с этим для нее характерен и по- ловой процесс, который состоит в том, что две особи объединя- ются, между ними осуществля- ется обмен ядерным материалом, после чего они расходятся. Некоторые простейшие (на- пример, дизентерийная амеба, малярийный плазмодий) явля- ются паразитами, вызывающими опасные заболевания животных и человека (дизентерия, маля-
49 рия). Возбудитель малярии — малярийный плазмодий — посе- ляется в крови и передается от больных людей к здоровым при укусе малярийными комарами. В нашей стране малярия как за- болевание эпидемическое практи- чески ликвидирована. тип КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ Это низшие многоклеточные животные, тело которых состоит из двух слоев клеток и имеет лучевую симметрию. Для кишеч- нополостных характерно наличие стрекательных клеток. Известно около 9 тыс. видов. У пресно- водного полипа гидры тело дли- ной до 1 см имеет вид мешочка, стенки которого состоят из двух слоевхклеток: наружного — экто- дермы и внутреннего — энто- дермы ф . Внутри тела имеется кишечная полость. На одном кон- це тела располагается рот, окру-» женный щупальцами. Ими гидра захватывает пищу и направляет ее в рот. Другим концом — по- дошвой — гидра прикрепляется к подводным предметам. Основ- ную массу эктодермы составля- ют кожно-мускульные клетки. В основании каждой такой клет- ки есть сократимое мускульное волоконце. При сокращении всех волоконец тело гидры сжимается в комочек. Сокращение клеток на одной стороне вызывает изгиба- ние тела гидры в эту же сторону. На теле, особенно на щупаль- цах, расположены стрекательные клетки, имеющие капсулу со стрекательной нитью. Наружу из клетки выступает чувствитель- ный волосок, при соприкоснове- нии с которым в тело добычи вонзается стрекательная нить. Стекающий по ней яд вызывает гибель мелких животных, кото- рых щупальцами гидра подтяги- вает ко рту и заглатывает. Стре- кательные клетки выполняют и защитную функцию. В основании кожно-мускуль- ных клеток лежат нервные клет- ки звездчатой формы с длинными отростками, которые, соприкаса- ясь между собой, образуют нерв- ное сплетение. Прикосновение, изменение температуры и другие воздействия вызывают их воз- буждение, оно передается по их отросткам к кожно-мускульным клеткам, что приводит к сокра- щению тела гидры. Ответ на действие раздражителей при по- мощи нервной системы называют рефлексом. Основная функция энтодер- мы — переваривание пищи. Часть ее клеток выделяет пищевари- тельный сок, под влиянием ко- торого в кишечной полости про- исходит частичное переваривание пищи. Другие клетки энтодермы имеют 1—3 жгутика и способны образовывать ложноножки, ко- торыми захватываются мелкие
50 частицы пищи. В пищеваритель- ных вакуолях этих клеток также осуществляется их переварива- ние. Непереваренные остатки пи- щи выбрасываются через рот. Эктодермальные клетки выпол- няют и выделительную функцию. Дышит гидра всей поверхностью тела. Гидре свойственно как беспо- лое, так и половое размножение. Бесполое размножение гидры называют почкованием. При бла- гоприятных условиях у гидры образуются выпячивания стенки тела, или почки, на концах ко- торых появляются щупальца, а между ними — рот. Маленькие гидры отделяются и живут само- стоятельно. При половом размно- жении на теле гидр образуются бугорки, в которых у одних осо- бей развиваются мелкие, подвиж- ные, похожие на жгутиковых простейших клетки — спермато- зоиды, а у других — крупные, похожие на амеб яйцевые клетки. Созревшие сперматозоиды под- плывают к гидре с яйцевой клет- кой и проникают внутрь — ядра половых клеток сливаются. Про- исходит оплодотворение. Опло- дотворенная яйцевая клетка по- крывается оболочкой и превра- щается в яйцо. Гидра погибает, а яйцо падает на дно водоема и зимует там. Весной из яиц раз- виваются маленькие гидры. У гидры высоко развита ре- генерация, т. е. способность вос- станавливать утраченные или поврежденные части тела. Среди представителей типа кишечнополостных, живущих в морях, встречаются сидячие фор- мы — полипы и свободноплава- ющие — медузы. Колониальные коралловые по- липы могут быть разнообразны по форме (шаровидные, древо- видные и др.). Кишечные полости особей, образующих колонии, со- общаются между собой, и пища, пойманная одним полипом, усва- ивается всей колонией. Колони- альные (мадрепоровые) полипы образуют на мелководье густые поселения — коралловые рифы и коралловые острова — атоллы, которые нередко являются опас- ным препятствием для судоход- ства. Медузы — плавающие хищни- ки. Добычу убивают ядом стре- кательных клеток. Их полупроз- рачное тело имеет форму коло- кола или зонтика, диаметром от 0,3 м до 2 м. Пищеварительная полость состоит из центральной части и отходящих от нее ка- налов. Нервная система имеет более сложное строение, чем у гидры. Кроме общего нервного скопле- ния по краю зонтика, имеется скопление нервных клеток, обра- зующих совместно с отростками нервное кольцо. У медуз есть светочувстви- тельные глазки и органы равно- весия. Передвигаются медузы реактивным способом за счет сокращения колокола, выталки- вания из-под него воды. ТИП ПЛОСКИЕ ЧЕРВИ Плоские черви живут в мо- рях, пресных водоемах, во влаж- ных местах суши. Многие плос- кие черви — паразиты животных и человека. В отличие от кишеч- нополостных, тело плоских чер- вей между эктодермой и энто- дермой имеет третий слой кле- ток — мезодерму. Симметрия те- ла двусторонняя. В типе насчи- тывают свыше 7 тыс. видов. КЛАСС РЕСНИЧНЫЕ ЧЕРВИ Ресничные черви живут в морях, пресных водоемах и влаж- ной почве. Питаются они преиму- щественно мелкими животными. Их тело покрыто ресничками, с помощью которых они передви-
гаются. Один из представителей класса — белая планария ф . В отличие от гидры, тело планарии можно разделить вдоль на две зеркальные половины. Такую симметрию тела называют дву- сторонней. Она образовалась в связи с развитием у животных активных способов передвиже- ния. На переднем конце тела видны два боковых выроста (ор- ганы осязания). Рядом с ними расположены два глаза, с по- мощью которых планария разли- чает свет. Планария — хищни- ца. Глотка ее — это ловчий аппа- рат, который через рот, располо- жённый на брюшной стороне, высовывается наружу, проникает внутрь добычи и высасывает ее содержимое. Переваривание пи- щи происходит в разветвленном кишечнике. Непереваренные ос- татки выбрасываются через рот. Дышит планария всей поверхно- стью тела. Органы выделения состоят из системы разветвлен- ных канальцев, расположенных по бокам тела. Жидкие вредные продукты обмена веществ выво- дятся наружу через выделитель- ные поры. Нервные клетки соб- раны в два нервных ствола, ко- торые соединяются тонкими пе- ремычками. На переднем конце тела они образуют утолщение — нервный узел, от которого к ор- ганам чувств (глазам и орга- нам осязания) и к заднему кон- цу тела отходят нервные от- ростки. Органы размножения — два овальных яичника и многочис- ленные семенники, которые раз- виваются в теле одной особи и образуют половые клетки — яйце- вые и сперматозоиды. Животных, в организме которых имеются сразу и женские и мужские орга- ны размножения, называют гер- мафродитами. Планарии — гер- мафродиты, но оплодотворение у них перекрестное, что способст- вует повышению жизнеспособно- сти потомства. КЛАСС СОСАЛЬЩИКИ Это паразитические плоские черви. Например, печеночный сосальщик живет в печени рога- того скота ф , имеет ротовую и брюшную присоски. С по- мощью их червь удерживается внутри печени хозяина. Питает- ся сосальщик кровью, засасы- вая ее через ротовую присоску. Печеночный сосальщик — гер- мафродит. Оплодотворенные яйца
52 выводятся через кишечник хозяи- на наружу. Из попавших в воду яиц выходят микроскопические личинки, снабженные ресничка- ми. Они внедряются в тело мол- люска малого прудовика, в кото- ром растут, размножаются, по- являются хвостатые личинки. Эти личинки покидают моллюс- ка, активно плавают в воде, а затем прикрепляются к расте- ниям, отбрасывают хвост и по- крываются оболочкой — образу- ется циста. С травой циста попа- дает в кишечник коровы, где из нее развивается взрослый червь. Человек может заразиться пе- ченочным сосальщиком, если выпьет воду, взятую из грязного водоема. КЛАСС ЛЕНТОЧНЫЕ ЧЕРВИ Эта группа животных ведет паразитический образ жизни. В половозрелом состоянии они встре- чаются в кишечнике позвоноч- ных, личинки их живут в полости тела и внутри различных орга- нов беспозвоночных и позвоноч- ных. Типичный представитель клас- са — бычий цепень, живет в ки- шечнике человека, а его личин- ки — в организме крупного ро- гатого скота. Тело лентовидное, длиной до 10 м, имеет головку, шейку и членики. На головке располагаются четыре присоски, которыми паразит прикрепляется к стенкам тонкой кишки хозяи- на. По мере роста цепня в области шейки образуются новые члени- ки, а более старые членики ото- двигаются назад. Число члеников может достигать 1000. Выдели- тельная и нервная системы име- ют характерное для плоских червей строение. Но, в отличие от ресничных червей, ленточные не имеют пищеварительной сис- темы, так как питаются уже пе- реваренной хозяином пищей, вса- сывая ее всей поверхностью тела. Ленточные черви — почти все гермафродиты, характеризуются большой плодовитостью и раз- витием со сменой хозяев. Каж- дый членик бычьего цепня имеет один яичник и множество семен- ников. Яйца созревают в самых старых, задних члениках, кото- рые отрываются и выходят с ка- лом наружу. Дальнейшее развитие яиц бычь- его цепня произойдет в том слу- чае, если вместе с травой они будут проглочены крупным ро- гатым скотом. В желудке коровы из яиц выходят личинки, кото- рые, пробуравливая стенки ки- шечника, попадают в кровь. То- ком крови они заносятся в мыш- цы и .превращаются в финну, имеющую форму пузырька, внут- ри которого находятся головка и шейка паразита. Дальнейшее раз- витие финны происходит при условии, если она попадает в ор- ганизм человека, который съест плохо проваренное или непрожа- ренное финнозное мясо ф . ТИП КРУГЛЫЕ ЧЕРВИ Круглые черви распростране- ны в морях, пресных водах, почве. Многие из них ведут па-
53 разитический образ жизни. Из- вестно около 12 000 видов. Их тело вытянутое, веретеновидное, круглое в поперечном сечении. В теле круглых червей есть по- лость, где располагаются все внутренние органы. Представи- тель типа — аскарида человече- ская ф — живет в тонких киш- ках человека. Наличие только продольных мышц дает возмож- ность аскариде изгибать свое упругое тело, не позволяя вытя- гивать или укорачивать его. На переднем конце тела располага- ется рот, на заднем — анальное отверстие. Рот окружен тремя губами, которыми аскарида за- хватывает полупереваренную пи- щу, ее переваривание происходит в кишке. Непереваренные остат- ки пищи удаляются через аналь- ное отверстие. Нервная система в плане стро- ения сходна с ее строением у плоских червей. Аскариды ф — раздельнопо- лые животные. У самки имеются два яичника, а у самца — один семенник. Яйца выделяются в кишечник человека и с калом выводятся наружу. Через неко- торое время при высокой темпе- ратуре и доступе кислорода в них образуется личинка. Такие «яйца» могут оказаться в кишечнике человека, если он съест немытые овощи и фрукты. Из яиц выхо- дит личинка, она внедряется в стенки кишечника, попадает в кровь и вместе с ее током про- никает в легкие. С мокротой ли- чинки отхаркиваются в глотку, а затем опять заглатываются. В кишечнике из личинки обра- зуется взрослый червь, вызывая заболевание аскаридоз. К круглым червям относятся острицы — паразитические черви длиной 5—10 мм, живущие в толстом отделе кишечника чело- века, чаще всего у детей. Самки остриц выползают из заднепро- ходного отверстия и откладыва- ют яйца на кожу. Это вызывает зуд. При почесывании зудящих мест яйца попадают под ногти, и через немытые руки происхо- дит самозаражение человека. Начиная с первых лет Со- ветской власти в нашей стране проводится большая работа по борьбе с паразитическими чер- вями. Ее успехи стали возмож- ными благодаря исследованиям ученых-гельминтологов. Боль- шой вклад в развитие мировой гельминтологии (науки о пара- зитических червях) внес знаме- нитый советский ученый Кон- стантин Иванович Скря- бин. ТИП КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ Тело кольчатых червей состо- ит из большого числа члеников, у многих червей по бокам каж- дого членика имеются щетинки, играющие важную роль при пе- редвижении. Внутренние органы расположены в полости тела. Есть кровеносная система. В передней части тела находятся скопления нервных клеток — подглоточный и надглоточный нервные узлы. Кольчатые черви обитают в пресных водах, морях и в почве. Известно около 7 тыс. видов. КЛАСС МАЛОЩЕТИНКОВЫЕ Представитель класса — дож- девой червь ф живет в норках во влажной перегнойной почве.
54 На поверхность червь выползает в сырую погоду, в сумерках и ночью. У дождевого червя можно отличить брюшную сторону те- ла. В передней трети тела нахо- дится утолщение — поясок. На брюшной и боковых сторонах тела червя развиты упругие и короткие щетинки. Они способст- вуют его передвижению по зем- ле и в норке. Кожа червя состоит из покров- ной ткани, клетки которой плот- но прилегают друг к другу и вы- полняют защитную функцию. В коже содержатся железистые клетки, выделяющие слизь, по- этому она всегда влажная, что имеет важное значение для жиз- ни в почве. Непосредственно под кожей находятся кольцевые мыш- цы, а глубже — продольные. При сокращении кольцевых мышц те- ло червя вытягивается в длину. Сокращение продольных мышц вызывает укорочение его тела. Чередование сокращений обоих слоев мышц способствует продви- жению червя в почве. Кожа и слой мышц, тесно соприкасаясь друг с другом, образуют кожно- мускульный мешок дождевого червя, окружающий заполненную жидкостью полость тела, в ко- торой расположены внутренние органы. Полость тела поделена на камеры поперечными перего- родками по числу члеников. Клетки, из которых состоят пере- городки и которые выстилают внутреннюю поверхность полости тела, составляют третий слой — мезодерму. Она имеется у всех многоклеточных животных начи- ная с червей. Питаются дождевые черви гни- ющими остатками растений. Че- рез рот и глотку пища вместе с заглоченной землей попадает в пищевод, а затем в зоб и в мускулистый желудок. В нем она перетирается и поступает в сред- нюю кишку, где переваривается под действием пищеварительных соков. Питательные вещества вса- сываются в кровь и разносятся ею по всему телу. Непереварен- ные остатки с землей выбрасы- ваются наружу через анальное отверстие. Дождевой червь дышит через влажную кожу, в которой нахо- дится густая сеть кровеносных капилляров. Покрывающая тело слизь защищает кожу от высы- хания. Кровеносная система у дож- девых червей замкнутая и состо- ит из спинного и брюшного кро- веносных сосудов, соединяющих- ся между собой кольцевыми со- судами. Эти сосуды есть в каж- дом членике. Несколько более крупных кольцевых сосудов рас- положены вокруг пищевода. Их стенки пульсируют, выполняя роль «сердец», и приводят кровь в движение. От главных и коль- цевых сосудов отделяются боко- вые ветви, которые ветвятся, образуя густую сеть тончайших сосудов — капилляров. В них кровь течет очень медленно, бла- годаря чему успевает произойти обмен веществ и газообмен. Кровь нигде не смешивается с жид- костью полости тела, такую кро- веносную систему называют замк- нутой. Органы выделения представ-
55 НШ лены извитыми трубочками. Они начинаются в полости тела во- ронкой, от нее отходит выводной проток, который, пронизывая пе- регородку, находящуюся между члениками, входит в соседний членик и открывается порой на его боковой стенке. Через эти трубочки жидкие вредные веще- ства удаляются из организма. Нервная система состоит из окологлоточного нервного коль- ца и брюшной нервной цепочки. Нервное кольцо слагается из пар- ных надглоточных и подглоточ- ных нервных узлов. В каждом членике имеется нервный узел с отходящими от него нервами. Специализированные органы чувств у дождевого червя отсут- ствуют. Имеются только разного рода чувствительные клетки, ко- торые воспринимают внешние раздражения (свет, запах и др.). Дождевые черви — гермафро- диты. Однако осеменение у них перекрестное, в этом процессе участвуют две особи. При отклад- ке яиц на пояске червя образу- ется обильная слизь, в которую и попадают яйца. Слизь быстро затвердевает и темнеет. Образу- ется кокон, который сбрасыва- ется с червя через головной конец тела. Внутри кокона из оплодотворенных яиц развива- ются молодые черви. Для дождевых червей харак- терна способность к регенерации. Дождевые черви, затаскивая в норы гниющие растения и опав- шие листья, обогащают почву перегноем. Прокладывая в почве ходы, они рыхлят ее и способ- ствуют ее аэрации. Поэтому дож- девых червей следует охранять. КЛАСС МНОГОЩЕТИНКОВЫЕ К этому классу относят раз- нообразных червей, например нереид, живущих в морях. Их тело состоит из большого числа члеников. Передние членики об- разуют головной отдел, на кото- ром располагаются рот и органы чувств (органы осязания — щу- пальцы, органы зрения — глаза и др.). По бокам тела на каждом членике имеются лопасти, на которых пучками сидят много- численные щетинки. С помощью лопастей и щетинок нереиды пла- вают или передвигаются по дну моря. Питаются они водорослями и мелкими животными. Дышат эти черви, как и дождевые чер- ви, всей поверхностью тела. У некоторых многощетинковых чер- вей на лопастях имеются органы дыхания — жабры. Нереидами и другими коль- чатыми червями питаются мно- гие морские рыбы. тип моллюски Моллюски живут в море, прес- ных водоемах и на суше. Тело их мягкое, нерасчлененное, у большинства оно подразделяется на голову, туловище и ногу. Как правило, тело покрыто ракови- ной, под которой находится кож- ная складка — мантия. Крове- носная система моллюсков не- замкнутая. Известно около 100 тыс. видов. КЛАСС БРЮХОНОГИЕ Обыкновенный прудовик ф — представитель класса — обитает в прудах, озерах, тихих заводях. Его тело разделяется на голову, туловище и ногу, которая зани- мает всю брюшную поверхность тела (отсюда и название класса). Тело моллюска покрыто мантией и заключено в спирально закру- ченную раковину. Благодаря вол- нообразному сокращению мышц ноги происходит передвижение этого моллюска. На нижней стороне головы помещается рот, а на ее боковых оторонах распо-
56 Желудок Нервные разветвления Печень Сердце — Легкое Анальное отверстие ----- Пищевод Нервные узлы Язык ложены два чувствительных щу- пальца (органы осязания), у их основания находятся глаза. Питается прудовик раститель- ной пищей. В его глотке имеется мускулистый язык, усаженный с нижней стороны многочисленны- ми зубчиками: ими, словно тер- кой, прудовик соскабливает мяг- кие ткани растений. Через глот- ку и пищевод пища поступает в желудок, в нем начинает пере- вариваться. Дальнейшее перева- ривание пищи происходит в пе- чени, а заканчивается в кишеч- нике. Остатки непереваренной пищи выбрасываются наружу через анальное отверстие. Дышит прудовик атмосферным возду- хом и поэтому время от времени поднимается на поверхность во- ды. Воздух через дыхательное отверстие попадает в особый кар- ман мантии — легкое. Его стенки оплетены сетью кровеносных со- судов. Здесь происходит обога- щение крови кислородом и выде- ление углекислого газа. Сердце прудовика состоит из двух ка- мер — предсердия и желудочка. Их стенки поочередно сокраща- ются, проталкивая кровь в со- суды. Крупные сосуды перехо- дят в капилляры, из которых кровь поступает в пространство между органами. Такую крове- носную систему называют не- замкнутой. Из полости тела кровь собирается в сосуд, подходящий к легкому, где она обогащается кислородом, попадает в предсер- дие, а из него в желудочек. Орган выделения — почка. Протекающая через нее кровь освобождается от ядовитых про- дуктов обмена. Из почки эти ве- щества выводятся наружу через отверстие, находящееся рядом с анальным. Нервная система представле- на пятью парами нервных узлов, расположенных в разных частях тела. Наибольшее скопление уз- лов составляет окологлоточное кольцо. Узлы соединены между собой нервными стволами. От узлов ко всем органам отходят нервы. Прудовики — гермафро- диты, но оплодотворение у них перекрестное. Из отложенных на поверхности водных расте- ний яиц развиваются молодые особи. Ряд представителей класса брюхоногих приносит вред сель- скому хозяйству. Например, слиз- ни повреждают плоды и листья многих огородных культур. Иног- да вред приносит виноградная улитка, объедая виноградные ло- зы. Малый прудовик является промежуточным хозяином пече- ночного сосальщика. КЛАСС ДВУСТВОРЧАТЫЕ Представитель класса — без- зубка ф . Все моллюски этого класса имеют двустворчатую ра- ковину (отсюда их название). Створки раковины соединены на- ходящейся на спинной стороне моллюска особой эластичной связ- кой. К створкам раковины при- крепляются мышцы-замыкатели, их сокращение способствует сбли- жению створок, закрытию рако-
57 вины. При расслаблении этих мышц эластичная связка оттяги- вает одну створку от другой и раковина^ раскрывается. Тело беззубки состоит из ту- ловища и ноги, покрыто манти- ей, которая свешивается с боков в виде двух складок. Между складками и телом имеется по- лость, в которой находятся жаб ры и нога. Головы у беззубки нет. На заднем конце тела обе складки мантии прижимаются друг к другу, образуя два сифо- на: нижний (вводной) и верхний (выводной). Через нижний сифон вода поступает в мантийную по- лость и омывает жабры, чем обес- печивается дыхание. С водой при- носятся различные простейшие, одноклеточные водоросли, остат- ки отмерших растений. Отфильтро- ванные пищевые частицы через рот попадают в желудок и ки- шечник, где подвергаются дейст- вию ферментов. У беззубки хо- рошо развита печень, протоки которой впадают в желудок. Беззубка — раздельнополое животное. Оплодотворение про- исходит в мантийной полости самки, куда через нижний сифон вместе с водой попадают сперма- тозоиды. Из яйца развивается личинка, она имеет двустворча- тую раковину с зазубренными шипами на краях. Дальнейшее развитие личинки происходит на жабрах или коже рыбы. На теле рыбы образуется опухоль, внут- ри которой оказывается личинка. Она питается и растет за счет рыбы, превращаясь в молодого моллюска, который прорывает опухоль и падает на дно. Пара- зитический образ жизни личин- ки способствует расселению ма- лоподвижной беззубки. Двустворчатые моллюски име- ют разнообразное значение в жизни человека: одни из них (мидии, устрицы) употребляются в пищу, других разводят для по- лучения жемчуга й перламутра (жемчужница, перловица). ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ К этому типу принадлежат очень разнообразные животные, они обитают во всех средах: в воде, воздухе и на суше. Немало среди них паразитов. Всего из- вестно 1,5 млн. видов. Тело чле- нистоногих покрыто плотным хи- тиновым покровом, выполняю- щим роль наружного скелета. Конечности членистые, подвиж- но соединены с туловищем. В связи с тем, что покров нерастя- жим, рост членистоногих сопро- вождается линькой. Кровеносная система незамкнутая. Наземные членистоногие дышат при помо- щи своеобразных легких, тра- хей, а водные — жабрами. КЛАСС РАКООБРАЗНЫЕ Ракообразные в основном вод- ные животные, населяют моря и пресные водоемы. Тело их раз- делено на головогрудь и брюш- ко. Они имеют две пары усиков, сложные, или фасеточные, глаза. Дышат жабрами. Общее число известных видов 20 тыс. Речной рак ф живет в прес- ных проточных водах. Ведет ноч- ной образ жизни. Тело его состо- ит из двух отделов — голово- груди и брюшка. Головогрудь образована из сросшихся члеци- ков головы и груди. Передняя часть головогруди вытянута, за- острена и заканчивается острым шипом. У его основания два сложных глаза расположены на стебельках, благодаря чему рак
Bi 58 Брюшко Головогрудь плавник может поворачивать их в разные стороны. Сложные глаза состоят из множества мелких глазков (до 3 тыс.). Головогрудь рака несет две пары усиков. Длинные усики служат органами осяза- ния, а короткие — органами обо- няния и осязания. Ниже усиков находятся ротовые органы — это видоизмененные конечности. Пер- вая пара образует верхние, а вто- рая и третья — нижние челюсти, остальные три пары — ногоче- люсти. На головогруди 5 пар членистых ходильных ног, на трех передних парах имеются клешни. Среди них наиболее крупная первая пара ног, имею- щих сильно развитые клешни. Они являются органами нападе- ния, защиты и захвата пищи. Остальные ноги — ходильные: они более короткие, чем первая пара ног. Членистое брюшко не- сет брюшные ножки, на которых самки вынашивают икру. Раки всеядны. Измельченная ротовы- ми органами пища через глотку и пйщевод попадает в желудок, состоящий из двух отделов — жевательного и цедильного. При помощи хитиновых зубцов, рас- положенных на внутренних стен- ках жевательного отдела желуд- ка, пища перетирается. В спе- циальном отделе желудка она процеживается и поступает в кишку, а затем в пищеваритель- ную железу, где происходит ее переваривание и всасывание пи- тательных веществ. Органы дыхания рака — жаб- ры, расположенные по бокам головогруди. В протекающую по жаберным сосудам кровь прони- кает кислород, а из крови вы- деляется углекислый газ. Кровеносная система рака незамкнутая и состоит из меш- ковидного сердца, лежащего на спинноц стороне тела, и от- ходящих от него сосудов.
Нервная система рака состоит из крупного надглоточного и подглоточного нервных узлов, которые образуют окологлоточ- ное кольцо, и брюшной нервной цепочки. Органы выделения ра- ка — пара зеленых желез, рас- положенных в головной части тела. Выводные каналы их от- крываются наружу у основания усиков. Через зеленые железы из организма рака удаляются растворенные в крови вредные продукты обмена веществ. Раки раздельнополы. Зимой самка от- кладывает яйца, причем каждое яйцо приклеивает к своим брюш- ным ножкам. В начале лета из яиц выходят рачки, которых самка еще долго носит на своих ножках. Значение ракообразных в при- роде и жизни человека много- образно. Крабы, раки, креветки используются в пищу. Дафнии, циклопы и другие мелкие рач- ки — хороший корм для молоди рыб. Поедая трупы животных, раки играют определенную роль в очистке водоемов. Есть среди ракообразных и паразитические формы, вызы- вающие болезни и гибель рыб. Циклопы являются промежуточ- ными хозяевами многих ленточ- ных червей. КЛАСС ПАУКООБРАЗНЫЕ К паукообразным относят на- земных членистоногих, дыша- щих при помощи трахей и лег- ких. Йасчитывают около 35 тыс. видов. Тело паукообразных чаще всего состоит из головогруди и брюшка. Однако у скорпионов оно более расчлененное, а у кле- щей слитное. Усиков нет. На головогруди расположены четы- ре пары простых глаз, ротовые органы и конечности (ходильные ноги). Первая пара ротовых орга- нов — верхние челюсти, снаб- женные острыми, загнутыми вниз коготками. У конца коготков от- крываются выводные протоки ядовитых желез. Челюсти слу- жат пауку для умерщвления добычи и для защиты. Вторая пара ротовых орга- нов — ногощупальца, которыми паук ощупывает и поворачивает жертву во время еды. Четыре пары членистых хо- дильных ног покрыты чувстви- тельными волосками. Брюшко паукообразных крупнее голово- груди. У пауков на заднем его конце располагаются паутинные бородавки, в которые открыва- ются паутинные железы. Выде- ленное ими вещество твердеет на воздухе, образуя паутинные нити. Одни железы выделяют паутину прочную и неклейкую, идущую на постройку остова лов- чей сети. Другие железы выде- ляют мелкие клейкие нити, с по- мощью которых паук строит ловчую сеть. Третьи железы вы- деляют мягкую шелковистую паутину, используемую самкой для плетения кокона. Попавшую в ловчую сеть жертву паук опутывает клейкой паутиной. Он вонзает в добычу коготки верхних челюстей и впрыскивает в нее ядовитую жид- кость, растворяющую мягкие тка- ни и действующую как пищева- рительный сок. Через некоторое время паук всасывает частично переваренную пищу. Так у пау- ков происходит частичное пище- варение вне организма. Органы дыхания паука пред- ставлены легочными мешками, сообщающимися с окружающей средой. Кроме них у паука в брюшке есть трахеи — два пучка дыхательных трубочек, откры- вающихся наружу общим дыха- тельным отверстием. Кровеносная система паука в основном такая же, как у рака. Пауки — раздельнополые жи- вотные ф . Самки крупнее сам- цов. Осенью самка плетет кокон
60 из паутины и откладывает в него яйца. В нем яйца зимуют, а весной из них выводятся паучки. Пауки имеют разнообразное значение в природе. Они влияют на численность насекомых: ими питаются многие мелкие млеко- питающие, птицы, ящерицы, не- которые насекомые. Ядовитые пауки тарантул и каракурт опас- ны для человека и домашних животных. К паукообразным относят и клещей. У большинства их тело лишено четкого деления на чле- ники и отделы. Клещей очень много. Одни из них живут в почве, другие — на растениях, животных и человеке. Красный паутинный клещик поселяется на листьях хлопчат- ника и других ценных растений. Он снижает урожай хлопка и вызывает гибель пораженных растений. Мучной клещ поселя- ется в муке и зерне. Выедая в зерне зародыш будущего расте- ния, он вызывает гибель семян. Основными мерами борьбы с мучным клещом являются со- держание в чистоте и проветри- вание помещений, где хранятся зерно и мука. Чесоточный клещ вызывает чесотку у людей. Самки этого ви- да клещей внедряются в более нежные участки кожи человека и прогрызают в ней ходы. Здесь они откладывают яйца. Из них выходят молодые клещи, кото- рые вновь прогрызают ходы в коже. Содержание рук в чистоте предупреждает это опасное за- болевание. Таежные клещи — очень опас- ные паразиты человека и жи- вотных. При сосании крови они могут заразить человека тяже- лым заболеванием нервной сис- темы — энцефалитом. В природ- ных условиях возбудитель энце- фалита находится в теле диких животных. Роль клещей в пере- даче энцефалита от диких жи- вотных человеку была открыта в конце 30-х годов и изучена благодаря самоотверженной ра- боте советских ученых во главе с паразитологом Евгением Никаноровичем Павлов- ским и вирусологом Львом Александровичем Зиль- бером. Для исключения воз- можности заражения энцефали- том делают предупредительные прививки. КЛАСС НАСЕКОМЫЕ К этому классу относят наи- более высокоорганизованных чле- нистоногих. Их известно более 1 млн. видов. Большинство на- секомых обитает на суше, нема- ло их живет в пресных водоемах. Многие из насекомых летают. Все они дышат трахеями. В теле насекомого различают голову с ротовыми органами и усиками, грудь, несущую три па- ры ног и крылья, и брюшко. Развитие насекомых происходит со сменой двух или трех стадий. Один из представителей насеко- мых — майский жук ф . Пок- ров его хитинизирован и яаля- ется наружным скелетом^ выпол- няёт^защйтную роль. Рост и свя- занная с ним линька происходят у майского жука только на ста-
61 дии личинки. .Ротовые органы жука — это верхняя губа, за ней — две^йаръг-челюсТёи? (верх- ние и нижние), а подо ртом — нижняя губа. На нижней че- люсти и на нижней губе имеется по паре щупиков — органы ося- занияи вкусаТТГо бокам головы жука находится пара фасеточ- ных глазка впереди них пара усиков с расширенными пластин- ками на концах — органами обо- няния. Грудь жука состоит из трех члеников, несущих по паре ног. На среднем и заднем члениках расположены две пары крыльев. Первая пара крыльев у жука очень жесткая, их называют над- крыльями. Они сверху защища- ют вторую пару — перепончатые крылья. Брюшко майского жука не- подвижно соединено с грудью. По краю спинной стороны его на каждом членике видны малень- кие отверстия — дыхальца, через которые в тело насекомого посту- пает воздух. От них внутрь тела отходят хйтйнйвые трубочки — трахеи. Они многократно развет- вляются, оплетают все внутрен- ние органы. Пищеварительная система май- ского жука состоит из ряда орга- нов. Ротовые органы грызущего типа. Заостренными концами верх- них челюстей жук отгрызает не- большие кусочки листа, а за- зубренными краями нижних че- люстей измельчает их. Прогло- ченная пища попадает в пище- вод, а затем в мускулистый же- л у док, где она перетирается хи - тинрвыми зубцами. Перетертая пища^оступает в "cp&ffiDSiQ" киш- ку, в ней щюисходит ее оконча- тельное "переваривание и всасы- вание питательных веществ. Не- переваренные остатки пищи вы- брасываются наружу через аналь- ное отверстие. Кровеносная система незамк- нутая. Сердце расположено на спинной стороне брюшка и имеет вид трубки с несколькими пара- ми отверстий. Кровь движется от заднего конца трубки к перед- нему, вытекает в полость тела, омывает органы головы, а затем постепенно перетекает к задней части тела. Под действием мышц сердце периодически расширяет- ся, и тогда кровь через малень- кие парные отверстия попадает внутрь сердечной трубки, а от- туда через кровеносный сосуд направляется к голове. Органы выделения — мальпи- гиевы сосуды — имеют вид тру- бочек, лежащих в полости тела вдоль кишечника. Один конец их слепо замкнут, а другой откры- вается в кишечник на границе средней и задней кишок. Из кро- ви вредные вещества проникают в трубочки, по ним попадают в задний отдел кишечника и выво- дятся наружу. Кроме трубочек, выделительную функцию выпол- няет особое образование — жиро- вое тело. В его клетках, помимо
жира, накапливаются ненужные в данный момент организму ве- щества. Нервная система состоит из окологлоточного кольца и брюш- ной нервной цепочки. Наиболь- шее развитие получил надгло- точный нервный узел, называе- мый головным. От него отходят нервы к голове. Хорошо развиты три грудных узла брюшной нерв- ной цепочки, от которых отходят нервы к конечностям и крыльям. Насекомые размножаются по- ловым способом. Их развитие происходит с полным или не- полным превращением. У одной части насекомых (жуки, бабочки, мухи) из оплодотворенных яиц появляются личинки, резко от- личающиеся по строению и об- разу жизни от взрослых форм. Они после ряда линек и изме- нений превращаются в непо- движную куколку, из которой через некоторое время выходит взрослое насекомое. Другие на-, секомые (саранча, кузнечики, клопы) ф развиваются с непол- ным превращением, их личинки Основные признаки некоторых отрядов насекомых Отряд Характер развития Особенности строения крыльев Ротовые органы Некоторые представители Прямокры- лые Жесткокры- лые, или Жуки Чешуекры- лые Перепончато- крылые Двукрылые С неполным превраще- нием С полным превращени- ем. У личин- ки 3 пары ко- нечностей, иногда они недоразвиты С полным превращени- ем. Личинка- гусеница име- ет 3 пары грудных ко- нечностей и от 2 до 5 пар ложных но- жек С полным превращени- ем. Большин- ство не имеет конечностей Превращение полное, ли- чинки безно- гие Надкрылья кожистые, задние крылья более мягкие Первая па- ра — жесткие надкрылья, вторая па- ра — пере- пончатые крылья Крылья — 4, покрытые чешуйками Две пары пе- репончатых, прозрачных крыльев, зад- ние меньше передних Одна пара перепонча- тых крыльев, задние превращены в жужельца Грызущие Грызущие У большинст- ва сосущие Грызущие или лака- ющие Колюще-сосу- щие Саранча, куз- нечик, свер- чок Майский жук, коло- радский жук, жуки-могиль- щики Капустная белянка, боя- рышница, ту- товый шелко- пряд Пчелы, шме- ли, осы, му- равьи Мухи, кома- ры, слепни, оводы
63 в основном похожи ‘ на взрослое насекомое, различаются лишь размерами и недоразвитием по- ловых желез. Распределение ви- дов по отрядам проводят с уче- том таких признаков: характер развития, особенности строения крыльев, строение ротового ап- парата ф . Среди представителей пере- пончатокрылых следует выделить пчел (цв. табл. V). Они имеют большое значение в опылении плодовых и ягодных растений, повышая этим урожай. В нашей стране большое развитие получи- ла отрасль сельского хозяйства — пчеловодство. Мед используется в питании человека и медицине, воск — в промышленности, ма- точное молочко — в парфюмерии. Строение членистоногих сход- но со строением кольчатых чер- вей. У тех и других двусторонне- симметричное членистое тело; нервная система состоит из око- логлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки; кро- веносная система представлена главным кровеносным сосудом, расположенным на спинной сто- роне тела. Есть сходство и в строе- нии других систем органов. Сходство в строении кольча- тых червей и членистоногих до- казывает родство между ними, происхождение членистоногих от древних кольчатых червей. ТИП ХОРДОВЫЕ К этому типу принадлежат двусторонне-симметричные жи- вотные, обитающие в морях, прес- ных водоемах и на суше. Для них характерны следующие при- знаки: внутренний скелет низ- ших хордовых представлен хор- дой — гибким и упругим тяжом; у высших она имеется только у зародышей, а у взрослых хорда замещена позвонками. Нервная система имеет форму трубки и располагается над хордой, на спинной стороне животного. Под хордой расположена кишка, ко- торая начинается ртом, а закан- чивается анальным отверстием. Передний конец ее — глотка, пронизанная жаберными щеля- ми, которые сохраняются на всю жизнь у низших животных этого типа, а у высших — только у за- родышей. Известно 43 тыс. видов. КЛАСС ЛАНЦЕТНИКИ Ланцетник — морское живот- ное длиной 4—8 см, ланцето- видное розоватое тело которого сжато с боков и заострено с обоих концов ф . На спинной стороне имеется складка кожи, образую- щая спинной плавник, перехо- дящий в хвостовой. Вдоль ниж- него края хвоста располагается подхвостовой плавник.
64 У ланцетника в течение всей его жизни имеется хорда. Она выполняет роль внутреннего ске- лета. Над хордой располагается нервная трубка с отходящими от нее нервами. Органы чувств раз- виты слабо. Свет воспринимается светочувствительными клетками, находящимися внутри нервной трубки. На теле ланцетника есть осязательные клетки. Под хордой расположена киш- ка. Движение щупалец, предро- товой воронки, окружающей ро- товое отверстие, создает ток воды. Вместе с водой одноклеточные растения и животные, мелкие рачки попадают в глотку, а из нее — в кишку. Дыхание осуществляется од- новременно с питанием. Стенки глотки пронизывают около 100 пар жаберных щелей, вокруг ко- торых в тканях глотки находятся капилляры кровеносной системы. Из воды, омывающей жаберные перегородки, кислород поступает в кровь и разносится по всему телу. Кровеносная система замкну- тая, состоит из двух кровеносных сосудов (брюшного и спинного), от которых отходят многочислен- ные мелкие сосуды. Движение крови происходит благодаря пульсации стенок более крупного брюшного сосуда. КЛАСС РЫБЫ Рыбы — водные позвоночные животные, передвижение кото- рых осуществляется с помощью плавников. Рот вооружен под- вижными челюстями. Дышат с помощью жабр кислорТ5доМ£? ра- створенным в водё. Крбвенос н а я система замкнутая. Сердце двух- камерное, состоящее из предсер- дия и желудочка. Известно око- ло 20 тыс. видов. Тело рыбы имеет обтекаемую форму»_Голова~~постепенно пере- ходит в туловище, а туловище — в хвост. Тело покрыто чешуей. В кожетПйёюТся железы, которые выделяют слизь, уменьшающую трение при движении. Парные грудные^ и брюшные плавники обеспечивают сохранение равно- весия, пивириты, резкутбПбстанов- ку_или медленны^гдвийсения ры- бы- вперед ЛС непарным плавни- кам относятся спинные, хвосто- вой и анальный. ХвостовоИшлав- ник выполняет роль руля, и явля- ется органом -- поступательного движения. Спинной и анальный плавники придают рыбе устой- чивость. Скелет. Опорой тела рыб явля- ется костный позвоночник, кото- рый тянется от головы до хвосто- вого плавника. Позвоночник об- разован большим числом позвон- ков. Каждый из них состоит из тела и верхней дуги, заканчи- вающейся длинным верхним от-
ростком. В своей совокупности верхние дуги образуют позво- ночный канал, в котором нахо- дится спинной мозг. В туловищ- ном отделе к позвонкам сбоку прикрепляются ребра. Спереди с позвоночником сочленен скелет головы — череп. Скелет служит опорой для мышц и защитой для внутренних органов. Под кожей рыб расположены прикрепленные к костям мышцы. Их сокращение и расслабление вызывает изгибание тела, движе- ние челюстей^каберных крышек и плавников О • В туловищном отделе рыбы, под позвоночником, находится полость тела, в которой распола- гаются внутренние органы. Мно- гие рыбы захватывают и удержи- вают добычу острыми зубами, сидящими на челюстях. Из ро- товой полости пища проходит через глотку и пищевод в желу- док. Под воздействием желудоч- ного сока пища начинает пере- вариваться. Частично изменен- ная пища переходит в тонкую кишку, где она переваривается под действием пищеварительного сока поджелудочной железы и желчи, поступающей из печени. Питательные вещества через стен- ки кишечника всасываются в кровь, а непереваренные остатки через анальное отверстие выбра- сываются наружу. Дыхательная система. Рыба дышит кислородом, растворен- ным в воде. Вода через жабер- ные щели омывает жаберные лепестки и выходит наружу из- под жаберной крышки. При газо- обмене кровь, текущая по капил- лярам жаберных лепестков, по- глощает из воды кислород и вы- деляет углекислый газ. Кровеносная система. Сосуды, по которым кровь выходит из сердца, называют артериями, а приносящие кровь к сердцу на- зывают венами. Из предсердия кровь выталкивается в желудо- чек, а из него — в крупную арте- 65 — рию — брюшную аорту. Обратно- му току крови препятствуют сер- дечные клапаны. Брюшная аорта направляется к жабрам, от аорты отходят более мелкие сосуды, не- сущие насыщенную углекислым газом венозную кровь к жабрам. В жабрах кровь освобождается от углекислого газа и насыщает- ся кислородом — образуется ар- териальная кровь. Она собира- ется в спинную аорту, которая разветвляется в различных орга- нах на капилляры. Через их стенки в тканях происходит газо- обмен. Венозная кровь собирает- ся в вены и по ним попадает в предсердие. Кровь непрерывно циркулирует по одному замкну- тому кругу кровообращения. Плавательный пузырь имеет? ся у многих рыб, он расположен в полости тела вдоль .позвоноч?— ника. Он наполнен смесью газов. В стенках "Пузыря находятся ка- пилляры. Протекающая по ним кровь либо поглощает газы из пузыря, либо выделяет их в него. Изменение объема газов в нем изменяет плотность рыбы, в ре- зультате чего рыба опускается в глубину либо поднимается в верхние слои водоема. Выделительная система. Меж- ду позвоночником и плаватель- ным пузырем располагаются лен- товидные почки. Образующаяся в них моча по мочеточникам со- бирается в мочевой пузырь, ко- торый открывается наружу от- верстием. Центральная нервная система рыб имеет вид трубки. Передняя часть ее видоизменена в голов- ной мозг, защищенный костями черепной коробки. В головном мозге позвоночных животных различают передний мозг, про- межуточный мозг, средний мозг, мозжечок, продолговатый мозг. У рыб мозг невелик. Наиболее развиты средний мозг и мозже- чок, управляющие соответственно равновесием рыбы и координа- цией ее движения. 3. Зак. 1726 Трайтак
66 Ориентацию рыб в воде обес- печивают органы чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания, вку- са, а также орган особого чувст- ва — боковая линия. Это погру- женный в кожу канал, в котором располагаются нервные оконча- ния, воспринимающие изменения давления и направление тока во- ды. С внешней средой канал со- общается через отверстия в че- шуях, покрывающих канал сверху. Размножение. Большинство рыб раздельнополые. У самки в по- лости тела находится яичник, в котором развиваются яйцевые клетки (икринки). У самцов — пара длинных семенников, где развиваются сперматозоиды. У большинства рыб оплодотворение внешнее. Процесс выбрасывания икры и семенной жидкости в во- ду называют нерестом. Вышед- шие из икры личинки сначала питаются за счет запасов желтка, а затем — одноклеточными во- дорослями и простейшими. Пре- терпев ряд изменений, личинки превращаются в мальков, тело которых уже покрыто чешуей. Характеристика основных групп рыб Группа рыб Черты внешнего строения Черты внутреннего строения скелета Число видов (пример- но) Предста- вители Хрящевые Тело покрыто твер- дой чешуей, имею- щей зубцы на вер- хней стороне. Жа- берных крышек нет. Имеется 5 пар жа- берных щелей. Хво- стовой плавник не- равнолопастный Скелет хрящевой. Хорда сохраняется в течение всей жиз- ни. Плавательный пузырь отсутствует 450 Акула, скат Костно- хрящевые Жаберных щелей одна пара. Хвосто- вой плавник нерав- нолопастный. Вдоль тела проходят 3—5 рядов крупных ко- стных бляшек («жу- чек») Скелет из хрящей и костей. Хорда со- храняется на всю жизнь. Есть плава- тельный пузырь 28 Осетр, бе- луга, стер- лядь Костистые Тело покрыто мел- кой костной чешуей. Хвостовой плавник равнолопастный. Жаберных щелей одна пара, есть жа- берные крышки Скелет костный, хорда сохраняется только между поз- вонками. Есть пла- вательный пузырь 19 500 Карась, налим, окунь, щу- ка, сельдь, лосось Кистепе- рые Тело покрыто кост- ной чешуей. Плав- ники, кроме перво- го спинного, имеют мясистую лопасть, покрытую чешуей Осевой скелет пред- ставлен хордой. Ске- лет парных плавни- ков схож с конеч- ностью наземных позвоночных. Пла- вательный пузырь мал 1 Латиме- рия
Мальки растут сравнительно бы- стро, достигая размера взрослых рыб. У рыб разных видов число выметанных икринок различно, от нескольких десятков до не- скольких тысяч и даже мил- лионов. Меньше икринок откла- дывают те рыбы, для которых характерна забота о потомстве. Хозяйственное значение рыб и охрана рыбных богатств. Еже- годно в мире добывают около 70 млн. т рыбы. Мясо рыб ис- пользуют в пищу. Кроме того, из рыб получают жир, витамины. Из отходов рыбной промышлен- ности изготовляют кормовую му- ку для откорма скота. С целью рационального ис- пользования и приумножения рыбных богатств в нашей стране применяется целый ряд мер, спо- собствующих охране и воспроиз- водству рыб. Законом установ- лены определенные способы и сроки лова. Увеличению числен- ности рыб способствует рыбо- разведение — выращивание маль- ков в искусственных бассейнах с последующим расселением в природные водоемы. Некоторых рыб (карп, толстолобик) выращи- вают от мальков до взрослых форм в небольших естественных или искусственных водоемах — прудах. Прудовое рыбоводство имеет большое значение в уве- личении рыбных богатств. КЛАСС ЗЕМНОВОДНЫЕ Земноводные — полуводные, полуназемные хордовые живот- ные. Конечности их состоят из трех отделов (передняя конеч- ность — плечо, предплечье, кисть; задняя конечность — бедро, го- лень, стопа), кисть и стопа за- канчиваются пальцами. Дышат легкими и влажной кожей. Два круга кровообращения, сердце трехкамерное. Размножаются и развиваются в воде. Личинка снабжена жабрами (цв. табл. VI). 3* 67 М Известно около 2500 видов. К этому классу относят отряды хвостатых, бесхвостых и др. ОТРЯД БЕСХВОСТЫЕ Тело короткое и широкое, шея не выражена, у взрослых форм нет хвоста, задние конечности длиннее передних, оплодотворе- ние наружное. Личинка — голо- вастик. Общее число видов 1300. Среди них известны лягушки, жабы и др. Внешнее строение лягушки прудовой. Тело короткое и широ- кое. Шея не выражена. Над ртом расположены ноздри, несколько сзади — глаза, имеющие веки. Позади глаз расположены орга- ны слуха, состоящие из среднего (закрытого барабанной перепон- кой) и внутреннего уха. Туло- вище опирается на две пары ко- нечностей. Наиболее развиты зад- ние. С их помощью лягушка пе- редвигается прыжками на суше и хорошо плавает. Между паль- цами задних конечностей имеет- ся плавательная перепонка. Скелет. Мозговая коробка ма- ленькая, что свидетельствует о слабом развитии головного моз- га. Позвоночник короткий. Ске- леты конечностей состоят из от- делов, которые подвижно сочле- няются между собой суставами. Передняя конечность прикрепля- ется к плечевому поясу, состоя- щему из грудных, двух вороньих костей, ключиц и двух лопаток. Задняя конечность связана с позвоночником с помощью тазо- вого пояса, образованного срос- шимися тазовыми костями ф . Пищеварительная система ля- гушки и рыб во многом сходна, но у земноводных задняя кишка открывается не наружу, а в осо- бое ее расширение — клоаку, с которой сообщаются мочеточни- ки и выводные протоки органов размножения. Добычу лягушка ловит с помощью липкого язы- ка, который прикрепляется во
68 Почка--------- Поджелудочная, железа Яичник-------- Клоака-------- Мочевой------- пузырь Кишечник -Мозг -Рот -Легкие Сердце Желудок Печень рту передним концом. Захвачен- ную пищу лягушка заглатывает целиком. Органы дыхания — легкие и влажная кожа. Через ноздри воз- дух попадает в ротовую полость и оттуда в легкие. Выдох проис- ходит в результате сокращения брюшной мускулатуры. Покры- тая слизью кожа с хорошо раз- витой системой капилляров спо- собствует кожному дыханию. Кровообращение. Развитие лег- ких привело к усложнению кро- веносной системы — появлению второго (малого) круга кровооб- ращения. В связи с этим услож- нилось строение сердца. Оно со- стоит из трех камер: желудочка и двух предсердий. Правое пред- сердие содержит только венозную кровь, а левое — только артери- альную, в желудочке кровь сме- шивается. Артериальной кровью снабжается головной мозг ля- гушки, а все тело получает сме- шанную кровь. По большому кругу кровообращения кровь из желудочка направляется по арте- риям во все органы и ткани, а из них по венам оттекает в правое предсердие. По малому кругу кровообращения кровь из желу- дочка поступает в легкие и кожу, а из легких возвращается в ле- вое предсердие. Органы выделения — почки, мочеточники, мочевой пузырь. В почках образуется моча, которая по мочеточникам поступает в клоаку, а из нее в мочевой пу- зырь. По мере его наполнения моча через клоаку удаляется. Центральная нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но перед- ний мозг развит сильнее, в нем можно различить большие полу- шария. Мозжечок земноводных развит слабее, чем у рыб, по- скольку движения земноводных проще и однообразнее.
Размножение. Органы размно- жения лягушки очень сходны с таковыми у рыб. Самка отклады- вает в воду икру. Самец выпус- кает на нее жидкость, содержа- щую сперматозоиды. Оболочка оплодотворенной икринки в воде набухает, становится плотной. Она защищает яйцо от механи- ческих повреждений, хищников. В оплодотворенной икринке развивается зародыш, который вскоре превращается в личинку лягушки — головастика. Питает- ся он вначале остатком желтка, а когда у него появится рот, на- чинает питаться самостоятельно. По строению головастик похож на рыбу: отсутствуют конечно- сти, есть хвостовой плавник, бо- ковая линия, дышит с помощью наружных жабр, имеет один круг кровообращения, двухкамерное сердце. По мере развития хорда за- мещается позвонками, редуциру- ются жабры. Образующаяся складка кожи затягивает жабер- ные щели, и головастик пере- ходит к легочному дыханию. Из- меняется строение кровеносной системы, она приобретает черты, характерные для земноводных. Появляются парные конечности. Хвост укорачивается и исчезает. Головастик превращается в ля- гушонка (цв. табл. VI). ОТРЯД ХВОСТАТЫЕ Тело удлиненное, переходя- щее в хвост. Передние и задние конечности примерно одинаковой длины. У многих оплодотворение внутреннее. Общее число видов 280. Представители: обыкновен- ные тритоны, саламандра и др. Происхождение. Земноводные произошли от древних кистепе- рых рыК НййДёНИЫё останки древних земноводных (чёшуяГче- реп) свидетельствуют О сходстве с этими“"рыбами — обитателями пресных водоемов. Вымершие кистеперыё'ймёлимясистые плав- 69 ники, похожие на плавники сов- ременных кистеперых. С —по- мощькГ~и5Г они могли перепол- зать из одного водоема в другой. Органами дыхания древних кис- теперых рыб были жабры йглег- кие.- КЛАСС ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ Класс пресмыкающиеся объе- диняет около 6 тыс. видов. Тело этих животных разделено на го- лову, туловище и хвост. Дыхание исключительно легочное, кожа сухая и почти лишена желез. Кровеносная система пресмыка- ющихся имеет два круга крово- обращения, трехкамерное сердце (два предсердия и один желудо- чек с неполной перегородкой, которая препятствует полному смешению артериальной и ве- нозной крови). Тело покрыто ро- говыми чешуйками, или щитка- ми. Они защищают тело от вы- сыхания, но мешают росту, по- этому почти всем пресмыкаю- щимся присуща линька. Большинство пресмыкающих- ся — наземные животные. Неко- торые виды обитают в воде. Вод- ные пресмыкающиеся, как и на- земные, дышат атмосферным воз- духом, а для размножения вы- ходят на берег, где и отклады- вают яйца (черепахи, кроко- дилы). Ящерица прыткая — предста- витель отряда чешуйчатых. Внеш- не она напоминает хвостатых земноводных, но имеет более стройное тело. Впереди на голове расположена пара ноздрей. По- зади них — глаза, защищенные подвижными непрозрачными ве- ками. У ящерицы имеется третье веко — полупрозрачная мига- тельная перепонка, при помощи которой поверхность глаза по- стоянно увлажняется. Позади глаз в небольшом углублении находится барабанная перепой-
70 ка, соединенная со средним и внутренним ухом. Время от вре- мени ящерица высовывает изо рта длинный, тонкий, раздвоен- ный на конце язык — орган ося- зания и вкуса. Тело ящерицы, покрытое чешуей, опирается на две пары ног. Плечевые и бед- ренные кости располагаются па- раллельно поверхности земли, вследствие, чего тело провисает и волочится по земле. К грудным позвонкам прикрепляются ребра. С брюшной стороны они соеди- нены с грудиной и образуют груд- ную клетку, которая защищает сердце и легкие от повреждения. Пищеварительная, выделитель* ная и нервная системы ящерицы в основном сходны по строению с соответствующими системами земноводных. Органы дыхания — легкие. Их стенки имеют ячеистое строение, что в значительной мере увели- чивает их поверхность. Дыхание происходит благодаря измене- нию объема грудной клетки, в результате сокращения и рас- слабления дыхательных мышц. Кожного дыхания у ящерицы нет. Размножение. Оплодотворение у наземных пресмыкающихся (в отличие от рыб и некоторых зем- новодных) внутреннее: самец вво- дит сперматозоиды в клоаку сам- ки; они проникают в яйцевые клетки. В организме самки раз- виваются яйца, которые она от- кладывает на суше (закапывает в ямку). Снаружи яйцо ящерицы покрыто плотной оболочкой. В яйце находится запас питатель- ных веществ, за счет которых происходит развитие зародыша. Из яиц выходят не личинки, как у рыб и земноводных, а молодые ящерицы. К отряду чешуйчатых, кроме ящериц, относятся змеи. У них веки сросшиеся, прозрачные и прикрывают глаза наподобие ча- сового стекла. Отсюда немигаю- щий взгляд змеи. Они передви- гаются, извивая свое безногое тело. Предки змей имели конеч- ности. Об этом свидетельствуют сохранившиеся у них остатки тазового пояса. Грудина отсутст- вует и ребра с брюшной стороны заканчиваются свободно. Такое строение помогает передвижению змей. Среди них есть неядови- тые и ядовитые виды. Нижние челюсти змей соединены с чере- пом особыми эластичными связ- ками, способными растягиваться. Это дает возможность заглаты- вать крупную добычу целиком. Неядовитые змеи (удавы, пито- ны) душат добычу, обвиваясь вокруг нее своим телом и сжи- мая ее. Другие (ужи, полозы) глотают ее живой. У ядовитых змей — ядовитые железы. Ядови- тые зубы располагаются на верх- ней челюсти по одному с каж- дой стороны и имеют либо канал, либо бороздку, по которым яд поступает в ранку w . Змеиный яд может парализовать у жертвы либо нервную систему (напри- мер, яд кобры), либо сердечно- сосудистую систему (яд гадюки, гюрзы). В малых дозах этот яд — лечебное средство. К пресмыкающимся относят также черепах и крокодилов. Древние пресмыкающиеся. Наи- более многочисленная, группа, среди них — динозавры, или чу- довищные ящеры. К ним отно- сились небольшие животные дли- ной тела до 1 м и гиганты — до 30 м (так, длина тела бронто- завра достигала 18 м, диплодо- ка — 27 м), которые были расти- тельноядными. Среди динозав- ров были и хищные. Они имели
небольшие передние конечности, служившие им для схватывания добычи. При передвижении они прыгали на задних ногах, опи- раясь на хвост. У зверозубых ящеров впервые появилось разделение зубов на резцы, клыки и коренные. Ноги находились под туловищем, а не по бокам, как у остальных прес- мыкающихся. Среди этих ящеров многие вели хищный образ жизни. Происхождение пресмыкаю- щихся. Сравнивая строение зем- новодных и пресмыкающихся, легко обнаружить значительное сходство между этими классами. Скелеты древних пресмыкающих- ся, найденные при раскопках, имели короткий шейный отдел (как у земноводных), у них не было грудной клетки. Все это свидетельствует о том, что пер- вые пресмыкающиеся произошли от древних земноводных. Этот процесс начался около 250 млн. лет назад. Массовое вымирание пресмыкающихся произошло 70— 90 млн. лет назад. Причинами вымирания явились похолодание климата на Земле и соперниче- ство с более совершенными поз- воночными животными — птица- ми и млекопитающими. КЛАСС ПТИЦЫ Птицы — высокоорганизован- ные позвоночные. Тело их покры- то перьями. Передние конечности видоизменены в крылья. Темпе- ратура тела постоянная. Обмен веществ интенсивный. Поведение сложное. Широко распростране- ны на Земле. Общее число видов более 8 500. Внешнее строение. Почти все птицы отлично приспособлены к полету; передние конечности видоизменены в крылья, тулови- ще обтекаемой формы. Шея по- движная. Челюсти птиц одеты роговым покровом, образуют клюв. Форма его и размеры раз- личны и зависят от характера 71 пищи. В клюве различают верх- нюю часть — надклювье и ниж- нюю — подклювье. По бокам го- ловы располагаются глаза, а сзади и ниже их — наружные слуховые отверстия. У основа- ния надклювья находятся ноздри. Перьевой покров большинства птиц составляют контурные и пуховые перья. Контурные пе- рья имеют прочный стержень, нижняя часть его (очин) погру- жена в кожу. Опахала этого пера состоят из бородок I порядка, на них имеются бородки II поряд- ка, сцепленные между собой крючочками. Среди контурных перьев различают также руле- вые, участвующие в управлении полетом и в торможении при по- садке, и маховые, образующие поверхность крыла. Под контур- ными перьями располагаются пуховые, стержень их тонкий, бородок II порядка нет. Пуховые перья вместе с контурными спо- собствуют сохранению постоян- ной температуры тела. Кожа у птиц сухая. У осно- вания рулевых перьев почти всех птиц располагается копчи- ковая железа, выделяющая мас- лянистую жидкость. Птица сма- зывает ею перья, что предохра- няет перо от намокания и делает его эластичным. Скелет птицы, например го- лубя, имеет ряд особенностей, связанных с полетом ф . Кости скелета тонкие и прочные. По- лости трубчатых костей заполне- ны воздухом, что облегчает об- щую массу птицы. Поясничные и крестцовые позвонки, прочно соединяясь, служат надежной опорой туловищу. К грудным позвонкам прикрепляются реб- ра. С брюшной стороны они сое- диняются с грудиной и образуют грудную клетку. На грудине имеется большой выступ — киль. К нему прикрепляются хорошо развитые мышцы, приводящие в движение крылья. Череп птицы состоит из тон-
72 ких костей, прочно соединенных между собой. В нем различают крупную округлую мозговую ко- робку с большими глазницами и вытянутые кости челюстей, ли- шенные зубов. Пищеварительная система. Пи- ща через рот и глотку поступает в пищевод. У основания шеи пи- щевод расширяется и образует зоб, особенно хорошо развитый у зерноядных птиц. В зобе пища размягчается. Желудок птицы состоит из двух отделов: перед- него — железистого и заднего — мускульного. В железистом от- деле пища подвергается дейст- вию пищеварительного сока, в мускульном — перетирается. Роль жерновов, перетирающих пищу, выполняют камешки, проглочен- ные птицей. Дыхание. Легкие птиц отли- чаются от мешкообразных лег- ких земноводных и от ячеистых легких пресмыкающихся. Легкие птицы имеют губчатое строение. Входящие в них бронхи много- кратно ветвятся. Ряд разветвле- ний бронхов оканчивается в по- лости легких, а некоторые, вы- ходя из них, расширяются, об- разуя воздушные мешки, кото- рые расположены между мыш- цами, внутренними органами и в трубчатых костях. Дыхание в покое осуществля- ется посредством расширения и сужения грудной клетки, что достигается приближением гру- дины к позвоночнику и удале- нием от него. В полете такое дыхание невозможно. В это время оно осуществляется так. При каждом взмахе крыльев воздуш- ные мешки растягиваются, бла- годаря чему в них через легкие поступает воздух. При опуска- нии крыльев мешки сжимаются, и воздух через легкие выходит наружу. Таким образом, при по- лете порция воздуха дважды
проходит через легкие, дважды поглощается кислород — при за- сасывании и выталкивании воз- духа. В самих воздушных меш- ках окисления крови не проис- ходит. Объем всех мешков во много раз превышает объем лег- ких, при этом выталкиваемая порция воздуха еще содержит большое количество кислорода. Органы кровообращения. Серд- це у птицы, в отличие от пресмы- кающихся, четырехкамерное: оно состоит из двух предсердий и двух желудочков. Левая полови- на сердца содержит артериаль- ную кровь, правая — венозную. Движение крови происходит, как у ^земноводных и пресмыкающих- ся, по двум кругам кровообра- щения. Но артериальная кровь не смешивается с венозной. Тем- пература тела постоянная (40— 45°С). Органы выделения — парные почки. От них отходят мочеточ- ники, по которым моча поступает в клоаку. Мочевой пузырь от- сутствует. Головной мозг птиц по сравне- нию с таковым рыб, земноводных и пресмыкающихся развит силь- нее, особенно мозжечок, обеспе- чивает координацию движений, и большие полушария — более сложное поведение птиц. Среди органов чувств наиболее развиты органы зрения и слуха. Глаза у птиц, как и у пресмыкающихся, снабжены тремя веками: верх- ним, нижним и прозрачной ми- гательной перепонкой. Орган слуха состоит из трех отделов: внутреннего, среднего и наруж- ного слухового отверстия. Размножение и развитие птиц. Птицы раздельнополы. У самца два семенника, у самки — один яичник. От органов размноже- ния в клоаку тянутся выводные трубки (два семяпровода или яйцевод). Яйца созревают посте- пенно и откладываются по одно- му через определенные проме- жутки времени. В отличие от 73 пресмыкающихся, все птицы, кроме сорных кур, насиживают яйца. Строение яйца птицы. Внут- реннюю часть яйца составляет желток с находящимся на его поверхности зародышевым дис- ком. Желток одет очень тонкой оболочкой и поддерживается в жидком белке двумя плотными белковыми канатиками. Подве- шенный желток подвижен и рас- полагается так, что зародыше- вый диск всегда находится на- верху — ближе к теплому телу насиживающей птицы. Подскор- луповая оболочка, одевающая белок, на тупом конце яйца рас- слаивается и образует неболь- шую воздушную камеру. Яйцо покрыто известковой оболочкой, пронизанной порами, через ко- торые осуществляется газообмен зародыша с внешней средой. Снаружи на скорлупе имеется тонкая пленка, защищающая яйцо от проникновения в него микробов. Развитие. На ранних стадиях развития зародыш не похож на взрослую птицу: голова его очень большая, клюв намечен крошеч- ным бугорком, рот расположен поперек переднего края головы. На шее хорошо выражено не- сколько пар жаберных щелей. Хвост длинный, передние конеч- ности по форме не отличаются от задних. Все эти особенности проявляются у зародышей пре- смыкающихся, что свидетельст- вует о родстве этих позвоночных. На более поздних стадиях заро- дыш все более приобретает птичьи черты. Развившийся птенец про- бивает скорлупу с помощью осо- бого выроста на клюве — яйце- вого зуба. В зависимости от уров- ня развития различают птенцов выводковых и птенцовых. Пер- вые после вылупления вполне развиты, могут самостоятельно передвигаться, а вторые — не- доразвитые, слепые, беспомощ- ные, голые и слегка покрыты
74 Основные отряды птиц Отряды Характерные признаки отрядов Места гнездования Тип развития птенцов Представители Куриные Ноги средней длины, сильные; крылья ко- роткие, широкие; ле- тают тяжело. Клюв ко- роткий, сильный, над- клювье слегка загнутое Леса, сте- пи, пусты- ни Выводко- вый Тетерев, фа- зан, индейка, куропатка Гусеобраз- Ноги с плавательной Побере- Выводко- Гусь, утка, ные перепонкой, несколько отставлены назад. Клюв уплощен, с поперечны- ми роговыми зубчика- ми, образующими це- дильный аппарат. Опе- рение плотное жья водо- емов вый лебедь Дятлы Ноги у большинства четырехпалые, корот- кие, сильные, приспо- собленные к лазанию по деревьям. Крылья тупые, летают тяжело Леса Птенцовые Дятел, тукан Дневные хищные птицы Ноги умеренной дли- ны, у большинства с острыми когтями. Клюв крючковидный, изогну- тый Различ- ные ланд- шафты Птенцовые Ястреб, со- кол, гриф Совы Ноги короткие или уме- ренно длинные, наруж- ный палец может быть обращен и вперед и назад. Надклювье за- гнутое, с острыми кра- ями. Глаза большие, обра- щены вперед. Оперение густое, рыхлое Леса, пу- стыни, тундра, горы Птенцовые Филин, ушас- тая сова, до- мовый сыч, сипуха Воробьи- ные На ногах первый палец обращен назад. Строе- ние крыльев и клюва разнообразно Различ- ные ланд- шафты Птенцовые Воробей, дрозд, ласточ- ка, синица, жаворонок пухом. Их кормят родители до тех пор, пока они не станут са- мостоятельными. Сходство птиц и пресмыкаю- щихся. В сравнении с пресмы- кающимися птицы имеют более сложную организацию. Высоко- развитая нервная система птиц обусловливает их сложное пове- дение (перелеты, гнездование, за- бота о потомстве). Более развитые органы дыхания и кровообраще- ния обеспечивают снабжение ор- ганизма артериальной кровью, а на этой основе и развитие тепло- кровности. Вместе с тем имеются черты сходства птиц с пресмыкающи- мися. Кожа у них сухая и лише- на желез. Чешуя, покрывающая тело пресмыкающихся, и перья птиц состоят из рогового вещест- ва и развиваются из одинаковых зачатков. На пальцах и цевке
имеются роговые щитки. Чешуя и перья — роговые образования, сходные по происхождению. Сход- ны в своем строении и зародыши этих животных, что также сви- детельствует об их родстве и о происхождении птиц от древних пресмыкающихся. Еще одно под- тверждение этого — найденные остатки жившего около 170 млн. лет назад археоптерикса, совме- щавшего в себе признаки и птиц, и пресмыкающихся. Кочевки и перелеты птиц. Сре- ди птиц различают оседлых, ко- чующих и перелетных. Оседлые (воробьи, дятлы, синицы) нахо- дят себе пищу и живут в одной местности в течение всего года. Кочующие (галки, снегири, ов- сянки) перемещаются зимой в поисках пищи в соседние обла- сти. Перелетные птицы (дрозды, ласточки, кукушки) совершают дальние миграции. Перелеты птиц связаны с надвигающейся бескормицей, а сигналами к ее наступлению служат происходя- щие в природе изменения (уко- рочение светового дня, пониже- ние температуры и др.), а также изменения физиологического со- стояния птиц. Роль птиц в природе и их практическое значение для че- ловека. Значение птиц в природе и жизни человека очень велико. Подавляющее большинство их питается насекомыми. При боль- шом количестве потребляемой пищи птицы истребляют бесчис- ленное множество насекомых- вредителей. Немалую пользу приносят хищные птицы, кото- рые кормятся ослабленными жи- вотными и являются санитарами в природе. Многие птицы, пи- таясь плодами и семенами, спо- собствуют их распространению. На некоторых птиц существует промысловая и спортивная охо- та (промышляют главным обра- зом куриных птиц). Птицы ожив- ляют природу. Своей красотой и пением они доставляют человеку 75 эстетическое наслаждение. Птиц нужно охранять, привлекать в лесопарки, сады, поля и огоро- ды, развешивая искусственные гнездовья весной и подкармли- вая их зимой. Значительную роль в жизни человека играют сельскохозяй- ственные птицы. Птицеводство — выгодная от- расль животноводства, дающая много высококачественной про- дукции. Мясо домашних птиц вкусно и питательно, куриные яйца — один из незаменимых продуктов питания. В настоящее время разведение домашних птиц поставлено на промышленную основу. Трудовые процессы по уходу за птицами и приготовле- нию им пищи механизированы. Птенцы выводятся в инкубато- рах — аппаратах, в которых ав- томатически поддерживаются оп- тимальные температура и влаж- ность. КЛАСС МЛЕКОПИТАЮЩИЕ, ИЛИ ЗВЕРИ Млекопитающие — теплокров- ные позвоночные животные. Серд- це их четырехкамерное. Развит волосяной покров. Для большин- ства характерно живорождение и выкармливание детенышей мо- локом, которое вырабатывается в млечных железах самки. Хо- рошо развита центральная нерв- ная система. Млекопитающие на- селяют сушу, моря и пресные воды. Известно более 4 тыс. ви- дов. Большинство млекопитаю- щих — четвероногие животные, туловище которых высоко под- нято над землей. Конечности их располагаются под туловищем. Эти особенности млекопитаю- щих способствуют более совер- шенному их передвижению по суше. У млекопитающих хорошо выражена шея. Волосяной покров
76 Шейные Поясничные -Тазовые кости Хвостовые позвонки _______Бедренная кость —Малая берцовая кость Большая берцовая кость Череп ------- Лопатка------ Плечевая кость Лучевая кость- Локтевая кость Кисть-------— Стопа на теле неоднороден. Различают подшерсток (защищает тело от охлаждения) и ость. Волосы (по- добно перьям птиц, чешуям пре- смыкающихся) состоят из рого- вого вещества. Роговыми обра- зованиями являются ногти, ког- ти, копыта. Кол$а млекопитаю- щих эластичная, содержит саль- ные, потовые, млечные и другие железы. Выделения сальных же- лез смазывают кожу и волосы, делая их эластичными и несма- чиваемыми. Потовые железы вы- деляют пот, испарение которого с поверхности тела предохраняет организм от перегрева. Млечные железы имеются только у самок и функционируют в период корм- ления детенышей. В связи с приспособлением к передвижению в разной среде наблюдаются изменения в строе- нии конечностей млекопитаю- щих. Например, у китов и дель- финов передние конечности из- менены в ласты, а у летучих мы- шей — в крылья. Рот млекопитающих окружен губами. Расположенные во рту зубы служат не только для удер- жания добычи, но и для измель- чения пищи, они дифференциро- ваны на резцы, клыки и корен- ные. Зубы имеют корни, которы- ми они укреплены в лунках че- люстей. Над ртом находится нос с парой ноздрей. Глаза имеют хорошо развитые веки. Мигатель- ная перепонка (третье веко) у млекопитающих недоразвита. Из всех животных только у млеко- питающих есть ушная раковина. Скелет у млекопитающих со- стоит из тех же отделов, что и у пресмыкающихся. В шейном отделе млекопитающих обычно 7 позвонков ф . Грудные поз- вонки (обычно их 12—15) вместе с ребрами и грудиной образуют прочную грудную клетку. Мас- сивные позвонки поясничного
отдела подвижно сочленены меж- ду собой. Число поясничных позвонков может быть от 2 до 9. Крестцовый отдел (3—4 позвон- ка) срастается с костями таза, число позвонков хвостового от- дела значительно варьирует (от 3 до 49). Пояс передних конеч- ностей млекопитающих состоит из двух лопаток и двух ключиц. Пояс задних конечностей — таз — образован тремя парами обычно сросшихся тазовых кос- тей. Строение конечностей мле- копитающих и пресмыкающихся сходно. У млекопитающих хоро- шо развиты мышцы спины, ног и поясов конечностей. Пищеварительная система. Почти все млекопитающие отку- сывают пищу зубами и переже- вывают ее. При этом пищевая масса обильно смачивается слю- ной, выделяемой в ротовую по- лость слюнными железами. Здесь наряду с измельчением начина- ется переваривание пищи. Желу- док у большинства млекопитаю- щих однокамерный. В его стен- ках находятся железы, выделяю- щие желудочный сок. Кишечник подразделяется на тонкую, тол- стую и прямую кишки. В нем, как и у пресмыкающихся, пи- щевая масса подвергается дей- ствию пищеварительных соков, выделяемых кишечными желе- зами, печенью и поджелудочной железой, и происходит всасыва- ние питательных веществ. Остат- ки непереваренной пищи уда- ляются из прямой кишки через анальное отверстие. У всех млекопитающих груд- ная полость отделена от брюш- ной мускулистой перегородкой — диафрагмой ф . Дыхание. Млекопитающим свойственно легочное дыхание. Роль кожи в дыхании незначи- тельна. Вдох и выдох соверша- ется за счет диафрагмы и меж- реберных мышц, принимающих участие в расширении и суже нии грудной клетки. Кровеносная система. Сердце млекопитающих состоит из двух предсердий и двух желудочков. Артериальная кровь не смеши- вается с венозной. Кровь движет- ся по двум кругам кровообраще- ния, обеспечивая снабжение тка- ней тела кислородом и питатель- ными веществами, а также осво- бождение клеток тканей от про- дуктов обмена. Органы выделения млекопи- тающих — почки и кожа. Обра- зующаяся моча по двум мочеточ- никам поступает в мочевой пу- зырь, а оттуда по мочеиспуска- тельному каналу периодически выводится наружу. Пот, выде- ляющийся потовыми железами кожи, также выводит избыток солей и мочевину из организма. Обмен веществ. Совершенное строение пищеварительной, кро- веносной и дыхательной систем обеспечивает у зверей высокий уровень обмена веществ. Темпе- ратура тела у млекопитающих (как и у птиц) постоянная (37 — 38°С). Нервная система млекопитаю- щих имеет более слсЯкное строе- ние по сравнению с нервнрй системой пресмыкающихся. Осо- бенно сильно развит головной мозг, а в нем большие полуша- рия переднего мозга за счет по- явления коры. Ее поверхность значительно увеличивается за счет образования борозд. Перед- ний мозг играет ведущую роль в организации поведения зверей. Хорошо развит и мозжечок, ко- ординирующий движение, влия- ющий на равновесие и мышеч- ный тонус млекопитающих. Органы чувств млекопитаю- щих характеризуются высоким развитием: особенно сильно раз- вито обоняние. Сложное строение имеет орган слуха, состоящий из трех отделов: внутреннего, среднего и наружного уха, улав- ливающего звуковые колебания и направляющего их на барабан- ную перепонку. Зрение развито
ЯМНВ 78 слабее, чем у птиц, за исключе- нием обезьян и зверей открытых пространств. Органы осязания находятся в коже. Эту роль выполняют и вибриссы — длинные жесткие во- лосы, расположенные на подбо- родке, губах, бровях и щеках. Размножение и развитие мле- копитающих. В связи с живо- рождением органы размножения характеризуются некоторыми осо- бенностями. Оплодотворение у млекопитающих внутреннее. Со- зревшие яйцевые клетки посту- пают в парные яйцеводы, где происходит их оплодотворение. Оба яйцевода открываются в особый орган женской половой системы — матку. Это мускулис- тый мешок, стенки которого спо- собны сильно растягиваться. На- чавшаяся делиться яйцевая клет- ка прикрепляется к стенке мат- ки, где происходит развитие пло- да. В матке оболочка зародыша плотно соприкасается с ее стен- кой — здесь образуется детское место, или плацента. Зародыш соединен с плацентой пупови- ной, внутри которой проходят его кровеносные сосуды. В пла- центе через стенки сосудов из крови матери в кровь зародыша поступают питательные вещест- ва и кислород, удаляются угле- кислый газ и другие вредные для зародыша продукты жизнедея- тельности. У млекопитающих хорошо развит инстинкт заботы о потом- стве. Самки выкармливают де- тенышей молоком, согревают их своим телом, защищают от вра- гов, учат искать пищу. Происхождение млекопитаю- щих. Сходство современных мле- копитающих с пресмыкающими- ся, особенно на ранних стадиях зародышевого развития 38 , ука- зывает на близкое родство этих групп позвоночных и дает воз- можность предположить, что мле- копитающие произошли от древ- них зверозубых ящеров. В Авст- ралии и на прилегающих к ней островах и сейчас живут млеко- питающие, которые по своему строению и особенностям размно- жения занимают промежуточное положение между пресмыкаю- щимися и млекопитающими. К ним относятся представители от- ряда яйцекладущих, или перво- зверей,— утконос и ехидна. При размножении они откла- дывают яйца, покрытые прочной оболочкой, защищающей содер- жимое яйца от высыхания. Сам- ка утконоса откладывает в норку 1 — 2 яйца, которые затем наси- живает. Ехидна вынашивает един- ственное яйцо в особой сумке, представляющей складку кожи на брюшной стороне тела. Вы- шедших из яиц детенышей яйце- кладущие вскармливают молоком. К отряду сумчатых относятся кенгуру, сумчатый волк, сумча- тый медведь коала, сумчатые му- равьеды. В отличие от первозве- рей, у сумчатых развитие заро- дыша происходит в организме матери, в матке. Но плацента отсутствует, и поэтому детеныш задерживается в организме ма- тери недолго (например, у кенгу- ру), а рождается слаборазвитым. Дальнейшее развитие его проис- ходит в особой складке кожи на животе матери — сумке. Перво- звери и сумчатые — древняя груп- па млекопитающих, широко рас- пространенная в прошлом. В на- стоящее время сумчатые встреча- ются в Австралии, некоторые виды сумчатых обитают в Север- ной и Южной Америке. ЗНАЧЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮ- ЩИХ В ПРИРОДЕ, ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА. ОХРАНА ЗВЕРЕЙ Млекопитающие имеют разно- образное значение в природе и жизни человека. Большую роль играют в природе мышевидные грызуны некоторые насекомояд-
79 Характерные признаки некоторых отрядов млекопитающих Отряд Характерные признаки Представители Насекомоядные Размеры тела средние и мелкие. Зубы однотипные, остробугорчатые. Передний конец головы у большин- ства вытянут в хоботок. Кора мозга без извилин и борозд Крот, еж, выхухоль, землеройки Рукокрылые Передние конечности видоизмене- ны в крылья. Кости тонкие и лег- кие; грудина имеет киль. Большин- ство видов питается насекомыми Ушан, рыжая ве- черница Грызуны Размеры тела большинства сред- ние или мелкие. Сильно развиты резцы без корней; клыков нет; ко- ренные с плоскими жевательными поверхностями. Питаются преиму- щественно растительной пищей. Быстро размножаются, большая плодовитость Белка, бобр, суслик, бурундук, мыши, крысы Зайцеобразные Размеры тела небольшие. Резцов две пары. Вторая пара слабо раз- вита и расположена позади первой Заяц, кролик, пи- щуха
80 Отряд Характерные признаки Представители Хищные Хорошо развиты клыки и хищные зубы — предкоренные. Передний мозг хорошо развит, имеет борозды и извилины. Питаются преимуще- ственно животной пищей. Некото- рые всеядны Волк, лисица, лев, куница, тигр, мед- ведь Ластоногие Большую часть жизни проводят в воде. Размножаются и линяют на суше. Конечности укорочены и ви- доизменены в ласты. Зубная систе- ма похожа в основном на таковую хищных, но менее резко дифферен- цирована. Питаются рыбой, мол- люсками, ракообразными и др. Морж, тюлень, ко- тик, сивуч Китообразные Живут в воде, размеры тела круп- ные или гигантские. Передние ко- нечности видоизменены в плавни- ки, задних нет. Кожа голая Дельфин, кит Парнокопытные Размеры средние или крупные. Но- ги длинные, оканчиваются четырь- мя пальцами, из которых второй и третий хорошо развиты. На паль- цах — копыта. Нет ключиц Лось, кабан, зубр, олень, корова Непарнокопыт- ные Большинство питается растениями. Размеры тела крупные. Число паль- цев нечетное, сильно развит тре- тий. На пальцах копыта. Ключиц нет Лошадь, осел, зебра Приматы Размеры. тела различные. Мозго- вая часть черепа большая, глазни- цы направлены вперед. На паль- цах ногти. Большой палец может противополагаться остальным Мартышка, шим- панзе, горилла ные; создавая разветвленную систему ходов в почве, они обо- гащают ее воздухом, влагой, органическими и неорганически- ми веществами. Некоторые мле- копитающие способствуют рас- пространению плодов и семян, влияют на возобновление рас- тительности. Многие хищные зве- ри регулируют численность дру- гих животных в природе; неко- торые из них, поедая трупы, вы- полняют санитарную роль. Разнообразна роль млекопи- тающих в жизни человека. Мно- гие из них служат объектами промысла, доставляя человеку мясо, жир, пушнину, техниче- ское сырье. Сельскохозяйствен- ных животных разводят для по- лучения продуктов питания, сырья для промышленности. Наряду с этим среди млекопитающих есть животные, наносящие вред хо- зяйственной деятельности чело- века (например, мышевидные грызуны). В целях рационального ис- пользования и воспроизводства млекопитающих в нашей стране проводится система мероприятий согласно Закону об охране и ис- пользовании животнрго мира. Этим законом установлены оп- ределенные сроки и нормы • охо- ты на промысловых зверей, ме- роприятия по акклиматизации, созданию заповедников и за- казников для охраны редких видов и видов, находящихся на грани исчезновения.
АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА т 82 ВВЕДЕНИЕ 82 ОБЩИЙ ОБЗОР ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА 84 ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Скелет и его функции Мышцы и их функции 89 КРОВЬ Внутренняя среда организма Иммунитет 93 КРОВООБРАЩЕНИЕ Строение и функции органов кровообращения Движение крови по сосудам 96 ДЫХАНИЕ Строение и функции органов дыхания Дыхательные движения и ре- гуляция дыхания 99 ПИЩЕВАРЕНИЕ Строение и функции органов пищеварения Учение И. П. Павлова о пище- варении ЮЗ ВЫДЕЛЕНИЕ 105 ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ Состав пищи. Нормы питания 108 КОЖА 110 НЕРВНАЯ СИСТЕМА Рефлекс и рефлекторная дуга Центральная нервная система Вегетативная нервная система 116 ОРГАНЫ ЧУВСТВ Анализаторы 120 ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯ- ТЕЛЬНОСТЬ 123 ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕК- РЕЦИИ 125 РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИ- ТИЕ ЧЕЛОВЕКА
82 ВВЕДЕНИЕ Анатомия, физиология и гигиена человека составляют основу современной медицины. Развитие этих наук помогает медицине разрабатывать эффективные методы лечения нарушений деятель- ности жизненно важных органов человеческого организма и вести эффективную борьбу с инфекционными заболеваниями. Знание строения и функций человеческого организма позволяет каждому человеку сознательно соблюдать научно обоснованные правила личной и общественной гигиены, избегать различных заболеваний и быть здоровым, физически развитым. Анатомия человека — наука о строении, форме человеческого организма, его органов и образующих их тканей с учетом возраст- ных, половых и индивидуальных особенностей. Она выявляет взаимо- связь между формой, структурой органов и их функциями и строе- нием тела человека в целом (цв. табл. VII). Физиология человека — наука о процессах жизнедеятельности (функциях) и механизмах их регулирования в клетках, тканях, органах, системах органов и целостном организме человека. Гигиена человека — наука о влиянии разнообразных факторов окружающей среды и производственной деятельности на здоровье человека, его работоспособность, продолжительность жизни. ОБЩИИ ОБЗОР ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА Организм — самостоятельное живое существо^.состоящее из „орга- нических (белки, жиры, углеводы и" нуклеиновые кислоты) и,не- органических (вода, минеральные соли) веществ. Его характерными свойствами являются обмен веществ и энергии с окружающей средой, рост и размножение. Оц_ реагирует на изменения внешней среды и ^едставтгяет^еббо^саморегулирующуюся систему. Целостность организма обеспечивается структурным соединением всея его частей (клеток, тканей, органов, жидкостей и др?},“взаимо- связью всех частей ^организма припомощи жидкостей, циркули- рующих в ето сосудах, полостях И пространствах (гумЪральная связь, «гумор» — жидкость), нервной системы, которая регулирует все процессы организма (нервная связь). Понятиа_пелостности организма человека включает в себя един- ство психического и соматического (от греч. «сома» — тело), лак ка_к_нет психики, отделенной от тела. Она является функцией те- лесного органа — головного МОЗга, представляющего^наиболеевысо- коразвитую-и -особым образом организрваннукЕмат^ию. способную мыслить. Ди моральная регуляция (от греч. «гумор» — жидкость) функций организма — древнейшая форма химического взаимодействия клеток организма, осуществляемая продуктами обмена веществ, которые разносятся кровью по всему телуиоказывякггтзлияние на деятеЛъ- нОСТЬ другйх КЛёТбКг^тКаттей; органов? Некоторые клетКи—более чувствйтеЛънет'ТГ^днйм- химическим раздражителям, другие — к другим. Химические вещества распространяются с током крови
83 относительно медленно и обычно быстро разрушаются или выво- дятся из организма. Нервная регуляция функций в организме — исторически более молодая/ 1юэ-дпо₽~~нгннизшая в ходе эвблюции~живых ~существ, более оперативная, потому что взаимодействие клеток через нервную систему — рефлекторным____путем — осуществляется в сотни раз быстрее^^чём гуморально-химическое, а нервные импупкгы а имеют точную направленность к определенным клеткам, тонко ре- гулируя их состояние и деятельность. Нервная и гуморальная регуляшпт~функций организма взаимно связаны. На функциональное состояние нервной системы оказьтвятшв влияние актиЬньпГ'химйческие вещества, циркулирующие в например гормоны (от греч. «гормао» — побуждать). Но образо- вание гормонов железами внутренней секреции и выделение йХ~ в кровь осуществляется под контролирующим влиянием нервной системы. И г.мак г .чтим следует говорить - об~ едином механизме нервно-гуморальной регуляции функций организма. Важнейшее свойство организма — саморегуляция физиологи- ч е с к их функций, которая звтом? тически ппддерж и вает относител ь - ное постоянство внутренней среды организма, т. е. гомеостаз (от греч. «гомоис» — тот же самый и «стасйс» — состояние), что явля- ется необходимым условием его существования. Саморегуляция возможна~~нотиму, чти имеются~~Обрал,ные связи между регулируе- мы м^гтроцессом и регулирующей системой, когда информация о конечном результате поступает в центральную нервную систему. Ткани состоят из клеток, однородных по происхождению, строению и функции, и межклеточного вещества (табл. VIII). Все разнообразие тканей организма человека, как и животных, может быть сведено к четырем типам: эпителиальные (от греч. «эпи» — на и лат. «тела» — ткань), или пограничные ткани; соеди- нительные, или ткани внутренней среды организма; мышечные, сократимые ткани, и ткани нервной системы. Органы. Системы органов. Различные ткани соединяются между собой и образуют органы. Орган занимает постоянное положение и имеет определенные строение, форму и функции (цв. табл. VII). Одна из тканей, входящих в состав органа, определяет его главную функцию, другие — соединительная ткань, содержащая сосуды и нервы, помогают в осуществлении этой функции. Благодаря гумо- ральным и рефлекторным влияниям органы находятся в тесном взаимодействии. В форме и размерах органов наблюдаются инди- видуальные, половые и возрастные различия. Органы, объединенные общей функцией и происхождением, составляют систему органов. Органы, посредством которых орга- низм перерабатывает пищевые вещества, составляют пищеваритель- ную систему, органы, обеспечивающие доставку в кровь кислорода, необходимого для тканевого дыхания, окислительно-восстановитель- ных процессов, составляют систему органов дыхания и т. д. Системы разнородных органов, которые объединяются для вы- полнения общей функции, называют аппаратом. Например, опорно- двигательный аппарат включает костную и мышечную системы. Временную комбинацию центральных и периферических обра- зований организма — систем и органов, объединяющихся в даннщй момент для достижения результатов приспособительной деятель- ности — для выполнения общей функции,— называют функциональ- ной системой.
84 ОПОРНО- ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СКЕЛЕТ И ЕГО ФУНКЦИИ Скелет составляет jrrpyK- турную основу тела, определяет его размеры и форму,~выполняет опорную и защитную функции и совместно 'с“_мышцами образует полости?^ Которых располага- ются жизненно~важные органы. Например7~толовной мозг—защи- щен черепом, спинной — позво- ночником, легкие и сердце — грудной клеткой и т. д. Движение организма осущест- вляется благодаря тому, что кости выполняют функции длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями — суставами, приводимыми в дви- жение мышцами, управляемыми не^внок-СЦ£темой. Движение слу- жит одной из главных приспо- собительных реакций организма живитных- кт окру жающей среде. КрОМётого, костная ткань — депо соединений кальция, фос- фора~~и~^гругих элементов — уча- ствуетПГ~^Кнеря7ГЬИбм~~о^мене, а мышечная ткань^— в обмене уг- леводбб, жиров^ГбелковТ^Внутри костей содержится красный ко- стный мозгГгде образуются фор- менныеэлёмейТЫ крови. '^"Скелет туловища?' Позвоноч- ник образован 33—34 позвонка- ми, расположенными друг нал другом. Между телами позвонков находятся прослойки^—хря ще- вои ткани, что придает позЬотГоч- нику гибкость и упругость. Различают ^ отделов позво- ночника: шейный, состоящий из 7 позвонков, грудной — из 12, поясничный — из 5, крестцовый*"^ йз 5 И КОПЧиковыТГ(хвостовой) — из 4—5 сросшиеся позвонков. Каждый Позвонок состоит из qe- да? дуги И~ отростков» Между телом и дугой находится отвер- Отие. Позвоночные отверстия в совокупности образуют позвъ^ защищающий на- ходящийся в яем спинной мозг. Чем ближе к крестцу, тем мас- сивнее позвонки, что связано'с прямохождением. Характерные для взрослого человека четыре изгиба позвоночника отсутству- ют ^Г~~иовг>роЖДенного и, форм и - руясЕ; постепенно образуются окончательно в юношеском "Зоз- расте. ^Изгибы позвоночника свя- заны с вертикальным положе- нием тела и обеспечивают пру- жинные движения позвоночника при ходьбе и прыжках.^ Грудная клетка образована 12 парами ppfipp, сочлененных с телами грудных позвонков и их пашфРчшЛгй отрисТками. Ребра мргут приподниматься и onyb- каться. 7 пар верхних, истинных реб§р_спёреди соединяются ' с пдюской костью — грудиной, сле- дующие 3 пары ребер" соедЙнЗГ ются друг с другом хрятпями. 2 нижние пары ребер свободно лежат в мяГКИХ~тК5д2х. Цщщые пбзвонки, грудина^ и вме- сте С расположенными М£ЖДУ ними дыхательными мышцами щ диафрагмой образуют грудную полость. Пояс верхних конечностей со- стоит из двух треугольных ло- паток, лежртттьгу на задней по- верхности грудной _ клетки, и со^Глен^ннЬГх с ними ключиц^ соеДиненныхс грудиной?-------- Скел ет верхней конечности образован костями: плечевой, соединенной с лопаткбщ пред- плечъя (лучевая и локтевая и т^11сти7СкеЛет* кисти образован МеЛ™МИ костями дпт*и ными кпстями_пяети и костями пальцев. Лоуг нижних конечностей со- стоит из двух массивных плоских тазовых костей, прочно сзади сращенных с крестцом, а спереди пбчти жестко соединенных меж- д усобой в лонном сочленен и и. Они имеют круглые впадины,
85 куда входят головки бедренных костей. Скелет нижней конечности состоит из костей: бедренной, голени (большой и вых) и стопы. Коленный сустав — Огрето соединения бегГрт—н- голе- ни — зашитгген—опереди—неболь- шим плоским надколенником. Скелет стопы образован корот- кими~костЯМи предплюсны, длин1" ными ко^тямидппосны и костями ПЯЛЬТТРП йог, конечностей соединены подвижно суставами. Суставная впадина одной кости и входящая в нее головка другой покрыты слоем гладкого хряща, который совместно и су ставной жидкостью пбзопечитаяет скольжение головок во впадинах^Суставная жидкость Образуется в ^суставной сумке? Укрепляющей частью сустава? являются связки, связывающие кости между собой. Скелет головы образован моз- говым и лицевым отделами че- репа. Мозговой отдел чепеаа~^о- ставляют 2 парные кости (ви- сочняя~п теменная) и 4 непарные (Лобная, решетчатая, клиновид- ная и затылочная)- Все они не-
86 подвижно соединены между со-_ бой швами. Затылочная кость ппчдрняртря с первым ~шёйным-- по^вонком. В ней^_имеётся круг- лоезатылочное отверстие, СоёД1Г- няюпт^е~т1тптпеФь--иерепа с позво- ночным-канадом^ Лицевой отдел черепа состоит из 7Г "парных и 3 непарных костей. Из них ниж- няя^елюитг~=~единственная пбд- вйжнаЧ~тшсть черепа — сочленя- ется двумя головка м7Г"с у стабно- го отростка с нижнечелюстными ямками височной кости. Верхняя и нижняя челюсти содержат по 1(Гячёёк, в которых помещаются корни зубов. Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.-—4 плав- ных изгиба позвоночника, ши- рбкаягрудная клетка, массив но&1Ь—1епн>гри нижних конечно- с те й, широкие кости таза, свод - чат£я~стопа, преобладание моз- грвого отдела черепа над ли- цевым.^ ’ Состав, строение и рост кос- тей. Костная ткань состоит из_ органических и неоргяничАгкиж веществ, главным образом солей кальция и фосфорнокислой ид- вести (01%). Эластичность кости зависит от наличия органических веществ? а твердость ее — от ми- неральных солей. Сочетание этих веществ в кости придает еиЧтрпч- ность и упругость. У детей кости содержат много органических ве7- щесттГи отличаются большой гйб- косТЬЮг-В старости^яоборотгбни Содержат больше неорганических веществ и становятся более хруп- кйшГ ~ ' Прочность и легкость длин- ных косТейДплечевой, бедренной, предПЛёЧьЯ и голени) обусловяе- ны их трубчатым строением. В дол ости трубчатых костей сод^р- ясится соединительная ткань, бо- гатая жиром^ желтый костный м2зГГ‘~"К0Нцы "трубчатых костей и меюТ"~у т о л щ е н н ые головки без полости. Они Образованы ЪубчаГ тым ТГёШёОтвбм, состоящим йз множества перекрещивающихся костньТХ 11ЛйстинОтс~~^броткие и плоские кости (позвонки, лопатКи и др.) также образованы губча- тым веществом. В пространстве между костными пластинками мяупттитгст ггшдмит<>гетткияя~ТКЯЦк-^ красный костный мозг, где обра- зу КУтс^Гэри тропи ты, лейкоциты и тромбоциты^- ^Кость покрыта надкостни- цей — тонкой оболочкой~из~~плот- нбй соединительной ткани, бо- га той нервами и кровеносным и сосудами, обеспечивающими^ и - тание кости и ее^тостЗвГтоДтциду. Головки длинных костей покры- т^хрящевойтканью. ’ Вольшинство^кбётей проходят три стадии развития: соедини- телТькотканную, хрящевую иЛсо^ стную. До рождения ребенка-еое- динительная ткань заменяется хрящевой, которая постепенно замещается костной_тканью.^ У детей и юношей в длину кости растут за счет хрящей,"располо- женных между концами костей и их телом. Рост костей в толщину про- исходит за" счет Клеток внутрен- ней— поверхности надкостницы. Одновременно с нарастанием сна- ружй кбстноё^ещество разруша- ется изнутри костй7"У^детей' на- растаниеПкостёй Тгреобладает-на-д их разрушением. А у взрослых э ти процессы взаИМтгсг'урявно- веЦшваются. —“ ’ Первая помощь при растяже- ниях связок, вывихах суставов и переломах костей. При растя- жении к поврежттрмипму—месту н ёобходимо прило жить зщдод (например, смоченный- холодной водой кусок материи), плотшх-за^ бинтовать сустав п острад а вШеги в~ и доставить медицинский пункт. "При вывихе — смещении го- ловкикости суставной впа7 дины — первая помощь заклю- чается в обеспеченци__цбЛной непрдЧттяпГости пострадавшей ко- нечностй; Вольному наЮгадыва-
87 ют фиксирующую повязку, не- подвижно закрепляющую конеч- ность и срочно доставляют r ле- чебцое учреждение. Переломы костей бывают от- крытыё й~закрытые.- При откры- том переломе обломки костей, пбврёдив мягкие ткани и кожу, выступают из раны. В этизГслу- чаях необходимо остановить кро~ вотечёние, смазать края раны 5%-ным раствором иода и нало- житч^стеддльную повязку После этого следует, как и при закры- тых переломах (без повреждения кожи), привести сломанную ко- НеЧНОСТЬ В крппдрижчОА состоя- ние с помощью специальной пщ- йы. Под шину подкладывают что-либо мягкое, плотно прибин- товывают, начиная от пальцев кверху, чтобы конечность не отек- ла. Шина должна захватывать не менее двух суставов: выше и ниже места перелома костнГЕсли нет шины, поврежденную—руку можно прибинтовать к тулови- щу Horxj^ZK здорово31-ногё. При переломах ребер-иа-грудную клетку накладывают ня вздохе тугую повязку из широкого бин- та иЗпГ~лёЙКдпластыря. ПриТГё- реЛома5Г~ позвоночника, если не удается срочно вызвать скорую ПОМОЩЬ ИЛ1Г~ 11 <1 ij ц дл 11 и~. больного осторожно укладывают животом вниз на .лист фанеры или широкую доску, покрытую одеялом, пальто и т. п., подло- жив ПОД голову И плечи мятяр- чатыи валик, строго следя за темТ^ггобы не произошло смещё- нце_ позвонков. При переломе костей таза пострадавшего сле- дует положить на спину на фа- нерный Щйт,"доскй, согнуть ноги в коленях и тазобедрённых су- ставах, бедра несколько развести в стороны. При всех случаях пе- релома костей больного необхо- димо быстро доставить в лечеб- ное учреждение. МЫШЦЫ И ИХ ФУНКЦИИ Основные группы мышц ф . Общее число скелетных мышц около ~Т00, у взрослого человека они составляют более 40% массы его тела. Всё мздтпы годоя^т, туловища и конечное! ей состоят из поперечнополосатой мышеч- ной ткани. Сокращение попереч- нополосатых мышц подчинено нашей воле, в отличие от глад- ких мышц внутренних оргаИОВГ~ которые составляют непроизволь- ную мускулатуру. Мышцы лица и головы де- лятся на две группы: мимичр- ские (от греч. «мимос» —меняю - щйи~75блик) и жевательные мыш- цы. Мим и ческие мышцы одни м кон цом начинаются на костя х черепа, а вторым вплетаются в кожу^лица, вызывая ее смещение и разнообразные выражения ли-_ ца (мимику). ' Четыре пары жевательных сильных мышц вызьпППО! дви^ жения нижней челюсти вверх, вперед и в стороны, чти имеет важное значение не только для осуществления акта жевания, но и для ЧТгенеразделъний речи:--- Мышцы шеи изменяют поло- жение головы, опускают ниж- нюю челюсть, способствуют ды- ханию (поднимая ребра), глота- нию и речи (фиксируя подъязыч- ную кость}. Мышцы туловища подразде- ляют на мыштты груди, спины и живота. К мышцам груди отно- сят наружные и внутренние меж- реберные мышцы и диафрагму? иди^ грудобрюшную преграду, с ПОМОЩЬЮ которых ОСуптАСТЯПЯ- етсЗГ дыхание. Большая и малая грудные мышцы, прррдыдя -дуд- чатая и подключичная мышцы приводят в движение плечевой ПОЯС И РУКИ Мышцы ЖПЙПТП. вм.-шрдууг сгкбяние позвоночника вперед, в сторону и поворот его вокруг продольной оси, образуют брюшной пресс, сокращение ко~ торого способствует глубокому
88 чевом суставе выдоху, выведению кала, мочи, а также родовому акту. Поверх- ностные мышцы спины (трапе- циевидная и широчайшаякобесг печивают укрепление и движе- нйе плечевого пояса и рук. Глу- бокие мышцы спины фиксируют по.чрпнпипку вызывают его раз- гибание, сгибание, наклоны в сторону и вращение, разгибание и вращение головы, участвуют в дыхательных движениях. Мышцы конечностей играют главную роль в передвижении тела в пространстве и выполне- нии" различных видов физйче- 51 пле- ляются мышцами пояса верхних—коне ч- ност^йГ^срУдн которых -^важней- шая (дельтовидная) мышца сги- бает руку в плечевом суставе и отводит ее до горизонтального положения. В области плеча спе- реди расположена группа мышц- сгибателей, сзади — разгибате- лей локтевого сустава. Много- числённые^ мышцы прёдплечья также спереди представлены сги- бателями, а СЗАДИ'— разгибате- лями кисти и пальцев. Мышцы кис ти гшотивопоставляют и при - водят большой^ палец, сгибают пальцы. 'Мьпйцы верхней конечности осуществляют разнообразные и многочисленные движения руки. Так как нижние конечности человека выдерживают всю тя- жесть тела и целиком принима- ют на себя функцию его передви- жения, то их мышцы значитель- но массивнее и, следовательно, сильнее, чем мышцы рук, но вместе с тем обладают более огра- ниченным размахом движений. Замечательным приспособлением к прямохождению являются про- дольный и поперечный пружи- нящие своды стопы, присущие только человеку. Мышцы таза включают сгибатели^й—разгйба- тели ' тазобедренного_сустава, вращающие и отводящие мышцы бедра. Работа мышц. Движения в суставах, например сгибание и разгибание конечностей, совер- сокращению и расслаблению групп мышц-антагонистов -^сги- бателей и разгибателей^ действуют согласованно, тяк^кяк иннервирующие их нервные цен- тры последовательно переходят из2состояния^озбуждр.ция~~я~~со- стояние торможения. Работа мышц связана с рас- ходованием энергии. Энергию для мышечного сокпаш6яия~7ргет аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)! Одцако запасы АТФ в мышце небольшие и истощаются за доли -секунды? Для синтеза АТФ используется энергия, осво- бождаемая при окислении глю- козы (см. раздел «Общая биоло- гия»). Кровь, нритекающая-через мышцы, снабжает их необходи- мыми питательными вещества^ гуГи, кисЦТОридидгпг^унбсит угле- кцслый газ, воду и другие про» дукты распада органических ве- ществ, образовавшиесст в ттрот^рг- Таким образом, эффектив- ностьи прпдплжительносттГ~рД~- боты мышц зависит от кровосняТу женил мышц и, следовательно? ОТ работы сердехгибГппгу jpTrrfvw системы. —Утомление —^ременное пони- жение работоспособности, насту- пающее в результате работы и исчезающее после отдыха. Когда кровоснабжение не еботнётцтнгет возросшим потребностям интен- сивно работающей мышцы, в крови накапливаются продукты распада органических веществ. Они угнетающе действуют как на саму мышцу, так и ня нервные центры, иннервирующие мышцу. ВслеДСтвие~~'этого снижается ^ра- ботоспособность^ развивается утомление. ОпытГпоказывает, что чем больше нагрузка и быстрее риТм-сокращёнйй~МБП1щ, тем ско- рее развивается утомление! И. М. Сеченов показал, что рабо-
89 НВ тоспособность самая высокая, а у^лмдАнив развивается медлен - нее ^-всего при средних ритме и нагрузке^ Он также—установил, что восстановление работоснисиб* нос^и утомленных мышц руки Ускоряется, если в период итдыха производить работу другой ру- коиТ^Вотличие^отпокоя, такой отдых он назшйТ'ак^ивНЫЛГ от- дыхом. В его основе л ежит ^рас- пространен и е~процессо в возбуж- дения из центра, работающей ру- ЗЯТОрМОЖеН^тЙ nfiSrp утомленной руки и его расторма- живание. Для борьбы с утомле- нием необходимо чередовать разнообразную деятельность: Значение физических упраж- нений для правильного форми- рования скелета и мышц. ЙЩзи- ческиеупражнения-енееоботвуют правильному фпр1Угкрптая«ЧЮ мышй й скелета. В^процессе ра- боты усиливается кровоснабже- ние мышц и взаимосвязанных с ними костей, сухожилий и суста- вов, повышается в них обмёнве- ществ и увеличивается приток к ним питательнызГ~вещсств, ви- т а минов,—гормонов, киелеро д а. Чем—сильнёё развиты мышцы тела;—Тём""" прочнее становится скелет, тем крепче кости и тем более они устойчивы к нагруз- кам и травмам. Физические упражнения, про- вод и^ые~"с учетом возрастных и индивидуальных особенностей' де- тей и подростков, способствуют устранению плоскостопия и на- рушений—оганки. которое могут быть вызваны забсигеваниямтГске- леуа (рахит), малой подвижно- стью организма, слабым разви- тием мьшщТ^^не^ави льным си - делием_^^столомг_^цошёййёй' тя- жестей в шшой^рук е и т. д. . Соответствующие физические у п раж нения^-нанриМер^баланс и - рование с мячом на голове, пла- ва ние!^1<реп ляютмыш цыпозвр - ндяника—и—споеебстВуют выра- ботке хорошей осанки. Разносторонняя мышечная дея- тельность повышает работоспо- собность" организма, при этом уменьшаются его энергетические затраты на выполнение"- работы. Физические упражнения спо- собствуют формированию здоро- вого, сильного, * выносливого ~ че- ловеТси-е-ц ианил ьиым телпсЛбже- нием и гармонично развитой мус- кул ятурл^1—?утттднпгп и полезно- го члена общества. Употребление-—спиртных ня- питков^и курение^ приводят к пе- рерождению мъипечной ткани, падениюГмышечной силы, нару- шению координации движений, потере работоспособности.--- КРОВЬ ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА Клетки организма нуждаются в постоянном притоке питатель- ных веществ и кислорода и в непрерывном удалении продук- тов их жизнедеятельности. У высших животных и человека" внутренняя жидкая среда орга- низма образована кровью, тка- невой жидкостью и лимфой. Она «сохраняет относительное ^посто- янство своего состава — физиче- ских ^ химических свойств (го- меостазЕ что обеспечивает устой- чивость всех функций организма. Сохранение гомеостаза является результатом нервно-гуморальной саморегуляции. Тканевая жидкость омывает клетки, мембраны которых изби- рательно поглощают из нее пи- тательные вещества и кислород 1Г7БЫлеляют в~ нее углекислый газ и другие продукты жизне- деятельности. Между тканевой жидкостью и жидкой~чаитькькро- JtTJ — „пл чист цррря ГТРИТГИ мель- чяйтттих кровеносных сосудов — капилляров, -постоянно^осущест- ютяется обмен веществ путем диффузии. Кровь отдает-в ткане-
90 вую жидкость вещества, необхо- димые клеткам, JjZZjof лощает ВыдШГяемьге^имйвещества. ~'-'Лтгмфи образуется из ткане- вой ’жидкости, поступающей в л имфатические капилляры, кото - рыб берут начали между клет- ками тканей и переходят в'лим- фатические сосуды, впадающие в крупные вены грудиГ^Лимфа- тическуюсистему рассматривают как дренажную систему между ткайяМи” и кровью. Состав и~^функции крови. Кровь, беспрерывно циркулирую- щ<я~в~ замкнутой системе крове- носных сосудов, выполняет в ор- ганизме важнейщие функции: циты, содержащие красный ды- хательный пигмент — гемогло- бин, присоединяющий кислород в легких и отдающий его в тка- нях? Кровь, насыщенную кисло- родом , называют артериальнои, а~ обедненную кислородом — вё- HO3HOJL- В плазме крови содержится 91 % воды, 7% белков? 0,7%^^' рощ 0Д% сахара — глюкозы, минеральных солей, ос- тальная часть плотного остатка плазмы — гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ. . В кровь поступают дтитатель- йые вещества из кишечника, кис- Форменные элементы крови Форменные элементы Наличие ядра Число в 1 мм’ крови Функция Эритроциты Нет 4,5 — 5 МЛН. Перенос кислорода Лейкоциты Есть 5 — 8 тыс. Защитная Тромбоциты Нет 200—400 тыс. Свертывание крови транспортнукхдыхательную.ре- гуляторную и ЖЩТГНТутбГ Уна обеспечИвает~относитель1Гое по- стоянство внутренней среды ор- ганизма. Кровь — это жидкаясое^дини- тольная-ткань? еостоящаяйзжид- кого межклеточного вещества сложного состава —длазмТЛ и вз^ЩепнЫх^в—ней клеток — фор- менных элементов крови: эрйтро- ^ц^х_Кдетрк! и тромбоцитов, вяныхплщ^тинокрПХ^табл. IX). 1Лмм^крови содержит 4,5 — 5 млн. эритроцитов, 5—8 тыс. лейкоци- тов, 200—400 тыс. тромбоцитов. В организме человека содер- жится 4,5—6 л крови, или 1/13 мабсы---егПУ тела. Плазма состав- ляет 55%~^ббъема крови,' а Фор- менные элементы —45%. Крас- ный цвет крови придают эритро- лород из легких, продукты обме- на лешеств из тканей^ Однако” плазма крови сохраняет относи- тельное постоянство состава й физико-химических свойств. Го- меостаз поддерживается деятель- ностью органов дыхания, въгде- ления и др., влиянием нервной системы и гормонов. В почках кровь освобождается от избытка минеральных солей, воды и про- дуктов обмена” веществ, В лег^ ких^^от углекислого газа. Если концентрация в крови какб^о-либо из веществ ипменя- етсяГ то нервно-гормональные механизмы, регулируя деятель- ность ряда систем, умриыпают или^ увеличивают его выделение из организма. Переливание крови. При круп- ных^2сровопртерях_^1^екоторы5Г заболеваниях производят перели- вание крови от человека/йоторый
91 отдает часть (около 250 см3) своей крови — д оно ра,~ человеку. кото- рый ее получает,— реципиенту. В этом случае учитывают совме7 сУЙГмоСТь групп крови. Плазма крови реципиента может склей- в£Йъ эритроциты донора. эрит- роцитах имеются вещества бел- ковой природы — агглютиноген ы (склеиваемые), аСдлазме кро- ви — агглютинины (склеиваю- щие). Алпуптлтиыин а склеивярт эритроцитьгспаттлютиногеном А, агтипбтинин ^"—эритрсщиты^*^ агглютиногеном В. Наличие этих веществ послужило основой раз- деления крови всех людей~лга 4 группы (ив. табл. IX)7 j/pynna крови передается по наследству и не^ меняется в течение_ всей жизни. Свертывание крови. При ра- нении кровеносного сосуда вы- текающаяиз него кровь с верты- вается_в^течёнйе 3—4 МИН, "об- разуя красный сгусток. который закрывает место ранения и пре- пятствует дальнейшей потере кро- ви^. Главная реакция, ведущая к появлению сгустка крови,— об- разование нерастворимых~нитеа. белка фибрина из растворенного в плазме белка фибрцногемо. фибриноген и другие вещест- ва, участвующие в свертывании крови (их более 15), являются ппетоямнктми компонентами кро- ви._Важную роль в процессе обертывания крови играют соли тткт^тжа- Одмякп процесс, сверты- вания у здоровых людей проис- ходит после~"ранения сосудов^и ВЫХОДЁТ крови из них. Это объяс- няется тем, что процесс сверты-_ ванйя~~крови запускается веще- ствами, которнр образуются и выделяются при разр у ше н и и стенки сосуда и тромбоцитов;- Отсухст£ИС любого иа__Дщкто- ров свертывания_крови—может с н ижать или вообще л и ш а е т кровь способности свертываться. Это_явдается причиной^тяжелых заболевании^ например гемофи- лии^ когда могуТПТрбизойти боль- шие кровопотери от незначитель- ных~~пора нений: ' Сокращение содержания эрит- роцитов^ГтемоглобинУ (бёлконоё вещество эритроцитов, содержа- щее~3кёлезо и обладающее^свей- ством вступать в соединение с кислородом и углекислым газом) в-4еов1Г~поиводит к нарушению доставки кислорода к тканями развитию кислородной недоста- точносТИ}—заболеванию — мало- кровию. У "больных отмечаются слабость, быстрая утомляемость, головокружение, раздражитель- ность, одышка__и—сердцебиани е, годовные боли, мелькание «му- шек» перед~глазамй, бледность кожи и слизистых оболочек. Пол- ноценное питание, удовлетворе- ние потребностей организма в железе^ъита минах, свежий воз- дух помогают восстановить нор - мал ьноесб держан йё^эритроцйто в и гемоглобина йкрови.------ ИММУНИТЕТ Учение И. И. Мечникова об иммунитете. Великий русский биолог И. И. Мечников (1845— 19Т6Т установил, что, лейкоциты играют решающую роль в защи- те "организма отйаразныхл2£нфек- циднных 'болезней ~ уничтожая путем~ТГбглощения и перевари- вымля^^траеоцитря^ возбуди- телей — болезнетворных микро- бов. ^Переваривая илщазрушая их, лейкоциты гибнут, образу- ется-^снои; ------:-- ~~ Открытия и идеи И. И, Меч- никова лежат в основе современ- ного учения об иммунитете (от лат. «иммунйс» — освобожден- ныиП^щевосприимчивости^орга- низма_к_действию проникших в цего инфекционных и других чужеродных высокомилеку ляр* ныхГ органических агентов — ан- тигенов. Эти открытия позволили достигнуть больших успехов в борьбе с инфекционными^ забо- леваниями, которые на протяже- нии веков были подлинным би-
92 чом человечества. Велика роль-В. предупреждении заразных бо- лезне^предохранИтельных-и^ ле- чебных прививок — иммуниза- ции с помощью вакцин и сыво- роток, создающих в организме искусственный активный или пас- сивный иммунитет. Виды иммунитета. Различают врожденный (видовой! и приоб- ретенный (индивидуальный) им- мунитет.” “ЪроЖ^енный иммунитет явля- нетворных микробов, вирусов, ослабленных~~микробных ядов —- токсинов. Введение в организм этих препаратов,— вакцин вызы- вает заболевание в легкой форме и активизирует защитные силы организма, вызывая в нем обра- зование соответствующих анти- тел. В Советском "Союзё приме- няется планомерная вакцинация детей против корТЦ коклюша, дифтерии, полиомиелита,"^тубер- кулеза, столбняка, благодаря »че- ется наследственным признаком данного вида животных. Напри- мер, крблики и собаки невоспри- имчивы к полиомиелиту (детско- му параличу), а человек — к воз- будителю чумЁГ^рогатогоскота и др. " 77риобретенный иммцшьтет_д£- лят^на естественный и искусст- венный, ~акаждый из них раз- делякуГна^Лктивныи и пассивный. *" Естественный активный имму- нитет вырабатывается у человека в процессе перенесения инфек- ционногозаболевания. Так, .чю- ди^_ перенесшие в детстве корь и л икоклюшГуже не заболевают ими повторно, так как-у-чгах^иб- разовались_в крови__защитные вещества — антитела (особые бе’лки, обезвреживающие чуже- родные тела и яды). му достигнуто пияиителкное сни- жение числа заболеваний этими тяжелыми болезнями. Искусственный пассивный им- мунит^г~~сбзд,ае^сЛ путем введе- ний человеку сыворотки ^плазма крови без белка фибрина), дрдер- жащей антитела и антцтоксины (вещества, обезвреживающие про- дукты жизнедеятельности_уикро- организмощ ^редные^для челове- ка), против микробов и их ядов — токсицрв. Сыворотки—-получают главным образом от^юшадей. ко- торых иммунизируют соответст- вующим ТОКСИНОМ. ПаДХЩВНддЩИ- обретенПЫи~^1Ммунитет сохраня- ется обычно не больше месяца, но зато проявляется почти сра.зу же ДППТТе ЯЯАДРИИЯ прурбыри.-ОКТ- воротки. Своевременно введенная лечебная сыворотка, содержащая Естественный пассивный _им- мунитет обусловлен переходом заццггнь& антител из крори^ма- терИГ вЪрганиЗме которой они образуются, через плаценту_^в уже готдвые-антитела, часто обес- печивает успешную^борьбу и тя- желои'инфекцией (например;-диф» терией), которая развивается так быстрбгчто организм не уеШЛПГет кровь плодам Пассивным путем и Через~материясКбё молоко дети получают иммунитет по отноще- нию к кори, скарлаЗИНё^дйфте- рии и др7 Через'Т^2 гощ^дшгда антитела, иоДулт»!1пыс<бтмпТери, разрушаются и частщша-удаЛя- ются из организма ребеыка^-воб- выработать" достаточное количе- стйо1гнтител и больнПй~может умереть. После некоторых инфекпион- ных заболеваний не вырабаты- вав тся иммунитет (например, ан- гинаГкоторой можно болеть мно- го раз). п р и и м чи васть—его к_указаннЫ м инфекциям резко возрастает. Искусственный активный им- мунитет возникает после привив- ки^здороВЫМ^Людям и животным убитых или~^5слабленных болез- Алкоголь^нарущает- кроветво- рение (образование эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов),- свер- тывание крови, иммунитет и спо- собсткуе*—развитие—малокровия и инфекционных заболеваний:
93 КРОВООБРАЩЕНИЕ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ КРОВООБРАЩЕНИЯ Кровообращение — это непре- рывное движение крови по замк- нутой сердечно-сосудистой систе- ме, обеспечивающее жизненно важные функции организма:--- Кровьдоставляет к клетка м организма кислород, питательные вещества, воду, соли, йитамины, гормоны й удаляет из тканей углекислоту, конечные продукты обмена веществ, а также осуще- ствляет обмен газов‘'в—легких и тканях тела?—поддерживает- по- стоянство темпериту ры телагобес- ‘ печивает гумобаЛьную^^егуля- цию и взаимосвязь органов и систем органов в организме. Сист§даг~~рртянов кровообра- щения состоит из сердиа и кровеносных сосудов (артерий, вен, капилляров), пронизываю-^ тих все органы и ткани тела. По артериям кровь течет от сердцаГ к тканям. Они древовидно суды — яртрриолы, которые, в свою очередь, распадаются на систему тончайших сосудов^— капилляров, . Капилляры (от лат. «капил- люсТ~==>'вш1Ос) — микроскопиче- ские сосуды, которые находятся в" тканях'и соединяют артериолы с венами. Стенка капилляров со- стойт из одного слоя плоских клетОк-и-ттаСтолько тонка (ее тол- щина не превышает 6,005 мм, или 5 мкм), нтпчерез нее легко про- ника ют различные вещества из кровиЪткани-и излтсанёй В кровь. По венам кровь возвращается к сердцу, Мелкинд1_средШте~вены снабжены—клананами? препЛтст- вуюшими_обратному току" Криви В ЭТИХ_С££УД€НЬ ------ человека и млекопитающих кровь проходит по замкнутой сердечно-сосудистой системе: боль- шому и малому кругам кровооб- ращения. [Большой круг кровообраще- нмТ^ачинается в левом желу- дочке и кончается в правом пред- сердии2 Цри сокращении сердеч- ной мышцы артериальная кровь из левого 5келудочка поступает в аорту и направляется ко всем органам и гтканям7Тде ОТдает ле- тательные вещества и кислорода насыщается углекислым газом и другими продуктами жизнедея- тел Ы :ти клеток. [о капилля- рам эта кровь собирается в вены и через крупные сос.уды^^лтае- вливается в правое предсердие.
94 1^алый круг кровообращения начинается в правом желудочке сердца и кончается в левом пред- сердии^ Венозная кровь, посту- пившая "й ПРаБбё прёдсердие, на- правляется в правый желудочек, а^из него В Легочную артерию. Д алее она проходит по капилл я - р ам легких, где освобождаете я от углекислого газа, насыщается кислородом и превращается в артериальную кровь, которая по четырем легичньгМышнам посту - пает в левое предсердие. Сердце по строению (табл. IX) представляет собой полый мы- шечный орган, разделенный у <ге- лрвека, как и у млекопитающих животных, продольной и попе- речной перегородками на четыре каме^Ы: два предсердия И Два желудочка. Сердце находится ~в ле вой половине грудной полости на уровне второго — пятого ребер и свободно лежит в околосердеч- ной сумке из соединительной ткани^ где постоянно присутст- вует жидкость, увлажняющая поверхность сердца и обеспечи- вающая его свободное сокращение, -Основную часть стенки серд- ца составляет мышечный слои, покрытый внутренней и наруж- ной оболочками из соединитёДь- цои^Гка~птг~~й плоского эпителия? Чем больше сила сокращения, тем мощнее развит мышечный слои сердца Г^гак, наибольшая толщицд. стенок в левом желу= доч£е (10—15 мм), стенки цра- рпгд-желудочка тоньше' (5^8_мм)> еще тоньше стенки предсердий (2 — 3 мм). По структуре сердечная мыш- ца. сходна с поперечнополосаты- ми мышцами, но отличается_рт них способностью автоматически ритмичносокращаться благола- ря импульсам, возникающим в1 самом^сердце-независимо^оТ йнець них“воздействий (автоматия серд- цаУ. ~Сердечные клапаны, располо- женные у входного и выходного отверстий—каждого—желудочка, (^еспечивают односторонний по- ток^ крЪВИ из Предсердий в же- лудочки, а из них в аорту и в легочную__артерию, Створчатые клапаны представляют собой складки внутренней^ оболочки сердца в виде створок, которые сухожильными нитями прикреп- леньПГ стенкам—сердца. КдЗПяя правым желудочком имеет три створки,—а~ между ~ левым пред - ц. легочной артерией имеются полулунные клапанььхвиде трех кармашков, открывающихся по направлению тока крови. Работа ^сердца. Сердце сокра- щается ритмично около 70— раз в минуту в состоянии покоя организма, или 1 раз в и,8 с. Более половины этого времени оно отдыхает — расслабляется. Непрерывная деятельность серд- ifa складывается из циклов, каж- дый из которых состоит из сокра- щения Тсистолы) и расслабления (диастолы). Сердечная мышца величиной с кулак и весом около 300 г^непрерывно работая в_Л£: чение десятилетии, сокращается около 100 тыс, раз в сутки и пе- рекачивает пои этом более 10 тыс, л крови. Такая высокая работоспособность обусловлена усиленным кровоснабжением серд- ца и высоким уровнем происхо- дящих в нем процессов обмена веществ. Нервная и гуморальная регу- ляция деятельности сердца сог- ласует его работу с потреб нос ти - ми организма в каждый данный момент независимо от нашей вили. "Сердце, как и все внутренние органьи__иннервируется вегета- тивной HepeSatCx^icj'^Mott. Дёрвы с и м п этического отдела увели ч и - вают частоту и силу сокращений сердечной мышцы (например, при физической работе). В~~уило- виях покоя (во время сна)сер- дечные сокращения становятся
95 слабее под влиянием парасимпа- тических (блуждающих^-ттервов. Деятельность сердца находит ся также и под влиянием гумо- р а л ьной регул япии Так. ядрен л - лин, вырабатываемый надпочеч- никами, оказывает на сердце "та- кое же дайгтдий кяк и симпа- тические нервы, а повышение мозит^вабо-ту .сердца так же, как и парасимпатические (блуждаю- щие) нервы.' ДВИЖЕНИЕ КРОВИ ПО СОСУДАМ Пульс (пульсация артерий) — это ритмическое колебание арте- риальной стенки, возникающее при каждом сокращении сердца. По пульсу легко определить ко- личество сокращении сердца в 1 мин. Скорость распространен и я п ульсовой волныоколо . Скорость тока крови в сосудах составляет в аорте около 0,5 м/с и всего лишь 0,5 мм/с в капил- лярЯХГ" Благодаря столь^мйлой скорости течения крови~в капил- л ярах кровь успевает отлятк^ие- лород и питательные вещества тканям и принять продукты их жизнедеятельности. Замедление тока крови в капиллярах объяс- няется тем, что их___количество огромно (около 40 млрд I и, не- смотря на микроскопические раз- меры, их суммарный просвет в 800 раз больше просветааорты. В венах, иэе укрупненном—до мере приближения к сердцу, сум- марный просвет кровяного русл а уменьшается и скорость тока кро- ви' увеличивается^---------=» Кровяное давление^ При вы- брасывании очередной порции крови из сердца в аорту и в ле- гочную артерТПб в них создается высокое-давледие.' Кровяное дов- ление повышается, когда сердце, сокращаясь чаще И~ сильнее, вы- брасывает в аорту больше крови? а также при сужении артериол. Если артерии расширяются, кро- вяное давление падает. На^вели- чл^ну^кровяного давления влияет та^же ' количество циркулирую- щей криви и ее вязкое ! в. Пи мере у^айвнтпг от сердца давление кробггуменыпается'' и становится наиМеньннни-~в венах:------ Разность между высоким дав- лением крови в аорте и легочной артериТПг НИЗКИМ И даже Отри- цательным давлением в полыЗГ~Х легоЧНЙх^бенЯХ^ОбеснетиКает не^ преоывн£1иГ~ток крови по всему кругу кровообращения. У~37ТО)реых молодых людей в состоя§к^г-поколм&неимальное кровяное давление в—шгеНевой дфёрии составляет в норме 120 мм Ш? ст., а минимальное—70— 80 мм рт. ст. Стойкое повышение кровяного давления в состоянии покоя организма называется ги- пертонией, а его понижение-222 гипотонией. -""Первая помощь при кровоте- чениях. При дртрриияльных кро- вотечениях поврежденный сосуд необходимо быстро прижать паль- цем выше места ранения, нало- жить резиновый жгут или за- крутку (№е более чем на 2 ч) выше раны. После остановки кровоте- чения рану обря ба тываютдеяи ра- финирующим средством (5%чк)й иодной настойкой), перевязыва- ют стерильной давящей повяз- кой^.. Так Же поступают и при повреждении крупной вены, но прижимают ее ниже места ран?- ния. Раненого срочно доставляют в медицинский пункт. При капиллярных и неболь- ших венозных кровотечениях до- статочно наложить на рану давя- щую повязку. Гигиена сердечной деятель- ности. Развитию, тренировке и укреплению сердечно-сосудистой системы7~улучшенйюкровоснаб- жения всех органов и тканей организма, повышению сопротив- ляемости__раз личным заболева- ниям~служат регулярные физи- ческие упражнения и труд, сорт-
96 ветствующий возрасту и инди- видуальным возможностям орга- низма. Необходимо помнить, что чрез- мерные физические—и~~ психиче- ские напряжения могут вызвать нарушение Нормальной—работы сердца, его заболеваниям Особенно вредное влияние на сердечно-сосудистую систему ока- зывают курение" и употребление спиртных напитков. Алкоголь тг никотин отравляют сердечную мышцу и~ нёрвнукУсиетему, вы- зьТвают резкие нарушения регу- л я циисос у дистого тонуса И дея - те л ьностИСер д ца! Они ведут к развитию тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы * и мсуутГстать причиной внезапной смерти! У курящих и употреб- ляющих ал^оголК~~милодых лю- дей чаще, чем у других, возни- кают спазмы сосудов сердца, вы- з ы в а ю щие тяжелые сердечные подступы, иногда"и смерть. ДЫХАНИЕ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ Ц^ыгпине — это совокупность процессов, обеспечивающих по- ступление в организм кислорода. использование его в биологиче- ском окислении органических пАтш^стн-тгулаленис из пргямиамя уГЛ0КИСЛПГП гадя,-абрязеиядтттАго- ся в процессе окисления. В ре- зультате биологического окисле- ния в клетках освобождается йСадасается энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма. ’ — - Органы дыхания — носовая по- лрсть, глотка, гортань, трахея, брпнхи и легкие — обеспечивают пипкуляцию воздуха и газооб- мец-Ж— Носовая полость делится ко - стно-хряшевой перегородкой на две половины. Ее внутреннюю поверхность об разуют триСзвй - листых носовых хода. По ним Воздух, поступающий через нозд- ри. проходит в носоглотку. Мно- гочисленные железы, располо- женные в слизистой оболочке, выделяют слизь, которая увлаж- няетвдыхаемыи^воздух^ Обиль- нб^~~кровоснабжение сли5и£ТОй оболочки согревает воздух. На влажИби^поверхности слизистой оболочки задерживаются____нахо- дящиеся во вдыхаемом воздухе пылинки и микробы, которые о бё з вреживаются слизью и лей - коцитами. Слизистая оболочка дыхатель- ныхСутей выстлана мерцатель- ным эпителием, клетки которого имеют на внешней поверхности тончайшие выросты — реснички, способные Сокращаться! Сокра- щенпе~ресничек совершается рит- мически и направлено в сторону выходаСз носовой полости. При этом слизь и прилипшие к ней пылинки и микробы выносятся наружу из носовой полости? Чё- рез носбглбтку^воздух^ттриходит в гортань. ~ ^ТорттГнъ служит для проведе- ния доздуха из глотки в трахею у..совместно с ротовой полостью является~брганом звукбббразова- ния и членораздельной речи. Гортань — это полый орган, стен - ки~котброго образованы парными
97 и непарными хрящами, соед и н я - ющимися связками, суставами Ti мышцами. Между передним"" и задним хрящами натянуты голо- совые связки, образующие голо- совую щель. Одни из мышц гор- щель, JT—-другие — расширяют. Звук голоса возникает в рёзуль- тате колебания голосовых связок прй выдЫхании воздуха. Оудён- киг Голоса, его тембр зависят от длины голосовых' связок, а зву- ки речи — от системы резонато- ррвГ^шторую сбставляют~полости рта, глотки, носа и носоглотки^ при ипмёненТПГ положения язьь ка, губ и нижней челюсти. ' Трахея, или ТРыХ&тел ъное гор- ло, является продолжением грр- тани и представляет собой трубку дли ной см и диаметром 15 —18 мм. Стенки ее состоят из хрящевых TiSfey колец, соединен- ньГх^связками? Задняя стенка пе- р е пончатая, содержит гладкие мышечные волокна, прилегает к пищеводу. Трахня делится шГ два главНВТх бронха^ которые входят в правое и левое легкйе~и в них разветвляютизр-—' бронхи ветвятся, образуя «бронхиальное^дерево», на_ конечных^Зрбнхйальных ве- точках которого нахбДятизГ"мёл ь- ча йщие_ _легочные_Т1Уз альвеол вгд иаметррмТКТу и глубиной ООб—ОТЗУуг _____ ненные воздухом^ Стенки альвеол вы£тланы~однеелойдымчгЯбским эпителием, покрытым ^гоййрй Пленкой вещества? препятствую - щбго их (ПтадениюГ^АдьвеоЯы оп л еТены^густопГ^етьюГкапи л л я- Газообмен в легких и тканях. Газообмен в легких происходит путем диффузии. Кислород че- рез тонкие стенки альвеол и ка- пилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислота — из кро- ви в воздух""ДГ , В крови кисло- род проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь^насыщенная кислородом, становится артериальной и по легочным венам поступает в ле- вое предсердие. Обмен газов в тканях осуще- ствляется в капиллярах. Через изГтонкие стенки кислород посту - пает из крови в тканевую жид- кость и затем в клетки, а угле- мм кислота из тканей переходит"в крпвк, Кррцантряпия кислород я д_Кршш~^ольшег-чАм в к детках, поэтому он легко диффундирует в^нйХг^Онпентрация углекисло: гогаза в тканях, где он обра- зуеТся2 выше, чем^ в крови, jlo- этому он переходит в кровь, где связывается химическими сое д и - нениями плазмы и отчасти с ге- моглобином, транспортируется кровью в лёгкие и выделяется’ в атмосферу. ----- Жизненная емкость легких ется газообменТ^Лт/кцЕ. ш «кричал оболочкой — легочной плеврой, которая~~переходит в^пристеноч- ную плееру, выстилающую внут- реннюю" стенку^грудйой^полости. Плевральная щель между ними заполнена плевральной жидко- стью, облегчающей скольжение плевры при дыхательных ддр- жениях. состоит из дыхательного объема, резервного объема "вдоха и ре- зервного объемавыдоха. Дь££й- телъным~об ъемом ня зын'а етГдко- личество воздуха, поступающего в "легкие пригодном вдохе. В по- кюеУУН равен примерно Оии см3 и соответствует объему выдыхае- мрго воздуха пди одном выдоху. Щ?ли пос л еспокойного вдоха сде- лать Усиленный дополнительный вдох, то в легкие-может- посту - 4. Зак. 1726 Трайтак
98 пить еще 1500 см3 воздуха, ко- т<^&и~ёосТавляет резервный объем вдоха. После спокойного "вы.цтм можно при максимальном на- пряжении выдохнуть еще 1500 см3 воздуха. Это резервный объем выдоха. _ ^Гаким образом, наибольшее илпичргтйп ппздххяА~~кбТОрое-че- лодек может выдохнуть после самого гл у бо кого вдох а, ^ракйо окдло ^50П~см3 и составляет жПз- ненную емкость ^легких. Она боль- шё~3^спЬртсменовГ~чем у нетре- нированных людей, и зависит от степени развития грудной клет- ки, от пола и возраста. Под влия- нием курения жизненная емкость легких снижается. Даже после максимального выдоха в легких всегда еще оста- ется 1000—1500 см3 воздуха, называемого остаточным объемом. ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ- Дыхательные движения, т. е. попеременное^величение и^умень- шение объема грудной клетки, дбуслрв.ленныа-^йтмическими со- кращениямидыхательных мышц, осуществляют вдох и выдох — посту пление-х-удаление из лег- ких воздуха. веотиляцикх^легкиу. ~ТТрив^охе меж реберные мыш- цы приподнимают ребра, а диа- фрагма^ сокращаясь, становится йенёе^выпуклсщ, ъ результате объем^ грулноТГ~клетки увеличи- вается, легкие расширяются, дав- ление^воздуха_в них становится ниже ятмлофпрпогн---И--воздух устремляется тг -легкие — проис- хо^ит^покойный вдох, боком ^daxe, кроме наружных мёж реберных мышц и диафраг- мы, одновременно^ сократП^^УТТгя мышцы груди й плеяешм^пояса. Привы^охе^хежреберные мыш- цы и Диафрагма расслабляются, рейря опускаются^ вып у к л ость зультате объем грудной клетки уменьшается, легкие сжимаются, давление В них становится вниттё атмосферного и воздух устрем- л яетс>Г~йз легких — происход и т с покойный выдохГ Глубокий выдох обусловлен сокрнтден'Ием^знутреннйх межре- берных ~уГбрюшных мышщ 11ервная и гуморальная регу- ляция дыхания. Согласованность, координация, рйтмичнпсть-еокра- щений ^расслаблений дыХа- тельных~~мышц обусловлены Но- стуйающими к ним по нервам импульсами от дыхательного центра~~~~ТГродолговатого моз га. И в ан Михайлов и ч С^ч~ё- н о в (1829^=-19G5) установил в 1S82 г., чтипримерночерез каж- д ые 4 - с в дыхательном центре автоматически возникают возбуж- дения? обеспечивающие" чередо- вание вдоха и, выдоха. ДыЗГа^ тельный центр "нс только регу- лирует ритмичное чередование вДоха и выдоха? но И способен изменять глубин£_и частоту "лт^ х^тельПых движений, приспосаб- ливая лёгочную ЬёйТИляцию К потребностям организма, обеспе* чивая оптимальное содержание газов в крови. ~ Нервные^механизмы саморе- гуляции дыхания проявляются в том, что вдох рефлекторно вызы- вает выдох, а выдох — вдох. Это происходит потому, что во время вдохауттри-раетяжеттитт-яегочной тканйТвТгервнБГх рецепторах, на- буждениё? которое передается вает активацию центра выдоха и_торможение центра вдохаТ^об^ разующие дыхательный центр. Сокращение дыхательных мыЙц прекращается, они расслабляют- ся, и происходит выдох. При^йъг- дбЗГе—поток импульсбв^от~^ецРП- торбв прекращается? лентр_чы- дохСдТерестает активизировать- ся, центр вдоха растормажива- етбя?3ктйвизируется и наступает вдши.
99 Гуморальная регуляция ды- хания состоит в~том,~чтб повы- шениеконцентрации углекисло- го газа j^gpo^ возбуждает-^дьт- нательный центр — частота и глубина дыхания увеличиваются. Уменьшение ~ содержания угле- кислого газа в крови понижает возбудимость дыхательного цент- ра^— частота и глубина дыхания уменьшаются? Искусственное дыхание позво- ляет возобновить деятельность дыха тельного центра и спасти человека от смерти. Для4- этого необходимо обеспечить проходи- мость~~дыхатёльных путейгдтчи- стик рот-и-рлотку-от инород них тел. Пострадавшего нужно уло- жить на спину на твердую гори- зонтальную поверхность, освобо- дить от давящих частей одежды. Голова егоЗдолЖна быть запро- кинута. а нижняя' Челюсть—вы- двинута вперед. После этого сле- дует начать вдувать воздух изо рта в рот или в нос (через пла- ток). Вдувянле производят с ин- тервалом в 4—5 с, т. е. 12—16 раз~~в~гГмин. Продолжительность <7вБГдоха» должна^ быть больше' «вдоха» почти в два раза. Одновременно с искусствен- ным дыханием проводят массаж сердца в случаб^~его~ остановки. Для этого массирующий кладет ладонь^кСдижнюю треть'Угруг дины, другую ладонь располага- ет сверху под прямым "углом, производит толчкообразные на- давлив^лп№-тга^трудтгуг смещая ее пр__на правлению к позвоноч- нику ня_3^-~5 “см. Темп массажа сердца—60 нажатий в 1 миЙ у взрослых^ 70—80—у детей—ДО 12 лет. Гигиена дыхания. Длясох ра- нения здоровья необходимо под- держивать нормальный состав воздуха в жилых, учебных, Ъб- щественных и ра^пиих помеще- ниях, постоянно их проветри- ваты Зе л ен ые^ра стёниЗГ, выра- ЩИваёМыр_?в~ помещен и я х^ ос во - бождают воздух от избытка угле- кислого газа и обогащают его кислородтягг~ ~ t Вредное ^дейст^ие-чсурения__на ор^алщ_дыхания-проявляется в уменьшении жизненной емкости легких, в хрон ическом раздр а - жении слизистых ооблочек ды- хательных путей, вызывающем хрбничеекий^брбнхит курильщи- ка. ~К^рениед а носит здоровью большой вред, систематически отравляя организмПикотином if другими ядовитыми веществами. Некоторые из них вызывают по- явлениёт^Кбвых опухолей^ ~ Ддкпгпцк> 3Hf?TTTrrrpnT туп гг тин~гь которого выделяется из организ- ма через легкие, повреждает а львеолы и" бронх и, угнетает д ы - хательный центр, как и всю нерв- нутпеистему, и способствуетпя- "бблеванию воспалением легких в особенно тяжелой форме. ПИЩЕВАРЕНИЕ Пищеварением называют про- цесс механической 6боаботкй~ши- щи в пищеварительном канале и Химическое расщепление фер рентами питательных веществ на более простые составные части, ус- ваиваемые организмом (цв. табл, viry ——— СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ В пищеварительной системе различают пищеварительный ка- нал и сообщающиеся с ним вы- водными протоками—пищевари- тельные железы-. слюнные, желу- дочные, кишечныеГ^пбджелудоч- ную и печень. Пищеварительный кднал~~у человека имеет длину около 8—10 м и подразделяет- ся на следующие отделы: рото- вую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый ки- шечник, прямую кишку. Пищеварение в полости рта. В ротовой полости пища переже- вывается^ измельчается”зубами, 4*
100 расположенными в ячейках верх- ней^ и нижней челюстей. Общее количество зубпв у варпг.льтх — 32, В каждой половине верхней,и нижней челюстей находятся 2 резца. 1 клык; 2 малых корен- ных и 3 больших "корённых зу- ба. Каждый зуб состоит из зуб- ной коронки; "выступающей над десной, шейки,""окруженной дес- ной? и корня, сидящего в ячейке челюсти. ^Через отверстие на вер- хушке корня в зуб входят сосу- ды и~нервы, которые разветвля- ются~в~полостиЪубя^зацолненной мнк остью — рыхлой соедини- тельной тканью. Твердое вещест- во“зуба представляет собой видо- измененную костную ткань: Осо- бенно тверда эмаль, покрываю- щая коронку снаружи и защи- щающая~зуб от разрушения. При появлении в'эмали трещйны в мякоть 'зуба могут проникнуть микробы. / В ротовой полости осуществ- ляется также й начальная хими- ческая обработка углеводов фер- ментами слюны, которые актив- ны при слабощелочной реакции. Пища действует как раздражи- тель на нервные рецепторы сли- зистой обОЛОЧкй~~ртаГ^ возбужде- нйе которых передается по чувст- вительным нервам в пишевби~ центр головного мозга и вызы- вает рефлекторные ответные реак- цигГбрганов пищеварения — уси- ленное выделение пищеваритель- ныхГ соков: слюны, соков желу- дочного. кишечного и поджелу- дочной железы, желчи^ ’ '* Тщательное пережевывание пищй^'значительно увеличивает ее контактную плошадь С фер- ментами и облегчает дальнейшее переваривание и усвоение пита- тельных веществ. Пищевой комок, пропитанный слюной, попадает в желудок в роау пьтя те рефлекторного акта глотания. при котором надгортан- ник опускается и^заКрывает гор- тань, мягкоё йёбб поднимается, з акрынаяЗТносбГлбтку; сокраща- ются мышцы, проталкивающие пищу в глотку и пищевод, стен- ки которого волнообразно сокра- щаются и продвигают пищу в же- лудок. --------_ Пищеварение в желудке. .Же- лудок^-мешкообразное расши- рениепищеварительного канала емкостью около 2 — 3 л. В его сли- зистой оболочке расположено бко- лоТ1млйгжелез, выделяющих жедудочный сок. За сутки у человека отде- ляется~~от 1,5 до 2,5 л желудоч- ного сока,~содержащего 0,5%-ео- л яной кис лоты лг-ферментыТ^сдто- рые расщепляют белки, вызы- вают их набухание~и денатура- цию "и спотобствуют ствирнжива- нию__молока. фермент, расщепляющий жи- ры, проявляет своюактивность щелочной среде~~тонкого кишеч- ника, кудаонТгоступает в составе полужидкой пищевой кашицы, которую желудок сокращениями своей гладкой мускулатуры вы- талкйвает отдельными порциями в двенадцатиперстную—кишку. Пищеварение в кишечнике. Двенадцатиперстная кишка дли- ной 25—30 см "(примерно в 12 пальцев — перстоВ)^^ начальный отдел тонкой кишки -^подко- вообразно огибает под Же л у ди ч^ ную железу, протоки которой вместе с желчным ^протоком пе- чени открываются!? ее нисхбдя- щую часть.-------------- Печень является самой круп - ной^Железой нашего тела, распо- ложенной в правой^части'брюш- ной полости, жизненно важным органом, разнообразные функции которого позвбл яют^наз вать эго «главной химической лаборало- рией» организма. В печени обезв- реживаются низкомолекулярные ядовитые вёЩеиТваГЪоступившие влкровь (цвГ табл. УТТкнепре- рыии^аырабатыняртгд желчь, ко- торая накапливается в желчном nygugg, и поступает в двенадца- типр^птпучп тгипттгу, когда в ^<ей протекает процесс ^пищеварения.
101 В сутки у^ человека образуется около"! л желчи. Она активизи- рует ферменты поджелудочного и кишечного соков, дробит жиры на^мельчайшие капли, увеличи- вая их поверхность взаимодейст- вия с ферментами. Желчь повы- шает растворимость жирных кис - лот, что облегчает их всасывание, стимупирует перисталътйку^ни- шок и задерживает гнилостные процессы в кишечнике. * ПоЗжелу Зонная железа выде- ляет в двенадцатиперстную киш- ку пищеварительный сок, кото- фррм-дыгкТ) ряп.пт§п- ляющие все питательные вещест- в^пищи. ’ ~~ Под влиянием одних фермен- тов завершается нячяйтпррся н желудке ^расщепление белков до а м цнокислот, под действием д р у - гих происходит расщеплецйейнук- .леиновых кислот, углеводов и жиров.— Тонкая кишка длиной 5—6 м образует в брюшной полости мно- го петель. В слизистой оболочке тонкой кишки "имеется много же- лев^'Быделяющих кишечный сок. Слизистая Ьболочка образует вы- росты — ворсинки — от 2000 дЪ 3000 на Гем2. Оценки ворсинок состоят из однослойного эпите- лидПдвнутри находятся крове- носные" сосуды й капилляры, лимфатический сосуд, нервы и гладкие мышечные клеткйу^п- торыеобесденивают—их—двига - теЛьную активность. Аминокислоты, глюкоза, вита- мины, минеральные соли- в виде воДных"растворов всасываются в кровькапилляровворсинокг_Жир- ные кислоты"» гттиттеринперехо- дят в эпителиальные клетки вор- синок, где из них образуются ха- рактерные ~д л я человеческого ор- ганизма молекулы жиров, кото- рые поступают В лимфу и, ггрпй- дя_ барьер лимфатически* у?лор, попадают в кровь. Значительная длина, складча- тост^ГтонкоГб~КИшечник8ПГнали- чйе_ ворсинок увеличивают пло- щадь всасывающей поверхности йй’бгб отдела пищеварительной системы. ’ Толстая кишка длиной около 2 м~~начинается слепой кйш? KguT имеющей Червеобразный от росток — аппендикс, продолжа- ется ободочной кишкой! и закан- чиваетсяггржиой кишкой. R толс- том’ кишечнике всасывается^вода и 2|ЯЗширу ютия каловые массы, которые Через—прямую—кишку у д аляготся-нар у ж Вся кровь от пищеваритель- ного"канала собирается"! ворот- ную вену, проходит через печень, где~~ Обезвреживаются ядовитые соединения, образовавшиесяпри неполном распаде белков ~и~в~ре- зу льтатЕГ деятельности микробов. Эту барьерную функцию печени подробно изучил И. II.JHbjh) в (Г8?9^-Т936). ’ ” '' Гигиена питания. Правильный режим питания основывается на -знании физиологии пищеваре^ ниягНеобходиМо~придерживаться умеренности в еде, есть понемно- гуГЗ^М-оаза в сутки, неторопли- во, в ОДИб" и то "же время. Пища должна быть достаточно"' Пита- тельной, разнообразной, содер2 жать сырые овощи и фрукты. привлекательной на вид, запах и вкус, обстановка во время елы"7^ приятной и спокойной. Пищевые отравления вызыва- ЮТСЯ^УПОТреблВНИАТУг р~~ггтлттту цр- свежих, недостаточно обработан- ных высокбй~темпёратурой про- дуктов. Боль шинстноми^роб^д, попавших с пищей в пищевари- тельный" канал, гибнут от оакТе- рицидного действия слюны и же- лудочного сока. “Однако есть ус- тойчивые "болезнетворные микро- организмы, которые"попадают в кишечник, размножаются, выде- ляют ядовитые вещества й~вызы- вают такие тяжелые инфекцион- "ные"~ заболевания, Как брюшной тйф7~холера, дизентерия. . Глистными заболеваниями за- ражаются при употреблении' в пигцуплохо прожаренных илй не-
102 проваренных продуктов, на кото- рые пена л и яйца глистов! "~Для предупреждения кишеч- ных: заболеваний важно соблю- датБ ттрякИТГа личной гигиены: мытьГрукй пёрёд~"ёдой, есТь~~Толь- комытые~7}урукты и овощи, Дер- жать пищу закрытой, чтобьГ"на неё не садились мухи, не пить сьфукРведуГ ---- Алкоголь и курение оказы- ваютврёднбе~^воздействие на все органы -пиптёвярения. Они^ раз- дражают слизистые оболочки, вызывают спазмы _ кровеносных сосудов желудка, что способству- ет 1разййтиюв~неьГ"язвы и рака. алкоголиков часто перерож- д а^отся'~~КлёН^ печевд - желудочной Железы, что закан- чивается смертью.----- УЧЕНИЕ И. П. ПАВЛОВА О ПИЩЕВАРЕНИИ Изучение деятельности слюн- ных желез. Слюна выделяется в полость рта ^ерез протоки^трех пар крупных слюнных желез и из множества мелких желез, нахо- в слизистой оболочке неба и щек Д Л Я ИЗуЧёКИЛ-фу НКЦИТГ Глюнных желёз ТГв~а-н ТТе^^^гтгч 1Га в- л ов^чтредложилпримецатк-у со- бак операцию выведенид^на по- верхность кожи щеки отверстия выводного протока одной из слюн- ных желез. После того как собака поправилась после операцииГср- бирают слюну, исследуют ее сос * тав и измеряют ее количество. ~ Так^И J1. Павлов установи л, чTQ-выделение слюны происходит рефлекторно, в результате раз- дражения~~пиЩей нерВныхДсенсор- ных) реиецтшюв слизистой обо- лочки Полости рта. Возбуждение передается в центр стгЮноотдёле- н и я ,~расположенньГЙ~~в~ продолГ о - ватом^ мозге^откуда оно направ- л яется^п о ^ентробе жныМ^нерв^м к слюннЕТм^железам, которые уси- прнно выделяют слюну. Про—бе- зусловно-рефлекторное отделение ст?юны. - ’ Павлов обнаружил, что слюна может выделяться~и тб?да, когда собака только видит пйщу или ощущает её запах. Этиттгкры- тьтёИ. 11. Павловым рефлексы быди им названы {^ловнымигрёф- лексамйТ~ так каК они , вызваны условиями, которые предшеству- ют“ возникновению безусловного слюноотделительного рефлекса. Изучение нищсварения^Гже- л удке, ^эегул яциишлделения же- л удочного сокаи~~его состава в различные стадии процессов Ъи- щеварения стало возможнб~~бла- годаря--Методам исследования, рзаработанным И. П. Павловым, бн усовершенствовал метод нало женйя!фистулы желудка у~соба- ^ки. Вббразованниё^отверстие жЬ- 'Лудта’вставляют канюлю (фйсту- луГ нержавеющего металла, которую выводят наружу и укреп- лщрт на поверхности брюшной стенки. Через ф и стуженую-трубку можтш^брать для исследования содержимое желудка. Однакб** чистый желудочный сок таким- методом—получить йё удается.^. лЦлЗГ~~изучений роли—Нервной сц^темы в регуляции деятельнос- ти-желудка И. 11, Павловым был разработан еще один специаль- ный метод, давший71возьШжяреть получать чистый желудочный c(jk. И. II. Павлов объединиТГ'йа- лдоение фистулы на желудок с перерезкой пищевода. Пви=еде за- глатываемая пища вьгааливается наружу через отверстие~1тищёво- даГ“не~ попадая в желудок. При таком^Мппмом—кормлсшш в- ре- зулктяяи^ раздражения—пищей нерв ныХ~2ре1Хепторов слизистой оболочки полости рта в~~жёлу^- ке"рёфлект'ОРни выделяетея-желу- дочныц-еок. * Дыдедени^ желудочного сока может быть^щ^зв^нр_^а_урловно- pefeeKjQpHp_—_gH домыли щи^йЛи любым раздражи те л ем. шймея—е-елОЙ. Желудочныи^ТЮк^ в ы де л яе м ый-условнорефлектор но
103 до начала еды, Павлов наз- 9йл ♦айпетитнылсТТоком. Эта пер- вая ^сложнорефлекторная фаза желудочной секреции длится око- ло 2 ч” а пища переваривается в желудке и течение 4—8 ч. Следо- вательно, сложнорефлектбрйгал фаза нё~может объяснить все~за- кономёрности отделения желу- дочного~сока.~Для тогб^чтобьГвы- яснить эти вопросы, необходимо было изучйТь "влияние пищй~~на секрецию желудочных желез. Эту задачу блестяще решил И. П. Пав- лов, разработав операцию малого же л у д очка?"При этой операцй и выкраиватот-лоскут из дна жедуд- ка, не отделяя его полностью от желудка и сохраняя все под- х од ящйе к нему Крове нос ны£_£о- с у д ы и нервы. Слизистую обол о ч - к у перерезают и сшивают так, чтобы восстановить целостность большого~желудка nF образовать маленький желудочек в "виде ме- пточуаТполость которого изолиро- вана от большого желудка^а от- крытыйПкдйецпвпдт^дрн^ня брюттт- ную стенку. Таким образом созда- ются два желудка: большой, в котором.__переваривание пиши идет обычным путеди^и удалый, изолированный желудочек, в ка- торЫйпгища не попадает. С поступлением пищи в желу- док йачинаётся вторазг^^йсел у - донная, или не рено-г у моральная, фаза желудочной секреций? Пи- ш^гПбступившая в желудок, ме- ханически раздражает нервные рецепторы его слизистой оОолоч- ки. Их возбуждение вызывает усиленное рефлекторное выделе- ние желудочного сока. Кроме то- го, во время пищеварения в кровь поступают химические вещест- ваЗт~ продукту расщепления пи- щиГфизиологичццЖИ1 активные^ве- щества (гистамин? гормон" гастрин и др.), которые приносятся кровью к железам пищеваритель- ной системы и усиливают сёк- ретощТую-деяхельность? В настоящее время разработа- ны безболезненный"методылссле- давания пищеварения, которые широко применяются на людях. Так, метод зондирования ^~вЪе- дения резиновой трубки-зонда в полость желудка и двена~дЦйти- перстной кишки —~п?>з во л яёт по- лучить желудочный и кишечнЫй сохи; р'&гггеногрифичеекигйг ме- тод — изображение^брганов пи- щеваренияТ эндоскопия — ввёде- н ие оптических"' приборрв~^_дает возможность осматривать полость пищеварительного канаЛЭТ с по- мощью радиопилюль — миниа - тюрных радиопередатчиков, про- глатываем ых^больныму" изучаются измёнёния химического состав а пищи,"температуры и давления в-разлиимых отделах"~жел удка и кишечника. ВЫДЕЛЕНИЕ Образовавшиеся в процесе об- мена вйпеств-кенвцные продукты^ распада, являющиеся ядовитым^ длЙорганизма, удаляК>тся"изнего через почки, потовые железы, ле гкиеГТЛПпечник-.---- Строение и функции почек. Почки играют главную роль в процессе выделения, выводя из организма__752СПразличных ве - ществ: мочевину, мочевую кисло- тцу, избыток воды, солей й~чуже- ропные .^вИщества,_попавшие в кровь (лекарства и дрТ). В резуль- тате работы почек кровь очШцает- ся^й сохраняет свой постоянный состав и физико-химические свой- &гваЛ_Дрчки — небольшие парьГые форму "бобов 9 » расположенывпоясничной об дастй—на^задн^й~~стенке^брюш - ной полости, по бокам от позво- ^ЧНИкё?^3]^ЗШЧ1уДЮ^СТОрОГГЫ каждой _почки отходих_тонка я трубочка длиной рколо 3() см — .црЧеточйик. По ней мочз?~непре- рывно образующаяся_в_почках, ттекает^лю чевуйп уз ыр ь7~Ыбче- вби^тузырь__представляет собой вместилищеам^ётьКГокблдбОО мл для накопления мочи. Он лежит
104 нар^ ный вгполости малого таза. При сокра- щеншГёГсгмыШЦ моча~~выводится 'мочеиспускатель- Ъ почке различают два слоя: на р у ж ныи^йо рковыйт^и вйут- образован - ный пирамидами. Внутри пира- т?И7Г приходят «‘Тонкие трубочки, заканчивающиеся отверстиями в рдиочках, которые вдаются в не- большую полость — почечную лоханку, из которой выходит мо- четочник. ~~ ' Под микроскопом в корковом слоес"ВИДны капсулы, имеющие форму рюмочек. Каждая~капсу- лагЛб^азованаТдвумя слоямиэпи- телиальиых клеток. Между ними находится узкаяЗтшШпх^пврехо- дящая в извитой почечный кана- лец. Стенки его образованы из од- ноГб~~сЛия~дпйтёлиальнызГклеток. Сделав несколькоизгиОов и обра- зовавГ петлю, каналец ~вп1даех в одну—и^трубочек,прохо дящих внутри пирамид. Почкй'очень богаты кровенос- ными сосудами. Мелкие~~веточки почечной артерий (приносящие сосудыТвходят^вжапсулу и обра- зуют клубочек артериальных ка- пилляров. Из каждого клубочка выходят-^артериальные ~сосуды меньшего (по сравнению с прино- сящими сосудами) диаметра (вы- носящие сосуды). <£аждыи из ник ветвится и образуеУкапиллярцую ‘сетК'вокруг канальцев. Из капил- ЛЯриБ~2^тцй Сети формируются вен'Бг^^йочечные вены, впадаю- щиёвнижшойполую вёнуг~ Таким образом, ^сровеносцые сос£ды?~^вёТБЛТЦйеся в почках, образует капилляры _ дважды: снЯчОаОИубочки^^^лежащие в к&псулах, а затем — сётПу инле- тающие петли почечных каналь- цев. " Образование мочи. Через поч- ки, составляющие 1 /20СГ~массы нашего~теяа-Гба^1 мин протекает J1200 мл крови, т. е. околоТТТоб- щего ее количества, поступающе- го из сердца в кровеносную сис- тему за это время^сядфовк-орга- низма^юдовека (около 5 л) прохо- дит через почкиГза каясдые^—5 <мтгн, а~~зд^сутки болёе^ЗОО-^раз. Таким интенсивным__йровоСПаб- жениёмТТбчекГ^ревышающй во много раз крдвоснабжёнИегДругй^- органов, обёспёчйВаютсяуслбвПя>> для очищения крови от непрёрЫЮ но поступающих в неё из~ПОТё- ток веществ,~ЛТодлежащихудцле- нйю из организма с мочой. За счет знаЧйтельнспГразности давлёниЯ впсЛубочкеТоколо 70 мм рт. ст.) и в~Ч1олости капсулы (око- ло 30 мм рт.стТ) происходит фильтрация жидкой части крови со~всеми рёстверейными вещест- вами, за исключением "больших молекул белка, которые не могут* пройттт черёз стенки капилляров и мембрану капсулы. Анализ это- го фильтрата-— первичной мо- чи — показал, что по содержавшее веществ илто их^сонцеПтрации она явлЯётся~ без5елковой плаз- мой крови-и^бодержиТ~мйнераль^ нйе-иблиГ глюкозу, гормоны^ ви- тамины,—аминокислоты идруги< соединения, необходимые -оща- низмУу наряду с продуктами рас- пада, подлежащими удалению. В почка_х после фильтрации эпителиальными клетками ка- нальцев осуществляется процесс
105 обратного всасывания, при кото- ром в^сровь возвращаются-необ- ходимые организму^вещества^-Дз- лишки веществ (например, глюко- зы, если ее содержание в крови превышав ненужные организму продукты обгТена~уда- ляютсяГнаружу в небольшом объ- еме‘ вторичной (конечной) лптчи. " rfomiir"tfUUllb ЧУМ1ТТПТТГПТ|Ш»Т к чрезмерно острой пище и осо- бен но~к~~алкогблКг, вызывающем у тяжелые расстройстваг Пх функ- ции, что приводит к отравлению организма ядовитыми~пррдукта- ми обмена веществ, которое может закончйтьсТГсмертью: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ СОСТАВ ПИЩИ. НОРМЫ ПИТАНИЯ Питательные вещества. В пи- щевых продуктах содержатся пи- тательные вешестшП^белки, жи- ры и углеводы (смТ^ГХимическйй состав клетки»). ^Они не могут быть усвоены человеком в нату- ральном виде, так как их~крупныё молекулы шПГсостоянии пройти через стенки пищеварительного канадА»_а_ главное, потому, что для^ организма они являются~~чу- жероднымй органическими^сое- дйнениямик иТГртйГПТоступлении во внутреннюю среду могут выз-" вать иммунную реакцию со смер- тельным исходом. ПищаГ в пище- варительном канале расщепляет- ся на более простые составные частиТ~усваиваёМые организмом; Большое значение для"орг45Г низма~иМеютне только белкпгжи- ры^и углеводы^ но и поступаю- щи еТ^пищеивод а .минера льные cojjh—^ витамины, которые ус- ваиваются в неизмененном виде. Вода-вьЦуту нает~~н~ ортанизме в роли растворителя различных веществ; большинство химичёс- ких-превращёшщ^ежащих ^ос- нове жизнедеятельности организ- ма, связано с участием воды. От- сюда понятно, что жизнь без' во- ды невозможна. Организм взрос- лого" человека на 65% состоит из воды.^Человек без пищиможет прожить 40—50 днейГа/без воды погибает в течение^ нескольких дней^ Суточная потребность орга- низма человека в воде составляет около 40 г на 1 кг массы его тела. ^121неральные соли входят в состав всех живых тканей, участ- вуют в жизненно важных про- цессах обмена веществ, в поддер- жании относительного постоян- ст^ав Ну треннёиТфе д ыорганиз м а, в образовании гемоглобина, желу- дочного сока, в росте и развитии КОстей, "Мышц, нервных элемен- тов, в деятельности сердца, желез внутренней секреции и т. д. С на- личием минеральных веществ связано- ЯВПРИИР нпябудишгослэд — одно из важнейших свойств живо- го, процессы свертывания крови и т. д. Белки^г основной пластичес- кий материал, изкоторого^пОСт- роеньГ клеттаг и ткани организма. Они бесконечно разнообразны, что обусловлено различными ком - битгацияМИ образующих их—20 амин о кислот^ Белки пищи рас - щёщгяются— в * пищеварительном тракте до аминокислот. В каждой клеткёЦпрОИСХОдит образование свойственныЗГ'ёи'белков избами- нокйслот, поступивших в кровь из^.тонкогоПшпщчйИка" вб~~~время процесса пищеварения. О биосин- тезебёлков говорится в разделе «Общая биология». Белки могут использоваться орган из мом и как источи икй~энергии~ ЖТГры, свойственные организ- му 'человека, образуютсяив_эпйТе- лиальных клетках ворсинок тон- к ого кишечникаизжидныхк и с - лот и глицерина — продуктов расщепления жйрб>В~ пищи ~в ки- шечнике. Жир поступает в лимфу и с ней вместе в кровь, которая транспортирует его в ткани, где он используется в качестве пласти-
ческого и энергетического мате- риала, жиры также откладыва- ются в ниде^зайасов под кожей в 5кт^овои~клетчаткеГ в сальнике, покрывающем органы брюшной полости, и в некоторых других органа^. Жирбвая ткань защища- ет организм от механических пов- реждений? служит теплойзоля- тором. У гл ев поступают в ор га - низжТГрастительной и, в меньшей степени;"-с животной ГПГЩёй, а та к же~~си итерируются б нем из продуктов расщепления амино- кйслот и жиров: "Втттгоградйыи сахар (глюко- з а) ^~продук„т_ расщеп лен ия сложных углеводов (крахмала*) в пищевари.тельнщчкана леГ он вса - сывается в кровь, притекающую в печень, где часть~~ТлюкозьГ" от- лагается в запас*. превращаясь в животный крахмал — гликоген. Углеводы служат в организме ос- н овныКГйсточникол^энергищ^У^1- леводы и их соединения входят вк состав цитоплазмы и ядра~югет- ки и имеют большое значение для нормальной деятельности нервноиоистемы. Превращение органических ве- ществ в организме. Продукты расщепления питательных ве- щЕСтбГ посту ППВЦЛПГв^результате всасывания из кишечника в кровь, приносятся в~клетки, где из них образуются сложные органи- ческие соединения. "Для ОСущёст- вл ешПг~ттрицёссов^<Ясизйедеятел ь- ности организма используется энергия, освободившаяся при превращениях и распаде веществ клетки. Процессы окисления кле- трчных веществ, связанные7!? превращениямиэнергии^проте- ка10т~~в основном в митохолд- риях. Основным аккумулятором и переносчиком энергии ^явпярт- ся~^двнбзинтрифосфорная кисло- та^(АТФ): происходит и превращение од- нд Хорога ни чес кйх соединений в другиСг^акПгглеводы могут прев- ращаться~1Г7кнры, а ~белки"и-жи- ры — в углеводы. Но недостаток белков невосполним так как белки синтезируются только из амийб- кислот. Углеводы — основной ис- точник энергии- в органйзмеЯЯри уменьшении концентраций глю- козы Т крови резко снижаефся физическая и умственная~~рябото- способность. Конечные продукты распада и окисления углеводов и жиров — вода и углекисл ьпГТнзгДои^р а с - п а де и окислении белков, прми м о углекислого газа и водьцобра- зуются еще и такие ядовитые про- дукты, как аммиак. Аммиак при- носится кровью в печень?где~прев- ращается в менее ядовитую моче- вину, которая удаляется из ор га - низма главным образом через почкиичастичносГготсш. Угл^- кислота удаляется через легкие, а ^збыток ^воды —- через почки, легкие и кожу. ~ Витамины были открыты рус- ским врачом Н/ И. Луниным (1853—1937). Это низкомолеку- лярные соединения (их^около~20) различной химической природы. Они как незаменимые компо- ненты входят в состав активных цбтггрбвЗтногиз^ферментов и уча- ствуют в реакциях биокаталцза. в регуляции многих биохимичес- ких.щг_физиологических процес- jcpEh_J3nTaмины способствуют реп лейию^щоровья, увеличивают сопротивляемость организма—к* • простудным и инфекционным^а- болеваниям, повышают работо-. способность. При щедостатке того или иного витамина — гиповита- минозе или лри отсутствии вита- мЙна — ав и там инозе" йаступ а ют глубокие нарушения в процессах обмендизеществ, ведущие. к тяжр-) лым^ заболеваниям, В1£лрдъ^цо^ги- ^едм^ор^йидма. Организм человека не способен синтезировать некоторые вита- мины и должен ежедневно по- лучать их с пищей. Большое зна- чение имеют жирорастворимые ви- тамины: А — для развития орга- низма и нормального зрения, D —
для формирования скелета, при его недостатке дети заболевают рахитом, К — для нормального свертывания крови. Эти щитами - ны^содержатся в мясёТрыЗеГпб’че- н йХ^ас5гег^молеке^яйцахрморк€Р ви,капу^стеЛ1ЛГДгЛ1ёмёнее важ- ную физиологическую роль иг- рают водорастворимые витами- нЫдСГг—_ усиливая иммунные дГроцессы?^ сопротивляемость ор- ганизма к инфекциям, В! — для нормальной деятельности нерв- ной системы, В2 — для тканево- го дыхания, В6 — для нормаль- ной функции нервной системы, кожи, органов кроветворения, РР — для нормальной нервно- психической деятельности, фо- лиевая кислота и витамин В12 — для кроветворения. Много этих витаминов в фруктах и овощах. Нормы питания. В организме человека непрерывно протекают- вр^ыщ.сб левой, бел кбвЫйт-жтг- ррвой и углеводный оймёнг—— Энерге_тические запасы непре- рывна уменьшаются- в процессе жизнедеятельности организма и пополняются за счет пищи. Соот- ношение количества энергии, пос- тупающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, назы- вается энергетическим балансом. Количество потребляемой пищи должно соответствовать энергети- четким затратам человека. Зная, сколько энергии тратят' в сутки люди той или иной профессии, можно установить для них нормы питания. Исследования показали, что_затратыэ!1ергии17тем больше, чем в большей степени деятель- ность человека связана с физи- ческим трудом. На этом основа- нии профессии подразделены на четыре группы: 1) не связанные с физическим трудом^ 2) связан- ные с небольшим трудом, 3) тру- дом средней тяжести и 4) тяже- лым физическим трудом. — Для составления нормы пита- ния необходимо знать, какой-за- пас~ энергии содержатся в пита- тельных веществах, т. ё7 какова их энергетическая ценность. Уста- новленб. что 1 ~г белка или ^уг- леводов дает 17,2 кДж^а.1г жи- ра — ЗОЦЦкДж. Примерные нормы суточной потребности людей в питательных веществах Питательные вещества Количество питательных веществ для каждой группы люди профессий, не связанных с физическим трудом люди профессий, связанных с физическим трудом механизиро- ванным немеханизирован- ным или частично механизированным тяжелым немеханизиро- ванным Белки (в г) 109 122 146 163 в том числе живот- ного происхожде- ния 67 72 82 94 Жиры (в г) Л06 116 134 153 в том числе живот- ного происхожде- ния 91 95 108 121 Углеводы (в г) ' 433 491 558 631 Общая энергетичес- кая ценность пище- вого рациона (в кДж) 13 474 15 086 17 270 19 942
108 КОЖА Строение и функции кожи. Кожа — наружный покров трпя, площадь которого у взрослого человека составляет Кр5кя~ТТрПдетяялярт гобой огром- нуф рецепторную ^поверхность, кОТираягДбеспечиваёт осязатель- ную--температурную и болевую чувствительность, препятствует проникновению микробов и ядо- витых веществ в организм т пре- дохраняет от механических пов- реждений лежатцие под ней тка- нной оргаНЫГвыполняет функцию трпппрегулятщиу яыдрпяет вретт- нъха-,пля оргянпзма. продукты об- мена веществ. В коже различают два слоя — тонкий поверхнобТ- ньПГ^ эпидермис и собственно коЖу-^вн^утренний, более тблс- Тый слойП^П ’ Эпидермис состоит из много- слойного" эпителия^ Наружные клетки _ которого—ороговевают и слущиваются, ^летки эпителия содержат пигмент, определяю- 1Дйи цвеГ Ажи. flijUL влиянием солнечных рАучей пигментация ЗгёёЛичивае'шя, и "загорелая кожа защищает Организм от чрезм~ер- йых световых воздействий. Собственно кожа, залегающая пдд*эпЙЙЬрш?50М, образован aj§n=. локнистой соединительной тканью с множеством эластичных волд^ кон; В ней находятся кровенос - н ыб и лимфатическц£_срсуды, нердные рецепторы, гя явные иЧтп- ттхвые железы,-волосяные су^ки. Протоки " <п»лындмг‘ же;гез и гкры- ваются в волосяные- сутактгг-выде- ляя кожное сало, служащее смаз- кой волос”и КОЖИ и препятствую- щее развитию микрдбдвТ'ТГбТбВЫе желёзьГ выделяют"пот, который при испарении охлаждает орга- нйзмГ В состав пота входят Мо- ч е в йнЗ;— соли и другие в е - щества. “ Волосы и ногти относят к производным—кожи;—Корни—во- лос~г=~вилосяные луковицы, от- куда они нёпрёрывнб^растут,— лежат в волосяных сумках, рас- положенных в собственно кОЖе. Волось^содержат пигменл, обус- ЯбЮшвающий их окраску.ТЙТюЗГо- сяным "сумкам прикрепляются мышцы, поднимающие волосы; Сокращен и ёгладких мышц кожи ведет к появлению на ней" ГГри ох л аж д ен^~~мёлкйЗГ ТуГОричков («гусиная кожа»). Это увеличи- ла ет jreifji ообр аз ова н ие. 'ПТбДКож - ная жироЯня клетчатка предохра- няет организм от охлаждения, Смягчает ушибы И служит “мес- том отложения Жира. Чувстви- тельность нильм к нрнкоснивени- ям, боли, холоду и теплу обус- ловлена наЛ'йчиезгмпожества спе^ циализированных рецёПТОрив. ""Это помогает _ организму восприни- м а тьГокр у ж ающую србДуй лучше реа гиро^ть~йвг~>1вмс1!ения U6" у С - ловий. Терморегуляпия.^Температуоа тела человека благодаря термо- реОЕдяций относительно постоЯн- на, нес^ОТря^Га колебания темпе- рИтурЫ^внёшнеи^сцедыТ^Кироадя смазка поверхностикоЖ^и и под- кгпктщя^кирива~я---кЛётчаТка пре- п ятетэуждСлз^ТичНом5Сдо^5р - л^5ик5^тепЛН-^иди^2солода^-извце и излишней потере тепла.
109 Интенсивность теплоотдачи изменяется при перераспределе- нии кровк "в—Многочисленных кровеносПых'~сисудах~~коЖи^На холоде кровейиспые юеушаас _реф-_ „текторно суживаются и большее количество крови поступает в со- су ды—-внутренних органов, что способствует сохранению в них теп лН7~При^ повышении темпер а - туры окружя^ощей среды кро- веносные спсулы кожи рефлек- торно расширяются, через них протекает больше крови и тепло- отдача~увеличивается. * Тепловой удар — это наруше- ние-функций организма при его перегревании, Т^аулЫ’аТе прек- рашения1те1ТЛббтдачи~из-за боль- шой влажности воздуха и высо- кой температуры. При тепловом ударе наблюдаются Толовная боль, головики V же ниер—чум—в ушах, мелькание в _глазах, уча- щение пульса _и Дыхания, рас- ширение зрачков, нарушение дви- жёВкй^-тршнета и рвота. потеря сознания, судороги, повышение тем п ерйтурыигеда^- —— СыЯсечный—удар наступает вс де дствйедлителъногопребыва - ния Человека под прямыми лучя - ми солнца с непокрытой голо- вой. При эги^Г распТиияются ио^ судьГМрзга, рНзвиваё^йя^отек^юз- га, ^повышается внутричерепное давление, резко_растетр»гемперату- ра тела человека. При "тепловом или солнечном у д арейеобходимТгвызнУГЬ скорую медицинскую помощь, а до ее п р и б ы тия~~ббльного нужнопер е - нести в прохладное место, при- поднять его голову и расстегнуть одежду, положить упттрд на^ го- лову^и область сердца и давать емупить прохладную воду. ОбмсраЖивание проявляется в потере чувствительности в пост- радавшем—участке^кояПг;—в- его побелеТТйи. В этом случае надо сразу растереть побелевший-уяас- тоКу 'чтобы восстановить в нем кровообращеНйеГТГри сильном об- вораживании, как и при силь- ном ожоге кож Из____необ хо д и м о прикрыть~~пострадавший участок кожи и сразу обратиться в ле- чебное учреждение. Закаливание. Гигиена кожи и одежды. Закаливание— это тре- нировка___й- совершенствование теплорегулирующих механизмов, ^силение_с!шсобности организма быстро приспосабливаться к ко- ле&аниям температуры и другим из ме н яюцщмся климатически м факторам, что создает у стоили- воеть^егоСк простудным заболе- ваниям, укрепляет здоровье и по- вышает работоспособность. Проведение^ закаливающих процедур должно быть постепен- ным (переходить от меньших доз к большим), последовательным (от воздушных — к солнечным ваннам, а затем к водным проце- дурам), систематическим и не- прерывным (ежедневным), инди- видуальным для каждого (с уче- том состояния здоровья и ре- зервных сил организма), актив- ным и сознательным. Алкоголь нарушает механиз- мы терморегуляции, что способст- вует переохлаждению организма, и возникновению простудных, ин- фекционных заболеваний. Каждому человеку необходи- мо постоянно следить за чисто- той своей кожи. Он должен еже- дневно умываться, мыть руки несколько раз в день, особенно перед едой, не реже одного раза в неделю мыться теплой водой в бане, под душем или в ванне. Одежда должна быть удобной и возможно более проницаемой для воздуха и водных паров. Не реже раза в неделю нужно после мытья надевать чистое белье.
110 НЕРВНАЯ СИСТЕМА РЕФЛЕКС И РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА Живой организм, получая разд- ражения из окружающего мира, одсвечает на них соответствуюши- ми реакциями. ТГвязь между уча- стком, на-который попадает разд- ражение, и реагирующим ррга- ном осуществляется нервной сис- тёмоиГкрторая-свяЗывает все час- ти организма в единое цСТие. • Рецепторы — это нервные окончания, воспринимающие ин- ф ормацию об из м енениях, прои с - ходящих ^во внешней и внутрен- ней среде. Любое раздражение (механическое, световое, звуковое, химическое, электрическое, тем- пературное), воспринимаемое ре- цептором, преобразуется (транс- формируется) в процесс возбуж- дения. Возбуждение передается по ^чувствительным — центрост- ремительным нервным волокнам в центральную нервную систему, где происходит срочныйГпроЦесс переработки нервных' импуль- cobJF\ Отсюда импульсы нап- р авляются^до^_волокнамцГен7ч)о- бежных нейронов (двигательных) к исполните тцшым органам, реа- лизующим ответную реакцию — соответствующий приспособи- тельный акт. Т^ксовершается рефлекс (от лат. «рефлексу е» — отражение) — закономерная реакция организма на~измёне!Пгя внешней hjhi внут- ренней ^реды; тгсущеитв ляем ая при посредствеЦентралБНОЙ нерв- ной системы в ответ на раздра- жение, рецепторов. - Рефлекторные реакции мно- гообразны: это сужение зрачка при ярком свете, выделение слю- ны при попадании пищи в ро- товую полость и др. Путь, по которому проходят нервные импульсы (возбуждение) от рецепторов к исполнительно- му органу при осущёстнлении всякого рефлекса, называется рефлекторной дугой. Вее состав вХидлГ воспринимающие разд- ражение рецепторы, чувствитель- ные — центростремительные нер- вы (нейроны), несущие возбуж- дение к центральной шлп. теме, вставочные нейроны, пере- дающие возбуждение на испол- нитетткмые нейроны, центрпбеж- ные двигательные нервы (нейро- ны); проводящие нервные им- пульсы(возбуждение) от цент- ральной нервной системы наПТе7
Ill риферию, исполнительный ор- ган, деятельность которого изме- няется в результате рефлекса. Для осуществления ~л юбого рефлекса необходима целостность всех звеньев рефлекторной дуги. Нарушение хотя бы одного из них ведет—к исчезновению рефлекса. Между центральной нервной системой и рабочими органам и существуют прямые и обратные с вязи, лежащие в основе процес - совсаморег уляцитГфунэТций в ор- ганизме, например дыхания, кро- вообращения и т. д. Д осущест- влении любогсГреФлекторного ак- та участвуют процесс возбужде- ния, вызывающий или усиливаю- тПий определенную деятельность, и процесс торможения, выклю- чающий 2ге_нервные центры, ^ко- торые могли бы мешать осущест- влению этой деятельности орга- низма^ Взаимодействие процессов возбуждения^ПГ'тюрможения ле- жит в основе нервной деятель- ности, регуляции и координации функции*!" организме. Яблеиие~щентрального тормо- жения было открыто в 1862 г. вёликйм отечественным—ученым РГ.М. Сёчейовымг—____ Нервная^регуляция является более совершенной, чем гумо- рально-химическая, во-первых, потому, что взаимодействие кле- ток через нервную систему осу- ществляется значительно быст- рее, чем через кровь, во-вторых, потому, что нервные импульсы по нейронным отросткам направ- лены лишь к определенным клет- кам. ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА Центральная нервная систе- ма — это головной и спинной мозг, ~ аГ''ттерифериъе~ская — отхо- дящие от них нервы и нервные узлы, расположенные за предела- ми черепа и позвоночника. Спинной мозг расположен в позвоночном канале. Он имеет вид трубки длиной около 45 см и диаметром 1 см, отходящей от головного мозга, с полостБЮ~и цёнтральным каналом, заполнен- ным спинномозговой жидкостью. На~ поперечном разрезе" инд- но^ что спинной мозг Состоит из белого (снаружиутттерого (внут- ри)_вешеств'а. Серое вещество сос- тоит из тел нервных клеток и имеет на поперечном срезе форму бабочки. от расправлёнКЫК «крыльев» которой отходят два передних и два задних ~pora»~Q передних рогах находятся цент- робежные нейроны, от которых отходят двигательные нервыГЗал- ние рога включают нервные^клет- ки (промежуточнЫе-нейропы)^ к которым подходят отростки~~чув- ствйтельных нейронов, лежащих в утолщениях задних корёПгков. Соединяясь между^собий, перед- ние и задние Норешки^образуют 31 пару смешанных (двигатель- ных и чувствительных) спинно- мозговых нервов. Каждая пара нервов иннервирует определен- ную группу мышц и соответст- вующий участок кожи. Белое вещество образовано от- ростками нервных клеток (нерв- ными волокнами), объединенны- ми в проводящие пути. Среди
112 них выделяют волокна, соединя- ющие участки спинного мозга на различных уровнях, двигатель- ные нисходящие волокна, идущие из головного мозга в спинной мозг к клеткам, дающим начало передним двигательным кореш- кам, и чувствительные восходя- щие волокна, которые являются либо продолжением волокон зад- них корешков, либо отростками клеток спинного мозга и восходят к головному мозгу. Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлекторную и проводящую. В сером веществе спинного мозга замыкаются реф- лекторные пути многих двига- тельных реакций, например ко- ленного рефлекса. Он проявляет- ся в том, что при постукивании по сухожилию четырехглавой мышцы бедра у нижней грани- цы надколенника происходит рефлекторное разгибание ноги в коленном суставе. Это объясняет- ся тем, что при ударе по связке мышца натягивается, в ее нерв- ных рецепторах возникает воз- буждение, которое по центрост- ремительным нейронам передает- ся в серое вещество спинного мозга, переходит на центробеж- ные нейроны и через их длин- ные отростки на мышцы-разгиба- тели. В коленном рефлексе участ- вуют два вида нейронов — цент- ростремительные и центробеж- ные. В большинстве рефлексов спинного мозга участвуют и вста- вочные нейроны. В спинной мозг вступают чувствительные нервы от рецепторов кожи, двигательно- го аппарата, кровеносных сосу- дов, пищеварительного тракта, выделительных и половых орга- нов. Центростремительные нейро- ны посредством вставочных ней- ронов связываются с центробеж- ными — двигательными нейро- нами, которые иннервируют все скелетные мышцы (за исклю- чением мышц лица). В спинном мозге расположены и центры иннервации внутренних органов. Центростремительные нерв- ные импульсы по проводящим путям спинного мозга передают в головной мозг информацию об изменениях во внешней и внут- ренней среде организма. По нис- ходящим путям импульсы от го- ловного мозга передаются к дви- гательным нейронам, которые вызывают или регулируют дея- тельность исполнительных орга- нов. Деятельность спинного мозга у млекопитающих и человека под- чинена координирующим и акти- вирующим влияниям вышележа- щих отделов центральной нерв- ной системы. Поэтому рефлексы, присущие самому спинному моз- гу, можно изучить в «чистом ви- де» только после отделения спин- ного мозга от головного, напри- мер у спинальной лягушки. Пер- вым следствием перерезки или травмы спинного мозга является спинальный шок (удар, потрясе- ние), который длится у лягушки 3—5 мин, у собаки — 7—10 су- ток. При травме или ранении, вызвавших нарушение связи спинного и головного мозга, спи- нальный шок у человека длится 3—5 месяцев. В это время все спинномозговые рефлексы исче- зают. Когда шок проходит, то простые спинномозговые реф- лексы восстанавливаются, но пострадавший остается парализо- ванным, превращается в инва- лида. Головной мозг состоит из зад- него среднего и переднего моз- га 9 • От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов, из которых зрительные, слуховые и обонятельные являются чувстви- тельными нервами, проводящими возбуждение от рецепторов соот- ветствующих органов чувств в головной мозг. Остальные, за иск- лючением чисто двигательных нервов, иннервирующих мышцы глаз, являются смешанными нер- вами.
113 Продолговатый мозг выполня- ет рефлекторную и проводнико- вую функции. Из продолговатого мозга и моста выходят 8 пар че- репно-мозговых нервов (с 5 по 12 пару). По чувствительным нер- вам продолговатый мозг получает импульсы от рецепторов кожи го- ловы, слизистых оболочек рта, носа, глаз, гортани, трахеи, а так- же от рецепторов сердечно-сосу- дистой и пищеварительной сис- тем, от органа слуха и вестибу- лярного аппарата. В продолгова- том мозге находится дыхатель- ный центр, обеспечивающий акт вдоха и выдоха. Центры продол- говатого мозга, иннервирующие дыхательные мышцы, мышцы го- лосовых связок, языка и губ, играют важную роль в форми- ровании речи. Через продолгова- тый мозг осуществляются реф- лексы мигания век, слезоотделе- ния, чихания, кашля, глотания, отделения пищеварительных со- ков, регуляция работы сердца и просвета кровеносных сосудов. Продолговатый мозг принимает участие и в регуляции тонуса скелетных мышц. Через него осу- ществляется замыкание разнооб- разных нервных путей, соединяю- щих центры переднего мозга, мозжечка и промежуточного моз- га со спинным. На работу про- долговатого мозга влияют им- пульсы, поступающие от коры больших полушарий, мозжечка и подкорковых ядер. Мозжечок расположен позади продолговатого мозга и • имеет два полушария и среднюю часть. Он состоит из серого вещества — коры, расположенного снаружи, и белого вещества — внутри. Мно- гочисленными нервными путями мозжечок связан со всеми отде- лами центральной нервной систе- мы. При нарушении функций мозжечка наблюдаются падение тонуса мышц, неустойчивые дви- жения, дрожание головы и ко- нечностей, нарушение координа- ции, плавности движений, рас- J стройства функций желудочно-ки- шечного тракта, сердечно-сосу- дистой системы и др. Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного то- нуса, в осуществлении установоч- ных рефлексов, благодаря ко- торым возможны стояние и ходь- ба, в проявлении ориентировоч- ного рефлекса. Промежуточный мозг состоит из зрительных бугров (таламус) ♦ и подбугровой области (гипотала- мус ГГ Зрительные "бугры регули- руют ритм корковой активности и участвуют в образовании услов- ных рефлексов, эмоций и т. д. Подбугровая область связана со всеми отделами центральной нер- вной системы и с железами внут- ренней секреции. Она является регулятором обмена веществ и температуры тела, постоянства внутренней среды организма и функций пищеварительной, сер- дечно-сосудистой, мочеполовой систем, а также желез внутрен- ней секреции. Сетчатое образование, или ре- тикулярная формация,— это скоп- ление нейронов, образующее с их отростками густую сеть и рас- положенное в глубоких структу- рах продолговатого, среднего и промежуточного мозга (ствола
мозга). Все центростремительные нервные волокна дают в стволе мозга ответвления в сетчатое об- разование. Ретикулярная формация ока- зывает активизирующее воздейст- вие на кору головного мозга, поддерживая состояние бодрство- вания и концентрируя внимание. Разрушение ретикулярной фор- мации вызывает глубокое угне- тение центральной нервной систе- мы, потерю сознания (кома). Ко- ра больших полушарий регули- рует активность сетчатого обра- зования. Большие полушария головно- го мозга появились на сравни- тельно поздних ступенях эволю- ционного развития животного ми- ра (см. раздел «Зоология»). У взрослого человека большие полушария составляют 80% мас- сы головного мозга. Кора тол- щиной от 1,5 до 3 мм покры- вает поверхность мозга площадью от 1450 до 1700 см2; в ней насчи- тывается от 12 до 18 млрд, ней- ронов, расположенных в шести слоях лежащих друг над другом нервных клеток разных катего- рий. Больше 2/3 поверхности коры скрыто в глубоких бороз- дах между выпуклыми извили- нами. Белое вещество, располо- женное под корой, состоит из нервных волокон, соединяющих различные участки коры с дру- гими отделами головного мозга и со спинным мозгом. В белом веществе правого и левого полу- шарий, соединенных между со- бой нервными волокнами (мозо- листым телом), находятся скопле- ния серого вещества — подкорко- вые ядра, через которые происхо- дит передача возбуждений в кору и из нее. Три главные борозды — центральная, боковая и теменно- затылочная — делят каждое по- лушарие на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височ- ную. По особенностям клеточно- го состава и строения кору боль- ших полушарий разделяют на ряд участков, называемых корко- выми полями. Функции отдель- ных участков коры не одинаковы. Каждому рецепторному аппа- рату на периферии соответствует в коре область, которую И. П. Пав- лов назвал корковым ядром ана- лизатора. Зрительная зона расположена в затылочной доле коры. В нее поступают импульсы от сет- чатки глаза, она осуществляет различение зрительных раздра- жений. При повреждении заты- лочной доли коры человек не различает окружающих предме- тов, теряет способность ориенти- роваться с помощью зрения. Глу- хота возникает при разрушении височной области, где расположе- на слуховая зона. На внутренней поверхности височной доли каж- дого полушария расположены вкусовая и обонятельная зоны. Ядерная зона двигательного ана- лизатора расположена в передне- центральной и заднецентральной областях коры. Возбуждение ней- ронов этой зоны обеспечивает произвольные движения. Зона кожного анализатора занимает заднецентральную область. Наи- большую площадь занимает кор- ковое представительство рецепто- ров кисти и большого пальца руки, голосового аппарата и ли- ца, наименьшую — представи- тельство туловища, бедра и го- лени. Кора больших полушарий вы- полняет функцию высшего анали- затора сигналов от всех рецеп- торов тела и синтеза ответных реакций в биологически целесо- образный акт. Она является выс- шим органом координации реф- лекторной деятельности и орга- ном приобретения временных свя- зей — условных рефлексов. Кора выполняет ассоциативную функ- цию и является материальной ос- новой психической деятельности человека — памяти, мышления, эмоций, речи и регуляции пове- дения.
115 Проводящие пути головного мозга связывают его части между собой, а также со спинным моз- гом (восходящие и нисходящие нервные пути), так что вся цент- ральная нервная система функ- ционирует как единое целое. ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА Роль вегетативной нервной системы заключается в регуля- ции обмена веществ, возбудимос- ти периферических ~~ органов, а также самой центральной Церв- ной сйсТемы. Вегетативная нерв- ная система регулирует и изме- няет физиологическое состояние тканей иорганов, приспосабливая их^ к деятельности организма в условиях окружающей среды. Центры вегетативной нервной системы расположены в среднем, пролплговатом и спинном мозге, а периферическая часть состоит из нервных узлов и нёрвных во- локон, иннервирующихрабочий орган. Характерной агпбенностью .вегетя тинных нервов является их двухнейронно(Гстроение. От тела первого нейрона, расположенного в центральной "нервной системе, отходит длинный отросток /ак- сон), образующийпредущювос^во- локно. Оно переключается на вто- рой й^йрон, находящийся в пери- ферическом нервном узле, от ко- торого отходит послеузловое во- локно к иннервируемым органам, Особенностями послеузЛовых ве- гетативных нервов является то, что большинство их образовано безмякотными, т. е. лишенными изолирующей жироподобной обо- лочки, очень тонкими волокнами, которые проводят возбуждение во много раз медленнее, чем другие периферические нервы. Кроме то- го, деятельность вегетативной нервной системы не зависит от воли человека. Алкоголь отравляет нервные клетки, повреждает различные отделы нервной системы и нару- шает ее функции. Симпатическая часть вегета* тивной нервной системы связана со спинным мозгом, где находят- ся тела первых нейронов, боль- шинство отростков которых за- канчиваются в нервных узлах двух симпатических цепочек, рас- положенных по обе стороны спе- реди позвоночника. В симпати- ческих нервных узлах находятся тела вторых нейронов, отростки которых непосредственно иннер- вируют рабочие органы. Парасимпатическая часть ве- гетативной нервной системы об- разована несколькими нервами, отходящими от продолговатого мозга и от нижнего отдела спин- ного мозга. Парасимпатические _узлы, где находятся тела вторых нейронов, расположены в орга- нах, на деятельность которых они влияют. Большинство органов ин- нервируется как симпатической, так и парасимпатической нерв- ной системой. Симпатическая нервная систе- ма усиливает обмен веществ, по- вышает возбудимость большинст- ва тканей, мобилизует силы ор- ганизма на активную деятель- ность. Парасимпатическая нерв- ная система способствует восста- новлению израсходованных за- пасов энергии, регулирует жизне- деятельность организма во время сна.
— 116 Действие вегетативной нервной системы Орган Влияние симпатического отдела Влияние парасимпатического отдела Сердце Сосуды сердца Артерии Пищеваритель- ный тракт Селезенка Печень Почки Мочевой пузырь Потовые железы Мышечные во- локна радужной оболочки глаза Мышцы, подни- мающие волосы Бронхи Потребление кислорода орга- низмом Количество са- хара в крови Учащает ритм и увеличивает силу сокращений Расширяет Сужает, повышает кровяное давление Уменьшает перистальтику и секрецию органов пищева- рения Сокращает и изгоняет из нее кровь Расслабляет желчные прото- ки и желчный пузырь, су- жает сфинктер, что способст- вует накоплению желчи Сужает сосуды и уменьшает мочевыделение Расслабляет пузырь и сокра- щает сфинктер Усиливает секрецию Расширяет зрачок Сокращает (волосы поднима- ются) Расширяет бронхи, облегчает дыхание Увеличивает Увеличивает Урежает ритм и уменьша- ет силу сокращений Сужает Расширяет, понижает дав- ление Усиливает перистальтику и секрецию органов пище- варения Не влияет Сокращает желчные про- токи и расслабляет сфинк- тер, что способствует вы- ходу желчи из желчного пузыря Не влияет Сокращает пузырь и рас- слабляет сфинктер Не влияет Сужает зрачок Расслабляет (волосы при1 легают к коже) Сужает бронхи, усиливает секрецию бронхиальных желез Уменьшает У меныпает ОРГАНЫ ЧУВСТВ АНАЛИЗАТОРЫ Органы чувств обеспечивают восприятие различных раздра- жений, действующих на орга- низм, служат ему для взаимосвя- зи и приспобления к постоянно меняющимся условиям окружаю- щего мира, для его познания. На основе показания органов чувств строятся разнообразные ощуще- ния, они являются источниками наших представлений об окру- жающем мире. Основными элементами, опре- деляющими специфику органов зрения, слуха, обоняния, вкуса, кожной чувствительности, равно- весия, являются специализиро- ванные рецепторы, преобразую- щие энергию определенных разд- ражителей в процесс возбужде- ния, который передается по соот- ветствующим нервам в централь- ную нервную систему. В соответ- ствующих каждому органу чувств зонах коры больших полушарий происходит окончательное разли- чение, анализ раздражений, вос- принимаемых • особенно чувстви- тельными к ним рецепторами.
117 Нервные аппараты, восприни- мающие и анализирующие разд- ражения, поступающие из внеш- ней и внутренней среды орга- низма, И. П. Павлов назвал ана- лизаторами. Рецепторы являются периферическим звеном анализа- тора. Центростремительные ней- роны и проводящие пути от ре- цептора до коры больших полу- шарий составляют проводнико- вый отдел анализатора. Участки коры больших полушарий мозга, воспринимающие и анализирую- щие информацию от соответст- вующих рецепторов, составляют центральную часть анализатора. Все части анализатора действуют как единое целое. Нарушение дея- тельности одной из них вызывает нарушение функции всего анали- затора. Так, можно потерять зре- ние из-за нарушения функций рецепторов глаза, повреждения зрительного нерва или при пора- жении зрительной зоны коры больших полушарий. ОРГАН ЗРЕНИЯ Глаз 9 расположен в глаз- нице черепа. Из глазного яблока выходит зрительный нерв, соеди- няющий его с головным мозгом. Глазное яблоко состоит из внут- реннего ядра и окружающих его трех оболочек — наружной, сред- ней и внутренней. Наружная обо- лочка — склера, или белочная оболочка, представляет собой же- сткую непрозрачную соедини- тельнотканную капсулу, перехо- дящую спереди в прозрачную ро- говицу, через которую в глаз про- никает свет. Под ней находится сосудистая оболочка, которая пе- реходит спереди в ресничное те- ло, где расположена ресничная мышца, регулирующая кривизну хрусталика, и в радужную обо- лочку, в центре которой имеет- ся отверстие — зрачок, способное суживаться и расширяться под влиянием мышц, заложенных в толще радужки. Сосудистая обо- лочка богата кровеносными сосу- дами и содержит черный пигмент- ный слой, поглощающий свет. Во внутренней оболочке глаза — сетчатке находятся светочувстви- тельные рецепторы — палочки и колбочки. В них энергия света превращается в процесс возбуж- дения, который передается по зри- тельному нерву в затылочную долю коры больших полушарий. Колбочки сосредоточены в центре сетчатки, напротив зрачка — в желтом пятне и обеспечивают дневное зрение, воспринимая цве-
та, форму и детали предметов. На периферии сетчатки имеются только палочки, которые раздра- жаются слабым сумеречным све- том, но не чувствительны к цвету. Место, где зрительный нерв выходит из сетчатки, не содер- жит рецепторов и называется сле- пым пятном. Внутреннее ядро глазного яб- лока образует (вместе с рогови- цей) оптическую систему глаза и состоит из хрусталика, стекловид- ного тела и водянистой влаги пе- редней и задней камер глаза. Прозрачный и эластичный хрус- талик, расположенный позади зрачка, имеет форму двояковы- пуклой линзы. Он вместе с рого- вицей и внутриглазными жидкос- тями преломляет входящие в глаз лучи света и фокусирует их на сетчатке. При сокращении рес- ничной мышцы хрусталик меняет свою кривизну, принимая форму для дальнего или для ближнего зрения. Преломившиеся лучи све- та от рассматриваемого предме- та, попадая на сетчатку, образуют на ней уменьшенное обратное изображение предмета. Однако мы видим предметы в прямом виде благодаря повседневной тре- нировке зрительного анализато- ра, что достигается образованием условных рефлексов, показания- ми других анализаторов, их взаи- модействиями, постоянной про- веркой зрительных ощущений, повседневной практикой. Вспомогательный аппарат гла- за состоит из защитных прис- пособлений, слезного и двигатель- ного аппарата. К защитным обра- зованиям относятся брови, ресни- цы и веки, покрытые с внутрен- ней стороны слизистой оболочкой, которая переходит на глазное яб- локо. Слезы, выделяемые слезной железой, омывают глазное ябло- ко, постоянно увлажняют рогови- цу и стекают по слезному каналу в носовую полость. Двигательный аппарат каждого глаза состоит из шести мышц, сокращения ко- торых позволяют изменять нап- равление взгляда. У людей с нормальным зре- нием на сетчатке возникает четкое изображение предметов, так как оно сфокусировано на центр сет- чатки. Нарушения зрения часто явля- ются следствием ненормальной длины глазного яблока. Близору- кость развивается при увеличе- нии продольной оси глаза. Па- раллельные лучи, идущие от да- леких предметов, собираются (фо- кусируются) впереди сетчатки, на которую попадают расходящиеся лучи, и в результате получает- ся расплывчатое изображение. При близорукости назначают оч- ки с рассеивающими двояковог- нутыми стеклами, уменьшающи- ми преломление лучей настолько, что изображение предметов воз- никает на сетчатке. При укорочении оси глазного яблока наблюдается дальнозор- кость. Изображение фокусирует- ся позади сетчатки. Для исправ- ления требуются двояковыпуклые стекла. Старческая дальнозор- кость развивается обычно после 40 лет, когда хрусталик теряет эластичность, твердеет и утрачи- вает способность менять кривиз- ну, что мешает четко видеть на близком расстоянии. Глаз ут- рачивает способность к ясному видению разноудаленных пред- метов. Соблюдение простых правил гигиены зрения позволяет пре- дупредить перенапряжение и из- бежать нарушений зрения. Необходимо, чтобы рабочее место было хорошо освещено, но не слишком ярким светом, ко- торый должен падать слева. Ис- точники искусственного света должны быть прикрыты абажу- рами. При чтении, письме, работе с мелкими предметами расстоя- ние от объектов до глаз должно составлять 30—35 см. Вредно чи- тать лежа или в движущемся транспорте. Курение и алкоголь
оказывают вредное действие на зрение. Чтобы избежать инфек- ционных заболеваний глаз, нуж- но беречь их от пыли, не тереть их руками, вытирать только чис- тым платком или полотенцем. ОРГАНЫ СЛУХА И РАВНОВЕСИЯ Орган слуха. Звуковые колеба- ния воздуха, действуя на орган слуха, сигнализируют человеку о том, что происходит в окружаю- щей среде. Для человека слух приобретает особое значение, так как при потере слуха в раннем детстве ребенок утрачивает спо- собность воспроизводить слова, говорить. С помощью слуха вос- производится устная речь, обеспечи- вающая общение между людь- ми в их трудовой и обществен- ной деятельности. В органе слуха различают на- ружное, среднее и внутреннее ухо ф . Наружное ухо состоит из уш- ной раковины и наружного слухо- вого прохода. Оно обеспечивает улавливание и проведение зву- ковых колебаний к барабанной перепонке, колебания которой пе- редаются на цепь слуховых кос- точек. Среднее ухо расположено внут- ри височной кости и состоит из барабанной полости, где находят- ся слуховые косточки — молото- чек, наковальня и стремя, и слу- ховой трубы, соединяющей сред- нее ухо с носоглоткой. Молоточек соединен с барабанной перепон- кой, а стремя — с перепонкой овального окна, за которым на- чинается внутреннее ухо. Внут- реннее ухо состоит из улитки, системы трех полукружных кана- лов, образующих костный лаби- ринт, в котором расположен пе- репончатый лабиринт, заполнен- ный жидкостью. В спирально завитой улитке помещаются слу- ховые рецепторы — волосковые клетки. Звуковые волны проходят 119 через наружный слуховой про- ход, вызывают колебания бара- банной перепонки, которые пе- редаются через слуховые косточ- ки в овальное окно внутреннего уха и вызывают колебания запол- няющей его жидкости. Эти коле- бания преобразуются слуховыми рецепторами в нервные импуль- сы, которые передаются по слухо- вому нерву в слуховую зону ко- ры больших полушарий, располо- женную в височной области, где происходит восприятие звука и анализ его силы, характера, высоты. Одним из основных правил гигиены слуха является содер- жание в чистоте ушных раковин и наружных слуховых проходов, где легко скапливаются грязь и ушная сера. Ни в коем случае нельзя очищать слуховой проход твердыми предметами. Большой вред приносят слуху чрезмерно сильные звуки и длительно дейст- вующий шум. Вестибулярный аппарат. Сис- тема трех полукружных каналов, овальный и круглый мешочки об- разуют вестибулярный аппарат. Возбуждения, возникающие в ре- цепторах этого органа равнове- сия, поступают в нервные центры, осуществляющие перераспреде-
120 ление тонуса и сокращение мышц, в результате чего поддерживает- ся равновесие и положение тела в пространстве. Благодаря постоянному взаи- модействию между зрительным и слуховым анализаторами, а так- же органами равновесия, мышеч- ного и кожного чувства, обоня- ния и вкуса в коре головного мозга беспрерывно осуществля- ются анализ и синтез поступаю- щей информации, что дает орга- низму возможность ориентиро- ватья в изменяющихся условиях окружающей среды, приспосаб- ливаться к ним. Алкоголь оказывает токсичес- кое действие на все органы чувств, нарушает функции всех анализа- торов. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В основе учения о высшей нервной деятельности лежат ма- териалистические идеи о рефлек- торных механизмах психических процессов, впервые сформулиро- ванные в 1863 г. великим рус- ским физиологом Иваном Ми- хайловичем Сеченовым. И. П. Павлов, эксперименталь- но подтвердив, творчески развив и расширив теоретические поло- жения И. М. Сеченова о реф- лекторном принципе деятельнос- ти головного мозга, создал но- вый раздел в науке — физиоло- гию высшей нервной деятельнос- ти животных и человека. Высшая нервная деятельность обеспечивает индивидуальное по- веденческое приспособление чело- века и высших животных к из- меняющимся условиям окружаю- щей и внутренней среды, носит рефлекторный характер, осущест- вляется безусловными и условны- ми рефлексами О • Безусловным рефлексом явля- ется, например, отделение слю- ны при непосредственном дейст- вии пищи на слизистую оболочку рта: пища действует на чувстви- тельные нервные окончания ро- товой полости и вызывает в них возбуждение, которое по центро- стремительным нервам передает- ся в продолговатый мозг, затем по центробежным нервам устремля- ется к слюнной железе и приво- дит ее в действие. Этот рефлекс, как и все безусловные рефлексы, имеет определенную рефлектор- ную дугу, готовую к моменту рождения. Безусловные рефлек- Очаг условного возбуждения Вкусовые рецепторы Проток слюнной железы Центростремительные пути возбуждения Слюнная железа Слуховые рецепторы Временная связь Корковое представительство пищевого центра Центр безусловного слюноотделительного рефлекса Центробежные пути возбуждения
сы, как и этот рефлекс, постоянно, закономерно возникают при дей- ствии соответствующих раздра- жителей на определенные рецеп- торные поля. Они являются врож- денными, наследственными, видо- выми, всегда возникают при пос- тоянных условиях (обязательно, безусловно) и сохраняются в те- чение всей жизни организма. В бесконечно сложной и измен- чивой окружающей среде приспо- собляемость при помощи безус- ловных рефлексов недостаточная, и организм может погибнуть, если он заранее не подготовится к новым изменениям среды. Так, у животного несравненно больше шансов спасти свою жизнь, если оно обнаружит признаки прибли- жения хищника заблаговремен- но. Следовательно, все, что сигна- лизирует, предупреждает о приб- лижении хищника,— шум, за- пах, вид и т. д., приобретает для животного жизненно важное зна- чение и вызывает у него целе- сообразные реакции, в соответст- вии со сложившимися условия- ми окружающей среды. Анало- гично этому вид, запах знакомой пищи, все, что сигнализирует, предупреждает голодного челове- ка о возможности скорого приема пищи, вызывает у него слюноот- делительный рефлекс, предвари- тельное выделение . пищевари- тельных соков, что позволяет быстро и полноценно перерабо- тать пищу при поступлении ее в пищеварительную систему. Эти рефлексы, позволяющие приспособиться к будущему, пока еще не наступившему событию, И. П. Павлов назвал условными рефлексами, потому что они обра- зуются при определенных услови- ях : необходимо неоднократное совпадение во времени действия двух раздражителей — будущего сигнального, или условного, и безусловного, т. е. вызывающего безусловный рефлекс. Условный раздражитель должен несколь- ко предшествовать безусловному раздражителю, так как сигнали- зирует о нем. Условный рефлекс И. П. Пав- лов называл также временной связью, потому что этот рефлекс проявляется только во время, пока действуют условия, при ко- торых он образовался; приобре- тенным, индивидуальным, по- скольку формируется в индиви- дуальной жизни организма. Условные рефлексы могут быть образованы любым раздра- жителем на основе любого бе- зусловного рефлекса. Условные рефлексы составляют основу на- выков, привычек, обучения и вос- питания, развития речи и мыш- ления у ребецка, трудовой, об- щественной и творческой деятель- ности. Наряду с возбуждением в коре больших полушарий возникает и торможение, т. е. подавление, прекращение деятельного состоя- ния, задержка одних реакций, что обусловливает возможность осуществления других. У человека и у животных об- щие механизмы образования и динамики условных рефлексов, обеспечивающих индивидуальное приспособление организма к из- меняющимся условиям внешней среды. Однако человек резко от- личается по своему поведению от животных благодаря особым ме- ханизмам нервной деятельности. Такие особенности высшей нерв- ной деятельности человека, как речь, сознание, отвлеченное мыш- ление, развились в связи с трудом, благодаря которому люди смогли сознательно воздействовать на природу. Внешняя среда для че- ловека имеет качественно иное со- держание, чем для животных, так как это социальная среда, общество людей, наделенных соз- нанием, живущих по законам об- щественного, трудового развития. Важнейшая из порожденных трудом функций человека — речь. Это средство общения между людьми в процессе труда, соци-
m 122 альной, духовной, личной жизни. Возникновение и развитие рече- вой деятельности, слова, языка привело к дальнейшему развитию высшей нервной деятельности, к обогащению ее опытом предыду- щих поколений, новыми, прису- щими только человеку особеннос- тями. Такой специфической осо- бенностью высшей нервной дея- тельности человека является на- личие у него, в отличие от жи- вотных, двух систем сигнальных раздражителей: одна система раздражителей, как и у живот- ных, состоит из непосредственных воздействий факторов внешней и внутренней среды организма; другая состоит из слов, обозна- чающих воздействия этих факто- ров. И. П. Павлов назвал их со- ответственно первой и второй сиг- нальными системами действи- тельности. Слово стало для человека сиг- налом первичных, действующих через органы чувств раздражи- телей — сигналом сигналов. В словах обобщаются конкретные для данного предмета и общие свойства предметов, происходит отвлечение от конкретных пред- метов и, следовательно, создают- ся возможности для отвлеченно- го, абстрактного мышления. Это значительно расширяет возмож- ности приспособления к окру- жающей среде. Учение И. П. Павлова о выс- шей нервной деятельности чело- века и дальнейшее его развитие его последователями — Л. О. Ор- бели, П. К. Анохиным, Э. А. Ас- ратяном, П. С. Купаловым, Л. Г. Во- рониным и другими доказывает неоспоримыми фактами полную несостоятельность идеалистичес- ких представлений о душе, неза- висимой от тела, свойствами ко- торой будто бы объясняется соз- нательная деятельность человека. Гигиена физического и умст- венного труда. Деятельность орга- низма зависит от состояния цент- ральной нервной системы. Ее пе- реутомление ведет к расстройству жизненно важных функций орга- низма, снижает восприятие, вни- мание, память и работоспособ- ность. При однообразном физическом труде работает только одна груп- па мышц и в возбуждении нахо- дится только один участок цент- ральной нервной системы, что при- водит к его утомлению. Чтобы избе- жать переутомления, полезно во время перерывов проводить про- изводственную гимнастику, в ко- торой участвуют другие мышцы. Это, в свою очередь, ведет к воз- буждению новых участков коры головного мозга, торможению ра- нее работавших участков, их от- дыху и восстановлению работо- способности. Умственный труд также вызы- вает утомление центральной нерв- ной системы. Лучшим отдыхом при этом является гимнастика или другая физическая деятель- ность человека. Большое значение в образо- вании условных рефлексов имеет режим дня. При его соблюдении у человека образуется много важ- ных условных рефлексов, стиму- лирующих лучшее функциониро- вание различных систем органов и предотвращающих их пере- утомление. Сон дает наиболее полный от- дых центральной нервной систе- ме. Чередование сна и бодрство- вания — необходимое условие су- ществования человека. Грудные дети спят 20—22 ч, школьники — 9—11 ч, взрослые люди —7—8 ч. При недосыпании человек теряет работоспособность. Чтобы во вре- мя сна организм получал наибо- лее полный отдых, необходимо ложиться спать в одно и то же время, устранить яркий свет, шум, проветрить комнату и т. д. 7 — 8-часовой сон состоит из 4—5 циклов, закономерно сменяющих друг друга, каждый из которых включает фазу медленного и фазу быстрого сна. Во время медлен-
123 ного сна, который развивается сразу после засыпания, наблю- дается урежение пульса, дыха- ния, расслабление мышц, пони- жение обмена веществ и темпе- ратуры тела. Во время быстрого сна, который наступает через 1 — 1,5 ч медленного сна и длится 10—15 мин, активизируется дея- тельность внутренних органов, учащается дыхание, усиливается работа сердца, повышается об- мен веществ, на фоне общего расслабления возникают сокра- щения отдельных мышечных групп, под закрытыми веками происходят быстрые движения глаз, спящие видят яркие снови- дения. Характер сновидений оп- ределяется событиями и пережи- ваниями прошедшего дня, связы- вается со следами прошлых собы- тий. Достаточный сон жизненно необходим для поддержания и ук- репления здоровья, для восста- новления работоспособности. Алкоголь и никотин пора- жают нервную систему. Движе- ния пьяных неточные, их речь бессмысленна, мыслительные про- цессы нарушены. У куриль- щиков слабеет память, дрожат руки, появляются спазмы сосу- дов головного мозга. Алкоголь угнетает жизнедея- тельность всех клеток организма, но наиболее чувствительны к нему нервные клетки, особенно коры головного мозга. Установле- но, что у здорового человека сле- ды разового приема средней дозы алкоголя обнаруживаются в орга- низме в течение двух недель, хо- тя из крови алкоголь исчезает через 5—6 ч. Алкоголь ослаб- ляет процессы торможения в центральной нервной системе, что ведет к утрате самоконтроля, са- мообладания, осторожности, стыд- ливости, скромности, такта; появ- ляются развязность, несдержан- ность, бесцеремонность, грубость и т. д. Алкоголь снижает умст- венную и физическую работоспо- собность, остроту зрения, ухуд- шает координацию движений и точность выполнения различных действий, что нередко ведет к несчастным случаям, тяжелым травмам. Алкоголь, расширяя со- суды, может привести к их раз- рыву и вызвать кровоизлияние в мозг. Алкоголь ведет к потере сна, ослаблению памяти, деградации личности. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ Регуляция ^шзирлогмческих функций организма осуществл я - ется при помощи двух систем — нервной и гуморальной. В орга- низме они действуют согласо- ванно. Нервная регуляция осу- ществляется быстро, гуморальная гораздо медленнее. Гормоны — это высокоактив- ные вещества, образующиеся в 'организме. Ничтожные их коли- чества оказывают мощное воз7 действие на деятельность опреде- ленных органов и их систем. Каж- дый из гормонов оказывает оп- ределенное воздействие на жиз- ненный" процессы, происходящая в организме, и играет важную роль В ^gryЛ U11И И <й 1миыа bphtpptr Железь£внешней и внутренней секреции ф • Железы внешней секреции выделяют образующие- ся в них вещества через вывод- ные протоки или в полость ор- ганов тела, или во внешнюю среду (слюнные, желудочные, потовые, сальные железы). .Железы внутренней секреции не имеют"вЫВОДйых протоков. По- этому вырабатываемые в них гор- моны поступают непосредственно в кровь. RT железам внутренней секреции относятся надпочечни- ки, гипофиз, Щитовидная, Подже^ лудочная железы, половые желе- зы и др.^ХХоджёлудочная и по ловые железы выполняют одно- временно как внешнесекретор-
124 Надпочечники Половые железы Яичники Семенники Поджелудочная железа Подбугровая область головного мозга Шишковидная железа Г ипофиз Щитовидная железа Паращитовидные железы Вилочковая железа ную, так и внутрисекреторную функции. Поджелудочная железа выра- ’ батывает поджелудочный сок, ко- торый по выводным пророкам попадает в двенадцатиперстную кишку^и принимает участие' в процессах расщепления питатчель- гНЫХ ^веществ. ЭТО BHgniHPPPftpP- торная функция. Вдутрисекретор- ную функцию Выполняют особые клетки, расположенные островка- ми (скоплениями), цехвядадными с выводными протоками. Они вы- деляют гормоны в кровь. Х)дин из них — инсулин — превращает избыток глюкозы в крови в жи- вотный крахмал гликоген и по- нижает уровень сахара в крови. Другой гормон — клюкагон — де1|5твует на угЛёБОдный обмен противоположно инсулину. При его помощи происходит процесс превращения гликогена в глюко- зу. * Нарушение образования инсу- лина в поджелудочной железе вызывает болезнь — сахарный диабет, ' Надпочечники — парные же- лезы, расположенный н£д верх- ней частью почекГ~-Они -вТлраба- тывают несколько гормонов. В наружном (корковом) слое обра- зуются гормоны, регулирующие процессы обмена веществ. Одни из Hffx способствуют превращению белков в углеводы и. повышают устойчивость организма к небла- гоприятным воздействиям, дру- гие — регулируют солевой обмен в организме. '"Ва-внутреннем (мозговом) слое надпочечников образуется адре- налин. Этот гормон усиливает и учащает сердечные сокращения, повышает^ кровяное давление^ расширяет зрачки^ регулируётуг-^ леводный обмен (усиливает прев- ращётпге гликогена в глюкозу). Щ и тов идная железа лежит поверх щитовидного хряща гор- тани. Она выделяет в кровь гор- моны, в состав которых входит иод. Эти гормоны усиливают об- мен веществ в организме и по- вышают возбудимость нервной системы. Недостаточная функция щито- видной железы в детском воз- расте задерживает рост, умствен- ное и половое развитие (разви- вается болезнь кретинизм}. В дру- гие периоды это приводит к снижению обмена веществ, при этом нервная деятельность замед- ляется, развиваются отеки, про- являются признаки тяжелого за- болевания, называемого миксе- демой. Базедова болезнь вызыва- ется избыточной деятельностью щитовидной железы, которая при этом увеличивается в объеме и выступает на шее в виде зоба. Гипофиз — нижний мозговой придаток выделяет в кровь гор- моны, регулирующие рост орга- низма и функции надпочечников, щитовидной и половых желез. Избыточное количество одного из них — гормона роста — в моло- дом возрасте способствует быст- рому росту (великаны до 2 м и более). При недостаточном коли- честве гормона ребенок растет медленно и, врослея, становится карликом. Половые железы образуют по- ловые гормоны. В мужских поло- вых железах — семенниках — образуются сперматозоиды. В
женских половых железах — яичниках — содержатся яйце- клетки. Под действием гормонов, выделяемых в кровь семенника- ми, происходит развитие вторич- ных половых признаков, харак- терных для мужского организма (волосяной покров на лице — бо- рода, усы, развитый скелет и мус- кулатура, низкий голос). Гормо- ны, образующиеся в яичниках, влияют на формирование вто- ричных половых признаков, ха- рактерных для женского организ- ма (отсутствие волосяного покро- ва на лице, более тонкие, чем у мужчин, кости, отложение жира под кожей, развитые молочные железы, высокий голос). Алкоголь и курение оказыва- ют токсическое действие на же- лезы внутренней секреции, в частности на половые железы, на генетический аппарат и разви- вающийся плод. У детей алко- голикбв часто наблюдаются поро- ки -развития, умственная отста- лось, тяжелые заболевания. Употребление спиртных на- питков приводит к преждевремен- ной старости, деградации личнос- ти, инвалидности и смерти. Вели- кий русский писатель Л. Н. Толс- той подчеркивал, что «вино губит телесное здоровье людей, губит умственные способности, губит благосостояние семьи и, что всего ужаснее, губит душу людей и их потомство». РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА Человек, как и все живые ор- ганизмы, способен к самовоспро- изведению, т. е. к сохранению и продолжению своего вида. Слия- ние женской и мужской поло- вых клеток — оплодотворение да- ет начало новому организму, ко- торый наследует признаки роди- телей, но и отличается от них новыми комбинациями хромосом, 125 обеспечивающими индивидуаль- ные особенности. В ядре каждой яйцеклетки и каждого спермато- зоида хромосом — материаль- ных носителей наследственных признаков родителей — вдвое меньше (23), чем в ядрах других клеток (46). При оплодотворении, которое происходит в маточной трубе, куда проникли яйцеклетка после овуляции и около 200 млн. сперматозоидов после полового акта, только один из спермато- зоидов проникает в яйцеклетку и сливается с ней. В оплодотво- ренном яйце ядро имеет 46 хро- мосомГсодержащих информацию о наследственных признаках обо- их родителей. Жизнеспособность яйцеЮгетКи сохраняется около 24 ч, а способность к оплодотво- рению сперматозоидов сохраняет- ся от 2 до 4 суток. Оплодотворенное яйцо делится и превращается в многоклеточ- ный зародыш, который, продви- гаясь по маточной трубе, через 4—5 суток попадает в полость матки и погружается в ее набух- шую слизистую оболочку, уже подготовленную гормонами яич- ника. Из части клеток зародыша формируются оболочки: наруж- ная (будущая плацента, или дет- ское место), имеющая капилляры и ворсинки, через которые проис- ходит питание и дыхание заро- дыша, и внутренняя — тонкая, образующая пузырь, в жидкости которого плавает зародыш. Зародыш в матке быстро раз- вивается. К 3 месяцам внутриут- робного развития формируются почти все органы, к 4,5 меся- цам прослушиваются сокращения сердца плода, частота которых в 2 раза выше, чем у матери. Нормальная беременность про- должается 270—280 суток (9 ме- сяцев) и заканчивается рожде- нием ребенка массой около 3— 3,5 кг и длиной около 50 см. Начало родов связано с выде- лением гормона гипофиза, вызы- вающего сильные сокращения
В 126 мышцы матки, затем сокращают- ся мышцы брюшного пресса, ре- бенок проталкивается в малый таз и появляется на свет. Врач или акушерка, помогающие женщине при родах, перевязывают и пере- резают пуповину, соединяющую плаценту и ребенка. У ребенка плацентарное кровообращение за- меняется легочным, возникает легочное дыхание, о чем свиде- тельствует его первый крик и вдох. Через 20 мин плацента от- деляется от матки и вместе с обо- лочками плода выходит наружу. Беременность, признаки кото- рой — прекращение менструа- ций, набухание грудных желез, тошнота, сонливость и др., уста- навливается врачом, который сле- дит за ходом беременности. Бе- ременная женщина не должна пе- реутомляться, сильно волновать- ся, интенсивно заниматься спор- том, носить обувь на высоких каб- луках, употреблять в пищу острые приправы, копчености. У нее должно быть полноценное, но не чрезмерное питание. Во вторую половину беременности ей нужно соблюдать бессолевую диету. Нельзя принимать никаких ле- карств без назначения врача; не- обходимо двигаться и гулять на свежем воздухе, заниматься не- тяжелым физическом трудом. Ни при каких обстоятельствах беременная женщина не должна употреблять табак и алкоголь. Курящие беременные женщины чаще рождают недоношенных де- тей. Употребление беременной женщиной алкоголя во много раз увеличивает вероятность рожде- ния детей с различными уродст- вами. Отравляя зародыш еще в материнской утробе, алкоголь за- долго до рождения ребенка задер- живает и нарушает его развитие. У родителей, злоупотребляющих алкогольными напитками, дети могут отставать в умственном и физическом развитии, чаще забо- левают, особенно нервно-психи- ческими заболеваниями, труднее переносят болезни, многие из них погибают в раннем возрасте. Алкоголизм родителей — одна из главных причин слабоумия детей. Состояние опьянения хотя бы одного из родителей во время зачатия может привести к тем же пагубным последствиям. Периоды послеутробного раз- вития. Формирование человечес- кого организма заканчивается к 22—25 годам. Выделяют следую- щие периоды послеутробного раз- вития ребенка: период новорож- денное™ (первые 4 недели после рождения), грудной период (от 1 до 12 месяцев), ясельный период (с 1 года до 3 лет), дошкольный период (с 3 до 6 лет) и школь- ный период (с 6 до 17 —18 лет). Наиболее интенсивны рост и развитие в первый год жизни и в период полового созревания, в возрасте от 12 до 15 лет для девочек и от 13 до 16—17 лет для мальчиков. В период поло- вого созревания — в подростко- вый период у мальчиков созре- вают сперматозоиды и выраба- тываются мужские половые гор- моны, у девочек — женские поло- вые гормоны. Под влиянием по- ловых гормонов развиваются вто- ричные половые признаки. У де- вушек появляются менструации, промежутки между которыми становятся регулярными, состав- ляя обычно около 28 дней. В под- ростковый период в организме происходят изменения, подготав- ливающие половую, физическую и психическую зрелость. Физи- ческий и умственный труд, заня- тия спортом, общественная рабо- та, полноценное питание, соблю- дение правил гигиены способст- вуют гармоничному развитию подростков, воспитанию здоро- вых, сильных, смелых и духовно богатых людей. Одна из особенностей роста и развития детей нашего време- ни — акселерация. Она проявля- ется в ускорении физического и психического развития детей.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ 128 ВВЕДЕНИЕ 129 ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ Эволюционные представления до Дарвина Дарвинизм Развитие органического мира Происхождение человека 146 КЛЕТКА. ИНДИВИДУАЛЬ- НОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗ- МОВ 146 ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗА- ЦИЯ КЛЕТКИ Неорганические вещества Органические вещества 152 СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ 155 ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРА- ЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ Энергетический обмен Синтез органических веществ 161 РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИ- ДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОР- ГАНИЗМОВ Деление клеток. Митоз Размножение. Развитие га- мет Индивидуальное развитие животных 165 ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕ- ЛЕКЦИИ 165 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕР- НОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ Законы Менделя Сцепленное наследование 171 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕН- ЧИВОСТИ 174 ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ЗДРАВООХ- РАНЕНИЯ 175 ГЕНЕТИКА И ТЕОРИЯ ЭВО- ЛЮЦИИ 176 СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИИ, ЖИ- ВОТНЫХ И МИКРООРГА- НИЗМОВ 180 ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГА- НИЗМОВ И СРЕДЫ 180 ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Экологические факторы Экологические системы Возникновение и начальное развитие жизни на Земле 186 БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
fi 128 ВЕДЕНИЕ Раздел общей биологии носит синтезирующий характер. В нем ^концентрированы^основы обобщающих биологических наук: эво- л юцион ного^учения7~циТО логи и, генетики, селекции, экологщЕщ др. Он^дает сведешГЯ Об Основных закономерностях жизненных явлений H£L__Bcex уровнях организации форм жизни — молекулярном, ^кле- точдом^-оргадизменном, популяционно-видовом и надвидовом. Общая биология знакомит с происхождением и закономерностями исторического развития Гэволюцией) органического шгра^-с особен- ностямистроения организмов, * основными жизненными процессами (обменом веществ, наследственностью, изменчивостью и др.) и с само- регуддащеи^живых^орм. Она раскрывает связь^между~Ирганизмами и окружающей средой, показывает место человека, последствия и персПективыегОхоз яйствен ной д ея те л ьности в биосфере. —В этом разделе нашлй~~бтражение наиболее выдающиеся достиже- ния современной биологии, которая, используя новейшие методы, особенно бурно развивалась в последние десятилетия и стала играть все возрастающую роль в жизни и практической деятельности чело- века. Особенно бурно в последние годы развивалась взаимосвязан- наях^хммией и физикой молекулярная биология. Установив"строение, свойства и особенности"химических реакций оснбвн^1Г7Урганических ВеЩеств клёт1шГ~Ъи0лбгйя~тпа^иолекулярйбм уровне исследовал^ ос- 6фзНьге--бирло1ч<чёстпте-лфецеесь1г-Л1реигх15Дятп^е2В2]<яеткёП?нЛТфим^р, обмен веществ, превращение энергий, рост, "^азвитиеГ дифференци- рование тканей). Это' открыло"широкие возможности управления данными процессами. Огромных успехов добилась генетика — наука о наследственности- и изменчивости живых организМЬВ, изучающая теперь этгГтвийетва ия^модеку пярнпм уровне. Современная генетйкЯ~итала теоретической основой в практике человека по выведению новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, а также в области диаг- ностики и лечения наследственных болезней человека. Дальнейшее развитие получили экология и учения об эволюции ооганическопгмиваттг^Посфере. Эти науки раскрылйГсложные связи в бйрсфере и показали значение^ деятельносздДеловека в преобрйзова- нии биогеоценозов, -изменении и возннкновенииновьЕх присйособле- ний у разных биодшшнещщх-яидов. ----- " Перед человечеством возникла проблема охраны и рационального исп^ьзоваЦия^рироДыг^яЩйТЪГ’Щшсфёрьти^тгр^кде^веегочеловека отГвозрастающего загряанениТг-гТрёдьГ —---------------------- Зйаййе~общебиологйческих—закономерностей необходимо для по- нимания сущности научных основ и сложных процессов, характерных д5тя разных отраслей практической деятельности человека. Это позво- лит лучше уяснить задачи, поставленные партией и правительством в области сельского хозяйства, селекции, рационального природо- пользования, призванных сыграть ведущую роль в решении Продо- вольственной программы страны, а также лучше понять научные основы медицины, здравоохранения, фармацевтической промышлен- ности и других отраслей хозяйственной деятельности человека.
129 ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДО ДАРВИНА Ученых разных времен и на- родов всегда волновали проблемы происхождения человекаГ^озник- новенйя жизни на ЗемлеГмного- образия~жявых~существ11 их уди- вительная приспособленности К окружающей среде. Первые мате- ри а диетические идей о единстве ж ивой и неживой природы проя - вились на Древнем Востоке^Дх разделяли философ ы - мате ри а - листы Древней Греции и Рима. Многие мыслители того времени высказывали диалектические суждения о превращении одних организмов в другие, развитии высших форм из низших и т. д. С начала нашей эры до середины XVIII в. в биологии господство- вали идеалистические взгляды о «божественном» ~прОидсождёнии человека и живых существГбб"их « изначальной^ целесообразности, метафизические суждения о неиз- меняемости организмов. Все иные высказыванияцёрНОвь безжало- стно прёследовалаГБиология~ в те времена носила в основном опи- сательный характер.~Она накопи- ла' Огромный фактический мате- риал о разнообразных растениях и животных, не имевших обще- приняты* мяяпяний. Попытки от- дельных ученых—систематизиро- вать этот матерцалне имели успеха^ Первую относительно удачную искусственную систему органи- ческого мира разработал швед- ский^ натуралист Карл Лии, н ей (1707 —1778). Засгснову своей системы он принялвШ^гко- торый^оцределял как совокуп- но(^ть_^оходных~~по строению оро- бей, дающих плодовйтоеГпотомст- вбГ~Вид он считал элементя-рной единицей живой природы, (Сов- ременное определение вида см. в главе «Дарвинизм».) Близкие-ви- ды объединялись им в роды, ро- ды — в отряды, отряды — в клас- сы^ Для обозначения вида он ис- йбльзовал два~латинских слова: перное~йсуществительное) — наз- вание рода. второе_£придагателБ=-~ ное) —^видовой, эпитечь— Этот Принцип двойной номенклатуры сохранился в Систематике и цо настоящеговремени. Линней сис- тематизировал огромный мате- риал, накопленный предшествен- никами, и описал ботте^ дов. Его работы поелужилй серь- езной основой для дальнейшего изучения и "классификации"' жи- вых' организмов. v—--Недостатки системы Линнея соДюяли в том, что при клас- сификации он учитывал лишь 1—2 признака (у растений — число тычинок, у животных — строение дыхательной и крове- носной систем), не отражающих подлинного родства, ггизТбму да- лекие роды оказались в одном классе, а близкие — в разных Ви- дьг в природе Лийнеи считал неизменными, созданными твор- цбм. Он разделял метафизические представления 6 "природе. "Французский ученый Ж а н Батист Лама р к (1744— 1829) выдвинул теорию об изме- няемости видов. Он утверждал, чтр разнообразие животных и растений есть результат исторй^ ческого развития органического мира — эволюции (от лат. ^«эво- лЮтио» — развитие), которую по- нимал_как ступенчатое развитие, усложнение органКзатпти-живых орг; их форм к Он предложил своеобразную сис- тему органического мира, распо- дожив, в ней родственйые Труп- пы в восходящем порядке — от просты* к более с ложным.-^ ви де «лестницы». Но Ламарк ошибоч- но полагал, что изменения среды всегда вызывают у организмов 5. Зак. 1726 Трайта
130 полезные изменения, а причиной nfrOTpecOa ‘ЖИВОЙ природы считал в нутреннее стремление орган и з - мои усовершенствованиюГ своей организации. Причиной приспо- собления растенииквнёшИсНсре- де он^считал врожденную спо- собность изменятъся^целесообраз- цо—^изЯенидшщлся условиям, а животных — ♦упражнением или неу пражненйем» органов и “нас^ лед3^емоСти~~приобретеннБГХ приз- наков. В России, первые представле- ния об эволюции органического мира'высказал" М. ВТ Л о м о н о- с о~в2 (17П —17’65), утверждав7 ший, что изменения неживой природы ведут к изменениям жи- териал для доказательства__эво- во*гных и~растенйй. А. Н.ТаЛп- люционного процесса,—происхо- дищ е в (1749—1802) прлагал, дящего на Земле. Наблюдения что*природа развивается отцрбб= “Дарвина и богатейший мате- тых существ к сложным, а че- риал, собранный им во время ловека он считал ♦единоутроб- ным сродственником всему* на Земле живущем у Г. К. Ф. Р у л ь е (1814—1858) -разделял взгляды .ТТямяркя на эволюцикГорганичёс- кого мира, он считал, что изме- нения^ внешней среды могут^вьГ- з ывать^^органшгмов-жак -полез - ные11зменения, так и вредные. Он ^первыи для ^доказательства эволкщии провел ~сравпитольное описание^ вымерших_ и ныне жи- в у щих^оргализмов^варрс л ЫХТж и - вотных и их зародышей. А._Й2Пе^цен (1812—1870) на^ чалом всегсг"живого считал ма- те рию? а все мнбгоойразие--жи- вых существ — продуктом разви- тия материи. -------- ДАРВИНИЗМ Возникновению эволюционной теории Чарлза Дарвина (1809—1882) способствовали мно- гие предпосылки ^^^социа л вне- экономические (интенсцвнре^раз- витие промышленности, быст- рый рост городов, -значительный п о д ъ^-ееяьекото-^езяйствагаКти - вийацйя-гелекциенней-риббтьг по выведению новых сортов расте- ний и пород животных в Англии в начале ХТХГ в.) и научные 4ус~ пехй систематики животных и раетенйй, биогеографии;- птаеон- талигии^сравнительной анато- мии, эмбриодогии--и--др.), позво- лившие установить сходство й различия живых - организмов. Достижения ряда естественных наук (астрономии, доказавшей происхождение Солнечной систе- мы, геологй~йТ~бткрывшей после- довательное образование осадоч- ных пород, химии, установившей сходство в составе живой и не- живой природы, и др.) предоста- вили огромный фактический ^ма- кругосветного плавания на ко- рабле ♦ Бигл», привели его к убеж- дению об изменяемости—видов. Проанализировав-огромнънупри- родныЙГ^материал и данные се- лекционныйПГрактики. Дарвин в основном труде ♦Происхождение ционную теорию, в которой с на- учных, диалектико-материалис- тических" позиций^ вскрыл лснов- ные ая-кпномерности раанития органическогомира^ Он^доказал, что огромное многообразие на- сел яющих Землю? приспособлен- ных к услслвиям^обитанйя'ви д ов образовалось^благодаря постоян- но возникающим вприроде^раз- нднапраьгленным—нагеле дет вен - ным изменениям и естественному отбору. Способность организмов к интенсивному размножению и одновременное выживание не- многих особей привели Дарвина к мыелй о наличии между ни- ми борьбы за существование, следствием ^которой является вы- живание организмов, наиболее п рисдрсобленны х??к ' нонкрвтны м условиям^ среды, и шямирание неприспособленныхГЗПостёПенное, усложнение и довышениеорга-
131 цизации живых существ он счи- талГ результатом наследственной изменчивости^и естестве нного-отх- бора. Значение теории Дарвина сос- тоит в том, что в изучение при- роды он ввел естественноистори- чёскйй "метод: установидГ~основ-" ные_ движущие силы эволюции органического мира (наследствен- ная изменчивость и естественный отбор), раскрыл задачтг~бирящ1ии (находить "в природе и объяснять причйнно-слёдственные связи!? На основе дарвинизма произошла перестройка всех отраслек_бнрло- Классики марксизма-лени- низма высоко ценили труды Дар- вина. Ф. Энгельс утверждал, что Дарвин нанес сильнейший удар метафизическому взгляду на при- роду, доказав, что весь совре- менный органический мир, «вклю- чая человека, есть продукт процесса развития, длившегося миллионы лет». Ф. Энгельс и В. И. Ленин сравнивали вклад Дарвина в биологию с заслугами К. Маркса в области обществен- ных наук, понимая под этим, что Дарвин с позиций материализма объяснил историю живой приро- ды и законы развития органи- ческого мира, а К. Маркс — исто- рию человечества, законы разви- тия человеческого общества. Идеи Дарвина нашли под- держку и дальнейшее развитие в трудах всех прогрессивно мыс- лящих биологов всего мира. ВИД, ЕГО КРИТЕРИИ И СТРУКТУРА Ч. Дарвин считал вид опреде- ленным звеном в эволюции жи- вой природы, хорошо обособлен- ным от^Друт!1х~§идбв^благодаря механизмам, выработанным у не- го в процессе эволюции. В на- стоящее время знания о виде расширены и стали более конк- ретными. Вид — это совокупность осо- бей, обладающих наследствен- ным сходствомморфологи чёсЮ! х, физиологических и биологичес- ких особенностей, свободно скре- щивающихся и дающих плодови- той потомство, приспособленных к опрёделенныкгусловиям жизни, з а н и м ающих_^3трироде-_опре де - ленный ареал. ^Критё^йи вида. В природе ви- ды различаются сбвокугГностью признаков, называемых критери- ями видаГ^Сущность каждого из них заключается в следующем. Моуфологический критерий опре- "деЛяет^сходство внешнего и внут- реннего строения особей одного вида; генетический критерий — ппТияклвьтй, типичный для вид а набор хромосом и возможность пспбей екрртттмпятьея и давать ггппппдитпр ттгуггпугпгпдп; фиЗНОЛО- г ический критерий —"сходство ^ВсеЗГ~жиЗненных процессов;^био- хиМт^скии кридяоий способ- ность образовывать спрттифичрг- кие^едки^и^другне органические вещества] экологический крите- Р и й — приспособленность К QTT ре - деленным условиям среды; геог- критерии pJW»- пррстранениёвприроде в опое- делбнном2 а рея ttpl Ни один из критериев в отдельности не мо- жет служить для определения вида. Охарактеризовать вид мож- но только учитывая совОкуп- HocTbjtcexZlKpilT^xirea. Структура вида. В природе виды ‘ хорошо изолирбЬапьг^друг от другаГЧЗдцДКШЛПбби каждого вида внутри ареала распростране- ны неравномерно. В его пределах места, благоприятные для оби- тания отдельных особей, чере- дуются^ участками, непригодны- ми для их жизни. Поэтомулну-т- ри <реала вид распадается на бо- лее мелкие единицы — популя- ции. - " - Попиляиией называют естест- веннуюсовокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенную, обособленную часть ареала. По^ '5*
132 пуляция состоит из особей раз- ногр возраста и пола. Она ха- рактеризуется наибольшим чис- лом^ связей между ними. Особи одной' популяции имеют -больше с х о Дстваг-чем особи разных поп у - ляций одного вида:, в ней более вероятны встречи самцов и самок. Численность особетг~б~~ ней резко колеблется в связи с числен- ностью других видов ф, стихий- ными бедствиями и другими при- чинами. Известны годы массового размножения вредных насеко- мых, болезнетворных бактерий и др. Территория, занимаемая по- пу л яциёиГ- может постя ипать пт O,LjJ° 10_га_ и более. Границы популяций часто совпадают с гра1 ницами биогеоценозов (озеро, лес, болото) (см^_раэдел~1гЭкология»). Смещкванию популяций мешает географическая изоляция (горы, реки, пустыни) ибиологическая изоляция (различие У строении Полового аппарата, сроках и по- вадках спаривания у животных, несовместимость пыльцы и рыль- ца, разные сроки цветения расте- ний и др.). Популяция являет- ся основной единицевГЭВОЛюции, тДк как в ней совершаются все первичные эволюционные процес- сы—(см; 4 Образование видов*). ^ортаГ культурных растений, по- роды домашних животных и штаммы микроорганизмов—-это иск усственцые, СОзданньПГ^чел о - веком популяции (см. раздел «Се- лекция»).--- Несколько близких популяций образуют более крупную внутри - виДовутогтруппу — иидвидГпмёю- щую определенные мбрфологи- чцские-нризняки, конкретную об- лащь^обитайия в предолах-яреала вид а^и^сло^рбнуКУ^своббдно^ скре - щ и в а ться^сдругими подвида м и своегопвида. На подвиды распадаются ви- ды, имеющие широкие ареалы. Так, обыкновенная белка на тер- ритории СССР представлена 22 подвидами, различающимися ок- раской меха. Влияние человека на сохране- ние вида. Деятельность челове- ка привела к исчезновению мно- гих десятков видов животных и растений. Под угрозой исчезнове- ния находятся еще сотни видов: из животных — снежный барс, выхухоль, тигр, белый и черный журавли; из растений — наперс- тянка, красавка, кувшинка, тис, самшит и др. В последние годы во многих государствах мира ведется целе- направленная работа по сохране- нию природы. Объединяет ее Международный союз охраны природы (МСОП). Он издает Крас- ную книгу, в которой учиты- ваются (берутся под охрану) ис- чезающие и редкие виды. В СССР взяты под охрану из животных — соболь, куница, бобр, джейран, сайгак, белая цапля, фламинго, лебеди и многие другие; из расте- ний в Красную книгу внесены большинство первоцветов, многие
133 лекарственные растения (всего 444 редких и исчезающих вида). Большая работа по сохранению и воспроизводству особей редких видов животных и растений ве- дется в заповедниках, заказни- ках, ботанических садах, зоопар- ках и т. д. В СССР принят За- кон об охране природы; вырубка леса, отстрел животных и ловля рыбы проводятся с учетом воз- можностей их воспроизводства; ведется борьба с загрязнением ок- ружающей среды отходами про- мышленности, ядохимикатами и другими вредными веществами. Приняты законы об охране атмос- ферного воздуха, охране и ис- пользовании животного мира. Эти и другие меры способствуют сох- ранению видов животных и рас- тений в интересах ныне живущих людей и будущих поколений. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ Наследственность и изменчи- вость являются одними из опре- деляющих тиров эволюции органического мира. Наследственность — это _свой- ство живых организмов сохра- нять и передавать потомству осо- бенности~~своёгО строения, Функ- ций и разви^я^Благодаря_-нас- ‘ОГеДОТвенности из поколения в по- коление сохраняютсяприанаки вида^_ сорта,—породы, щта/мма. Связь между поколениями осу- ществляется при размножении (см. разделы «Ботаника» и «Зоо- логия»). Из органоидов клетки дедующая^ольвнКслёдствйдо с- ’Ти ^чцщцадлёяПГТ^^Р^1 осомам» Срособным^ГсЩ^будвоеншбтгфбр- мировашГ^с-помбТцью^енЬвЗрсе- го^компл^ксе^Зсарактерньмн-для видалризцаков (см. главу «Клет- ка»). В клетках живых организ- мов содержатся десятки тысяч ге- нов .Всю их совокупность, харак- терную для особи вида, называют генотипам^ ‘— "Изменчивость неразрывно свя- ^зана с наследственностью. Она "выражается в способности орг? низмов изменяться, благодаря из- менчивости отдельных особей по- пуляция оказывается разнород- нрйг~Дарвин различал два основ- ных типа изменчивости. Ненаследственная изменчи- востЪ'\СМ. о "модификациях в гла- ве «Основы генетики и селек- ции») возникает в процессе ин- дивид уалКного развития организ- моБЛкцГвлиянием конкретных ус- ловии^среды/вызывающихУ всех особей одного вида~сходные—изг м£шения,поэтому Дарвин эту из- менчивость назвал определенной. Однако Степень таких изменений у отдельных индивидуумов мо- жет быть различной. Например, у травяных лягушек низкие тем- пературы вызывают темную ок- раску, но интенсивность ее у раз- ных особей различна. Дарвин счи- тал модификации не существен- ными для эволюции, так как они, как правило, не наследуются. Наследственная изменчивость (см. о мутацйях~~в главе «ОеиовьГ генетики и селекции») связана с изменением генотипа о^обиГЛТШ^ тому возникшие изменения нас- ледуются. В природе мутации по- являются у единичных особей под влиянием различных внеш- ни х и Внутренних Факторов. Ха - рак’Тер—'Мутаций предсказать трудно, поэтому Дарвин эту из- менчивость назвал неопределен- ной. Мутации бывают--незначи- тельными несущественными? Они затрагивают разные признаки и свойства. Например, у дрозофилы под влиянием рентгеновских лу- чей изменяются крылья, щетин- ки, окраска глаз и тела, пло- довитость и т. д. ^1утапии могут быть полезными, вредными и без- разлиЧНЫМИ ДЛЯ (Тбганизма^ К наследственной изменчи вое - ти относится комбинативная из- менчивость. Она возникает при с вободньВГТУКрещикашГях^впопу - ляциях или при—искусственной гибрид йзацииГК результате рож-
даются особи^с^ новыми сочета- 134 ИСКУССТВЕННЫЙ И ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР сутствовавшими у родителей (см. о дигибридномПскрещивании, но- вообразованиях при скрещива- ниях, перекрестке хромосом в главе «Основы генетики и селек- ции»). Соотносительная изменчи- востъ также наследственна: она выражается в том, что изменение одного органа вызывает зависи- мые~изменения других (см. в гла- ве «Основы генетики и селекции» множественное действие гена). Например, у горох < с пурпур- ными цветками всегда с ^гаким же отенком черешки_ и_яшлки листьев. У~ болотных птиц длин- ные конечности и шея всегда соп- ровождаются длинными клювом и языкомТ^Наследственную из- менчивость Дарвин считал Сео беПнС~—важной для—эволюции такчппг она СЛуЖйт1матениалбм ДЛЯ естественного и искусствен- Искусственный отбор. Проа- нализировав огромный материал по культурным формам живот- ных и растений, Дарвин пришел к выводу, что их многообразие п рсЁисходит от единичных рбдо н а - чалъных форм. Он доказать^ито породы и “сорта ^различаются признаками, отражающими раз- ные интересы ^елО~вёКяг~''~~все они — результат разнонаправ- ленной естественной изменчивос- ти и искусёТъенниги'Отбора, гтро- в^димого—человеком:—Напрймер, всё породы курЧфоизошли от ди- кой банкивской курицы, ныне жи- вущей в Индии. В соответствии с интересами человека селекция кур велась в нескольких направ- лениях, в результате чего бы- ли созданы группы пород, имею- щие разные признаки и продук- тивность: яйценоские, мясные,
135 общепользовательцые, декоратив- ные и бойцовые • Дарвин различал две формы искусственного отбора. Бессознательный отбор приме- нялся на первых этапах одомаш- нивания растений и животных. На протяжении тысячелетий че- ловек вел его стихийно, отбирая, сохраняя и накапливая из поко- ления в поколение интересовав- шие его признаки, часто не пред- ставляя конечных результатов. Так были созданы многие сорта растений и породы животных, значительно отличавшиеся от сво- их диких предков. Методический отбор человек стал вести с конца XVIII в., создавая новые породы животных и сорта растений по заранее на- меченному плану. Сознательно подбирая для скрещивания ис- ходные пары, он получал разно- образный материал для отбора и из поколения в поколение отби- рал особи с наиболее удачным, нужным ему сочетанием призна- ков. Так Дарвин, вопреки господст- вовавшему в науке мнению о неизменяемости видов, доказал, что, ведя целенаправленный от- бор, можно изменять виды. Уче- ние об искусственном отборе ста- ло теоретической основой селек- ции. На его основе разработаны ме- тоды селекции растений, живот- ных и микроорганизмов, позво- ляющие создавать множество ценных сортов различных сель- скохозяйственных культур, пород животных и штаммов микроор- ганизмов. Эта работа продолжа- ется и совершенствуется в настоя- щее время (см. раздел «Селек- ция»). Изучение искусственного отбора привело Дарвина к мысли о наличии аналогичного процесса в природе. Борьба за существование. Дар- винустановил способность оолБ^ ттгйнствянилбв^к- ттеогря ничетгпго- му размножению; которое; не < будь ограничений, позволило бы особям одного вида в^Относи- тельно короткий срок заселить весь земной шар. Однако в при- роде этого не наблюдаетсяГИоДо- *му что подавляющее большинст- во зародышей и мблодыхбсо- 1эёи погибает в-борьбе засушест- вование. Под этим термином он подразумевал сложные связи между разными организмами и условиями среды в биогеоцено- зах. Дарвин разделял разные формы борьбы за существование. Внутривидовая борьба за су- ществование отражает ^конкурен- цию между особями одного вида. Она имеет сложный, наиболее острый характер, так как особям одного вила^мПв особенности од- ной~ ТГопуляции для жизни и ос - тавления потомства__^ребуются одинаковые условия ТТбЭтиму между самцами популяции про- исходит соперничество из-за сам- ки, между хищниками — состя- зание за добычу. Чрезмерное увеличение /численности 'популя- ции обостряет борьбу за "пйщу, ся молодью своего вида, а сини- цьС_иногда затаптывают в под- стилку птенцов. У многих живЪт- ных в процессе эволюции выра- ботались приспособления, помо- гающие им избежать конкурен- ции с Другими—особями—своего вида? “Например/ самцы бобров, медведей метят/ границы своего участка. Наряду с этим'в целях сохранения своего вида"у^многйх яГивотных в процессеэволюции выработались----приспособления ж^иълётадамй (олени; обезьяны и др.), совместна заботиться о мо- лодняке своей популяции (пчелы, пингвины, зайцы и др.). Межвидовая борьба за сущест- вованиё — это состязание - живание между особями разных видов. Она имеет сложный ха- рактер и проявляется в следую- щем": а)—ос<>би^двух^ви д ов>—ж и - вущие^в одинаковых экологичес- ких условиях, конкурируют за
136 уплощи я гутттрптппплм-ww (я посе- вах культурных растений сорня- ки отнимают у них влагу и пи- тательные вещества); б)пособи од- ного вида-физи чески уничт о ж а ю т особей другого вида (хищники пожирают свою жертву); в) один вид бея ущерба и пользы для се- бя способствует процветанию дру- гого вида (многие животные на своей шерсти распространяют плоды и семена растений); г) ^два вида взаимно поддерживают друг друга (насекомые и птицы опы- ляют Цветки, злаки и бобовые растения способствуют произрас- танию друг друга в травосмесях). .Борьба с неблагоприятными у с ловиями среды особенно н а - глядно проявляется в районах с избыточной влажностью; сухос- тью, жарои?3солодом или други- ми неблагоприятными фактора - ми,В процессеэволюции у ор- ганизмов выработался 4>яд-прис- пособлений,—позволяющих вы- жить поставить потомство более п^щспособленнымкеуровдт^ус- ловиям. Например, на обдувае- мых ветром островах растения стелются по земле. Эти биологические закономер- ности человек использует в сво- ей^практической деятельности."Рн устанавливает оптимальные пло- йщди питания и густоту стояния в посевах культурных растений, создает севообороты с учетом биологических ТУбобенностей й~~ гттецифпки возделывания разных культур,—удаляет хищных рыб из\водое^ов при искусственном ^Рыборазведении, вывозит ульи с пчелами на посевы насекомоопы- ляемых растений, использует ан- тибиотики для борьбы с инфек- ционными болезнями, организует биологическую борьбу с вредите- лями сельскохозяйственных культур и т. д. Естественный отбор. Сопоста- вив способность всех организ- мов к неограниченному размно- жению и разнонаправленной нас- ледственной изменчивости, Дар- вин пришел к выводу, что выжи- вают и оставляют потомство особи, имеющие наиболее полез- ные для того или иного вида свойства, т. е. происходит естест- венный отбор. Еу&стаенмым отбором называют процесс избира- тельного воспроизведения орга- низмов. происходящий в прирбдб. в результате которогов популя- ции возрастает_лоля~осоБей-о1п о - лезными для вида признаками и свойствами в конкретных ^усло- виях среды. Материалом для естественного отбора служат индивидуальные ^аслетщтвенные изменения (мутации и комби- нации, возникающие в популй- ц и ях)г -Они могут~~быть полезны - мидвредными и безразличными для вида? Полез НБгм^ля вида тающее возможность выживания и оставления более~Многояислен- ного потомства. Творческая ршиг-естественного отбора заключается в том, что в процессе эволюд™™ он~~сохря- няёт и накапливает из разнонап- равленных мутаций наиболее соответствующие^условиям^деды и полезные,лля-^вида. Естествен- ный отбор является главной Движущей силой эволюции орга- нического мира. Различают две формы естественного отбора;--- TteUMumiFu отбор описал Дар- вин, показав, ЧТО в изменивших- ся^ условиях среды большую возможность выжить проставить потомство^ имеют исиби, генотипы которых обеспечин5ют27формиро- вание новых, наиболее отвечаю- щих этим условиям признаков. Движущий отббр~~приводит~тг об- разованию новых популяций, а затем видов. Например, в Пли- мутской букте (Англия) вследст- вие постоянного засорения воды органическими остатками на сме- ну прежней популяции краба воз- никла новая, способная сущест- вовать в таких условиях. Стабилизирующий отбор фик- си р ует\ закрепляет полезный
137 признаки и формы в относитель- но постоянных условиях среды. Мутапии. отклоняющиеся от -ус- тановившейся^ оптимальной—нор- мы, как правило, оказываются тожаются отбором, Эту форму от- бора описал советский ученый Иван Иванович Шмаль- гаузен (1884—1963). Реаль- ность стабилизирующего отбора подтверждается существованием относительно стабильных в оп- ределенных условиях возделы- вания сортов растений и пород животных, а также длительным существованием древних форм (кистеперые рыбы, пресмыкаю- щиеся и др.). Его действие можно наблюдать, например, в замкну- том водоеме (пруд, озеро). В нем при относительно постоянных ус- ловиях размножаются особи, признаки которых наиболее со- ответствуют установившемуся биологическому равновесию. Воз- никающие отклонения от устано- вившейся нормы отметаются отбором. Относительная приспособлен- ность. Дарвин считдл,—что—вое. приспособления организмов к ок- ружающей среде возникло ре- зультатеЕстественного отбора, поскольку выживают и оставля- ют потомство особи, наиболее приспособленные к конкретной среде^_2нр7~ в другой срелёг яти приспособления оказываются не- совершенными! ВГ~процееёе^эво- люции у организмов выработа- лось множество разнообраз- ных относительных приспособ- лений к окружающей^ среде (цв. табл. X). Покровителъ^т£енная окраска делает организмы___менее__замет- ными на фонё с»кружающей мест- ности. Многие животныеГббйтаю- щие в траве (богомолы, кузнечики и др.), окрашены в зеленый цвет, а на снежных равнинах Крайнего Севера — в белый (бе- лые медведи, белые куропатки и ДР-)- Ма^кщювка — приспособление, при котором фбрма тела и окраска животного сливаются с сгружающими предметами. Натт- риьЮрт-—В" тропйПеекцх лесах многие змеи неразличимы среди лиан; лохматый морской конек похож на водоросль; насекомых, живущих на коре деревьев, из- дали можно принять за лишай- ники (жуки, пауки, бабочки). Предостереги ю щая (угрожаю - щая) окраска *— яркир^пятна или полосы — делает^ ядовитых и жа- лящих животных (змеи, осы, шмели) очень заметными на фоне окружающих -предметов;— Мимикрия — сходство в ок- раске, форме тёл^~~ безопасных животных с ядовитыми и опас- ными. Отдельные виды мух, не Имеющие жала, похожи на жаля- щих шмелей и ос, неядовитые змеи — на ядовитых. Это резуль- ~_тад_ гомологичных (одинаковых) Мутаций у разных видов, кото- рые помогаютПыжить псоащи- шенным животным. ’ У растений также известно много различных приспособле- ний, позволяющих произрастать во влажных или засушливых местах; обеспечивающих опыле- ние цветков определенными вида- ми насекомых или птиц; способ- ствующих распространению плЬ- дов ветром, птицами и другими животными; препятствующих са- моопылению (длинный пестик и короткие тычинки, разное время созревания тычинок и пестиков) и т. д. У всех растений и ж и в о т н ы х врезультате естественного от- бора сформировались присябсоб- 7|ения__кЗжизни~в определенной срел^г—на!характера таких прис- _дрсоблений различен. Например, дельфин плавает- при помощи хвостового плавника, а пинг- вин — видоизмененных крыльев. Брлъщая^ плодовитостъ^-^^то пррспособленйе' организмов/под- вергающихся значительному у н и чтржению— (тля, че р в и - п а р а -
138 зиты, мелкие рыбы, сорные рас- тения и др.), к сохранению вида. Однако все эти приспособления имеют относительный характер и помогают организму выжить только в тех условиях, в которых о ниЗлозникли. Принта менем и условий приспособление переста- ет- быть полезным. Например, зеленые богомолы не видны на зе- леной траве, но на побуревшей они хорошо заметны, и их унич- тожают птицы. Игольчатый пок- ров ежа защищает его от унич- тожения многими хищниками, но не спасает от филина, который разрывает жертву на части и заглатывает куски вместе с иг- лами. ОБРАЗОВАНИЕ НОВЫХ ВИДОВ, МИКРОЭВОЛЮЦИЯ, МАКРОЭВО- ЛЮЦИЯ Образование видов — важный этап эволюци^ О^о дачщшется в популяциях? насыщенных пос- тоянно возникающими мутация- ми, которые при свободном скре- щивании образуют новые геноти- пы и фенотипы (см. главу «Ос- новы генетики и селекции»), а*_изменение условий существо- вания ведет к----расхождению П0ияиякпа среди особей данной Исходная популяция образует группу форм, имеющих различ- ную степень отклонений приз- нака. Отдельные организмы с измененными признаками спо- собны осваивать новые места обитания, увеличивать свою чис- ленность. При движущем отборе наибольшие возможности выжить и оставить плодбдяхрс иотомст- во—имеют—особи с крайни м и, контрастными _. отклонениями. Промежуточны£^формы ^больше ^сонкурируют и быстрее выми- рают. Так исходной популя- Сии^воацикают новые группиров- крторых_вначале обраа^к)т- □CJF новые-^ТТбпутгяцщ^ а затем, при последующей _ дивергенции, нбвы€~Подвйдыи виды. Принцип дивергенЦитг^объясняет проис- хождение многообразия жизнен- ных форм. Аналогичным образом Дарвин объяснил и образование родов, семейств, отрядов и более крупных систематических групп. Различают два способа видо- образования : географическое и экологическое. Экологическое видообразова- ние связано с заселением новых мест обитания (экологических ниш) в пределах ареала своего вида. При этом небольшие груп- пы одной популяции могут попа- дать в необычные для них эко-
139 логические условия в пределах ареала своего вида. Новые усло- вия будут способствовать выявле- нию и закреплению новых мута- ций и изменению направления естественного отбора, что приве- дет к изменению генофонда, к еще большему обособлению попу- ляций, а затем к образованию новых популяций, подвидов и ви- дов, приспособленных к новым конкретным условиям. Примером этого могут служить пять видов лютиков, сформировавшихся в разных местообитаниях ф (лю- тик жестколистный — водное растение; лютик-прыщинец рас- тет на влажных почвах; лютик золотистый — по лугам, садам, у дорог; лютик кашубский — в ле- сах и парках; лютик ядовитый — в очень сырых местах). Элементарные эволюционные, факторы. Эволюционный процесс, протекающий внутрЯ^вида^ ве^у- ЗЙЙ^В^гд^йз^егёнйюГ^азЯвают икроэвол юцией--Онн^чинается в ЯрЩатяцййГ^стояпщи^ПТ'ос^ беи^с-неодинаковыМИ генотипами. Совокупность всех “генотиггив^по- пуляции -йазывдю£^гемо^О^Эол<. Пр1Г воздействии различньхх-^аЛе- первттпяалъных — факторовэвблюиуш генофонд no- il уЛяций и зменяетилГ^Га^и м и фактора^и~31огут быть следую- щие: 1) возникновение новых нас- ледственных изменений — мута- ций и комбинаций, ведущих к появлению новых генотипов в популяциях; 2) колебания численности по- пуляций, называемые популя- ционными волнами. Они могут возникать в связи с сезонными изменениями (однолетние расте- ния, насекомые), с обеспеченнос- тью пищей (массовое размноже- ние грызунов), со стихийными бедствиями (засухи, наводнения, пожары). Популяционные волны меняют концентрацию отдельных генов. Во время спада числен- ности популяции некоторые гены могут исчезнуть, а при новом нарастании численности популя- ции количество других генов в ней повышается; 3) географическая или биоло- гическая изоляция популяций, которая создает преграды к сво- бодному скрещиванию, приводит к различиям в генном составе разных популяций и к их обо- соблению. Все эти изменения в генофонде носят случайный характер, они разнонаправленные. Единствен- ным отбирающим и направляю- щим фактором эволюции являет- ся естественный отбор. В резуль- тате такого отбора в изменив- шихся условиях происходит уве- личение числа особей, генотип которых больше соответствует конкретным условиям среды и сокращает число особей с гено- типом, менее соответствующим этой среде. Многообразие видов есть результат дивергенции приз-
IM 140 наков и направляющей творчес- кой роли естественного отбора. Естественный отбор обычно приводит к постепенному услож- нению и повышению организации живых форм, относительной при- способленности их к условиям существования и многообразию видов. Виды участвуют в эволюцион- ных процессах при образовании более крупных систематических групп. Этот процесс называют макроэволюцией, или надвидо- вой эволюцией. В макроэволюции происходят те же процессы, что и при видообразовании,— дивер- генция признаков, борьба за су- ществование и естественный от- бор. Современная классификация растений и животных (в отли- чие от линнеевской системы) учи- тывает признаки родства ныне живущих и вымерших видов. Она отражает ход эволюции, разрушает легенды о постоянстве видов и материалистически объ- ясняет развитие жизни. РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКО- ГО МИРА ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА Биологические науки накопи- ли огромный материал, доказы- вающий единство происхождения и историческое развитие органи- "ческого мира. Цитология — нау- ка о клетке — установила, что все живете" "Существа состоят из клеток, имеющих сходный хими- ческий состав, органоиды? цикльГ клеточных делений и передачи* гёнетйЧёскои ^информации. Срав- нительная анатомия — наука о сравнительном строении живых организмов — показывает o6nv ность строения и происхождения живых организмов. Гак, позво- ночные имеют двустороннюю сим- метпию. обший план строения скелета ф черепа, передних и задних конечностей, головного мозга и всех основных систем (нервной, пищеварительной, кро- веносной и др.). Единство проис- хождения подтверждает строение гомологичных органов, рудимен- тов, атавизмов и йереходных форм. Гомологичные органы сходны по строению и происхож- дению независимо от выполняе- мой функции (кости конечностей земноводных? пресмыкающихся, птиц и млекопитающих). менты (от лат. «рудиментум» — остаток) — недоразвитые органы. утратившиё в ходе эволюции свое значение и находящиеся в стадии -исчезновения (колючки кактусов, чешуйки "На корневище папорот- ников — рудиментарные листья; у лошаДй — грифельные косточ- ки; у горных гусей — перепонки на лапах и др.). Атавизмы (от лат. «атавус» — предок) — возв- ТОт к признакам предков (у че- лоБёканаличие хвоста, волоса^ тость). Переходные формы — за7 нимающие промежуточное поло- жение^ между крупными систе- матическими группами (низшие млекопитающие утконос и ехид- на, подобно пресмыкающимся, откладывают яйца, имеют клоа- ку). Доказательством эволюции органического мипа служат ана- логичные органы. Они разли- чаются по строению и происхож- дению, но выполняют одинаковую функцию. Йапример, у некоторых комнатных растений функцию опоры выполняют присоски плю- ша ^видоизмененные воздушные корни) и усики цйссуса" (видииз- мененные листья). Аналогичные органы возникают у далеких в систематическом отношении орга- низмов. в результате конверген- ции схождения^ признаков вследствие приспособленности этих организмов к сходному образу жизни. Эмбриол ог ия — наука, из у ча ющаязаГроды шевоё развитие организмов.— дбказы-
141 вает, что процесс образования половых клеток (гаметогенез) сходен у всех многоклеточных организмов:—все—оятг~ начинают развитие из одной клетки — зи готы; У всех позвоночных зэрбДыши схожи между собой на ранних стадиях развития ф . Они имеют жаберные щели и оди- наковые отделы тела (головной, туловищный, хвостовой). По мере развития у зародышей проявля- ются различия. Вначале они приобретают черты, характери- зующие их класс, затем отряд, род и на поздних стадиях — вид. Все это говорит об общности их происхождения и последова- тельности расхождения у них признаков. Связь между индивидуальным и историческим развитием ор- ганизмов Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866) выразили в биогенетическом законе, который гласит: каждая особь в индиви- дуальном развитии (онтогенезе) повторяет историческое развитие своего вида (филогенез). Позднее Алексей Николаевич Се- ве рцов (1866—1936) уточнил и дополнил положения биогене- тического закона. Он доказал, что в процессе онтогенеза проис- ходит выпадение отдельных эта- пов исторического развития, повторение зародышевых стадий предков, а не взрослых форм, возникновение изменений, мута- ций, каких не было у предков. Полезные мутации передаются по наследству и включаются в фило- генез (например, сокращение числа позвонков у бесхвостых земноводных), вредные — ведут к гибели зародыша. Таким обра- зом, онтогенез не только повторяет филогенез, но и является ис- точником новых направлений фи- логенеза.
142 Палеонтология — наука, за- нимающаяся изучением ископае- мых остатков вымерших орга- низмов, по которым ученые вос- станавливают внешний вид и строение организма и судят об организмах прошлого,— доказа- ла общность строения вымер- ших и ныне живущих орга- низмов. Историю Земли палеонтологи делят на длительные промежут- ки — эры, а эры — на периоды. Названия эр и периодов, их продолжительность и характер- ный для них животный и рас- тительный мир приведены в гео- хронологической таблице (см. форзац). В ней продолжитель- ность эр и периодов указана в соответствии с геохронологичес- кой шкалой, принятой Между- народным геологическим конг- рессом. Таблица отражает распо- ложение земных пластов: наибо- лее древние — внизу, более поздние — вверху. Продолжи- тельность эр и периодов опре- деляют по содержанию продук- тов распада, радиоактивных элементов в пробе породы. Уста- новлено, что за каждые 100 млн. лет из 1 кг урана независимо от внешних условий остается 985 г, а образуется 13 г свинца и 2 г гелия. Определив количест- во свинца и гелия в пробе той или иной породы, можно высчи- тать геологический возраст по- роды. В геохронологической таблице на форзаце наземные формы растений окрашены в зе- леный цвет, наземные формы животных — в бурый, а водные формы растений и животных дополнительно выделены голубо- ватым тоном. НАПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ Во все эры и периоды развитие органического мира происходило в соответствий-^ геп.ппгиидск”ми и климатическими условиями Земли. С их изменением в процессе эволюции соответствен- но менялся мир животными рас- тений. Главным направлением органической эволюции был__£Ш>- логический прогресс, связанный с повышением____организации ~бт примитивных форм к более слож- йым, увеличением численности *5собей7)дногр вцда, расширением его2уреалят~~Бирлогический прог-, ресс иногда основывается на мор- фофизиологическом регрессе Уп- рощение организации). Например', у'паразгйтических червей и дру- гих форм упрощение организации привело к увеличению числа особей и расширению ареала. Т^аряду с__прогрессом в природе происходит биологический рег- ресс, ^связанный с уменьшением ареала, числа особей—я вйДов. В итоге___биологический^оегресс ведет к вымиранию видов. В настоящее время наблюдается биологический регресс плаунов, хвощей и других организмов. Че^1овек^14стребляя некоторые виды (бобр, морской котик и др.), способствует сокращению их аре- аДаГ Вопрос о путях и направлени- ях органической эволюции раз- работал советский ученый А. Н. Се- дерцов. Он выделил дуй основ- ных пути биологической эво- люции. Ароморфоз (от греч. «арэ» — подГГймйТЬ) — эволюционные мор- фофизиологичЪскйе----изменений повышающие общий уровень ор- ганизации и жизнедеятеТгВнос^и -организмов, не связанньге с прис- пособленностью к узким усло- виям сущес^вОваншгг-Аромсщфоз йсегда вел—к-^ биологическому прогрессу (возникновение поло- вого процесса, фотосинтеза, мно- гоклеточности и др.). Ароморфо- зы, как правило, возникали в связи с крупными геологичес- кими и климатическими измене- ниями, приводившими к резкому изменению среды обитания. В но- вых условиях возникшие у оога-
низмов ароморфозы давали им возможность выжить за предела- ми сферы обитания их предков (выход животных и растений на сушу, теплокровность у птиц и млекопитающих и др.). Аромор- фозы приводили к образованию новых крупных истематических групп — типов, классов. Идиоадаптация (от греч. «иди- ом» — разный) — это мелкие эво- люционные морфофизиологичес- кие изменения, обеспечивающие приспособление организмов к оп- ределенным условиям среды оби- тания. Они давали преимущества организмам лишь в конкретной среде обитания (скаты и камбалы перешли к донному образу жиз- ни — у них сплюснутое тело, появилась покровительственная окраска и другие средства защи- ты от врагов). Идиоадаптации способствовали появлению более мелких, чем типы и классы, систематических групп — се- мейств, родов, видов. Дегенерация — это эволюци- онные морфофизиологические изменения, ведущие к упроще- нию организма, к его морфофи- зиологическому регрессу (упро- щение строения червей-парази- тов, повилики и др.). У таких организмов в новой среде обита- ния возникали разные приспособ- ления: присоски, крючки, высо- кая плодовитость. Ароморфозы возникали срав- нительно редко и всегда вели к появлению новых, более высоко организованных форм. Проникая в иную сферу, эти формы приоб- ретали приспособительные изме- нения — идиоадаптации, которые обеспечивали полное обживание разнообразных условий обитания без повышения общего уровня организации. Иногда эволюция продолжалась путем дегенера- ции. 143 Ш ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА Сходство и различие чело- века и животных. На научную основу проблему происхождения человека впервые поставил Ч. Дарвин. В труде «Происхож- дение человека» (1871) он дока- зывал, что человек имеет жи- вотное происхождение и общего предка с ныне живущими чело- векообразными обезьянами. Это подтверждают общность строения скелета, конечностей, всех основ- ных систем, внутриутробное раз- витие зародыша, наличие млеч- ных желез, диафрагмы, общие болезни и около 90 рудиментов и атавизмов (складка в углу глаз, редкие нежные волосы по всему телу, Многососковость, копчико- вая кость, наружный хвост и др.). Как биологический вид чело- век относится к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду прима- тов, роду Ното, виду Homo sa- piens — человек разумный. Наряду со сходством человек имеет ряд особенностей, отличаю- щих его от животных. Прямо- хождение, строение черепа, боль- шой объем головного мозга, членораздельная речь, абстракт- ное мышление, способность из- готовлять и использовать орудия труда — все это следствие разных направлений эволюции и в осо- бенности трудовой деятельности. Человек живет в обществе, под- чиняется социальным законам. Основу его жизни составляет труд в коллективе. Он развивает науки и искусство. У него возник- ла вторая сигнальная система. Эти качества развились под воз- действием социальных факторов. Значение их в становлении че- ловечества (антропогенезе) рас- крыл Ф. Энгельс в работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека». Он доказал, что основным направляющим
И 144 фактором в эволюции человека был труд: «С появлением труда биологические закономерности развития человека сменяются социальными. Человек, воздейст- вуя на природу в процессе труда, преображал ее. Одновременно он менялся сам, менялось его поло- жение в природе». Этапы эволюции человека. Первоначальным этапом на пути превращения обезьяноподобных существ в человека было прямо- хождение. Оно возникло в связи с изменением климата, изрежен- ностью лесов и переходом этих существ к наземному образу жизни. Освободившиеся от функ- ции опоры и передвижения руки превратились в орган, использую- щий орудия труда. Эти преиму- щества у отдельных существ закреплялись естественным отбо- ром. В дальнейшем эти сущест- ва стали сознательно изготовлять орудия труда, и, претерпев зна- чительные изменения, рука стала одновременно органом и продук- том труда. Развитие трудовой деятель- ности способствовало сближению членов общества. В процессе сов- местного труда они обменивались жестами и звуками. Изменились строение и функции гортани. На определенной ступени разви- тия появилась членораздельная речь. Усложнившиеся орудия труда и трудовые процессы, исполь- зование огня, мясной пищи, появ- ление членораздельной речи со- действовали дальнейшему раз- витию коры головного мозга и мышления. Все эти качества позволили древним людям совершенство- вать орудия труда, обживать новые, более суровые места, стро- ить жилища, изготовлять одежду, утварь, пользоваться огнем, раз- водить животных, выращивать растения. Труд стал более разно- образным, произошло разделение труда, люди вступили в новые социальные отношения. Возникли торговля, наука, искусство, поли- тика, религия; племена образовы- вали нации и государства. Мозг человека стал способным воспри- нимать опыт материальной и ду- ховной культуры предыдущих поколений, возникла «социаль- ная программа». По мере раз- вития человечества она расширя- лась и усложнялась. Особенно возросла она в век научно-тех- нической революции. Из поколения в поколение в процессе обучения и воспитания передавался исторический опыт человечества (его «социальная программа»). Жизнь человека все меньше регулировалась ес- тественным отбором. У человека сформировалась социальная, над- биологическая сфера. Общими предками человека и современных человекообразных обезьян считают парапитеков. Од- на их ветвь дала гиббонов и орангутангов, а другая — дрио- питеков — вымерших человеко- образных обезьян, живших на деревьях. Одна ветвь дриопите- ков привела к шимпанзе и горил- ле, а другая — к современному человеку. Следовательно, человек и современные обезьяны имеют общих предков, но они — разные ветви родословного древа. Эволюция предков человека представлена в таблице. Расы человека. На ранних эта- пах эволюции путь развития человечества был единый. Позд- нее древние предки современных людей небольшими группами рас- селялись в разных частях земно- го шара, где условия внешней среды были неоднородны. Так возникли основные расы: евро- пеоидная, негроидная и монго- лоидная. Каждая из них имеет свои морфологические особеннос- ти, цвет кожи, разрез глаз, форму носа, губ, волос и др. Но все это внешние, второстепенные призна- ки. Особенности, составляющие человеческую сущность, такие,
145 Основные этапы эволюции человека Предки человека (ископаемые формы) Где и когда жили Прогрессивные черты во внешнем облике Прогрессивные черты в образе жизни Орудия труда Исходные формы — ав- стралопитеки Южная и Восточная Африка, Южная Азия, 5— 3 млн. лет назад Рост 120—140 см, объем черепа 500—600 см3 Ходили на двух ногах, жили сре- ди скал в откры- тых местах, упот- ребляли мясную пищу В качестве орудий пользова- лись кам- нями, пал- ками, кос- тями жи- вотных (от лат. aust- ralis — юж- ный, греч. pit- hekos — обезьяна) Древнейшие люди — пита-’ кантропы (ооезьяноче- ловек) Африка, Средизем- номорье, о. Ява, около 1 млн. лет назад Рост 150 см, объ- ем мозга 900— 1000 см3, лоб низкий, с над- бровным вали- ком; челюсти без подбородочного выступа Жили первобыт- ными стадами в пещерах, пользо- вались огнем Изготовля- ли прими- тивные ка- менные орудия, пользова- лись пал- ками Древнейшие люди — си- нантропы Китай и ДР-, 400 тыс. лет назад Рост 150—160 см, объем мозга 850—1220 см3, лоб низкий, с над- бровным вали- ком, нижняя че- люсть без подбо- родочного выступа Жили стадами, строили прими- тивные укрытия, пользовались ог- нем, одевались в шкуры Изготовля- ли орудия из камня и костей (китайский человек) Древние лю- ди — неандер- Европа, Африка, Средняя Азия, око- ло 150 тыс. лет назад Рост 155— 165 см, объем моз- га 1400 см3, изви- лин мало, лоб низкий, с над- бровным вали- ком; подбородоч- ный выступ раз- вит слабо Жили группами в 100 человек в пещерах, пользо- вались огнем для приготовления пищи, одевались в шкуры. В об- щении употреб- ляли жесты и при- митивную речь. Появилось разде- ление труда Изготовля- ли разно- образные орудия труда из камня и дерева тальцы Первые сов- ременные лю- ди —-КРО-- маньонцы Повсемест- но, 30—40 тыс. лет назад Рост до 180 см, объем мозга 1600 см3, лоб вы- сокий, без вали- ка, нижняя че- люсть с подборо- дочным высту- пом Жили родовым об- ществом, строили жилища, укра- шали их рисун- ками. Изготовля- ли одежду из шкур, при обще- нии пользовались речью, прируча- ли животных, окультуривали растения. Пере- шли от биологи- ческой эволюции к социальной Изготовля- ли разно- образные орудия труда из камня и дерева 6. Зак. 1726 Трайтак
146 как сознание, трудовая деятель- ность, речь, способность позна- вать и подчинять природу, едины у всех рас. Дети негров, воспи- танные вместе с детьми европей- цев, не уступали им по уму и одаренности. Известно, что цент- ры цивилизации 3—2 тыс. лет до нашей эры были в Азии и Аф- рике, а Европа в это время пре- бывала в состоянии варварства. Следовательно, уровень культуры зависит не от биологических осо- бенностей рас, а от обществен- но-экономических условий, в ко- торых живут народы. Утвержде- ния реакционных ученых о пре- восходстве одних рас и непол- ноценности других беспочвенны и лженаучны. Они созданы бур- жуазными теоретиками для оп- равдания захватнических войн, грабежа колоний и расовой диск- риминации. КЛЕТКА. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗ- МОВ Клеточная теория была созда- на в 1й38~г. Т, Шванном (1810— 1882) и в дальнейшем была до- полнена, многократно проверена, сохранив свое значение до настоя- щего времени. Современная кле- точная теория включает следую- щие положения, составляющие ее сущность: клетка — основная еди- ница строений й развития всех живых организмов, наимень- шая единица живого; квдки всех организмов сходны (гомоло- гичны) по своему строению, хи- мическому___составу, основным проявлениям жизнедеятельности^ и обмену вещеехв^^Тазт^жение кле^ок происходит путем их деЗиР ния. У многоклеточных' организ- мов клеткй~спёцйалйзйровяньг по выпбл няёмди?~~ИМй функции и образуют ткани. Из. тканей сос- тоят органы, которые тесно свя- заны между собой и подчинены нервным и гуморальным систе- мам регуляции. Клеточная тео- рия подтвер ди ля единствоТтрОис- хождения всех живых существ. Создание клеточной теории высо- ко ценил Ф. Энгельс, ставя ее в один ряд с учением Ч. Дарвина. Изучением состава, строения и функций клетки занимается наука цитология (от греч. «ци- тос» — клетка). Одним из основ- ных приборов для изучения строе- ния клетки является световой микроскоп, дающий увеличение изображения примерно в 3000 раз. Для изучения тончайших структур используют электрон- ный микроскоп, способный уве- личивать изображение объекта исследования в сотни тысяч раз. В нем вместо света использован поток электронов, которые кон- центрируются на исследуемом объекте и дают его изображение на экране. Для разделения струк- тур клетки на отдельные фрак- ции используют ультрацентрифу- ги, развивающие скорость до нес- кольких десятков тысяч оборотов в минуту. Наличие и роль хи- мических веществ в клетке изу- чают с помощью современных биохимических методов. ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗА- ЦИЯ КЛЕТКИ В составе живой клетки встре- чаются те же химические эле- менты, которые входят в состав неживой природы. Из 107 элемен- тов периодической системы Д. И. Менделеева в клетках об- наружено 60. Их делят на три группы: 1) основные элементы — кислород, углерод, водород и азот (98% состава клетки); 2) эле- менты, состав л яющие^десятые и сотые долмГ процента,— калий, фосфор^ с^ра, магний? железо, хлор, кальций, натрий (в сум- ме 1,9%); 3) все остальн^щ—аде- менты, присутстВу!51ЦТ1е^еще бо-
147 лее малых количествах,— микро- эт/ементы. —Молекулярный состав клетки сложный и разнородный. От- _ дельные соединения — вода и мй- нерацьные вещества — встреч а - ютсятгПоКе^янеживой природе; другие — органические соедине- ний (углеводы, жиры, белки, нуклеиновые^жисдотыг и др.) — хараКтерны_только для живых организмов. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Вода составляет около 80% мдссь! клетки, в милодБПГ~быст- рорастущих клетках — до 95%, в стары1гоколо-б0%,------- Роль воды в Клетке велика. Она является средой и раство- рителем, участвует в болыпинст- ве химических рря^т^тлй npppi^p- щении веществ, терморегуляции, об разовании клеточных струк- тур, определяет объем и упру- гость клетки. Большинство ве- ществ поступает в организм и выводится из него в водном раст- воре. Биологическая роль воды определяется специфичностью строения: полярностью ее моле- кул и способностью образовы- вать водородные связи, за счет которых возникают комплексы из нескольких молекул воды. Если энергия притяжения между мо- лекулами воды меньше, чем меж- ду молекулами воды и вещества, оно растворяется в воде. Такие вещества называют гидрофиль- ными (от греч. «гидро» — вода, * филее» — люблю). Это многие минеральные соли, белки, углево ды и др. Если энергия притя- жения между молекулами воды больше, чем энергия притяжения между молекулами воды и ве- щества, такие вещества нераство- римы (или слаборастворимы), их называют гидрофобными (от греч. «фобос» — страх). Это липиды и др. Минеральные соли в водных paVrfeopax клетки диссоциируют на катионы и анионы, обес- печивая устойчивое количество необходимых химических эле- ментов и осмотическое давление. Из катионов наиболее важны К +, Na + , Са2 + , Mg2 + . 1£щщентрлция отдельных^сатионов в клетке и во ва. живой клетке концентра- ция К высокая/Ыа + — низкая, а в плазме крови, наоборот, вы- сокая концентрации Na низ- кая К . Этр обусловлено избира- тельной проницаемостью мемб- ран. Разность в концентрации ионов в клетке и среде обеспе- чивает поступление воды из окру- жающей среды в клетку и всасы- вание воды корнями растений. Недостаток отдельных элемен- тов —Fe, Р, Mg, Со, Zn — бло- кируетЬбразование нуклеиновык кислот, гемоглобина, белков^ и других _важных-^ещвств__и_ведет к серьезным заболеваниям. Анио- ны определяютпостоянство'рН клеточной среды (нейтральной и слабощелочной). Из анионов наи- более важны NPO2 , Н2РО4, С1 , НСО3 . ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Органические вещества в ком- плёТссе образуют около 20—30% состава клетки. З^деводы —„органические сое- динения, состоящие из угле- рода, водорода й кислорода. Их делят на простые — моносахари- ды(от греч. Тмонис» — один) и сложные — полисахариды (от греч. «поли» — много). " Моносахариды (их общая фор- мула СлНялОл) — бесцветные ве- щества с приятнылГ~—сладким вкУсом, хорошо растворимы в во- де. Они различаются числом ато- мов углерода.Измоносахарйдов наибблеераепроетраттеКыгексозы (с б атомами С): глюкоза, фрук- тоза (содержащиеся~вОпфруктах, меде^жрови) и галактоза (содер- жащаяся в молоке). Из пентоз (с 5 атомами С) наиболее расп- 6*
148 ространены рибоз^идезоксирибо- за, входящие в состав нуклеино- вых кислот и АТФ. Пдлисахариды — это полиме- ры, т. е. соединен ия,укоторых многократно повторяется одици тот же мономер. Мономерами полисахаридов явЭтйютСЯ моноса- харвдыг~Дииахариды, состоящие из двух моносахаридов, раствори- мы в воде, многие обладают слад- ким вкусом. £ахароза состоит из глюкозы и фруктозы; молочный сахар — из глюкозы и галактозы. С~уъеличением числа мономеров растворимость полисахаридов па- дает. Из высокомолекулярных полисахаридов наиболее расп- ространены у животных глико- ген, у растений — крахмал и клетчатка (целлюлоза^ Пбслед- няяГсостоит из нескольких сотен молекул глюкозы. Углеводы — основной источ- ник энергии для всёх’ форм клеточнбй ак^ивности (движение, биосинтез, секреция и т. д.). Рас- щепляясь до простейших про- дуктов ~С09 и ИзО, 1 г углево- да освобождает 17,6 кДж энер* гии. Углеводы выполняютстрои- тельную- функцию—угнетений (оболочки их клеток состоят из целлюлозы) и играют роль за- пасных вещестр (у растении^2— крахмал; у животных — гли- коген). Липиды — это нерастворимые в воде жиры и жироподббПЫе вещества, состоящие из глицери- на и высокомолекулярных жир- ных кислот. Животные жиры содержатся в Молоке, мясе, под- кожной клетчатке. При комнат- ной температуре это, как правило, твердые вещества. У растений жиры находятся в семенах, пло- дах и других органах. С жира- ми сходны жироподобные веще- ства. Их много в желтке яиц, клетках мозга и других тканях. Роль липидов определяется их структурной функцией. Они вхо- дят в состав клеточных мембран, которые вследствие своей гид- рофобности препятствуют сме- шению содержимого клетки с ок- ружающей средой. Липиды вы- полняют энергетическую^~ф~унк- пию. При расщеплении-1г жир а выделяется 38,9 кДж энергии. Оди плохо проводят тепло, накап- ливаясь впбдкожной Клетчатке (и других органах и тканях), выполняют защитную функцию и роль запасных веществ. “ - BqjiKg наиболее специфичны и важны для организма. Они отно: сятся к непериодическим полиме- рам. В отличие от других поли- меров, их молекулы состоят из сходных, но нетождественных мо- номеров — 20 разных аминокис- лот. 1£ажДая аминокислота имеет свое название, особое строение и свойства. Их общую формулу можно представить в-следующем виде: Карбоксильная группа Молекула амЛйбкислоты состо- ит из специфической части (ради- кала R) и части, одинаковой для всех аминокислот, включаю- щей аминогруппу ( —NH2) с ос- новными свойствами и карбо- ксильную группу ( —СООН) с кис- лотными свойствами. Наличие в одной молекуле кислотной и ос- новной групп обусловливает их высокую реактивность. Через эти группы Происходят соединения аминокислот при образовании по- ли мера — белка. При этом из а м и ногруппы одноиаминокисло3 ты ji карбоксила другойвыдё^ ляётся молекула воды, а освобо- див шиеся электроны^ образу ют пептидную связь. Поэтому белки называют полипептидами. Молекула белка представляет собой цепы из нескольких-десят- ков илисотен аминокислот.
149 % ?’ zH % ?2 zH % ?’ T Я *?2 / С—C—N + C-C—N C-C-W^C-C-N\ HO^ H '^Н’_'_~дн] A H OH A | A H Пептидная связь + H2O Молекулы белков имеют ог- ромные размеры, ттпэтпму их ня- зывают макромолекулами. Бел- ки,, ка!Г"и аминокислоты? облгГ дают высокой реактивностъкг и с посФбны_реагировать~с кислота - ми и щелочам1ь_-Их различают по составу, числу и последова- тельности расположения амино- кислот (число таких сочетаний из 20 аминокислот исключительно велико). Этим объясняется много- образие белков. В строении молекул белков различают четыре уровня орга- низации ф . Первичная структура — поли- пептидная цепь из аминокислот, связанных в определённой после- довательности _ ковалентными (прочными) пептидными связями. Вторичная структура—^оли- пептйдная цепь? закрученная в виде спирали. В ней между'гтёп- тидными ^Связями соседних вит- ков (и другими атомами)цвозни- кают малопрочные водородные связи. В комплексе онИ обеспе- чивают ддвольно прочную струк- туру^ Третичная структура пред- ставляет собои~причудливую, но д л ^^аждогхи-белка-специфичес - кую конфигурацию — глобулу, Она удерживается малопрочны- ми гидрофобными Связями кли силами сцепления между непо- ляр*нШ1и радикалами; которые встречаются у многих аминокис- лот. Благодаря их многочислен- ности они обеспечивают достаточ- ную устойчивость белковой мак- ромолекулы и ее подвижность. Третичная структура белков под- держивается также ковалентны- ми S — S-связями, возникающи- ми между удаленными друг от друга радикалами серосодер- жащей аминокислоты — цис- теина. Четвертичная' структура ти- пична^ не для всех белкбв. Она возникает при 1 соединении;?. нес-_ кольких макромолекул, образую- щих агрегаты. Например, гемог- лобинкрови человека представ- ляет агрегат из четырёхмакро- молекул белка.__ ~ Такая сложность структуры белковых молекул связана с раз- нообразием функций, свойствен- ных этим биополимерам. Нарушение природной струк- туры белка называют денатура- Структуры белковой молекулы
150 иней, Она^ может возникать под воздействием высокой температу- ры, химических веществ, лучис- тои~энергий и других факторов. При слабом воздействии распа- дается только четвертичная структура, при более сильном — третичная, а затем — вторичная, и белок остается в виде поли- пептидной цепи. Этот процесс частично обратим, и денатури- рованный белок способен восста- навливать свою первоначальную структуру. Роль белка в жизни клетки огромна. Белки — это строитель- ный материал организма. Они участвуют в построении обилич- кит орта нои дойЖмембрац^клет- ки и отдельных. тканей (волос, сосудов и др.). Многие белки выполняют в клетке роль катализаторов — ферментов, ускоряющих кле- точные реакции в десятки, сотни миллионов раз? Лзвест- норколо тысячи^ферментов. Каж- дая реакция катализируется сво- им особым ферментом. При этом действует не вся молекула, а оп- ределенный ее участок — актив- ный центр. Он подходит к суб- страту как ключ к замку. Дейст- вуют ферменты при определенной температуре и pH среды. Бел кам присуща двигательная функция (движение жгутиковых, инфузорий, сокращение мышц и т. л.У^Белки (гемоглобин крови) выполняют транспортную функ- ции доставляя кислород ко всём органам и тканям тела. Специфические белки — анти- тела —'"выполняют защитную функцию; обезвреживая чуже- родные Вещества. Важно отметить энергетическую функцию белков. Распадаясь до аминокислот, а за- тем до еще более простых ве- ществ, 1 г белка освобождает 17,6 кДж энергии. Нуклеиновые кислоты (от лат. «нуклеус» — ядро) впервые пбид - рушены-в ядре. Они бывают двух типов — дезоксириболуклеинр- вые кислоты (ДНК) и рибонук- леиновые кислоты (РНК). Биоло- гическая роль~~их ~~великаГ~7Уни р ед ачу наследственнойинфор м а - ции. Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей. Ширина двойной спирали- 2 нм (10 ~9 м), длина^несколько десят- ков и даже сотен микрометров (в сотни или тысячи раз больше" самой крупной белковой молеку- лы). ДНК — полимер, мономера- ми которого являются нуклеоти- ды —"соединения, состоящие из молекулы фосфорной кислотьГ, у г л евода~~де!ГОгссПрибозы и азо- тистого основания? Их об- щая формула имеет следую- щий вид: Азотистое Дезокси - Фосфорная Фосфорная кислота и углевод одинаковы и \_всех нуклеоти- ДОвОГ азотиётые основания бы- ваютчетырех типов: аденин, гуа- нин, цитозин й~тймин. Они и оп- ределяют название соответствую- щих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидило- вый (Ц) и тимидиловый (Т). Каж- дал_цвпь ДНК представляет nojpr- нуклеотид, состоящий из несколь- ких^ десятков тысяч нуклеотидов. В ней сосёдние !1уклеотиды сое- д и йены прочной____повален тной связью между фосфорной кисло- той и дезоксирибозой. При ог- ромных размерах "молекул ДНК последовательность сочетаний в них четырех нуклеотидов может быть большой. Этим объясняет- ся многообразие генов.
При образовании двойной спи- рали^ ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в стро- го 'ЪпрщеленнотуПторядке протии азотистых оснований другой. При этом^против А всегда оказЫНает- ся~~Т, а против Г — только Ц. Это объясняется тем, что А и Т, а также Г~^и—Ц—етрогсг соответст- вуют другдругу,какдве поло- винки разбитого стекла, и явля- ются дополнительными, илщ ком- племента рныл«Г~{от~треч. «комп- лемент» — дополнение), друг дру- гу. Если известна последователь- ность расположения нуклеотидов в одной цепи ДНК, то по прин- ципу комплементарности можно установить нуклеотиды другой цепи. Соединяются комплемен- тарные нуклеотиды водородными связями. Между А и Т возникают две связи, между Г и Ц — три. Удвоение молекулы ДНК — ее унИкальная~особенность, обес- печивающая пере дачу~ нас ледст- венной информации от мятерин- ской клетки дочерним^Лроцесс удвоенйя^ДНКназывают ре&уп- лакацией ДНК. Он осуществляет- ся следующим образом. В интер- 151 фазу незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручи- вается и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две само- стоятельные цепи. На каждой по- ловине из свободных нуклеоти- дов клетки, по принципу комп- лементарности, выстраивается вторая цепь. В ^результате вместо одной молекулыДНК возникают две_соаершенна^динаковые2моле- кулы. Г-ц РНК — полимер, по структуре сходный с одной цепочкой ДНК, но- значительно меньших разме- ров. Мономерами " РНК являются нуклеотиды, состоящйе~^из22фос- форной кислотыТ углевода (рибо- зы) и азотиитого бсцовдяия. Три азотистых основания РНК — йде^ «гну—гуанин и Цитозин — соот- ветствуют таковым ДНК, а чет- вертое — иное. Вместо тимина в РНК присутствует урацил. Обра- зование полимера РНК^происхсГ- дит через ковалентные связи меж- ду рибозой ^ фосфорной кисло- той соседних нуклеотидов. Из- вестны три вида РНК: информа- ционнаягУЖ (и-РНК) передает информацию ~0~структуре белка с молекулы ДЙК; трансиортндя РНК (Т-РНК) /транспортирует а мииокйслотык месту синтеза белка: рибосомная РНК (р-РНК) содержится в рибосомах, участ- вует в поддержании структуры рибосомы.
152 АТФ — аденозинтрифосфор- ная кислота — важное органичес- кое соединение^ структуре это~ нуклеотид.~^~В его состав входят азотистое основание аде- нин, углевод рибоза и три моле- кулы фосфорной кислоты. АТФ — неустойчивая структура, под вли- яниемгт^фермвнта__^разрывается связь между ^-^1_0, отщепляет- ся молекула фосфорной кислоты, и АТФ переходит в АДФ (аде- но зиндиф ос фо рную кислоту). — Эта реакция сопровождается выделением 40 кДж энергии, поэтому фосфорнокислородную связь называют макроэргической связью и обозначают знаком В АТФ имеются две такие связи. Если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ пе- реходит в АМФ (аденозинмоно- фосфорную кислоту), АТФ играет центральную роль в превращении энергии в клеттГе. Она—^единый универсальный источник энергии для всех кле- точ^ызГреакций. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ Клетка любого организма сос- тоит из трех неразрывно связан- ных между собой частей: 1) струк- тур, образующих ее поверхность, 2) цитоплазмы, 3) ядра, представ- ляя целостную живую систему (цв. табл.). Поверхность клетки состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазма- тической мембраны. У растений наружный слой — это плотная толстая клеточная стенка, состоя- щая из полисахаридов (клетчатки и др.) и выполняющая роль каркаса, защитного и опор- ного образования. Наружный слой клеток животных — глико- каликс — очень тонкий (толщи- на его обычно меньше 1 мкм). В состав его входят различные бел- ки и полисахариды. Гликокаликс, так же как и клеточная стенка растений, осуществляет непосред- ственную связь клетки с внеш- ней средой. Плазматическая мембрана сос- тоит из молекул белков и липи- дов. Молекулы липидов располо- жены в два ряда и образуют сплошной слой (цв. табл. XI). Молекулы белков не образуют сплошного слоя и располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину в зависимос- ти от функционального состоя- ния клетки. Плазматическая мем- брана пронизана многочисленны- ми каналами, через которые Осу- ществляется обмен ионами и мо- лекулами между клеткой и сре- дой. Толщина мембраны 7,5—10
153 нм. У растений поверх нее обра- зуется оболочка из клетчатки. Основные фукции наружной мем- браны — ограничивать внутрен- нюю среду клетки, защищать ее от повреждений, регулировать поступление ионов и молекул, выводить продукты обмена и син- тезируемые вещества (секреты), соединять клетки и ткани (за счет выростов и складок). У од- ноклеточных организмов и лейко- цитов наружная мембрана обеспе- чивает проникновение в клетку крупных частиц путем фагоцито- за (см. разделы в «Зоологии» — «Простейшие», в «Анатомии» — «Кровь»). Аналогичным образом происходит поглощение клет- кой капель жидкости — пино- цитоз. Цитоплазма — внутренняя по- лужидкая среда клеткиГотгра- нйченная от внешней среды плаз - матической мембраной. В цито- плазме располагаются ядро, все органоиды, включения (жиры, полисахариды, белки), вакуоли, а также мельчайшие трубочки_и ни ти ^бразуЮщи^к^е^^сЖтки. В цитошгазме^протекают основ- ные гГрбцёССЬГ обмена веществ, оиаг-объединяет в одно целое яд- ро и вСе органоиды, обеспечи- вае тйх^взаимодейст вйе. Эндоплазматическая____сеть (ЭПС) — это состоящая из мем- бран сложная система каналов и полостей, пронизывающая всю цитопдазму-- ЭПС бывает двух типов — гранулированная (шеро- ховатая) и гладкая. На мембранах гранулированной сети располагает- ся множество мельчайших телец — рибосом: на мембрана7* гладкой сети_их_нех. Опнпиняя Функция ЭТТС — участие в синтезе, на- копление и транспортировка ос- новных органических веществ, вырабатываемых клеткой. Белок синтезируется гранулированной, а углеводы и жиры — гладкой ЭПС. рибосомы — мелкие тельца диаметром^Тб—20 нм, состоящие из двух частей. В каждой клет- ке рибосом сотни тысяч. Боль- шинство рибосом располагается на мембранах гранулированной ЭПС, а участь — а ^цитоплазме. В их состав входят белки и р-РНК. Основная функция j_______ сйнтез белка. Он осуществляется Бифункциональном центре рибо- сомы (в месте соприкосновения двух ее частиц), размер которого равен 2 триплетам. Митохондрии — это мелкие телъцЗ размером 5,2—0,7 мкм. Их число в клетке варьирует и может достигать нескольких ты- сяч. Они часто меняют Форму, размеры и местополржение в ци- топлазме, перемещаясьв наибо- леёактивную ее часть. Внешний покрОТ~митохондрии состоит из двух мембран. Наружная мембра- на гладкая, внутренняя — обра- зует многочисленные выросты — кристы, на которых располагают- ся дыхательные ферменты. Во внутренней полости митохондрии размещаются .рибосомы, ДНК и РНК. Новые митохондрии обра- зуются цри делении старых. Ос- новная функция митохондрий — синтез АгФ. В них синтези- руется небольшое количество бел- ков, ДНК и РНК. Лластибы свойственны только клеткам растений. Различают три вида пластид — хлороплас- ты, хромопласты и лейкопласты. Они способны к взаимному Пёре- ходу друг в друга. Размножаются пластиды путем деления. Хлоропласты 9 имеют зеле- ный цвет? овальную форму. Таз- мер их 4—6 мкм. С поверхнос-
154 ти каждый хлоропласт ограничен двумя трехслойными мембрана- ми — наружной и внутренней. Внутри хлоропласта располага- ются несколько десятков особых, связанных между собой цилинд- рических структур — гран, а так- же рибосомы, ДНК, РНК. Каж- дая грана состоит из нескольких десятков наложенных друг на дру- га плоских мешочков из мембран. На поперечном разрезе грана имеет округлую форму, диаметр ее около 1 мкм. В гранах сосре- доточен весь хлорофилл, в них происходит процесс фотосинтеза. Образующиеся при этом углево- ды вначале скапливаются в хло- ропласте, затем поступают в цито- плазму, а из нее — в другие части растения. X ромопласты____определяют красную, оранжевую и желтую окраску цветков, плодов и осен- них листьев. Они либо шарооб- разные, либо имеют форму мно- гогранных кристаллов, располо- женных в цитоглазме клетки. Лейкой л астьдбесцветны. Они содержатся в неокрашенных час- тяхрастений (стеблях, клубнях, корнях^ имеют округлую или палочковидную форму (разме- ром 5—6 мкм). В них отклады- ваются запасные вещества. Клеточный центр обнаружен в клерках ЖивитПых. Off состоит из^цвухмалепь^йЗГцилиндров — центриолей (диаметром около мкм), расположенных перпен- дикулярно друг другу. Стенки их состоят из коротких трубочек, по- лость заполнена полужидкий ве- ществом. Основная их роль — об- разование веретена деления ji равномерное распределение хро- мосом по дочерним клеткам. Аппарат Гольджи получил название-не-^имени итальянского ученого, впервые открывшего его в нервных _кдетк ах .L. Он—Может им*еть 'разную форму и состоит иэ-еграниченньцсмембранами по- лостей, отходящих от них трубб7"" чек 1ГраспбЛбженных на их кон- цах пузырьков. Опознан функ- ция — накопление и выведение брганйческих веществ, синтеза - руемых в эндоплазматической се- ти , образование лизосом. Лизосомы — округлые тельца д и а’метром около 1 мкм. С поверх - ности лизосома ограничена мем- браной, внутри ее находится ком- плекс ферментов, способных рас- щеплять углеводы, жиры, бел- ки и нуклеиновые кислоты. В клетке имеется несколько десят- ков лизосом. Новые лизосомы об- разуются в аппарате Гольджи. Их основная функция — перевари- вание пищевых частиц и удале- ние отмерших органоидов. Органоиды движения — жгу- тики и ресничкй — представляют собой выросты клетки w имеют однотипное строение у животных и растений (общность их проис- хождения). Движение многокле- точных животных обеспечивается сокращениями мышц. Основной структурной единицей мышечной клетки являются миофибрил- лы — тонкие нити длиной 1 см, диаметром около 1 расположенные пучками мышечного волокна. Клеточные включения более мкм, вдоль ,_______ —_У£- леводы73кирьг~и бел к1Г=^это не- постоянные компоненты клетки. Они периодически синтезируют- ся, накапливаются в цитоплазме в качестве запасных вещёствгяГис- пользуются в процессе жизнедея- тельности организма" Углеводы накапливаются в форме зерен крахмала (у расте- ний) и гликогена (у животных). Их много в клетках печени, клубнях картофеля и других органах. Жиры накапливаются в виде капель в семенах растений, подкожной клетчатке, соедини- тельной ткани животных и т. д. Белки откладываются в виде зерен в яйцеклетках животных, семенах растений и других ор- ганах. Ядро — важнейшая структура клетки. От цитопляпмы егп~~~пт-
155 деляет ядерная оболочка, состоя- щая из двух мембран, между которыми располагается—узкая полостьТзаполненная полужид- ким веществом. Чр^РзТто^Г^Пщр- ной оболочки осуществляется ой- мен вещёств между ядром й ци7 топлазмой. ПолостьТядраГзапОлне- на ядерным соком. ~В~ нем нахо- дятся ядрышко (одно или не- сколько), хромосомы, ДНК,~РНК, лидидь^й углеводы Яд~- мшко — округлое тельце ^аТ- мерокг-от 1 до 10 мкм и более, в нем синтезируется р-РНК. Хро- мосомы *1шдТгбт—телеки В" деля- щихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутст- вуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). В них заключе- на наследственная информация. Число и форма хромосом у каж- дого вида животных и растений строго определенные. Соматичес- кие клетки, из которых состоят все органы и ткани, содержат диплоидный (двойной) набор хро- мосом (2 и); половые клетки (га- меты) — гаплоидный (одинар- ный) набор хромосом (и). Дип- лоидный набор хромосом в ядре соматической клетки создается из парных (одинаковых) гомологич- ных хромосом. Хромосомы раз- ных пар (негомологичные) отли- чаются друг от друга различным набором генов, формой, местом расположения центромеры и вто- ричных перетяжек. Прокариоты — это организмы с мёл1^ми, примитивно^строен— ными клетками, нй имеющими Чётко выраженного ядра Таковы сице^зеленыё водоросли, бакте- рии. Вирусы — неклеточные "су- щества — представляют собой особую группу. Они состоят из молекулы ДНК.5ли РНК? покры- той белковой оболочкой^. Они так малы, что их можно разглядеть только в электронный микроскоп. У них отсутствуют цитоплазма, митохондрии и рибосомы, поэ- тому они неспособны синтези- ровать белок и необходимые для их жизнедеятельности вещества. Попав в живую клетку и ис- пользуя чужие органические ве- щества и энергию, они нормаль- но развиваются. Эукариоты — организмы с бо- лее крупными типичными "клет- каМиГсрдержащими все основные : ддрр, эндоплазма- тическую сеть. митпупнприи, ри- босомы, аппарат Гольджи, лизо- сомы и др.^К эукариотам от^ носятся все растительные и жи- вотные Ърпнптпмы; Их клетки имеют сходный тип строения, что Убедительно доказывает единство происхождения. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ В клетке непрерывно проте- катот^ многообразные сложные биохимические реакции, основ- ПыеТпГкотбрых составляют реак- цйй расщейления—(^пЮТлГиля- иМиЛ^—реакции—пинтевя (асси- миляции). Реакции ассимиляции и дис- симштяцйиГтёсно связаны между сЪббТГи внешней средой. Из внеш- ней среды организм Получает тгйтательныё вещества. Энергия и—простые—вещества^ образую- щиеся при их расщеплении, ис- пользуются для синтеза необхо- димых органических веществ; во внешнюю среду выделяются не- использованные клеткой вещест- ва. Совокупность химических прев- ращений, свойственных клетке (процессы диссимиляции и асси- миляцией связанных между со- ^ойивнешнеГсредой, называтот обмяном^яеществ и-плевратени- ем_^энерен^гт~^)б1лен веществ и превращение энергйи в клетке основа всех проявлений ееТкизне- деятёльяостит -----— ^Подавляющее большинство пропессов~-в--живых^рганизмах протекает при участии_фермен- товйЧЕСаждый из них специфи-
156 чен для одной конкретной реак- цйтгг^Тсточником энергии для всех реакпийявляется АТФ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ обмен Энергетический обмен — это совокупность реакций, е о про нуж- дающихся освобождением энер- гии, используемой клеткой для своего энергообеспечения. Он осу- ществляется в три этапа. На подготовительном этапе крупные молекулы органических вещест1Г~п??Л~~тоздействием—соот- ветствующих ферментов расщеп- ляются на более простые угле- воды — на моносахариды: ркц- ры2— на глицерин и жирные кис- лоты; белки—на аминокислоты; нуклеиновЫ^лсистгоТБГ — нанук- ле отиды. Этот распад сопровож- дается незначительным освобож- д е н и е м энергии, которая в ос - тепла. На бескислородном (анаэроб- номТ~~этапе (неполное расщеп - ление) вещества, образовавшиеся на первом этаттеГ подвергаются дальнейшему многоступенчатому Фё^мтат'ативно'му распаду на внутриклеточных мембранах. На- прийер, гликолиз представляет собой ряд из 13 ферментатив- ных реакций, происходящих в животных клетках, в результате которых молекула глюкозы в при- сутствии_Н3РО4 и АДФ_расшеп- ляётся до молочной кислоты, АТФ и Н2О: С6Н12Об+2Н3РО4+2АДФ-+ глюкоза 2С3Н6О3+2АТФ+2Н2О молочная кислота Распад глюкозы при спирто- вом брожении представляет слож- ный ряд ферментативных реак- ций, суммарное уравнение кото- рого выглядит так: СбН, 2О6+2Н3РО4 +2 АДФ+ глюкоза -> 2СО2 +2С2Н5ОН+2 АТФ +2Н2О этиловый спирт Реакция гликолиза и спир- тового брожения сопровождается освобождением 200 кДж энергии. На образование 2 макроэргичес- ких связей при превращении АДФ в АТФ затрачивается 80 кДж, или 40% освобождающейся энергии. Она сберегается клеткой в виде АТФ, а 120 кДж, или 60% энергии, в основном рассеивается в виде тепла. На кислородном (аэробном) этапе~Дполное расщеплениеЦда^ мембранах митохондрий продук- ты, образовавшиеся на бескис- л"оридИом этапе, в процессе ряда Ферментативных реакций с учас- тием Н3РО4 окисляются до СО2 и Н-гХУТ" Общая формула кислород - кого расщепления: 2С3Н6О3 +6О2 +36Н3РО4 + молочная кислота 36 АДФ-^бСОг + 36 АТФ + 42Н2О На этом этапе на ряде про- межуточных звеньев суммарно освобождается 2600 кДж энергии. На образование 36 макроэрги- ческих связей при превращении АДФ в АТФ затрачивается 1440 кДж, или 54% освобождающейся энергии, которая переходит в по- тенциальную энергию АТФ. Сле- довательно, при кислородном рас- щеплении образуется в 18 раз больше энергии, чем при бескис- лородном, а клеткой в форме АТФ ее сберегается в 18 раз больше. Суммарное уравнение полно- го расщепления глюкозы на двух этапах можно записать так: СбН12О6+6О2+38Н3РО4 + 38 АДФ—>-6СО2 + 38 АТФ + 44Н2О
157 Образовавшаяся при этом АТФ по каналам эндоплазматической сети направляется в другие участ- ки клетки, где возникает в ней потребность. Таким образом, из образовавшейся энергии при рас- щеплении глюкозы для клетки суммарно сохраняется 80 кДж + + 1440 кДж=1520 кДж, или 55% энергии, которая переходит в по- тенциальную энергию и в даль- нейшем используется клеткой. Поэтому реакции расщепления называют энергетическим обме- ном. СИНТЕЗ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Реакции синтеза органических веществ идут в клетке одновре- менно с процессами расщепле- ния^ Сложные органические сое- динения (белки, жирьц углево- ды, нуклеиновые кислоты) син- тезируются из простых веществ, ошихия в результате про- цессов диссимиляции. СИнтези- вещества ения р уемые органические исппльзутотпя^--^ л я fi различных органоидов клетки, ферментов, секретов и запасНыХ веществ, взамен йзрасходбван- ных3 See эти~~1Гроцессы—идут- с поглощением энергии^^ицтез^ве- ществ, идущий в клетке, назы- вают биосинтезом или пласти- ческим обменом. По способу получения орга- нических соединений все клетки делятся на автотрофные и гете- ротрофные (см. раздел «Ботани- ка»). Фотосинтез (цв. табл. I) — это уникальный процесс образования" органических соединений из не- органических веществ, для осу- ществления котдрога-испольоует" ся энергия света^ Большой вклад в изучение процесса фотосинтеза и опреде- ление роли в нем хлорофилла растений внес выдающийся рус- ский ученый Климент Ар- кадьевич Тимирязев (1&4д—192иУГ^Фотосинтез — это сложный многоступенчатый про- цеесг^В^нем различают~световую и темновуюифазы. "Световая фаза начинается с освещения хлоропласта видимым свётбМ; Нод действием квантов свётя~~некотбрые из подвижных электронов молекул хлорофилла переходят на более высокий энергетический уровень и прихо дят в^~возбужденное состояние. Часть таких «возбужденных» электронов возвращается на прежний урдвен+, а выдёляющая- ся при^том энергия рассёивается в виде тепла. Другая их часть при участии переносчиков присое- диняется к ионам водорода, пос- тбян но "образующимся в клетках np*rjnrcuwiia цниГмодекул^во д ы (Н2О=Н +ОН ). Ионы _^водоро- да, присоединив эЯектронГТфёв- ращаются в атомы водорода (Н^+г^=Н). Они- захватываются молекулами веществ-переносчи- ков и участвуют в синтезе угле- водов. Ионы ОН , оставшиеся без противоионов водорода, отдают свои электроны другим ионам и превращаются в радикалы ОН (ОН =ё+ОН). Взаимодействуя между собпй. они образуют воду и молекулярный кислород (4ОН= =2Н2О+О2), который выделяется в атмосферу+ Кроме того, в световую фазу некоторые из «возбужденных» электронов хлорофилла и Ълёкт- рояовг Отделившихся от ионов ОН , участвуют в образовании макроэргической фосфатной свя- зи при синтезе АТФ из АДФ и неорганического фосфата > (Ф) (АДФ+Ф^ АТФ). Таким образом, в световую фдау фотосинтеза за счет энергий д^е^^г^утцяетв^шГ! Lл х т- ^енных ттр^ттесса: 1) ^жс^з^АТФ^, необходимой для обеспечения энергией всех жизненных Функ- ций растения!!- 2) обр&еоёЙйме молекулярного кислорода, кото-
158 рый выделяется в атмосферу; ^^образование атомарнигб^одо- рода, котрд2ЫЙ участвУЙт в обра- зовании углеводородов'в следую- щую фазу^фотосинтеза. Темновая фаза фотосинтеза со^ФрйТ’ из ряда последователь- ных фермёнтатИнных реакций? ~ в результате которых из СО? и Н^О_ образуется глюкоза, <лужащац~ исходныт^МЯТЩПГалом для био- синтеза^ д ругйх^бргани^еских ^ве- ществ растения. Этд*Г- процесс иДёт с использованием энергий" фатов, АТФ при участТПт атимов водо- рода, образовавшихся~в^сВетовую фазу. • Суммарное уравнение фото- синтеза следующее: 6СО2+6Н2О=С6Н, 2О6 +6О2 Мембранная структура хлороп- ласта осуществляет при этом раз- граничение реакционноспособ- ных веществ. Продуктивность фотосинте- за — 1 г органического вещества наПГм^листьев в 1 ч. Ежегодно в результате фотосинтеза обра- зуется около 400 млрд, т орга- нического вещества. Годовая пот- ребность одного человека в кис- лороде обеспечивается функцио- нированием 10—12 деревьев сред- него возраста в течение вегета- ции. Продуктивность фотосинтеза возрастает с пдВЫшением до оп- ределенного уровня содержания С&ГТг-температуры, а~-Ф&кже~~зя счет улучшения освещения ^и влажности окружающего ха. ' Эти закономерности широко ценельзуют при выращивании растений как в защищенном, так и в открытом грунте для полу- чения более высоких урожаев всех сельскохозяйственных куль- тур. Хемосинтез был открыт в 1888 г. русским биологом С. ноградским, доказавшим способ- ностгГтаеко хтфь^^^КтерХй^асси- ^лировать углекислоту, исполь- зуя23ГиМ1ГчёскУю--энерТйю7~Сз^Ще'' ствуе'г несколько групп^хемосин- тезирующих бактерий, из кото- рых наибольшее значение имеют нитрифицирующие, серобактерии и ^келезооактерии. Например, нитрифицирующие бактерии по- лучают энергию для синтеза ор- ганических веществ, окисляя ам- миак до азотистой, а затем до азотной кислоты, серобактерии — окисляя сероводород до суль- а железобактерии — превращая закисные соли железа в окисные. Освобожденная энер- гия аккумулируется в клетках хемосинтезирующих бактерий в форме АТФ. Процесс хемосинте- за, при котором из СО2 образуется органическое вещество, протекает аналогично темновой фазе фото- синтеза. Благодаря жизнедеятельности бакЗ’ёриймгё^^ при- роде накапливаются большиеза> лежй^бОТ1гры^тт~болотной руды, БиосинтезТ^Жбв идет в каж- дой живой клетке. Наиболее ак- тивен он в молодых растущих клетках, где синтезируются бел- ки, идущие на построение их ор- ганоидов, а также в секреторных клетках, где синтезируются бел- ки-ферменты и белки-гормоны. Основная роль в определении структуры белков принадлежит ДНК. Отрезок ДНУ- информацию'э структуре одного белк'аГнаЗъьваЮт генам. Одна мо- лекула ДНК содержит несколько сотен генов. В Аиолекуле -ДНК jsa- ПИСаН КОД, О 1ЮСЛеломтап1.нлАп>н в белке^у "Вйде он тцдащ. CvjiiHOCTb^gggg" ДНК сос- трит в том, чтокаждо ами- нокисло^О^соответствует -из -грех :еотидов — ядом стоя- — А соотв ст- п ример, A — Ц — леицину, Т — Т — Т — лизину и т. д. Разных амино- кислот 20, число возможных со-
четаний из 4 нуклеотидов по 3 равно 64. Следовательно, трипле- тов с избытком хватит для коди- рования всех аминокислот. Биосинтез белка — сложный многоступенчатый процесс, пред- ставляющий цепь синтетических реакций, протекающих по прин- ципу матричного синтеза. Суть реакций матричного син- теза состоит в том, что новые молекулы белка синтезируются в точном соответствии с планом, заложенным в структуре сущест- вующих молекул ДНК. В этих реакциях обеспечивается точная специфическая последователь- ность мономеров в синтезируе- мых полимерах. В биосинтезе белка опреде- ляют следующие этапы, идущие в разных частях клетки. Синтез и-РНК (происходит в ядре). Информация, содержащая- ся в гене ДНК, переписывается на и-РНК. Этот процесс называют транскрипцией (от лат. «транск- риптис» — переписывание). При этом против каждого нуклеотида одной из цепей ДНК встает комп- лементарный ему нуклеотид и-РНК. Молекулы и-РНК инди- видуальны, каждая из них не- сет информацию одного гена. 159 М тарных друг другу. При сближе- нии они слипаются, образуя структуру, напоминающую лист клевера. К «черешку» листа при- соединяется определенная ами- нокислота, а на «верхушке» лис- та расположен кодовый триплет нуклеотидов, соответствующий определенной аминокислоте. Для каждой из 20 аминокислот су- ществует своя т-РНК 9 • «Сборка белка» происходит в рибосомах . К рибосомам напра- вляются из ядра и-РНК. При этом на одной молекуле и-РНК одно- временно располагается несколь- ко рибосом. Из цитоплазмы т-РНК с «на- вешенными» на них аминокисло- тами подходят к рибосомам и своим кодовым концом дотраги- ваются до триплета нуклеотидов и-РНК, проходящего в данный момент через функциональный центр рибосомы. В это время про- тивоположный конец т-РНК с аминокислотой попадает в место «сборки» белка, и если кодовый триплет т-РНК окажется компле- ментарным триплету и-РНК, на- ходящемуся в данный момент в функциональном центре рибо- сомы, аминокислота отделяется от т-РНК и попадает в состав белка, а рибосома делает «шаг» Ц — Г .....Ц г—ц ...... Г Т—А -...-...У Ц—Г .......ц А—Т .......А А — Т .... А Г —Ц ..... Г Молекула ДНК Молекула и- РНК Соединение аминокислот с мо- лекулами т-РНК (происходит в цитоплазме). Молекулы т-РНК состоят из 70—80 нуклеотидов. В цепочке т-РНК имеется ряд нук- леотидных звеньев, комплемен-
160 на один триплет по и-РНК вправо (триплеты и-РНК, соответствую- щие каждой из 20 аминокислот, указаны в таблице на с. 160). От- дав аминокислоту, т-РНК поки- дает рибосому, ей на смену при- ходит другая, с иной аминокис- лотой, составляющей следующее звено в строящейся белковой мо- лекуле ф . Так звено за звеном собирается полипептидная цепь белка, а информация о структуре белка, записанная в и-РНК в виде последовательности нуклеотидов, воспроизводится на полипептид- ной цепи белка в виде последо- вательности аминокислот. Этот процесс называют трансляцией (от лат. «трансляция» — пере- нос). Когда синтез молекулы бел- ка закончен, рибосома сходит с и-РНК. Образовавшийся белок поступает в эндоплазматическую сеть и по ее каналам в другие части клетки, а рибосома посту- пает на другую и-РНК и участ- Триплеты (кодовые) и-РНК, соответствующие 20 аминокислотам Первое основание Второе основание Третье основание У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) У(А) Фен Сер Тир Цис У(А) Фен Сер Тир Цис Ц(Г) Лей Сер — — А(Т) Лей Сер — Три Г(Ц) Ц(Г) Лей Про Гис Apr У(А) Лей Про Гис Apr Ц(Г) Лей Про Глн Apr А(Т) Лей Про Глн Apr Г(Ц) А(Т) Иле Тре Асн Сер У(Ц) Иле Тре Асн Сер Ц(Г) Иле Тре Лиз Apr А(Т) Мет Тре Лиз Apr Г(Ц) Г(Ц) Вал Ала Асп Гли У(А) Вал Ала Асп Гли Ц(Г) Вал Ала Глу Гли А(Т) Вал Ала Глу Гли Г(Ц)
вует в синтезе другого белка. Все реакции белкового синтеза ката- лизируется специальными фер- ментами, а энергию доставляет АТФ. АТФ является единым и уни- версальным источником энергии для всех клеточных реакций. РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК. МИТОЗ Деление клеток — биологи- ческий процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организ- мов. Митоз (от греч. «митос» — нить), или непрямое деление, наиболее широко распространен в природе. Митоз состоит из четы- рех последовательных фаз (цв. табл. XII). Благодаря митозу обеспечивается равномерное рас- пределение генетической инфор- мации родительской клетки меж- ду дочерними клетками. Период жизни клетки между двумя митозами называют интер- фазой . Она в десятки раз про- должительнее митоза. В ней со- вершается ряд очень важных про- цессов, пре/цпествующих деле- нию клетки: синтезируются моле- кулы АТФ и белков, удваивает- ся каждая хромосома, образуя две сестринские хроматиды, скрепленные общей центромерой, увеличивается число основных органоидов цитоплазмы. В профазе спирализируются и вследствие этого утолщаются хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, удержива- емых вместе центромерой. К кон- цу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы рассредоточиваются по всей клет- ке. В цитоплазме к концу про- фазы центриоли отходят к полю- сам и образуют веретено деления. 161 нш В метафазе происходит даль- нейшая спирализация хромосом. В эту фазу они наиболее хорошо видны. Их центромеры распола- гаются по экватору. К ним прик- репляются нити веретена деле- ния. В анафазе центромеры делят- ся, сестринские хроматиды отде- ляются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отхо- дят к противоположным полюсам клетки. В телофазе цитоплазма делит- ся, хромосомы раскручиваются, вновь образуются ядрышки и ядерные мембраны. В животных клетках цитоплазма перешнуро- вывается, в растительных — в центре материнской клетки обра- зуется перегородка. Так из одной исходной клетки (материнской) образуются две но- вые — дочерние. РАЗМНОЖЕНИЕ. РАЗВИТИЕ ГАМЕТ Размножение. В природе встречаются два типа размноже- ния организмов — бесполое и по- ловое. Бесполое размножение харак- теризуется тем, что дочерние клетки по содержанию наслед- ственной информации, морфоло- гическим, анатомическим и фи- зиологическим особенностям пол- ностью идентичны родительским (см. разделы «Ботаника» и «Зоо- логия»). Половое размножение харак- теризуется обменом генетической информации между женскими и мужскими особями. Оно связано с образованием и слиянием особых гаплоидных половых клеток — гамет (характерно для большин- ства эукариотов). У разных ви- дов животных и растений поло- вые клетки имеют различные размеры, форму, строение и раз- витие. Развитие половых клеток и оп- лодотворение у животных. Яй-
i 162 цеклетки (женские половые клет- ки) у животных неподвижны, имеют округлую форму, покрыты двумя оболочками — желточной и белковой и содержат запасные питательные вещества, необходи- мые для развития зародыша. Сперматозоиды (мужские поло- вые клетки) значительно мельче яйцеклеток, они подвижны, име- ют форму длинной нити, состоя- щей из головки, шейки и хвости- ка. Головка несколько расшире- на, в ней расположено ядро, пе- редний конец ее заострен. В шей- ке находится центриоль, а хвос- тик по строению напоминает жгутик и является органоидом движения. Развиваются половые клетки в половых железах — яичниках и семенниках. В них различают 3 зоны: 1) в зоне раз- множения первичные клетки мно- гократно делятся путем митоза; 2) в зоне роста исходные клетки усиленно растут, особенно при образовании яйцеклеток; 3) в зо- не созревания происходит два своеобразных деления, в резуль- тате которых в семенниках обра- зуются четыре равные по разме- ру гаплоидные (п) клетки, каж- дая из которых превращается в сперматозоид, а в яичниках об- разуются также четыре гаплоид- ные клетки, из которых только одна, крупная, превращается в яйцеклетку, а три мелкие (на- правительные тельца) гибнут. Мейоз (у животных) — это де- ление в зоне созревания половых клеток, сопровождающееся умень- шением числа хромосом вдвое (цв. табл. XII). Он состоит из двух последовательно идущих деле- ний, имеющих те же фазы, что и митоз. Однако, как показано в таблице, продолжительность от- дельных фаз и происходящие в них процессы значительно отли- чаются от процессов, происходя- щих при митозе. Эти отличия в основном сос- тоят в следующем. В мейозе профаза I более продолжительна. В ней происходит конъюгация гомологичных хромосом и обмен генетической информацией. В анафазе I центромеры, скрепляю- щие хроматиды, не делятся, а к полюсам отходит одна из гомо- логичных хромосом. Интерфаза перед вторым делением очень ко- роткая, в ней ДНК не синтези- руется. Клетки (гаметы), обра- зующиеся в результате двух мейо- тических делений, содержат гап- лоидный (одинарный) набор хро- мосом. Оплодотворение представляет собой процесс слияния яйцеклет- ки и сперматозоида, при котором восстанавливается диплоидный набор хромосом. Оплодотворен- ную яйцеклетку называют зиго- той. Развитие половых клеток и оплодотворение у цветковых рас- тений. Семенные растения, в от- личие от мхов, папоротников, хвощей и плаунов (см. раздел ♦ Ботаника»), размножаются се- менами. У них также образуются в результате мейоза споры — гаметы. В развитии голо- и покры- тосеменных растений наряду со значительным сходством обнару- живаются и существенные разли- чия. Разберем развитие половых клеток и оплодотворение на при- мере высших цветковых расте- ний. Они обладают типичными цветками, где происходит раз- витие половых клеток. Мужские половые клетки созревают в пыль- нике. В нем содержится множест- во диплоидных клеток, каждая из которых делится путем мейо- за и образует 4 гаплоидных пыль- цевых зерна. Каждое пыльцевое зерно делится митозом и образует 2 клетки — вегетативную и гене- ративную. Генеративная клетка еще раз делится путем митоза и образует 2 спермия. Таким об- разом, созревшее пыльцевое зерно содержит 3 клетки — 1 вегета- тивную и 2 спермия. Женские половые клетки раз- виваются в семяпочке. Одна из
163 Сравнение митоза и мейоза (см. цв. табл. XII) Фаза Митоз Мейоз I деление II деление Интерфаза Набор хромосом 2п. Идет интенсивный син- тез белков, АТФ и дру- гих органических ве- ществ. Удваиваются хромосомы. каждая оказывается состоящей из двух сестринских хроматид, скреплен- ных общей центро- мерой Набор хромосом 2п. Наблюдаются те же процессы, что и в митозе, но более продолжительна, особенно при обра- зовании яйцеклеток Набор хромосом гаплоидный (п). Синтез органи- ческих веществ отсутствует Профаза Непродолжительна, происходит спирализа- ция хромосом, исчеза- ют ядерная ободочка, ядрышко, образуется веретено деления Более длительна. В начале фазы те же процессы, что и в митозе. Кроме того, происходит конъю- гация хромосом, при которой гомоло- гичные хромосомы сближаются по всей длине и скручива- ются. При этом может происходить обмен генетической ин- формацией {перек- рест хромосом). За- тем хромосомы рас- ходятся Короткая, те же процессы, что и в митозе, но при п хромосом Метафаза Происходит дальней- шая спирализация хромосом, их центро- меры располагаются по экватору Происходят процес- сы, аналогичные тем, что и в митозе Происходит то же, что и в мито- зе, но при п хро- мосом Анафаза Центромеры, скрепля- ющие сестринские хро- матиды, делятся; каждая из них стано- вится новой хромосо- мой и отходит к проти- воположным полюсам Центромеры не де- лятся. К противопо- ложным полюсам отходит одна из го- мологичных хромо- сом, состоящая из двух хроматид, скрепленных общей центромерой Происходит то же, что и в мито- зе, но при п хро- мосом Телофаза Делится цитоплазма, образуются 2 дочерние клетки, каждая с дип- лоидным набором хро- мосом. Исчезает вере- тено деления, форми- руются ядрышки Длится недолго. Го- мологичные хромо- сомы попадают в разные клетки с гап- лоидным набором. Цитоплазма делит- ся не всегда Делится цито- плазма. После двух мейотичес- ких делений об- разуют 4 клетки с гаплоидным набором хромо- сом.
I 164 ее клеток делится путем мейоза и образует 4 гаплоидные клетки. Из них одна еще трижды делит- ся путем митоза и образует 8 гап- лоидных ядер зародышевого меш- ка, в котором 4 ядра располагают- ся на одном конце, а 4— на дру- гом. Затем от каждого конца в центр зародышевого мешка миг- рирует по одному ядру; сливаясь, они образуют диплоидное ядро зародышевого мешка. Одна из 3 гаплоидных клеток, расположен- ных у пыльцевхода, является яйцеклеткой. При оплодотворении пыльце- вое зерно, попав на рыльце пес- тика, прорастает за счет своей ве- гетативной клетки, образуя пыль- цевую трубку. В ней находятся 2 спермия. Проникая в зароды- шевый мешок через пыльцевход, один спермий оплодотворяет яй- цеклетку, а второй — диплоидное ядро зародышевого мешка. Этот процесс получил название двой- ного оплодотворения. Его открыл русский ботаник Сергей Гав- рилович Навашин в 1898 г. В дальнейшем из оплодотворен- ной яйцеклетки развивается за- родыш, а из триплоидного яд- ра — питательная ткань — эн- досперм. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ Индивидуальное развитие — онтогенез — у животных делится на два периода — эмбриональ- ный и постэмбриональный. Эмбриональный период сос- тоит из нескольких этапов, имею- щих свои названия ф . 1. Дробление. Его характер за- висит от запаса питательных ве- ществ в яйцеклетке. Оплодотво- ренная яйцеклетка (зигота) де- лится на 2, 4, 8 и т. д. клеток, называемых бластомерами. Ин- терфазы деления короткие, и бластомеры не растут. Завершает- ся дробление образованием полой шарообразной бластулы. В ней по периферии в один слой распола- гаются клетки, а внутри находит- ся полость. 2. Образование зародышевых листков у разных животных про- текает не одинаково. Например, у ланцетника один из участков бластулы прогибается внутрь и соприкасается с противополож- ной стороной, образуя двухслой- ную структуру — гаструлу. На- ружный слой гаструлы называют эктодермой, внутренний — энто- дермой. В дальнейшем между ними возникает третий слой — мезодерма. Эти три слоя называ- ют зародышевыми листками. 3. Формирование органов. Из эктодермы формируются кожа, хорда, нервная трубка, из кото- рой позднее образуются спинной и головной мозг и органы чувств; из энтодермы — пищеваритель- ный канал, печень, легкие; из мезодермы — скелет, мышцы, кро- веносная и выделительная сис- темы. ДНК всех клеток зародыша, развившихся из одной зиготы, несет одинаковую генетическую информацию о его развитии. Диф- ференциация клеток, образование органов и тканей происходят за счет функционирования на раз- ных клетках и тканях неодина- ковых генов. Стимулируют дея- тельность генов специфические для каждого из них вещества — индукторы. В начале развития зародыша эти вещества выделя- ются разнородными участками цитоплазмы яйцеклетки, а при образовании органов и тканей индукторы выделяются опреде- ленными частями зародыша. На- пример, опытным путем доказа- но, что развитие нервной трубки совершается под воздействием мезодермы. Аналогичное влияние установлено на развитие других органов. Постэмбриональное развитие бывает двух типов: прямое, при котором родившиеся потомки во всем сходны со взрослыми орга-
165 низмами (у птиц, млекопитаю- щих, человека и др.); непрямое, при котором новый организм появляется на свет в виде личин- ки, претерпевающей в своем раз- витии ряд превращений — мета- морфозов (у амфибий, насекомых и др.). Непрямое развитие (с метаморфозом) имеет определен- ное биологическое значение. Ли- чинки и взрослые организмы приспособлены к жизни в разных условиях среды, таким путем они избегают конкуренции за пищу и места обитания, что способствует сохранению и про- цветанию вида. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ Генетика — наука, изучаю- щая закономерности двух основ- ных свойств живых организ- мов — наследственности и измен- чивости (о наследственности и изменчивости см. в главе «Дар- винизм»). Она служит научной основой для разработки теории и методов селекции — науки о создании новых сортов растений, пород животных, штаммов мик- роорганизмов и об улучшении уже существующих. Основоположником генетики является чешский ученый Гре- гор Мендель (1822 —1884), проводивший в г. Брно опыты по скрещиванию различных форм гороха. Наблюдая за полученны- ми гибридами, он установил ряд законов наследования, положив- ших начало генетике, и разрабо- тал метод гибридологического анализа, ставший основным ее ме- тодом. Метод гибридологического анализа предусматривает: скре- щивание особей с контрастными (альтернативными) признаками (например, цветки у одной особи гороха красные, у другой — бе- лые и т. д.); анализ проявления у гибридов только исследуемых признаков, без учета остальных; выращивание и анализ потомства каждой особи отдельно от других; ведение количественного учета гибридов, различающихся по ис следуемым признакам. При гибридологическом ана- лизе пользуются следующими об- щепринятыми символами. Роди- тельские организмы, взятые для скрещивания, обозначают буквой Р (от лат. «парента» — родите- ли); женский пол — знаком 9 («зеркало Венеры»), при записи схемы скрещивания его ставят первым; мужской — знаком сГ («щит и копье Марса»), его пи- шут вторым; скрещивание обозна-
166 чают знаком умножения « X »; гиб- ридное потомство обозначают ла- тинской буквой F (от лат. «фи- лие» — дети) с цифрой, соответ- ствующей порядковому номеру поколения: F,, F2 и т. д. В опытах Мендель использо- вал различные типы скрещива- ний. Моногибридное скрещивание. Оно наиболее простое, так как родители отличаются друг от дру- га^ по одному признаку (напри- мер, по окраске цветков гороха — красной и белой) ф . При анализе гибридов F} Мен- дель установил, что всё особи имеют одинаковую окраску цвет- ков. При этом проявляется только признак одного родителя (крас- ные цветки), признак другого (бе- лые цветки) отсутствует. Признак, дроявляющиися^в F', он назвал доминантным (преобладающим), признак отсутствовавший — ре- цессивным (отступающим). Эта закономерность получила назва- ние правила доминирования или единообразия гибридов первого~ поколения. " ПоовоЛясамоопыление гибри- дов F,, Мендель установил, что в F? проявляются особи KaiT с доминантным^ признаком (крас- ные цветки), так й~с рецессив- ным (белые цветкиТГ^ГоТнипгении ЗП . Это явление получили назва- ние закона расщепления гибри- дов^втбриги~итбленйя или пер- вого закона Менделя. Для объяснения наблюдаемых закономерностей Мендель выдви- нул гипотезу____чистоты, гамЪт, предположив следующее. Любой^ признак формируется под^ влиянием материального факторяг (поз7ртен~~названного ге- ном). Фактор, определяющии^дО- минянтнктй признак; Он^ббозн а - чил заглавной буквой А, а ре- цессивный^^а. Каждая особь со- держитдва фактора, определяю - щих развитие признака, лз-Кото- рых один она получает от мате- риГ^дрУгой — от ртцаГ 11ри~^бра- зобаний~гамет у животньПмйг спор у ТипгтеПи^пр^ факторов и в кдждую гамету или спору попадает только один. Согласно этой гипотезе, ход моногибридного скрещивания за-, писывают так: Генотип: Фенотип: Гаметы: Генотип: Фенотип:
167 Из данной схемы видно, что при любых сочетаниях гамет все гибриды имеют одинаковые гено- тип и фенотип. При образовании гамет у гиб- ридов Fx половина их будет нес- ти фактор А, вторая половина а. При самоопылении и равно- вероятном сочетании гамет при оплодотворении в F2 ожидается следующее: Генотип: Fi Фенотип: Гаметы: Генотип: F2 Фенотип: В F2 расщепление по генотипу будет: 1АА; 2Аа: 1аа, а по фе- нотипу: 3 красн.: 1 бел., т. е. та- ким, каким оно было в опыте, что говорит о достоверности гипотезы. С открытием мейоза гипотеза чистоты гамет получила цитоло- гическое подтверждение. Напри- мер, высшие растения имеют диплоидный набор хромосом; после мейоза в каждую гамету попадает только одна из гомоло- гичных хромосом, а следователь- но, только один из аллельных ге- нов. Аллельными генами назы- вают парные гены, расположен- ные в идентичных участках го- ^угологичных хромосом. Дальнеи- ший процесс наследования мож- но проследить на схеме. В гипотезу чистоты гамет Мендель ввел ряд генетических понятий. ГоМОЗигОТЫ — Особи, лжлтцид при самоопылении по—дайной паре признаков .однородное не- расщепляющееся потомство. Они в гомологичных хромосомах со- держат одинаковые аллельные ге- ны (АА или аа) и образуют по ним один сорт гамет. Гетерозиготы — особи, даю- щи€"расщеп ление по данной паре Они содержат в гомологичных хромосомах раз- ные аллельные гены (Аа) и образу- ют по Ним два сорта гамет: с ге- ном А и геном а. Промежуточный характер на- следования. Иногда у гибридов Fx не наблюдается полного домини- рования, их признаки носят про- межуточный характер ф . Такой характер наследования называют промежуточным или неполным доминированием. При неполном доминировании в Р2 расщепление по фенотипу и генотипу выражается одинако- вым отношением 1:2:1. Анализирующее скрещивание. При полном доминировании сре- ди особей с доминантными приз- наками невозможно отличать го- мозиготы от гетерозигот, а в этом часто возникает необходимость (например, чтобы определить, чистопородна или гибридна дан-
168 ная особь). С этой целью проводят анализирующее скрещивание, при котором исследуемая особь с доминантными признаками скрещивается с рецессивной гомо- зиготой. Если потомство от тако- го скрещивания окажется одно- родным, значит, особь гомозигот- на (ее генотип АА). Если же в по- томстве будет 50% особей с до- минантными признаками, а 50% — с рецессивными, значит, особь гетерозиготна. Дигибридное скрещивание. Чтобы определить, как будут нас- ледоваться два (или более) приз- нака одного родителя, Мендель проводил, дигибридное скрещива- ние, в котором гомозиготные ро- дители отличались друг от друга по двум признакам: окраске се- мян (желтая и зеленая) и форме «иян (гладкая и морщинистая) . Появление особей с жел- тыми гладкими семенами свиде- тельствует о доминировании этих признаков и проявлении правила единообразия у гибридов F}. После их самоопыления в F2 поя- вились особи 4 фенотипов: 2— сходные с родительскими (жел- тые гладкие и зеленые морщи- нистые), а 2— новые, сочетающие признаки матери и отца (желтые морщинистые и зеленые гладкие). Из этого видно, что при дигибрид- ном скрещивании наблюдается независимое наследование приз- наков. Количественный анализ (подсчет особей) этих гибридов показывает, что дигибридное рас- щепление представляет собой два моногибридных расщепления, идущих независимо друг от дру- га. Оно выражается отношением 9:3:3:1, или (3:1)2. Такой харак- тер наследования получил назва- ние зазсона независимого нас ле- ^ования (распределения) -нризна- кбв или второго закона Менделя. Согласно" этому закону? расщеп^ ление по каждому признаку идет независимо от другого признака. Независимое наследование признаков при дигибридном скре- щивании обусловлено независи- мым поведением хромосом в мейо- зе при образовании гамет гибри- дами F, (АаВЪ). Оно выражается в том, что в анафазе первого деления мейоза с одинаковой ве- роятностью к одному полюсу мо- гут отойти либо обе материнские хромосомы, а к другому — обе отцовские, либо вместе с мате- ринской хромосомой с геном А отойдет отцовская с геном Ъ, а вместе с отцовской хромосомой с геном а — материнская с ге- ном В. Следовательно, гибриды из Fx (АаВЬ) с одинаковой ве-
169 роятностыо могут образовывать 4 типа гамет: АВ, ab, АЬ и аВ. Независимое наследование ха- рактерно только для тех призна- ков, гены которых находятся в разных хромосомах. Оно имеет огромное значение для эволюции, так как является источником ком- бинативной изменчивости и мно- гообразия живых организмов. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ Закон сцепления. Каждый ор- ганизм имеет небольшое Хромосом, но десятки тысяч генов, по кптпрктм пина особь данного вида"ОТличается -ет-других. (На- пример, дрозофила имеет 4 пары хромосом и около 10 тыс. генов.) Следовательно, в каждой jcpoMO- срме сосредоточено несколько ты- сяч"гЕНОв. Как будут йаследбвать- \?Я Признаки, гены которых нахо- на этот вопрос дал американ- скитйктенетик Томас Морг а н, проводивший в 191Т г. опытыгна плодовых мухахдрозофилах, раз- личающихся по двум признакам: самка имела серое тело-я-кереткие кр^гльЯГ^самегГ— черное тело и мухи оказались с серым телом и длйнными крыльями. «Дледо- вательно, эти признаки домини- ровйлЙ^1Е1анализирую1Цбм“скре- щивании гетерозиготного самца и^з с мк°й~ с рецессивндмм признаками-(чврнре тело, корот- кие крылья) среди потомКов ока- са, как следовало~~бы ожидать- CKpftTTTИДЯ WWW, а два (таких, как исходные роди- тели), в отношении 1:1 (как при моногибридном скрещивании). Это говорило о том, что исследуе- мые гены расположены в одной хромосоме и наследуются вместе, сцепленно, как одна альтернатив- ная пара, не обнаруживая ацсимого наследования. Такой ха- рактер наследования ^-делу ЙЙЛ название закона рпрп ирии а Сутк егх> состоит в том, что гены, находящиеся вводной хромосоме образуют группу сцепления и нас- ледуются вместе по схеме мояо* гибридного скрещивания. У каж- дого вида групп_сцепления столь- ко, сколько у него хромосом в гаплоидном наборе. ' Нарушение сцепления. Даль- нейшие опыты Т. Моргана показа- ли, что сцепление не всегда бы- вает абсолютным. В этом он убе- дился, продолжая описанный вы- ше опыт и взяв для анализи- рующего скрещивания самку из Гр а самца с рецессивными приз- наками. При этом в их поколе- нии наблюдалось не 2 фенотипа, как в предыдущем опыте, а 4, как при дигибридном скрещи- вании, но в ином соотношении, чем при независимом наследова- нии. Подавляющее большинство особей имели признаки какого- либо из родителей, и только не- значительный процент сочетал их признаки. Следовательно, гены при образовании гамет не могли комбинироваться независимо. Но появление особей, сочетающих признаки родителей, говорило о том, что при образовании гамет у гетерозиготной самки произо- шел обмен генетической инфор- мацией между гомологичными хромосомами. Он проходил в профазу первого деления мейоза при конъюгации хромосом. Вследствие перекреста некоторые гены, ранее находившиеся в од- ной хромосоме, оказывались в разных гомологичных хромосо- мах и попадали в разные гаметы.
^1 170 Такой обмен приводит к перегруп- пировке сцепленных генов и яв- ляется одним из источников ком- бинативной изменчивости. Новообразования при скрещи- ваниях. В приведенных выше за- кономерностях наследования под- разумевалось, что один ген опре- делял проявление одного приз- нака. Однако позднее было уста- новлено, что развитие признака обусловлено, как правило, взаи- модействием генов. Это объясняет возникновение при скрещивании новых признаков, отсутствовав- ших у родителей. Такие новооб- разования расширяют комбина- тивную изменчивость, повышают вероятность проявления благо- приятных сочетаний ценных признаков. Часто можно наблюдать, когда один ген одновременно влияет на формирование нескольких признаков. Это явление получило название множественного дейст- вия гена. Изучение взаимодействия и множественного действия генов показало, что формирование при- знака определяется многими ге- нами (в конечном счете всем ге- нотипом), а каждый ген может влиять на развитие многих приз- наков, или, точнее, всего организ- ма. Следовательно, генотип — это не механическая сумма ге- нов, а исторически сложившаяся система взаимодействующих ге- нов. Генетика пола. Пол характе- ризуется комплексом признаков, определяемых генами, располо- женными в хромосомах. У видов с раздельнополыми особями хро- мосомный комплекс самцов и са- мок не одинаков, цитологически они различаются по одной паре хромосом, ее назвали половыми хромосомами. Одинаковые хромо- сомы этой пары назвали X (икс)- хромосомами', непарную, отсутст- вующую у другого пола — У (иг- рек)-хромосомой', остальные, по которым нет различий,— аутосо- мами (А). Например, у человека 23 пары хромосом; из них 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Хромосомный комп- лекс женщины —44А -j-XX, муж- чины—44А 4- XY. У дрозофи- лы хромосомный комплекс самки —бА-f-XX, самца —6А + +ХУ. Пол с одинаковыми по- ловыми хромосомами (XX), обра- зующий один тип гамет (с Х-хро- мосомой), называют гомогамет- ным; другой пол, с разными хро- мосомами (XY), образующий два типа гамет (с Х-хромосомой и с У-хромосомой),— гетерогамет- ным. У человека, млекопитающих и других организмов гетерога- метный пол мужской; у птиц, бабочек — женский. Пол наследуется так: Генотип: Р Гаметы: Генотип: 1 Фенотип: 50% 50%
Х-хромосомы, помимо генов, определяющих женский пол, со- держат гены, не имеющие от- ношения к полу. Признаки, опре- деляемые половыми хромосома- ми, называют признаками, сцеп- ленными с полом. У человека такими признаками являются дальтонизм (цветная слепота) и гемофилия (несвертываемость крови). Эти аномалии рецессивны, и у женщин такие признаки не проявляются, если даже эти гены несет одна из Х-хромосом, но такая женщина оказывается носительницей и передает их с Х-хромосомой своим сыновьям, у которых аномалии проявятся. Хромосомная теория наследст- венности возникла в начале XX в. при сопоставлении закономернос- тей наследования и поведения хромосом. Она утверждает, что основными носителями наслед- ственности являются гены, нахо- дящиеся в хромосомах. Каждая хромосома содержит десятки ты- сяч генов. Согласно этой теории, перекомбинация признаков (ком- бинативная изменчивость) проис- ходит в результате независи- мого расхождения хромосом в мейозе и обмена между участ- ками гомологичных хромосом (перекресте). Мутации возника- ют за счет изменения генов и хромосом. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ Модификационная изменчи- вость. Фенотип каждой особи формируется под влиянием ее генотипа и условий среды, в ко- торых протекает развитие. При одинаковом генотипе в разных условиях среды признаки могут быть разными. Такую изменчи- вость называют модификацион- ной (см. «Определенная изменчи- вость» в главе «Дарвинизм»). Ее пределы, степень изменяемости признака в зависимости от уело- 171 МВ вий среды называют нормой реак- ции. Разные признаки одного организма имеют неодинаковую норму реакции. Например, у пше- ницы в зависимости от сроков посева, площади питания, удоб- рений и т. д. наиболее изменчи- вы и имеют широкую норму реак- ции кустистость, высота растений, урожайность и др.; менее измен- чивы и имеют узкую норму реак- ции плотность колоса, масса 1000 зерен. Почти не зависят от усло- вий среды окраска колоса и зер- на, наличие или отсутствие остей и др. Следовательно, норма реак- ции определяется генотипом. Нас- ледуется не признак, а способ- ность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды. Наличие нормы реакции позволяет организмам приспосаб- ливаться к меняющимся услови- ям среды и оставлять потомство. Человек использует знания о нормах реакции для получения более высокой продуктивности растений и животных, создавая оптимальные условия их выращи- вания и содержания. Признаки организма делят на качественные (семена гороха жел- тые или зеленые) и количествен- ные, различающиеся степенью выраженности признака (высота растений, урожайность, число ко- лосков в колосе и др.). Эти признаки наиболее изменчивы; их характеризуют, используя комплекс статистических показа- телей. Вариационный ряд — показа- тель изменчивости признака — строится так: у 100 растений пшеницы подсчитывают число ко- лосков в колосе и получают ва- рианты — 20, 19, 22, 18, 21 и т. д. Их располагают в порядке на- растания признака и получают вариационный ряд изменчивости числа колосков в колосе пше- ницы. Наиболее типичный показа- тель признака — среднее арифме- тическое вариационного ряда. В
172 приведенном примере для его оп- ределения следует подсчитать число колосьев с 17 колосками, с 18 и т. д. и составить таблицу. Эти данные отражают степень изменчивости признака. ражающую изменчивость числа колосков в колосе. Такая кривая называется вариационной кри- вой. Мутационная изменчивость. Мутациями называют скачкооб- Число колосков в колосе (р) 17 18 19 20 21 22 23 Число колосьев, имеющих соответствующее число колосков (р) 6 12 18 30 20 14 4 Общая сумма колосьев (п)= =100. Среднее арифметическое вы- числяют по формуле п где ц— средняя величина, и — варианта, р — чистота встречае- мости вариант, п — общее число вариант вариационного ряда, 2 — знак суммирования. В рассматриваемом примере оно равно: 17 X 6 +18 X 12 4-19X18 + 20 X 100 ХЗО + 21 X 20 + 22 X 14 + 23 X 4 = = = 20,8 колоска. Степень изменяемости выра- жается вариационной кривой. Для этого строят график 67 , в нем на оси абцисс (по горизон- тали) откладывают варианты в нарастающем порядке (у), на оси ординат — частоту встречаемости каждой варианты (р); точки их пересечения соединяют сплошной линией. Получают кривую, вы- разные стойкие наследственные изменения. Они возникают вне- запно, затрагивают разные приз- наки, свойства и функции орга- низма и могут быть для него полезными, вредными или безраз- личными. Мутации, возникающие в при- роде без вмешательства чело- века, называют естественными или спонтанными. Мутации, вы- зываемые специальным воздейст- вием искусственных источников, называют искусственными или индуцированными. По характеру изменений в генотипе мутации делят на генные, хромосомные и цитоплазматические. Генные, или точечные, мута- ции встречаются наиболее часто. Они связаны с заменой, выпа- дением или добавлением нуклео- тидов в молекуле ДНК. Это ве- дет к изменению кода ДНК, что, в свою очередь, влияет на состав аминокислот в полипептидной це- пи белка и его свойства. Часто такие изменения блокируют син- тез фермента или другого вещест- ва, что в конечном счете ведет к изменению признака и даже ги- бели организма. Хромосомные мутации связа- ны с изменением структуры или числа хромосом. Их можно об- наружить при помощи микроско- па. Структурные хромосомные му- тации возникают при утрате, уд- воении, перевертывании на 180°
173 или перемещении отдельных участков хромосом. Большинство структурных мутаций вредны для организма и ведут к снижению его жизнеспособности. Мутации, связанные с изме- нением числа хромосом, бывают двух видов. Кратное увеличение числа хромосом — полиплоидия — воз- никает при разрушении веретена деления во время митоза или мей- оза, что приводит к образованию гамет с набором 2п хромосом и особей с 4л, би и более хромосо- мами. Полиплоидия почти не встречается у животных, но широ- ко распространена у растений. Полиплоиды обычно отличаются от диплоидов более мощным рос- том, большими размерами клеток, листьев, цветков, плодов, семян и др. Большинство культурных рас- тений — полиплоиды. Например, в роде пшеница малопродуктив- ный полудикий вид однозернянка (полба) имеет 14 хромосом (2 и), из-за низкой продуктивности в настоящее время не возделывает- ся. Твердая пшеница, как прави- ло, яровая, имеет 28 (4 и), а мяг- кая, наиболее продуктивная — 42 хромосомы (6 и). Гетероплоидия — мутации, свя- занные с избытком или недо- статком одной хромосомы из па- ры гомологичных хромосом. Та- кие мутации возникают при на- рушении мейоза, когда после конъюгации пара хромосом не рас- ходится и в одну гамету попа- дают обе гомологичные хромосо- мы, а в другую — ни одной. Ге- тероплоидия вредна для оргат низма. Например, у человека появ- ление лишней хромосомы в двад- цать первой паре вызывает синд- ром Дауна (слабоумие). Мутации, возникающие в по- ловых клетках, передаются по наследству, их называют генера- тивными мутациями. Изменения в соматических клетках вызы- вают соматические мутации, рас- пространяющиеся на ту часть тела, которая развилась из из- менившейся клетки. Для видов, размножающихся половым пу- тем, они не имеют существенного значения, но для вегетативно размножаемых растений они важны. Например, И. В. Мичу- рин получил сорт яблони Анто- новка шестисотграммовая при ве- гетативном размножении сомати- ческой почковой мутации, воз- никшей у яблони сорта Анто- новка. Мутации используют в селекции. Цитоплазматические мутации связаны с изменением органои- дов цитоплазмы, содержащих ДНК. Например, появление пест- ролистности у растений связано с изменением ДНК хлоропластов. Мутации дыхательной недоста- точности у дрожжей связаны с изменением ДНК митохондрий. Цитоплазматические мутации на- следуются по материнской линии, так как зигота при оплодотво- рении всю цитоплазму получает от матери. Новые мутации образуют ре- зерв наследственной изменчивос- ти. За счет резерва наследствен- ной изменчивости образуются но- вые популяции. Выдающийся советский гене- тик Николай ИвановичВа- в и л о в (1887—1943), изучая му- тации у родственных видов, ус- тановил закон гомолог ических рядов в наследственной изменчи- вости. Он гласит: виды и роды генетически близкие характери- зуются сходными рядами наслед- ственной изменчивости. Причины гомологичных одинаковых мута- ций — общность происхождения генотипов. Этот закон позволяет предсказать наличие определен- ного признака у разных родов одного семейства, если его другие роды имеют данный признак. На- пример, Н. И. Вавилов предска- зал наличие безалкалоидного (неядовитого) люпина, учитывая существование безалкалоидных
174 форм в родах горох, фасоль и других продовольственных и фу- ражных растениях из семейства бобовых. Способность к мутированию — одно из основных свойств гена. Но каждый ген мутирует срав- нительно редко. Это имеет опре- деленное биологическое значе- ние, так как обеспечивает отно- сительное постоянство видов и их приспособленность к окружаю- щей среде. Но так как каж- дая особь имеет несколько десят- ков тысяч генов, в естественных условиях у отдельных видов (на- пример, у дрозофилы) гамет, не- сущих разнообразные мутации, бывает около 5%. Причины мутаций до конца не выяснены. Установлена их зави- симость от физиологического сос- тояния клетки, режима питания, температуру и других естест- венных факторов. В эксперимен- тах доказано, что при воздейст- вии ряда химических веществ (иприта, этиленамина, колхицина и др.), радиоактивных изотопов, ионизирующих излучений, ульт- рафиолетовых и рентгеновских лучей и др. количество мутаций увеличивается в сотни раз и воз- растает прямо пропорционально их дозе. Факторы, вызывающие мутации у организмов, называют мутагенами. Очевидно, что в при- роде именно они (а также ряд других) вызывали мутации, слу- жившие основным источников для естественного и искусствен- ного отборов. В последние годы, используя разные физические и химические мутагены, экспериментально по- лучают искусственные мутации. Большинство таких мутантных форм бесперспективны. Но среди огромного числа искусственных мутантов удается отобрать еди- ничные ценные формы, не встре- чающиеся в природе. Их исполь- зуют как исходный материал для дальнейшей селекционной рабо- ты при создании новых штам- мов микроорганизмов и сортов культурных растений (см. главу ♦ Селекция»). Загрязнение природной сре- ды вредными отходами производ- ства, продуктами неполного сго- рания, ядохимикатами и други- ми мутагенами, повышение фона ионизирующей радиации, вызы- ваемое испытанием атомного ору- жия, бесконтрольным использо- ванием химических и радиоак- тивных веществ в энергетике, промышленности, медицине, сельском хозяйстве — все это ве- дет к значительному увеличению числа разных мутаций у всех живых организмов, а высокая концентрация мутагенов может приводить к их гибели. Такие мутации особенно опасны для че- ловека, так как насыщают гено- фонд человечества вредными ге- нами, вызывающими серьезные наследственные дефекты. ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ По данным мировой статисти- ки, ежегодно среди новорожден- ных 4—5% детей имеют значи- тельные наследственные дефекты. Всемирной организацией здраво- охранения зарегистрировано свы- ше 1000 серьезных наследствен- ных аномалий человека, связан- ных с уродствами и наруше- нием многих жизненно важных процессов. Широко распростране- ны нарушения обмена веществ: аминокислот (фенилкетонурия), пуринов и пиримидинов — пред- шественников нуклеиновых кис- лот (подагра), углеводов (сахар- ный диабет), жиров (болезнь Го- ше) и др. Известны серьезные дефекты нервной системы и пси- хики (слабоумие, эпилепсия, ши- зофрения), крови (гемофилия, злокачественные анемии). Ветре-
175 чаются различные физические уродства (глухота, слепота, немо- та и др.), нарушения половой сферы, ведущие к бесплодию, рождению мертвых детей, и мно- гое другое. С наследственностью связана также предрасположен- ность к серьезным заболеваниям (рак, туберкулез, полиомиелит и др.). В связи с повышением фона ионизирующей радиации и за- грязнением окружающей среды мутагенами число вредных мута- ций у человека возрастает. Все- мирная организация здравоохра- нения ежегодно регистрирует 3— 4 новых наследственных анома- лии. Многие рецессивные мута- ции, уже существующие среди людей в гетерозиготном состоя- нии, пока не проявились. На- капливаясь из поколения в по- коление, они могут усиливать страдания человечества. Аналогичное вредное влияние на формирующиеся гаметы и раз- вивающийся зародыш оказыва- ют курение, употребление алко- голя и непроверенных лекарст- венных средств родителями, осо- бенно матерью в период беремен- ности и кормления ребенка. По- этому задача современного чело- вечества состоит в том, чтобы не только сохранить жизнь и здо- ровье ныне живущих людей, но и оградить будущие поколения от вредных"мутаций. Поэтому на- ше и другие прогрессивные госу- дарства, научные и общественные деятели всего мира борются за запрещение атомного оружия, предотвращение загрязнения ок- ружающей среды. Выяснение генетической при- роды отдельных наследственных заболеваний — важная задача настоящего и будущего медицины. До недавнего времени все наслед- ственные болезни считались неиз- лечимыми. Сейчас ряд заболева- ний успешно лечат. ГЕНЕТИКА И ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Советский генетик Сергей Сергеевич Четвериков (1882—1959) внес существенный вклад в доказательство связи генетики с эволюцией. Он пока- зал, что первые эдементарцые эволюционные процессы начина^ ются в популяциях. Природные популяции при относительной фенбтшшческои однородности по генетическайГструктуре^азНороД- ны и насыщены множеством сЩПйтых мутаций, образующих резерв наследственной изменчи- вости. Генетической структурой по- пуляции называют соотношение ^ней разгенотипов и аллель^ ных генов. Ее изучали англйи^ 'ский математик Харди и немец- кий врач Вайнберг. Они уста- новили, что при идеальных ус- ловиях — крупной популяции^ отсутствии мутаций, миграций и отбора — соотношение. генотипов и аллельныхJ генов во всех поко1 лениях постоянно. Например, в По- пуляции дрозофилы число особей с серым телом (А А) в 4 раза больше, чем с черным (аа). Сле- довательно, в этой популяции 0,8 женских и мужских гамет несет ген А и 0,2— ген а. Соотношение генотипов в Fx будет следующим: 0,8 А 0,2 а 0,8 А 0,64 АА .0,16 Аа 0,2 а 0,16 Аа 0,04 аа или 0,64АА : 0,32Аа: 0,04аа. В F, гаметы с геном А будут воз- никать с частотой 0,80 (0,64 от АА+0,16 от Аа), а с геном а — 0,20 (0,04 аа+0,16 от Аа), т. е. в тех же частотах, что и у исход- ных форм. Следовательно, соот- ношение генотипов в F2 (и после- дующих поколениях)будет таким же —0,64АА :0,32Аа:0,04аа.
176 Резерв наследственной измен- чивости в популяции образуемся за счет мутадий. Доминантные мутации возникают редко, сразу проявляются и подвергаются от- бору,' Рецессивные йутаци!Г у ге- терозиготных организмов 'фено- типически не проявляются;' но при скрещиваниях-иасыщаютге-' нофонд популяции и образуют новые -еенотицы. Генофонд попу- л^Гцййттотголняетея-также за счет генного потока"— миграции ‘ бссн бей из других популяций, “прино- сящих новые генЯ7 Они, "так же как мутации, при скрещиваниях первое время у гетерозиготных организмов не проявляются. Ре- зерв- наследственной изменчивос- ти образуется еще и за счет ТОМ7 б и н а т Ивной изменчивости, при ко- торой в одном генотипе объеди- няются й обезвреживаются раз- нонаправленные мутаций: Накапливаясь в популяции, скрытые мутации частично пере- ходят в гомозиготное состояние (аа) и тогД^ЛТртавлЯЮТС^феноти^ ст^билизи р у ю щ и й отбор устран я - ет их как несоответствующие ус- ловиям среды. Вменяющихся ус^ ловиях,"1тр1Гдействйи движущего отбора, резерв наследственной из- менчивости позволяет попуЛЛЦИИ приспосабливаться ЕСЙбвым услб7 виям среди» Чем больше гено^ тйпов в популяции, тетуРЙТИре ее норма реакции, ТОМ вероятнее её выживание в- меняющихся у слег вйях и возможность полнее ис- пользовать новые места обитАИИЯ. СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИИ, ЖИВОТНЫХ И МИКРООРГАНИЗМОВ Селекция (от лат. «селик- тио» — отбор) — наука о выведе- нии новых и совершенствовании существующих сортов культур- ных растений, пород домашних животных и штаммов микроорга- низмов, соответствующих потреб- ностям человека и уровню произ- водительных сил общества. Селекция имеет огромное зна- чение в решении задач по увели- чению урожайности сельскохо- зяйственных культур и продук- тивности животных, предусмот- ренных Продовольственной прог- раммой страны. Сорт, порода и штамм — это популяции, искусственно создан- ные человеком, имеющие опреде- ленные наследственные особен- ности: комплекс морфологичес- ких и физиологических призна- ков, продуктивность и норму ре- акции. Их ценность определяется количеством и качеством продук- ции, приспособленностью к усло- виям среды, механизированному возделыванию и др. Эти качества наиболее полно проявляются при определенных агротехнике, со- держании, кормлении, культиви- ровании и почвенно-климатичес- ких условиях. Поэтому сорта и породы, созданные в одном райо- не, далеко не всегда пригодны для возделывания и разведения в дру- гих. Создатель современной генети- ческой основы селекции Н. И. Ва- вилов, определяя содержание и задачи селекции, указывал, что для успеха селекционной работы необходимо знать и использовать разнообразный исходный мате- риал объекта селекции, его нас- ледственную изменчивость, зако- номерности наследования интере- сующих признаков, роль среды в их формировании и формы отбо- ра для их выявления и закреп- ления. Теоретической основой се- лекции является генетика, разра- батывающая проблемы наследст- венной изменчивости, системы скрещивания и отбора. Основные методы селекции — гибридиза- ция и отбор. Этапы селекционной работы. В качестве исходного материала в селекции используют естествен- ные мутации, возникающие в при- родных популяциях, особенно в
177 Центры происхождения культурных растений (выборочно по Н. И. Вавилову) Центры Растения 1. Южно-Азиатский 2. Восточно-Азиатский 3. Юго-Западно-Азиатский 4. Средиземноморский 5. Эфиопский 6. Центрально-Американ- ский 7. Южно-Американский Рис, сахарный тростник, цитрусовые Просо, гречиха, корнеплоды, груши, яблони, сли- вы, цитрусовые Пшеница, бобовые, плодовые, виноград, тыквен- ные Овощные, кормовые Зерновые, кофе, сорго, арбуз Кукуруза, подсолнечник, тыква, какао Картофель, табак, арахис центрах происхождения культур- ных растений и животных (см. табл, на с. 177), а также среди сортов и пород, искусственные му- тации, созданные при воздейст- вии физических и химических мутагенов, комбинативную из- менчивость, образующуюся при скрещиваниях. В качестве исходных могут быть также культурные сорта, созданные в других районах. Географические области при- ручения животных совпадают с центрами происхождения куль- турных растений. Скрещивание (гибридиза- ция) — следующий этап селек- ции. Оно бывает двух видов: близкородственное скрещива- ние — инбридинг, позволяющее перевести рецессивные гены в гомозиготное состояние; неродст- венное скрещивание, помогающее объединить в одном организме ценные признаки разных форм. Неродственное скрещивание мо- жет быть внутривидовым — скре- щивание особей разных сортов или пород одного вида и отда- ленным — скрещивание особей разных видов и родов. Отбор является завершающим этапом селекции. Различают две формы отбора. Массовый отбор — выделение группы особей, сход- ных по фенотипу, но дающих рас- щепление при размножении. Поэ- тому отбор повторяют в ряде по- колений. Индивидуальный от- бор — выделение ценных единич- ных форм и раздельное выращи- вание потомства каждой особи. Такой отбор приводит к созда- нию сорта или породы, представ- ляющих одну или несколько чис- тых линий. Чистой линией в растениеводстве называют потом- ство одной самоопыляемой особи. Результаты отбора более эф- фективны, если они осуществ- ляются на фоне среды, макси- мально способствующей проявле- нию нормы реакции генотипа от- бираемых особей. Так, при соз- дании морозоустойчивых форм сеянцы необходимо выращивать в открытом грунте района, для которого предназначается сорт. Это обеспечивает формирование у них свойства зимостойкости. Выведение новых и улучшение существующих сортов, пород и штаммов — важное государст- венное дело. В нашей стране в разных почвенно-климатических зонах создана рациональная сеть селекционных научно-исследова- тельских институтов, станций, племенных хозяйств, сортоиспы- тательных участков, занимаю- щихся выполнением этой задачи. За годы Советской власти в СССР созданы сотни высокопродуктив- ных сортов зерновых, масличных, плодовых, овощных и других 7. Зак. 1726 Трайтак
178 сельскохозяйственных растений. В настоящее время в стране ве- дется активная селекционная ра- бота, призванная внести весомый вклад в решение Продовольствен- ной программы страны. Селекция растений. Биологи- ческие особенности растений поз- воляют в селекционной работе с ними использовать инбридинг, полиплоидию, искусственный му- тагенез, отдаленную гибридиза- цию и др. Принудительное самоопыле- ние (инбридинг) как специфи- ческий прием используют в рабо- те с перекрестноопыляемыми рас- тениями. Его ведут в течение 6—7 лет. При этом рецессивные гены переходят в гомозиготное состояние. Гомозиготность по не- желательным генам ведет к деп- рессии, а по ценным — позволяет вывести чистые линии, дающие при скрещивании мощные высо- копродуктивные межлинейные гибриды ф . Явление гибридной мощи называют гетерозисом. Причины его окончательно не выяснены. Полагают, что он свя- зан с высокой гетерозиготностью и случайным удачным сочетани- ем у гибридов генов, определяю- щих хозяйственно ценные приз- наки. При семенном размноже- нии в последующих поколениях гетерозис исчезает, при вегета- тивном — сохраняется. Наиболь- ший эффект дает скрещивание межлинейных гибридов при по- лучении двойных межлинейных гибридов, повышающих урожай на 25 — 30%. Гетерозис широко используют для получения высо- ких урожаев кукурузы, огурцов, томатов, лука и других культур. Полиплоидию издавна исполь- зовали при создании сортов пше- ницы, овса, картофеля, хлопчат- ника, плодовых декоративных культур и др. В последние годы разработаны методы искусствен- ного получения полиплоидов при воздействии на растущие ткани растений разными мутагенами (в основном колхицином), разру- шающими веретено деления клет- ки. Так, из диплоидных (2п) об- разуются тетраплоидные (4п) формы. Большинство их неперс- пективны, но отдельные формы служат ценным материалом для гибридизации и отбора. Таким методом получены ценные полип- лоиды сахарной свеклы, ржи, гречихи и других культур. При воздействии радиацион- ных и других химических мута- генов на пыльцу, почки, прорас- тающие семена и другие деля- щиеся ткани растений получены искусственные мутанты пшени- цы, томатов, хлопчатника, куку- рузы. Отдаленная гибиридизация позволяет в одном организме сов- местить признаки разных видов и родов. Получать такие формы из-за нескрещиваемости родите- лей и бесплодия гибридов очень сложно. Для преодоления этих преград советские селекционеры- генетики И. В. Мичурин и Г. Д. Карпеченко разработа- ли эффективные методы преодо- ления нескрещиваемости исход- ных форм. На основе отдаленной гибри- дизации при скрещивании пырея с пшеницей советский генетик Н. В. Цицин создал ценные сорта пшеницы. Аналогично бы- ли получены новые сорта кар- тофеля, табака и других культур. В разработку теории и прак- тики селекции в СССР большой вклад внес выдающийся русский ученый-селекционер И. В. Мичу- рин. Наибольший эффект в его работах получило скрещивание
179 географически отдаленных форм. Так, скрещивая французский сорт груши Бере рояль с дикой ус- сурийской и выращивая сеянцы в условиях Мичуринска^ он соз- дал сорт Бере зимняя ф , соче- тающий высокие качества плодов с зимостойкостью. Для улучше- ния вкусовых качеств плодов в первые годы плодоношения се- янцев он прививал в их крону черенки родителя с высококачест- венными плодами. Этот прием он назвал методом ментора (воспита- теля). Используя его, Мичурин получил сорта яблок Бельфлер китайка, Ранет бергамотный и др. И. В. Мичурин скрещивал и сис- тематически отдаленные формы, например яблоню с грушей, виш- ню с черемухой и др. Он вывел около 300 новых сортов плодовых растений и разработал методы, которые успешно используют в селекции других культур. В разных районах СССР соз- даны ценные сорта всех ведущих сельскохозяйственных культур. Например, П. П. Лукьяненко, скрещивая далекие эколого-геог- рафические популяции, создал высокоурожайный сорт пшеницы Безостая-1. С его участием соз- даны еще более ценные сорта Аврора и Кавказ. При направлен- ном изменении яровой пшеницы в озимую В. Н. Ремесло вывел высокоурожайные зимостойкие сорта озимой пшеницы Миронов- ская-808 и др. Ценные сорта подсолнечни- ка — Передовик, Маяк, с маслич- ностью семян выше 50%, полу- чил В. С. П у с т о в о й т. Их воз- делывание дает ежегодно стране дополнительно тысячи тонн про- довольственного масла. Получено много ценных сортов овощных, плодовых, прядильных и других культур. В селекции животных при под- боре исходных пар учитывают их родословную, продуктивность в ряде поколений, а также эк- стерьер — телосложение и соот- ношение частей тела, связанные с ценными хозяйственными приз- наками. По потомству предвари- тельно определяют наследствен- ность самцов по тем признакам, которые у них не проявляются (молочность, яйценоскость и др.). Близкородственное скрещивание используют для закрепления ре- цессивных хозяйственно ценных признаков, учитывая возмож- ность появления депрессии. Не- родственное скрещивание исполь- зуют для получения высоких привесов на основе гетерозиса, а также для объединения в одном организме ценных признаков раз- ных пород, видов и родов. За годы Советской власти в СССР создано 10 пород крупного рогатого скота, 15— свиней, 11 — лошадей, 20— овец, 20— кур и ДР- Специфику селекционной ра- боты с животными можно прос- ледить на примере создания М. Ф. Ивановым высокопро- дуктивной породы свиней — бе- лой украинской. Исходными он взял географически отдаленные породы: мать — устойчивую к местным условиям украинскую, а отца высокопродуктивную белую английскую. Первое поко- ление унаследовало признаки ма- тери. Для насыщения гибридов ценными генами отцовской по- роды Иванов провел близкородст- венное скрещивание наиболее ценных маток из F} с хряком английской породы. Проводя от- бор, он скрестил маток и хряка из этого поколения и получил несколько линий. Скрещивая их 7*
МИ 180 между собой и ведя целенаправ- ленный отбор, он создал новую породу свиней, устойчивую к местным условиям, отличающую- ся от исходных пород большой массой, быстрым ростом, высоким качеством мяса. Для получения особо выносли- вых форм в селекции животных используют дикие и полудикие виды. Например, в Казахстане Н. С. Б у т у р и н, скрещивая мест- ных тонкорунных овец с диким бараном-архаром, получил вы- носливую породу овец, дающую ценное руно,— архаромеринос. В Средней Азии получены гибриды яка с крупным рогатым скотом, отличающиеся высокой выносли- востью, более ценными, чем у яка, свойствами молока и мяса. В звероводстве ведется селек- ция с целью создания новых форм норок, песцов, черно-бурых лисиц и других животных с цен- ным мехом, пригодных для кле- точного содержания. Большая селекционная работа осуществляется в заповедниках в целях сохранения и восста- новления численности особей ис- чезающих видов: зубров, соболей, бобров и других животных. Селекция микроорганизмов — молодая, развивающаяся отрасль селекции. Основное ее направле- ние — получение высокопродук- тивных микроорганизмов при воздействии на исходные формы лучами Рентгена, ультрафиолето- выми лучами и химическими му- тагенами. Чередование обработки мутагенами с отбором дает через несколько этапов новый штамм, по продуктивности в десятки раз превосходящий исходный. На- пример, советский генетик С. И. А л и х а н я н, используя данный метод, через 10 лет по- лучил штамм пеницилла, актив- ность которого в 50 раз превы- шала исходные формы. В резуль- тате этого стоимость пенициллина снизилась в 150 раз. Сейчас все антибиотики, применяемые в ме- дицине и животноводстве, выра- батывают из мутантных штам- мов. Аналогичным методом полу- чают штаммы продуцентов ами- нокислот, витаминов и других ор- ганических веществ, которые ши- роко используются в медицине и пищевой промышленности. В нас- тоящее время эти вещества стали все больше использоваться в жи- вотноводстве в качестве витамин- ных и аминокислотных добавок в корма с целью повышения про- дуктивности животных и качест- ва их продукции. Селекция позволяет получать новые штаммы микроорганизмов, используемые в хлебопечении, ви- ноделии, сыроварении и других отраслях пищевой промышлен- ности. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ ОСНОВЫ экологии Экология (от греч. «ойкос» — жилИщеЗГ « логос» — наука чает весь комплекс взаимортно- шенийживых организмов с ок- ружающей природной средой. Э ко л 6гйя~ймеет большое значение для рацио^^ьного природополь- зования, лесоразведения, зверо §6дства,~научного ведения сель- ского'~хозяйства, создания безот- ходных ^техттологий-^агтТромыттт- ленных предприятиях,—заг^яз- ня|рщих_природную среду, и для другцх__нужд народного хозяйст- ва. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Природная среда включает в себя все .^ и - вой^ природы, в которой сущест- ву ют25Рган^змы’ популяции и п р ирод ные^соо^щёства;—^тдел ь- ные "факторы с ре дыГ" оказываю - щие на их свойства и состоя-
181 H4^JPqMOe итти косвен ИЛА НЙе, пя чЧря пл?Ц if ескими факторами. В~прйроде каждый вил в ттро- цессе эволюции приспосаблива- ется к определеннымламенениям акологииАских ^факторов—и—сам воздействует на окружающую среду. Влияние этих факторов на популяцию проявляется в измене- нии ее численности, занимаемой территории и протеКЯНИй~~в^ней п р оЦессов микроэволюции. В л и я - ние^экологйческих факторов на сообщество проявляется в изме- ненщ^-его видового состава и в смене сообществ. Среди экологи- ческих факторов различают три группы^ 1) аби&гические^ракторы (факторы неживой природы) (тем- пература, свет, влажность и др.); 2) биотические факторы — взаи- моотношение между особями в по- пуляции и между популяциями в природном сообществе; 3) ан/гро^ погенный^фактор — деятельность человека, приводящая к измене- нию среды обитания живых орга- низмов. Каждый из экологичес- ких факторов незаменим. Так, не- достатдктепла~нел£з>Г заменить обилием света, а минеральные э л емецты^^ебхедй^гыё -длялита - нияластений,— водой. Имт^н(пППТГПуПп-> фптгтлрп, няи- более благоприятную для жизне- деятельности того или иного ор- ганизма, называют оптимальной или октилег/леолг. Границы^за^ ко- торыми существование организма невозможно, называют нижним и верхним пределами выносливос- ти.Если значение какого-либо фактора "выходит за пределы вы- носливости, тсГ такой фактор, на- з ывают ограничивающим. Н а п р и - мер, распространение многих ви- дов на север ограничивает не- достаток тепла и т. д. Абиотические факторы. Для жизни наземных организмов наи- большее значение имеют свет, температуря и влажность.---- Свет служит основным источ- ником энергии для всех жизнен- ных процессов, происходящих на Земле. Биологическое действие света обусловлено его спектраль- ным составом, интенсивностью, суточной и сезонной периодич- ностью. ' В спектре солнечного излуче- ния различают ультрафиолето- вые, видимые и инфракрасные лйчи. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,29 мкм губитель- ньГдля всего живого, они задер- живаются озоновым слоем атмос- феры. Более длинные ультрафио- летовые лучи (0,3—0,4 мкм) об- ладают высокой химической ак- тивностью и в небольших дозах полезны. В частности, они спо- собствуют образованию в орга- низме витамина D. Видимые лучи с длиной волны 0,40—0,75 мкм особенно важны для организмов. Они обеспечивают синтез орга- нического вещества растением и. следовательно, пищу для всех ос- тальных организмов. Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,75 мкм являются источником тепловой энерги и. Температура — важный^ фак- тор, влияющий на рост, развитие, размножение, дыхание, синтез ор- ганических веществ и другие жизненно важные для организ- мов процессы. Для большинства наземных организмов темлера- турнуй оптимум колеблется в пре- делах 15 — 30°С. В активном ^рс- тоянии Они не переносят отри- ттятрльннтх трмпррятур. Верхний температурный предел для боль- шинства 40—45°С. У организмов с непостоянной температурой те- ла повышенйётёмпературы^окру- жа ющей с ре д ы в пределах__рпти - мужа, вызывает ускорение обмена вещеетв^доетя т {^йпйития и дду- гих "физиологических процессов. Такие организмы имеют Приспо- собления от перегрева (наличие устьиц у растений, испарение через кожные покровы у живот- ных). Наиболее совершенную тер- морегуляцию и постоянную тем- пературу тела имеют птицы и
182 млекопитающие, у которых в про- цессе эволюции сформировалось четырехкамерное сердце. Это позволило им быть относительно независимыми от температурных условий среды и разместиться почти по всему земному шару. Вода играетисключительную рольки----поддержании жизни на~~3емле. Для водных организ- мов она является2Р£Д0Диой при- родной Ъредой. Для большинства наземных организмов недостаток воДы явля'ёт^яЗЪграничивающим фактором. У обитателей засушли- вых—степей и пустынь в процес- се эволюции сформировались раз- личные приспособления к эконом- ному расходованию и добыванию влаги. У растений это наличие воскового налета и густое опу- шение на листьях (агавы, алоэ, сенполия и др.), уменьшение лис- товой пластинки и превращение листьев в колючки (саксаул, кактусы и др.), развитие глубо- ко проникающей, хорошо развитой корневой системы (верблюжья ко- лючка, карагач). Некоторые рас- тения (тюльпаны, гусиный лук и др.) успевают вырасти, отцвести и образовать семена в течение ко- роткого времени весной, когда в почве еще достаточно влаги, а с наступлением засухи у них отми- рает вся наземная часть и т. д. У одних животных засушливых степей и пустынь развилась спо- собность к быстрому длительному бегу в поисках водопоя (кулан, сайгак и др.), у других образу- ется обильная жировая ткань, служащая резервом воды (верб- люд, некоторые грызуны), и т. д. В .органическом мире, особенно в умррркт-гкту и северных широтах, в процессе эволюции сформиро- вДлись^четковь1 раженные сезон- ные_изменения (сезонные циклы развития). Весной при^повьццении темпе- ратуры и освещения наблюдается я ктиттная жизнедеятельность ор- г анизмов: растут и зацветают ра с - тения, прилетают и выцрдятдттен- цов птицы, пробуждаются перези- Ж5ЁЛвшйе“ насекомые. Летом у большинства расте нИйсозревают плоды и семена, у животныхЛтОд- растает потомство ."Осенью начи- нается подготовка организмов к неблагоприятным зимним усло- виям: растения Вкладывают за- пасные питательные вещества и сбрасыва ют листья, птицы соб и - раются в стаи и отлетают в теп- л ы е~ края, у~~млекопитающих^ н а - с тупает линька. "Зимой при п сни- женной температурё у растений и холоднокровных животных “начи- нается период покоя. У них зна- чительно снижается интенсив- ность всех процессов обмена._а_у некоторых организмов глубокое охлаждение вызывает временно обратимую остановку жизнитжо- торую называют анабиозом. У теплокровных животных также наступают существенные измене- ния. У млекопитающих летняя шерсть сменяется на более длин- ную и густую с обильным под- пушком, а медведи, барсуки, ле- тучие мыши и другие животные впадают в спячку. Главная—^ро ль в регуляции таких сезонных ритмов у~живот- н ьГх ^организмоп принадлежит изменениям в продолжительнос- ти дня и ночи, которые тесно связаны с годовым^ изменением температуры. Весной вслед за уд- л и нением _дня чтоныптаетс^ темпе- р£тура,а осенью с укорочением дТГяонаснижается. Следователь- но, длина дня служит сигналь* нбгм—фактором;—отГредйтннощим нанравлен~и(Г~всех биологических процессов. Реакцию живых~7)рга- низмов н а^про д о Л’жиче л ьнисть светового периода сутокшаоывают фотопёрИо^дизмогм.------- Фотопепи°ди-^м — общее вяж- ное_ппиеплепбченис организмов Э то подтверждается многоч и с л е н - н^миГопытамиипрактикой сель- ского хозяйства. Так, известно, 4тоДу _6ОЛЬТ]Т инстна—нтмщ^весен- ние удлиняющиеся-дщщвызывают а к т и в н у ю дея т е л ь ность^п о л о в ы х
183 желез» Поэтому использование доп о• л ни тёльного~^~искусственного освещенйя птичников в короткие осенние и зимние дни позволяет значитедьно повысить яйценос- кость домашнейПтиЦБГ." Длинный весенний день способствует об- разованию цветков у большинства дикорастущих и некоторых куль- турных растений (злаковые, лен и др.). В средней полосе Союза такие растения называют расте- ниями длинного дня. Наоборот, растения южного происхождения (георгины, хризантемы) для цве- тения нуждаются в коротком дне. Поэтому они зацветают у нас лишь в конце лета и осенью. Такие растения называют корот- кодневными. На этой закономерности ос- новано круглогодичное выращи- вание овощных и декоративных культур в теплицах с использо- ванием дополнительного освеще- ния. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В природе виды животных и растений распределяются не слу- чайно, они всегда образуют опре- деленные, сравнительно постоян- ные комплексы — сообщества Функциональную систему, вклю чающую в себя сообщества жи вых существ и их среду обита ния, называют экологической сис т^мпй.Св513и между компонента ми ее возникают прежде всего_на основе пйщевых_егшзой и опосо- бов получения энергии. По спосо- бу получения и использования питательных веществ все органик мы делятся на автотрофы и гете- ротрофу! см. раздел* Ботаника »). В природе возникает непрелыв- н!>Гй круговорот биогенных ве- шестти. необходимых для жыами Химические вещества извлекают- ся автотрофами из ^жружд тощей среды и в основном_ч£рез_гетеро- трофы вновь в^нее^дозрадцаются. (‘тпжнмр гЬопмы. Каждый вид<ис- пользует лишь часть содержа щ е й с я в органттческом всщисп * е энергии, доводя егб распад до оп- ределенной стадии. Таким обра- зом, в процессе эволюцйия эко- логических системах сложились цепи питания. Цепи питания состоят из нескольких звеньёв, так как в них включаются рас- тительноядные животные, хищ- ники, паразиты и микроорганиз- мы-редуценты" Количество рас- тительного вещества, служащего основой цепи питанйя, в несколь- ко раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а м%сса каждого звена пищевой цепгГпропорционально уменыпа- етсяГЭту важную закономерность называют правилом экологичес- кой пирамиды (см. цв. табл. ХШ). Цепи питания в каждом природ- ном участке с более или менее однородными условиями сущест- вования составлены своими комп- лексами видов, образующими са- моподдерживающуюся систему, в которой осуществляется кругово- рот веществ. Такие комплексы^ взаимосвязанных популяций раз- ных^ видов, обитающих на оп- ределённой территории с относи- тельно однородными условиями, называют биоценозами. Биоценоз включает всю совокупность-лси- вых существ — растений^живот- н ых. микроорганизмов прие п о - собленных к совместному обита - нщона определенной территории. Примерами биоцензов могут слу- жить ельник-кисличник, биоце- ноз ковыльной степи и т. д. Ор- ганические компоненты в био- ценозах неразрывно связаны с неорганическими — почвой, вла- гой, атмосферой, образуя усто1Г чивую экологическую систему — биогеоценоз. основу Любого биогеоценоза составляют ^"_3ёлёные растения (автотрофы),Использующие для неорганические .соединения—ок- ру жакЛле^^с ре лы. Их называют продуцентами. В биогеоценозе
184 всегда—присутствуют—раститель- ноядные и плотояпнктр животные, потребители живого органическо- го вещества (гетеротрофы) — кон- сументы и, наконец, разрушители (в основном микроорганизмы), превращающие остатки органи- ческого вещества и трупы живот- ных и растений в неорганичес- кие соединения,— редуценты. На примере листопадного леса и пруда легко можно разобрать все связи биогеоценоза, которые идут в наПрнвлениитЛтродупен- ть1—^консументы редуценты. Каждая из этих трех групп пред- ставлена многочисленными ви- дами (цв. табл. X1VJ7 Иными сло- вами, в биогеоценозе существует 1:Г>1 Источником энергии этого круго- ворота" служит гБётовая энергия- солнца, которая в бкоге^ц°цо?° преобразуется в химическую, ме- ханичёскуто я тргпггяггутп ^^ Каждый биогеоценоз характе- ризуют следующие показатели. Видовое разнообразие^^число видов животных и растений, об- разующих данный биогеоценоз. Плотность популяции — числен- ность особей данной популяции на единице площади или еди- нице объема (у планктона). Био- масса — общее количество орга- нического вещества всей совокуп- ности особей (в пересчете на су- хое вещество) с заключенной в нем энергией на единицу пло- щади или объема. В биогеоцено- зах различают первичнуЮ про- дуктивность — суммарную пр?Р дукцию фотосинтеза и вторичнию биологическую продуктивность — о&ЩуЮ продукцию, накопленную кбнсументами. Различные типы биогеоцено- зов тесно связаны с географи- ческой зональностью. Каждую природную зону характеризуют преобладающие типы коренных биогеоценозов. Длительность су- ществования биогеоценозов раз- лична. Чем полнее в них круго- ворот веществ, тем они более ус- тойчивы. В природе довольно час- то происходит смена биогеоцено- зов. Некоторые устойчивые био- геоценозы способны восстанавли- ваться. Этот процесс осуществля- ется через ряд этапов. Например, смена биоценозов при восстанов- лении елового леса длится около 100 лет. Причем каждый после- дующий биогеоценоз долговечнее предыдущего. Человек может изменять ес- тественную смену биогеоценозов, задерживать ее развитие на хо- зяйственно более ценной стадии
или создавать искусственные био- ценозы. Примеры различных био- ценозов, связанных с географиче- ской зональностью, и агроценозов приведены в конце раздела ♦Бо- таника». ВОЗНИКНОВЕНИЕ И НАЧАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Классическое определение жизни принадлежит основопо- ложнику научного коммунизма Ф. Энгельсу и приведено им в книге «Анти-Дюринг» более 100 лет назад: <Жизнъ есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состо- ит по своему существу в постоян- ном самообновлении химических составных частей этих тел». Даль- нейшее развитие биологии подт- вердило связь этих основных сто- рон жизнедеятельности организ- мов со структурой и функция- ми белков. За период, прошедший после опубликования «Анти-Дю- ринга», крупные открытия в раз- ных областях науки показали, что организм — это открытая сис- тема, существующая благодаря непрерывному обмену веществ и энергии с окружающей средой; живые тела способны к саморегу- ляции процессов жизнедеятель- ности, в результате чего организм сохраняет свои свойства в пос- тоянно меняющихся условиях среды; самовоспроизведение кле- ток и организмов происходит за счет уникальной способности мо- лекул ДНК к самовоспроизведе- нию; синтез белка, хранение и передача* наследственной инфор- мации происходят при участии нуклеиновых кислот. Гипотеза А. И. Опарина о про- исхождении жизни на Земле. Проблема происхождения жизни на Земле — одна из самых слож- ных в биологии. В разные вре- мена выдвигались разные теории о происхождении жизни, отверг- 185 нутые последующим развитием науки. Одна из современных гипотез о происхождении жизни, поль- зующаяся наибольшей популяр- ностью, разработана в основном советским академиком А. И. О п а- р и н ы м. Суть ее состоит в сле- дующем. Начальный этап существова- ния Земли характеризовался ин- тенсивными термоядерными про- цессами, высокой температурой (более 1000°С) и высокой хими- ческой активностью. Образовав- шиеся при этом газы (NH3, СН4, СО2 и др.) и водяной пар под ог- ромным давлением извергались на поверхность и создавали пер- вичную атмосферу Земли. Когда температура стала ниже 100°С, на Землю при конденсации паров хлынули теплые потоки воды с растворенными в ней веществами и образовали моря и океаны. В первобытном океане за счет энер- гии электрических разрядов не- прекращавшихся гроз, ультра- фиолетовых излучений и вулка- нической деятельности из раство- ренных в горячей воде неорга- нических веществ абиогенным путем возникли органические сое- динения (сахара, аминокислоты и азотистые основания и др.). Взаи- модействуя друг с другом, орга- нические вещества образовывали биополимеры — простые белки, нуклеиновые кислоты и др. Эти предположения подтвер- дили соответствующие опыты по синтезу органических соединений из неорганических веществ (Н2О, СО2, NH3 и СН4) при нагревании до 70—80°С, при высоком дав- лении, электрических разрядах и ультрафиолетовом облучении. В аналогичных опытах, имитирую- щих условия первобытной Зем- ли, был произведен в разных ла- бораториях мира абиогенный син- тез почти всех основных моно- меров важнейших биополиме- ров — аминокислот, пуринов, пи- римидинов, жирных кислот и са-
186 ха ров. Астрономические исследо- вания показали, что на других планетах и звездах, в космичес- кой газопылевой материи есть углеводороды. Химическая эволюция в даль- нейшем шла по пути образова- ния многомолекулярных комп- лексов — коацерватов (скопле- ний), основанных на свойстве растворов высокомолекулярных соединений в определенных ус- ловиях (например, в присутст- вии электролитов) расслаиваться на два несмешивающихся раст- вора разной концентрации. При механическом воздействии коа- церваты дробились на отдельные капли. Коацерватные капли были способны захватывать из окру- жающей среды — питательного бульона — различные вещества и увеличиваться в размерах. Эти вещества вступали во взаимодей- ствие, а крупные капли распада- лись на мелкие капельки, которые, в свою очередь, могли расти и т. д. По мнению академика А. И. Опарина, среди коацер- ватных капель шел своего рода «отбор» наиболее устойчивых к окружающей среде. Следующий, наиболее ответст- венный этап возникновения жиз- ни — превращение коацерватов в первые живые существа. Как про- исходил этот процесс, точно ска- зать трудно. Возможно, что в оп- ределенных коацерватных кап- лях случайно оказались вместе независимо возникшие простые белки, нуклеиновые кислоты, по- лисахариды и липиды. Благодаря высокой концентрации этих ве- ществ и близкому расположению их молекул в коацерватных кап- лях могли осуществляться интен- сивные процессы взаимодействия веществ. Как бы ни шли эти процессы, момент возникновения жизни, бесспорно, связан с преоб- разованием информации ДНК в структуру белка при условии самовоспроизведения всей комп- лексной системы ДНК — белок. Жизнь возникла как новый качественный скачок в развитии мировой материи. Первые организмы были зна- чительно проще современных низкоорганизованных живых существ. Возможно, что они, по- добно вирусам, представляли нук- леопротеиды. Под воздействием ультрафиолетовых лучей и дру- гих мутагенов могли возникнуть мутации, среди которых были бо- лее совершенные формы, сохра- нившиеся в процессе естествен- ного отбора. Первые организмы были гетеротрофы и питались органическими веществами из ок- ружающего раствора — пита- тельного бульона. По мере даль- нейшего размножения между ни- ми возникла борьба за пищу, в результате кцфрой выживали бо- лее совершенные формы, имевшие наружную мембрану, слой цито- плазмы вокруг ДНК и другие ценные признаки. БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК Биосфера (от греч. «биос» — жизнь, «сфера» — шар) как но- ситель жизни возникла с появ- лением яПгвюе-етахеств в резуль- тате эволюционного развития планеты. Под биосферой подра- зумевается часть оболсГЧКИ Зё^ли, на селенная~~живь1ми организма - ми. о бипгфрре создано академиком_____Владимир о м И в ановичем Вернядсо м (1863—1945). В. И. скц]Г— основоположник учения о биосфере^тг~~метода ~ опрёДеЛ е,- ния возрасда---^м^ых^о^1ериР^ радиополураспада радиоактив- ных элементоКГОн~впервые^рТск- пггртть растений, жи- вотных и микроорганизмов в пе- ремещении химических элемен- товзёмйой коры; ^Биосфера имеет определенные Beрхняя_ граница био- сферы находится на высотё~^т5— 20км--от-^еверхности-3емли. Она проходит » строгое# ереГОснов-
на^масса живых организмов на- ходится в нижнеи воздушной оболочке^~тропосфере. Наибо- лее Заселена самая нижняя часть тропосферы (50—70 м). Нижняя граница жизни про- ходит по литосфере на глубине 2 — 3 км. Жизнь сосредоточена в основном в верхней части лито- сферы — в почве и на ее поверх- ности. Водная-оболочка планеты (гидросфера) занимает до 77% поверхности Земли. ТЕсли сравнить величину всех геосфер, то можно сказать, что наибольшая по массе — литосФе,- р а, наименьшая — а тмосфера. Биомасса живых существ по срав- нению с величиной геосфер неве- лика (0,01%). В разных частях бйрсферы плотность жизни не одинакова. Наибольшее количест- во организмов находится у по- верхности литосферы и гидросфе- ры. Содержание биомассы изме- няется по зонам. Максимальную плбтнббТБ Имеют тропические ле- са, незначительную..— льды Арк- тики__и._высокогорные х^бласти. Биомасса. Организмы, состав- л я ющие биомассу,_облядяют гр о - маднои способностью_размноже- ния и распростряНедия-пп плане- те ^см7 раздел «Борьба за сущест- вование»). Размножение обуслов- ливает__пл2£«£С7’ь жизн^ Она за- висит отразмёрбв организмов и необходимой для жизни площа- ди. Плотность жизни создает борьбу организмов за площадь, пищу, воздух, воду. Биомасса ci/tuu.^Ha суше Зем- ли от полюсов к экватору ^био- Наиболыпее сгущение и много- образие растений имеет ^Nrec то во влажных тропических_ лесах. Чис л о и разнообразие видов-Ж и - вотных зависит от растительной массы и тоже увеличивается-к эк- ваторуТДХёпи питания, перепле- таясь, образуют сложную сеть пе- редачи химических элементов и энергии. Между организмами идет жесточайшая борьба за об- 187 ладание пространством, пищей, светом, кислородом. Биомасса почвы. Как среда жизни почва имеет ряд специфи- ческих особенностей: большую плотность, малую амплитуду ко- лебаний температуры; она неп- розрачна, бедна кислородом, со- держит воду, в которой растворе- ны минеральные вещества. Обитатели почвы представля- ют своеобразный биоценотичес- кий комплекс. В почве много бактерий (до 500 т/га), разлагаю- щих органическое вещество гри- бов; в поверхностных слоях жи- вут зеленые и сине-зеленые водо- росли, обогащающие почву кис- лородом в процессе фотосинтеза. Толща почвы пронизана корнями высших растений, богата простей- шими — амебами, жгутиконос- цами, инфузориями. В почве, кроме того, живут муравьи, кле- щи, кроты, сурки, суслики и дру- гие животные. Все обитатели поч- вы производят большую почво- образовательную работу, участву- ют в создании плодородия почвы. Многие почвенные организмы принимают участие в общем кру- говороте веществ. Биомасса Мирового океана. Гидросфера Земли, или Мировой океан, занимает более 2/3 поверх- ности планеты. Вода обладает особыми свойствами, важными для жизни организмов. Ее высо- кая теплоемкость делает относи- тельно равномерной температу- ру океанов и морей, смягчая крайние изменения температуры зимой и летом. Физические свой- ства и химический состав вод океана весьма постоянны и соз- дают среду, благоприятную для жизни. На долю растений океа- на приходится около 1 /з фотосин- теза на всей планете. Взвешенные в воде однокле- точные водоросли и мельчайшие животные образуют планктон. Планктон имеет преимуществен- ное значение в питании живот- ного мира океана.
188 В океане, кроме планктона и свободноплавающих животных, много организмов, прикреплен- ных ко дну и ползающих по нему. Обитателей дна называют бентоносом. В Мировом океане живой био- массы в 1000 раз меньше, чем на суше. Во всех частях Мирового океана имеются микроорганизмы, разлагающие органические ве- щества до минеральных. Круговорот веществ и превра- щение энергии в биосфере. Рас- тительные и животные организ- мы, находясь во взаимосвязи с неорганической средой, включа- ются в непрерывно происходящий круговорот веществ и энергии. Углерод в природе находится в горных породах в виде извест- няка и мрамора. Большая часть углерода находится в атмосфере в виде углекислого газа. Из воз- духа углекислый газ поглощается зелеными растениями при фбто- синтезе. Углерод включается в круговорот благодаря деятельнос- ти бактерий, разрушающих мерт- вые остатки растений и живот- ных (цв. табл. XV). При разложении растений и животных азот выделяется в ви- де аммиака. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в соли азотистой и азотной кис- лот, которые усваиваются расте- ниями. Некоторые азотфиксиру- ющие бактерии способны усваи- вать атмосферный азот. Большие запасы фосфора со- держат горные породы. При раз- рушении эти породы отдают фос- фор наземным экологическим системам, однако часть фосфатов вовлекается в круговорот воды и уносится в море. Вместе с ос- татками отмерших организмов фосфаты погружаются на дно. Одна часть из них используется, а другая теряется в глубинных отложениях. Таким образом, наб- людается несоответствие между потреблением фосфора и его возв- ращением в круговорот. В результате круговорота ве- ществ в биосфере происходит непрерывная биогенная миграция элементов. Необходимые для жиз- ни растений и животных хи- мические элементы переходят из среды в организм. При разло- жении организмов эти элементы снова возвращаются в среду, откуда поступают в организм. Роль человека в биосфере. Человек — часть биомассы био- сферы — долгое время находился в непосредственной зависимости от окружающей природы. С раз- витием мозга человек сам стал мощным фактором в дальнейшей эволюции на Земле. Овладение человеком разными формами энергии — механической, элект- рической и атомной — способст- вовало значительному изменению земной коры и биогенной миг- рации атомов. Наряду с пользой вмешательство человека в приро- ду нередко наносит ей вред. Дея- тельность людей часто приводит к нарушению природных законо- мерностей. Нарушение и измене- ние биосферы вызывают серьез- ное беспокойство. В связи с этим в 1971 г. ЮНЕСКО (Организа- ция Объединенных Наций по воп- росам образования, науки и куль- туры). в состав которой входит и СССР, была принята Междуна- родная биологическая программа (МБП) «Человек и биосфера», изу- чающая изменение биосферы и ее ресурсов под воздействием чело- века. В статье 18 Конституции СССР сказано: «В интересах настояще- го и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснован- ного, рационального использова- ния земли и ее недр, водных ре- сурсов, растительного и живот- ного мира, для сохранения в чис- тоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных бо- гатств и улучшения окружающей человека среды».
189 ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ Маркс К. 131 Энгельс Ф. 131, 143 Ленин В. И. 131 Алиханян С. И. 180 Анохин П. К. 122 Асратян Э. А. 122 Бутурин Н. С. 180 Вавилов Н. И. 173, 176 Вернадский В. И. 186 Воронин Л. Г. 122 Геккель Э. 141 Герцен А. И. 130 Дарвин Ч. 130, 133, 135, 136, 137 Иванов М. Ф. 179 Карпеченко Г. Д. 184 Купалов П. С. 122 Ламарк Ж. Б. 129 Линней К. 129 Ломоносов М. В. 130 Лукьяненко П. П. 179 Лунин Н. И. 106 Менделеев Д. И. 146, 165 Мичурин И. В. 173, 178 Морган Т. 169 Мюллер Ф. 141 Навашин С. Г. 164 Опарин А. И. 185 Орбели Л. О. 122 Павлов И. П. 102, 114, 117, 121, 122 Пустовойт В. С. 179 Радищев А. Н. 130 Ремесло В. Н. 179 Рулье К. Ф. 130 Северцов А. Н. 141 Сеченов И. М. 98, 111, 120 Тимирязев К. А. 157 Цицин Н. В. 178 Четвериков С. С. 175 Шванн Т. 146 Шмальгаузен И. И. 137
190 ПРЕДМЕТНЫЙ указатель Абрикос 28 Авитаминоз 106 Австралопитек 145 Автоматия сердца 94 Агар-агар 33 Агглютинин 91 Агглютиноген 91 Агрофитоценоз 43 Аденозиндифосфорная 152 Аденозинмонофосфорная 152 Аденозинтрифосфорная 152 Адреналин 124 Азот 11 кислота кислота кислота Альвеолы 97 Альгология 32 Аллельные гены 167 Алкоголь 115, 120, 123, 125 Амеба 47, 48 — дизентерийная 48 — обыкновенная 47 Аминокислоты 148 Анабиоз 182 Анализатор 116, 117, 118 Анализирующее скрещивание 168 Анальное отверстие 53, 56 Анатомия растений 4 Анатомия человека 82 Анафаза 161, 163 Анемия 174 Антеридий 35, 36, 37 Антитела 92, 93 Антитоксины 92 Аорта 93 Аппарат Гольджи 47, 154 Аппендикс 101 Ароморфоз 142, 143 Артерии 65, 93 Артериальная кровь 68, 72 Архаромеринос 180 Археоптерикс 75 Архегонии 35, 36 Аскарида 52, 53 Ассимиляция 155 Атавизм 140 Атолл 50 Аутосома 170 Аэропоника 11 Базедова болезнь 124 Бактерии 5, 30, 31, 32 — болезнетворные 32 — гниения 31 — клубеньковые 31 — молочнокислые 31 — паразиты 32 — почвенные 31 Баланс энергетический 107 Барабанная перепонка 119 Бацилла 31 Беззубка 56, 57 Безусловные рефлексы 120 ------ видовые 121 ------врожденные 120 • ------наследственные 120 Белки 105, 148, 150 — гормоны 158 — ферменты 158 Бентос 188 Биогеоценоз 183 Биологический прогресс 142 Биомасса 184, 187 — суши 187 — почвы 187 — Мирового океана 187 Биосинтез 157 — белков 159 Биосфера 43, 186, 188 Бластомер 164 Бластула 164 Бобовые 28 Боковая линия рыб 66 Болота 43 — верховые 43 — низинные 43 Большие полушария головного мозга 114
191 Борозды полушария головного мозга 114 --------- боковая 114 ---------теменно-затылочная 114 --------- центральная 114 Бородки пера 71 Борьба за существование 135 ------- внутривидовая 135 ---— межвидовая 135 -------с неблагоприятными усло- виями 136 Ботаника 4 Ботанические сады 43 Брожение 31 Бронхи 96 Бриология 35 Брюшко насекомых 58, 60 Вакуоль 6 Вакцина 92 Вакцинация 92 Вариационная кривая 172 Вариационный ряд 171 Вдох 98 — глубокий 98 — спокойный 98 Веки птиц 73 — верхние 73 — нижние 73 Перепонка прозрачная мигательная 73 Вестибулярный аппарат 119 Вещество мозга 111 --- белое 111 --- серое 111 Венозная кровь 68 Взаимоотношение организма и среды 181 Вибрион 37 Вид(ы) 26, 46, 129, 131, 139 — доминанты 41 — критерии и структура 131 Видообразование 138, 140 — географическое 138 — экологическое 138 Видовое разнообразие 184 Витамины 106 — водорастворимые 107 — жирорастворимые 107 Вода 182 Водоросли 5, 32, 33 — багряные 31 — бурые 32 — зеленые 31 — красные 31 — многоклеточные 31, 32 — нитчатые 31 — одноклеточные 31 Возбудитель малярии 49 Воздушные мешки 72 Возбуждение 111, 120 Волокна 7 — древесинные 7 — лубяные 7 Волны популяционные 139 Вторая сигнальная система 129 Вывих 86 Выделение 103 Выделительная система 51, 65 Выделительная функция 61 Выделительные поры 51 Выдох 98 — глубокий 98 — спокойный 98 Гамета 116, 162, 163 — женская 35 — мужская 36 Гаметофит 34 Гаструла 164, 165 Гаплоидные клетки 162 Гельминтология 53 Гемофилия 91 Генетика 165 Генетическая структура популяции 175 Генетика пола 170 Генотип 133, 139, 166 Генофонд 139, 176 — популяций 139 Гермафродиты 55 Геоботаника 4 География растений 4 Геотропизм 10 Гетерогамета 170 Гетерозигота 167
192 Гетерозис 178 Гетероплоидия 173 Гибридизация 22, 176, 178 — отдаленная 178 Гибриды 166, 167 Гигиена человека 82 — дыхания 99 — кожи 109 — личная 109 — одежды 109 — питания 101 — сердечной деятельности 95 — труда 122 Гидра 49, 50 Гидропоника 11 Гидросфера 187, 188 Гипертония 95 Гиповитаминоз 106 Гипотеза чистоты гамет 166, 167 Гипотония 95 Гипофиз 124 Гифы 33 — гриба 35 Глаз 117 — сложный 61 — фасеточный 61 Глазки 14 Гликоген 106 Гликокаликс 152 Глюкогон 124 Гнездование птиц 75 Годичные кольца 13 Головастик 69 Головогрудь 57 Голосеменные 35, 36 Голосовые связки 98 Гомозигота 167 Гормоны 83, 123 Гортань 96 Грибы 33 — паразиты 33 — сапрофиты 34 — симбионты 34 — шляпочные 34 Гуморальная регуляция 94, 98 ------ сердца 94 ------дыхания 98 Давление корневое 10 — кровяное 95 Дальнозоркость 118 Двусторонняя симметрия 140 Двенадцатиперстная кишка 100 Дегенерация 143 Денатурация 149 Деревья 5 Детки 18, 19 Детское место 78, 126 Диабет сахарный 124 Диафрагма 77 Дивергенция 138 Дигибридное расщепление 168 — скрещивание 168 Диплоидные формы 178 Диссимиляция 155 Дисахариды 148 Дождевой червь 53, 54 Донор 91 Древесина 13 Дробление 164 Дрожжи 34 — винные 39 — пивные 39 Дыхание млекопитающих 77 — паукообразных 59 — птиц 72 — растений 17 — рыб 65 — человека 96 — членистоногих 57 Жабры 55, 57, 58 Жгутик 47 Железы 64 — гипофиз 123 — желудочные 123 — копчиковая 72 — поджелудочные 101, 124 — половые 124 — потовые 123 — сальные 123 — слюнные 123 — щитовидная 124 Желудок 100 Желудочек сердца 94 Желтое пятно 117 Желток 73
193 Желчный пузырь 64 Женская половая клетка 162 ---система 78 Жилкование листьев 17 Жиры 105 Жировое тело 61 Заболевания инфекционные 91 — глистные 101 Забота о потомстве 78 Завязь 21, 23 — верхняя 21 — нижняя 21 — средняя 21 Закаливание 109 Закон сцепления 169 Закономерности изменчивости 171 Закон Менделя первый 166 --- второй 168 Зародыш 8, 125, 141 Зародышевый мешок 164 — диск 73 Заросток 34, 38 Зигота 23, 36, 37, 39, 141, 162 Злаки 29, 30 Змеи неядовитые 70 — ядовитые 70 Зоб птицы 72 Зоны растительные 42, 43 Зоны корня 10 ---всасывающая 10 ---проводящая 10 ---растяжения 10 Зоология 46 Зрачок 117 Зрительные бугры 114 Зубы 65, 77, 99, 100 — ядовитые 70 Земноводные 67 Земноводные 67 — бесхвостые 67 — хвостатые 67 Идиоадаптация 143 Изменчивость 133 — комбинативная 133 — наследственная 133 — ненаследственная 133 — определенная 133 — соотносительная 134 Иммунизация 92 Иммунитет 91, 92 Инбридинг 177. Индивидуальное развитие эмбрио нальное 164 ---постэмбриональное 164 Индукторы 164 Интерфаза 161, 163 Инцистирование 47 Индивидуальный отбор 177 Испарение кутикулярное 17 — устьичное 17 Камбий 7, 12, 13 Канал пищеварительный 101 — позвоночный 85 — мочеиспускательный 104 Капилляры 54, 93 Капсула 104 Карась 66 Карп 66, 67 Картофель 18 Качим 24 Киль 72 Кипрей 21 Кисть 68, 72, 76 Кишечник 53, 64, 68, 100 Кишка двенадцатиперстная 100 — ободочная 101 — прямая 101 — слепая 101 — толстая 101 — тонкая 101 Клапаны сердечные 94 Класс 26, 46 — Брюхоногие 55 — Двудольные 27 — Двустворчатые моллюски 56 — Земноводные 67 — Ланцетники 63 — Ленточные черви 52 — Малощетинковые 53 — Многощетинковые 55 — Млекопитающие 75 — Насекомые 60 — Однодольные 29 — Паукообразные 59 — Пресмыкающиеся 69
194 — Птицы 71 — Ракообразные 57 — Ресничные черви 50 — Рыбы 64 — Сосальщики 51 Клетка 6, 161, 162 — аутотрофная 162 — вегетативная 162 — гаплоидная 162, 164 — генеративная 162 — грудная 71, 76, 84 — диплоидная 162 — кожно-мускульная 49 — крапивная 50 — нервная 49 — половая 161, 162 — соматическая 49 — стрекательная 49 — чувствительная 55 Клеточная теория 146 Клеточный центр 154 Клетчатка 148 Клещ паутинный 60 — мучной 60 — таежный 60 — чесоточный 60 Клоака 67, 68, 72 Клубень 14, 18 Коала 78 Коацерванты 186 Кожа 53, 108 Кожица 7, 13, 16 Кожура семенная 7, 8 Кокки 31 Коленный рефлекс 112 Колонии простейших 50 Колоски спороносные 38 Колючки 15 Конвергенция 140 Консументы 184 Конус нарастания 7 Копулировка 19 Кора больших полушарий головного мозга 114 Кора стебля 13 Корень (корни) 9, 10 — боковой 9 — воздушные* 10 — главный 9 — конусовидный 10 — мочковатый 9 — придаточный 9 — репчатый 9 — стержневой 9 — ходульные 9 Корневая система 9 Корнеплоды 9 Корневые волоски 10 Корневой чехлик 10 Корневище 14, 17, 18, 37 Костный лабиринт 119 Кости 86 — таза 86 — трубчатые 86 Красная книга 132 Крахмал 148 Кретинизм 124 Критерии вида 131 ---генетический 131 ---географический 131 ---морфологический 131 ---физиологический 131 ---химический 131 --- экологический 131 Кровеносная система 56, 61, 64, 65 Кровообращение 93 Кровь 65, 89, 90 — артериальная 65, 90 — венозная 65, 90 Крокодил 70 Лакфиоль 28 Ламинария 33 — пальчатая 33 — сахарная 33 Ланцетник 63, 64 Легочный мешок 60 Легкие 68, 70, 72, 76, 77, 90, 96, 97 Легочная вена 93 — артерия 93 — плевра 97 Лейкопласты 6 Лейкоциты 90 Лес 42 — лиственный 42 — смешанный 42 — хвойный 42
195 Лианы 4. 12 Лизосомы 151 Лимфа 90 Лимфатические капилляры 90 Лист(ья) 15 — влагалищный 15 — простые 15 — сидячий 15 — сложные 15 — черешковый 15 Листовая пластинка 15 Листорасположение 15 — мутовчатое 15 — спиральное 15 — супротивное 15 Литосфера 187 Личинки 51, 53, 61, 62, 67 Лишайники 5, 34 — кустистые 35 — листоватые 35 — накипные 35 Ложноножка 47, 57 Лопатка 84, 85 Лоханка почечная 104 Луб 7, 13 Луга 43 — альпийские 43 — пойменные 43 — суходольные 43 Луковица 14, 16, 18, 29 Лучи ультрафиолетовые 181 — инфракрасные 181 — сердцевинные 13 Люпин 28 Лягушка прудовая 67, 68 Макроэволюция 138, 140 Малина 9 Мальки рыб 67 Мальпигиевые сосуды 61 Малярия 48, 49 Мантийная полость 57 Мантия 55 Малокровие 91 Маскировка 137 Матка 78, 125, 126 Междоузлие 14, 15 Межклетники 17 Мезодерма 50, 54, 165 Мейоз 162 Мембраны(а) 153, 154 — клеточные 153, 154 — ядерная 161 Медуза 50 Метафаза 161, 163 Множественное действие гена 170 Мерцательный эпителий 96 Микориза 11 Микромолекула 149 Микроэволюция 138, 139 Микроэлементы 11 Микседема 124 Мимикрия 137 Мимоза 25 Митоз 161, 168 Митохондрии 106, 153, 155 Мицелий 33, 34 Млекопитающие 75, 76, 77, 78 Мозаика листовая 16 Мозг 64, 68, 72, 76, 85, 112 — передний 77 — продолговатый 113 — промежуточный 113 — спинной 110, 111 — средний 113 Мозжечок 68, 73, 77, 113 Моллюски двустворчатые 57 Моносахариды 147, 156 Морфология растений 4 Мох 35 — кукушкин лен 33 — листостебельный 32 — сфагнум 33 Моча 65, 68, 77, 103 — образование 104 Мочевой пузырь 65, 68, 73, 77, 109 Мочеиспускательный канал 104 Мочеточник 65, 67, 68, 77, 103 Мутагены 174 Мутации 138, 172, 173 — генные 172 — генеративные 173 — естественные 172 — искусственные 172 — соматические 173 — хромосомные 173 — цитоплазматические 173 Мутовка листовая 15
196 Мышцы 54, 56; 87 — головы 85 — груди 85 — жевательные 87 — замыкатели 56 — кольцевые 54 — конечностей 88 — лица 87 — поперечнополосатые 87 — продольные 54 — разгибатели 89 — сгибатели 89 — ягодичные 85 Навоз 11 Надклювье 71 Надкостница 86 Надпочечники 104 Направления органической эволюции 142 Наружное ухо 119 Насекомые 61 Наследственность 133 Нейрон вставочный 110 — исполнительный 111 — центробежный 110 — центростремительный 110 Нектар 21 Нектарники 21 Нервные узлы 56 ------вегетативные 115 ------земноводных 68 ------майского жука 62 ------млекопитающих 78 ------надглоточные 53, 55, 59 ------парасимпатические 115 ------подглоточные 53, 55, 59 ------------------------птиц 72 ---- рака 59 Нервные рецепторы 98 Нервная трубка 64 Нервная система 49, 51, 59, 62 Нереид 55 Йерест рыб 66 Нервные сплетения 49 Никотин 123 Нога моллюска 56, 57, 60 Ноги ходильные 58 Носовая полость 96 Нуклеотиды 150 — адениловый 150 — гуаниловый 150 — тимидиловый 150 — цитидиловый 150 Нуклеиновые кислоты 150 — ДНК 150 — РНК 150 Обмен веществ 155 — белковый 105 — водный 105 — жировой 105 — солевой 105 — углеводный 106 — энергетический 156 Обмораживание 109 Оболочка 6, 73, 117 — белочная 117 — желточная 162 — известковая 73 — подскорлуповая 73 — радужная 117 ,— растительной клетки 6 — целлюлозная 6 Общая биология 127 Овсюг 30 Овуляция 125 Околоцветник 20 Окраска покровительственная 137 — предостерегающая 137 — угрожающая 137 Окулировка 19 Онтогенез 141 Оплодотворение 22, 25, 50, 164 — двойное у растений 23, 164 — внешнее 68 — внутреннее 50, 70, 78, 125 — у животных 162 Опорно-двигательная система 84 Опыление 26 — искусственное 21 — перекрестное 22 Органы растений 6 ---вегетативные 6 ---генеративные 6 Органы вкуса 66 — выделения 59, 61, 65, 70, 77
197 — дыхания 59, 65, 68, 70, 72, 77 — пищеварения 61, 67, 70, 72, 77 — обоняния 58 — осязания 58 — слуха 119 — чувств 116 Орех грецкий 24 Осока 24 Основные группы растений 30 Острица 53 Отбор бессознательный 134 — движущий 136 — естественный 136 — искусственный 134 — массовый 136 — методический 135 Отделы черепа 85, 86 -лицевой 86 мозговой 85 Отравления пищевые 101 Охрана лесов 42 — птиц 75 — рыбных богатств 67 Охота промысловая 75 — спортивная 75 Палеоботаника 4 Палеонтология 142 Палочки и колбочки 117 Пальцы ног 85 Пальцы верхней конечности 84 Папоротникообразные 36 Папоротник 37 Порфира 33 Пасленовые 28 Пастеризация 32 Паук 60 Паутинные железы 59 Первая помощь при кровотечениях 95 Первая сигнальная система 122 Перегной 11 Перелет птиц 75 Переходные формы 49 Переносчики заболеваний 60 Перепонка барабанная 119 — плавательная 67 Перья 71 — контурные 71 — кроющие 71 — маховые 71 — пуховые 71 — рулевые 71 Петрушка 22 Печень 76, 100 Печеночный сосальщик 51 Пищеварительные вакуоли 47 Пищеварительная система земновод- ных 56 млекопитающих 77 насекомых 61 птиц 72 человека 99 Пищеварительный канал 99 Пищеварение 99 — внутриклеточное 47 — в желудке 100 — в кишечнике 100 — в полости рта 99 Плавники брюшные 64 — грудные 64 — спинные 64 — хвостовые 64 Плавательный пузырь 65 Плазма крови 89 Плазматическая мембрана 152 Планктон 188 Пластиды 153, 155 Плаун 38 Плацента 78, 125 Плевра легочная 97 Плевральная жидкость 97 — щель 97 Плод 8, 24 — боб 24 — зерновка 8, 24 — коробочка 24 — костянка 24 — семянка 24 — стручок 24 — орех 24 — ягода 24 Подвой 19 Подкормка 11 Позвоночный канал 65, 84 Позвоночник, отделы 64, 84 — грудной 84 — копчиковый 84 — крестцовый 84
198 — поясничный 84 — шейный 84 Полая вена верхняя 93 — нижняя 93 Полипептиды 148 Полиплоидия 173 Полисахариды 147, 148 Полипы колониальные 50 — коралловые 50 Половые хромосомы 170 Популяция 131, 138 Популяционные волны 139 Порода 176 Почва 11 Почка 4, 56 — боковая 12 — вегетативная 12 — генеративная 12 — пазушная 12 — придаточная 12 — спящая 12 Почкование 50 Почечный каналец 104 Пояс верхних конечностей 84 — задних конечностей 77 — нижних конечностей 84 — передних конечностей 77 Поясок 54 Превращение насекомых неполное 62 ----- полное 62 Проводящие пути 112 Прививки 18, 19 Привой 19 Присоски брюшные 52 — ротовые 52 Пристеночная плевра 97 Пробка 7, 13 Продуценты 188 Профаза 161, 163 Прудовик 55, 56 — малый 56 Прямокрылые 62 Птицеводство 75 Птицы 71, 75 — домашние 75 — кочующие 75 — куриные 75 — оседлые 75 Пуповина 78 Пустыни 43 — глинистые 43 — каменистые 43 — песчаные 43 — солончаковые 43 Пчела 63 Пчеловодство 63 Пыльца 39 Пыльцевая трубка 23, 164 Пыльцевые зерна 20, 23 Работа мышц 88 — сердца 94 Развитие человека 125 — органического мира 140 Размножение растений 17 ---бесполое 161 ---вегетативное 17 --- делением корней 17 ---корневищ 17 --- кустов 18 ---отводками 19 --- половое 161 ---семенное Раздражимость 49, 50 Раковина прудовика 56 Растительные сообщества 40, 42, 43 Растения бессемянные 5 — высшие 5 — двудольные 21 — двулетние 5 — декоративные 28, 29 — дикорастущие 26 — кормовые 28 — культурные 26 — лекарственные 29 — многолетние 5 — однодомные 21 — однолетние 5 — плодовые 63 — продовольственные 28, 29 — семенные 5 — цветковые 26 — ягодные 63 Рахит 107 Регресс морфофизиологический 142 Регуляция функций организма 82 ------ гуморальная 82 ------ нервная 83
199 -------нервно-гуморальная 82 Редупликация 151 Редуценты 184 Реснички 47 Ретикулярная формация 114 Рецепторы 102, 110, 116, 117 Реципиент 91 Рефлекс, дуга 112 Рефлексы безусловные 102 — условные 102 Рибосомы 153, 159 Рыбоводство прудовое 67 Роговые чешуйки 69 Род 26 Рыльца 21, 23 Сады ботанические 43 Самоопыление 26 Саморегуляция функций организма 82 Семейство 26, 46 — Бобовые 28 — Злаки 29 — Крестоцветные 27 — Лилейные 29 — Пасленовые 27 — Розоцветные 28 — Сложноцветные 29 Семена 7, 8, 9 — распространение 23 Семядоли 8 Семязачаток 23 Семенники 51, 66, 73, 124 Семенное размножение 20 Сердцевина 13 Сердцевинные лучи 13 Сердце 94 — двухкамерное 56 — насекомых 61 — рыб 65 — трехкамерное 68, 73, 77, 94 — четырехкамерное 94 Сетчатка 117 Селекция растений 176 — животных 179 — микроорганизмов 180 Сердечные клапаны 94 — работа 94 — регуляция 94 Симбиоз 34 Синузии 41 Систематика 4, 26 Скарификация 9 Скелет земноводных 67 — млекопитающих 76 — птиц 65 — рыб 64 — человека 84 Склера 117 Скрещивание 22, 177 — близкородственное 177 — внутривидовое 171 — многогибридное 166 — неродственное 171 Слепое пятно 118 Слоевище 5, 39 Слуховые нервы 119 — трубы 119 Сократительная вакуоль 47 Солнечный удар 109 Сон 122 Соцветие головка 21 — зонтик сложный 21 — кисть 21 — колос 21 — корзинка 21 — метелка 21 — початок 21 — щиток 21 Спора 31, 33, 34, 36 Спорангии 37 Сперма 23, 164 Сперматозоиды 50, 124, 162 Спорангий 32, 33 Спорогоний 32, 33 Спорофит 37 Стебель вьющийся 12 — лазящий 12 — лианы 12 — прямостоячий 12 — ползучий 12 — стрелка 12 Стекловидное тело 118 Степь ковыльная 42 — разнотравная 42 Столбик 23 Стратификация 9 Стратосфера 186
200 Стрекательная клетка 49 Структура белковой молекулы 149 ------- вторичная 149 --- — первичная 149 ------- третичная 149 — — — четвертичная 149 Сустав 85 Таллом 5, 31, 38, 39 Телофаза 161, 163 Температура 181 Тепловой удар 109 Теория эволюции 175 Тип 46 — Кишечнополостные 49 — Кольчатые черви 53 — Круглые черви 52 — Моллюски 55 — Плоские черви 50 — Хордовые 63 — Членистоногие 57 Тканевая жидкость 89 Ткани организма человека 83 — костная 86 — мышечная 83 — нервная 83 — соединительная 83 — хрящевая 86 — эпителиальная 83 Ткани растения 7 — ассимиляционная 7 — запасающая 7 — механическая 7 — образовательная 7 — покровная 7 — проводящая 7 Травы 5 Трансляция 160 Транскрипция 159 Трахея 96, 97 Трахеиды 14 Тропизм 10 Тропосфера 187 Трубка пыльцевая 23 — ситовидная 7 Тундра 42 Углеводы 106, 147 — простые 147 — сложные 147 Удобрения азотистые 11 — гранулированные 11 — калийные 4 — неполные 11 — органические 11 — полные 11 Удар солнечный 109 — тепловой 109 Усики 12 Устьице 16 Утомление 88 Ухо внутреннее 119 — наружное 119 — среднее 119 Учение И. П. Павлова о пищеварении 102, 103 -------о высшей нервной деятель- ности 122 Ушная раковина 119 Фагоцитоз 91 Факторы абиотические 181 — антропогенные 181 — биотические 181 — экологические 181 Фенотип 166, 171 Ферменты 9, 99, 100, 101 Фибрин 91 Фибриноген 91 Физиология высшей нервной деятель- ности животных и человека 120 Физиология растений 4 Финна 52 Фитопатология 4 Фитоценоз 41, 42 Фотосинтез 17, 157 — фазы 157 — продуктивность 158 Фосфорная кислота 150 Фотопериодизм 182 Функции продолговатого мозга 113 -------рефлекторная 113 -------проводниковая 113 Функциональная система 83 Функции клетки 152 — кожи 108 — органов дыхания 96 — пищеварения 99 — почек 103
201 Хвощ 38 — болотный 38 — лесной 38 — луговой 38 Черешок 15 Чех лик корневой 10 Чешуйки кроющие 15 — сочные 15 — полевой 38 — топяной 38 Хемосинтез 158 Хитин 58, 59 Хлоропласт 47, 153 Хлорофилл 48 Хромосомы 161 — гомологичные 155 — негомологичные 155 Хромопласты 154 Хроматиды 161, 162 Хроматин 155 Хроматофор 48 Хрусталик 117 Шейка корневая 19 Шейные позвонки млекопитающих 76 птиц 72 человека 84 Щели жаберные 64, 65 Щиток 8 Щупальцы гидры 49, 50 Эволюционное учение 129 Эволюция 4, 129 Эдификаторы 41 Экология 4, 180 Цветки обоеполые 28 — одиночные 21 — однополые 21 — правильные 28 Цветковые растения 17 Цветоложе 20 Цветоножка 20 Центральная клетка 23 Цепи питания 183 Циста 47, 51 Цитология 140, 146 Цитоплазма 6, 47, 153 Экологическая пирамида 183 Экстерьер 179 Эктодерма 164 Эмбриология 140 Эндоплазматическая сеть 153 Энергетический баланс 107 Энергетический обмен 156 этапы 156 Эндоскопия 103 Эндосперм 8, 164 Энтодерма 164 Эпидермис 108 Эукариоты 155 Чашелистики 20 Чашечка цветка 20 Черенок 19 Череп земноводных 68 — млекопитающих 76 — птиц 72 — рыб 65 — человека 85 ЮНЕСКО 188 Ядро 6, 15, 47, 48 Ядовитая железа 70 Ядовитый зуб 70 Яйцевод 78 Яйцеклетка 23, 36, 125, 161, 162
202 ЛИТЕРАТУРА БальдышГ. М. Посев и всхо- ды.— М.: Знание, 1983. Книга посвящена Н. И. Вавило- ву, выдающемуся ботанику, гене- тику, селекционеру, географу. Беме Р. Л., Кузне- цов А. А. Птицы разных мате- риков.— М.: Просвещение, 1986. Книга содержит сведения о ми- ровом распространении птиц на Земле, об орнитологичес- кой фауне каждого материка, интересных моментах биологии разнообразных видов птиц, их хозяйственном значении, исполь- зовании и охране. Научно-по- пулярный текст иллюстрирован цветными рисунками и кар- тами. Белек И. Что должен знать и уметь юный защитник приро- ды. — М.: Прогресс, 1983. Книга предлагает интересные све- дения по природоведению, помо- жет научиться проводить самос- тоятельные наблюдения в приро- де и принимать участие в ее охране. Ветлина В. А. Ускользаю- щие жемчужины.— М.: Мысль, 1981. Читатель вместе с автором совер- шит увлекательную экскурсию в различные уголки нашей Родины и познакомится с редкими и исчезающими растениями этих мест, занесенными в Красную книгу. Викторов Д. П. и др. Био- логия.— М.: Высшая школа, 1981. В учебном пособии для слушате- лей подготовительных отделений вузов в конспективном изложе- нии рассматриваются наиболее важные и сложные вопросы прог- раммы по биологии. Биология: Справочник / Под ред. акад. К. М. Сытника. — Киев: Паукова думка, 1981. Даны общие сведения по ботани- ке, зоологии, анатомии и физи- ологии человека и общей биоло- гии. Пособие адресовано массово- му читателю. Верзилин Н. М. По следам Робинзона.— Л.: Детская литера- тура, 1974. Эта книга — своеобразное «приг- лашение в природу». Читатель как бы совершает экскурсию в удивительный мир растений, обо- гащаясь многими полезными све- дениями, необходимыми в жизни человека. Книга учит вниматель- ному и бережному отношению к природе. Верзилин Н. М., Корсун- ская В. М. Лес и жизнь.— Л.: Детская литература, 1966. Описываются лесные богатства нашей планеты. Книга обогащает многими полезными сведениями о жизни леса, его использовании в народном хозяйстве и охране лесных массивов. Второв П. П., Дроздов Н. Н. Рассказы о биосфере.— М.: Просвещение, 1981. Объясняется, что такое биосфера, как и для чего необходимо ее изучать. Особое внимание уделе- но роли живых организмов — основной движущей силы в био- сфере. Георгиевский А. Б., По- пов Е. Б. «Белые пятна» эво- люции. — М.: Просвещение, 1987. Жизнь... Разнообразны ее фор- мы и проявления — от вируса и бактерий до существ, обладаю- щих разумом и волей. Будучи сам живым существом, человек постоянно обращается к живой природе, пытаясь по- нять тайну собственного про- исхождения, стремясь ответить на вопросы: как возникла жизнь, как развивалась, что она собой представляет?
Авторы поставили перед собой нелегкую задачу — рассказать юному читателю о не до кон- ца понятных эволюционных явле- ниях. Юный читатель, внима- тельно прочитавший книгу, испы- тает желание углубить знания в области эволюционной теории. Г и л ь б о И. С. Знаете ли вы себя? — М.: Медицина, 1973. В популярной форме дается из- ложение основных вопросов ана- томии и физиологии человека, связанных с практической меди- циной и гигиеной. Объясняются закономерности строения и функ- ций организма человека на основе общебиологической концепции и эволюционной идеи. Дарвин Чарлз. Проис- хождение видов путем естест- венного отбора. Комментарии А. В. Яблокова, Б. М. Меднико- ва.— М.: Просвещение, 1987. Классический труд Чарлза Дар- вина, великого натуралиста и исследователя природы, напи- сан интересно и увлекатель- но, красочно оформлен много- численными и разнообразными рисунками, схемами, картами, фотографиями. Комментарии крупных ученых-эволюционистов показывают актуальность мате- риалов Дарвина сегодня. Книга поможет формированию научного мировоззрения, лучшему усвое- нию биологических знаний, по- ниманию жизни природы. Детская энциклопе- дия. Растения и животные: Т. 4.— М.: Педагогика, 1973. Дан содержательный и интерес- ный материал о жизни растений и животных. Книга может быть использована как справочник и для внеклассного чтения. Детская энциклопе- дия. Человек: Т. 7.— М.: Педа- гогика, 1975. Справочный материал может быть хорошо использован учащи- мися в подготовке к занятиям по биологии. Жизнь растений: Т. I — 203 IV.— М.: Просвещение, 1974— 1983. Даны современные сведения о жизни растений. Книги богато иллюстрированы и снабжены указателями, что облегчает поиск сведений по интересующим воп- росам. Жизнь животных: Т. I — VI.— М.: Просвещение, 1983— 1987. Описан животный мир на- шей планеты. Книги могут быть использованы для внеклассного чтения старшеклассниками, инте- ресующимися жизнью животных. Зигуненко С. Н., Ма- лов В. И. Н. И. Вавилов.— М.: Просвещение, 1987. Имя выдающегося ученого ака- демика Н. И. Вавилова, 100-ле- тие которого отмечается в 1987 го- ду, широко известно во всем мире. Его научная деятельность сыграла выдающуюся роль в развитии советской науки — бо- таники, генетики, селекции, аг- рономии, географии. Работы уче- ного в области генетики и се- лекции, собранная им уникаль- ная коллекция растений всего мира помогают и сегодня совет- ским ученым выводить новые сорта, повышать урожайность растений. Книга расскажет учащимся о сложном пути ученого к науч- ным открытиям, расширит зна- ния по курсу общей биологии. Ивахненко М., Ф., К о- рабельников В. А. Живое прошлое Земли.— М.: Просве- щение, 1987. Красочно иллюстрированная кни- га отражает картину эволюции органического мира, способству- ет формированию материали- стического мировоззрения, атеи- стическому воспитанию уча- щихся. Ученые-палеонтологи интерес- но рассказывают о жизни про- шедших геологических эпох, о загадочной, удивительной при- роде тех времен, о появлении
204 человека на Земле. Особое вни- мание уделяется вопросам охра- ны природы. Отбор палеонтологических объек- тов проведен в соответствии с новой школьной программой. Оформлена книга уникальны- ми цветными фотографиями и рисунками древних живот- ных. Карпачевский Л. О. Зер- кало ландшафта.— М.: Мысль, 1983. В книге интересно расска- зывается о почве — ее жизни, происходящих в ней процессах и главном из них — плодородии, а также о деятельности человека и разных факторах, влияющих на почву. Книга для чтения по б о т а н и к е / Сост. Д. И. Трай- так.— М.: Просвещение, 1985. Интересно рассказано о строении и жизни растений, о их многооб- разии и использовании челове- ком, о значении растительных со- обществ. Пропагандируется иссле- довательское и бережное отно- шение к природе. Книга для чтения по зоологии / Сост. С. А. Мо- лис.— М.: Просвещение, 1986. В пособии содержится дополни- тельный к учебнику материал, уделено внимание вопросам ох- раны животного мира. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека / Сост. И. Д. Зверев.—3-е изд.— М.: Просвещение, 1983. Раскрывается строение и функ- ционирование человеческого ор- ганизма, освещаются вопросы личной и общественной гигиены. Даются практические советы. Книга для чтения по охране природы / Сост. А. Н. Захлебный. — М.: Просве- щение, 1986. Книга позволяет расширить знания по биологии, географии, обществоведению. Она поможет выработать ответственное от- ношение к окружающей среде, практически участвовать в охране родной природы. Корсунская В. М. Три ве- ликих жизни.— Л.: Детская ли- тература, 1968. В познавательном и заниматель- ном изложении раскрываются жизнь и научная деятельность трех великих биологов — Карла Линнея, Шевалье де Ламарка и Чарлза Дарвина. М о л и с С. С., Молис С. А. Активные формы и методы обуче- ния биологии (раздел «Живот- ные»).— М.: Просвещение, 1988. Разнообразные познаватель- ные и занимательные задания и вопросы объединены по основным темам и проблемам биологии. В сопровождении многочислен- ных иллюстраций этот материал поможет лучшему повторению и усвоению изученного, углубит и закрепит знания по биологии. Муртазин Г. М. Задачи и упражнения по общей биоло- гии.— М.: Просвещение, 1981. Содержатся разнообразные зада- чи и методические советы по их решению. Сборник задач особен- но интересен для тех, кто хочет нучиться решать задачи по об- щей биологии. Об охране окружаю- щей среды.—2-е изд.— М.: Политическая литература, 1981. Книга представляет собой сбор- ник документов партии и прави- тельства по охране окружающей, среды за 1917—1981 гг. О н е г о в А. С. Школа юнна- тов.— М.: Детская литература, 1980. Книга состоит из увлекательных рассказов — путешествий в мир пернатых. Особый интерес пред- ставляют домашние задания, ко- торые может выполнить любой школьник, интересующийся жиз- нью птиц родного края. О него в А. С. Школа юнна- тов: Твой огород.— М.: Детская литература, 1982. Автор рассказывает о первых
работах на огороде, о почвах и удобрениях, микроклимате, о вра- гах и болезнях огородных рас- тений, борьбе с сорняками, о се- менах, о том, как сохранить урожай. Петров В. В. Лес и его жизнь.— М.: Просвещение, 1986. Книга расширяет знания уча- щихся о лесных сообществах (биогеоценозах), о природе род- ной страны, о биосфере. Особое внимание уделено сохранности и приумножению лесных бо- гатств. Школьники смогут узнать малоизвестные сведения о самом лесе, об отдельных растениях, населяющих лес (деревьях, кус- тарниках, травах). Значитель- ное внимание уделено вопросам охраны леса и лесных расте- ний. Книга хорошо иллюстри- рована красочными рисунками и фотографиями. Реймерс Н. Ф., Ябло- ков А. В. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы.— М.: Наука, 1982. Объясняются термины и понятия, связанные со структурой биосфе- ры, биогеоценозов и других эко- систем. В словаре отражены воп- росы охраны живой природы. Сергеев Б. Ф. Высшая форма организованной мате- рии.— М.: Просвещение, 1987. Книга освещает вопросы фи- зиологии человеческого мозга и гигиены умственного труда. Школьники, интересующиеся проблемами высшей нервной де- ятельности человека, найдут здесь интересный материал об анотомии мозга, строении и функциях нейронов и нервной ткани, о второй сигнальной системе, о типах высшей нерв- ной деятельности. Рассматрива- ется пагубное влияние алкоголя на мыслительную деятельность человека. Издание иллюстрировано ри- сунками, схемами, цветными таблицами. 205 Смирнов А. Мир расте- ний.— М.: Молодая гвардия, 1981. В увлекательной форме описы- ваются растения не только нашей страны, но и других районов планеты. Сосновский И. П. О ред- ких животных мира.— М.: Про- свещение, 1987. В книге рассказано о некото- рых диких животных мировой фауны, ставших в наше время редкими. Они находятся под угрозой исчезновения в природе и нуждаются в действенных ме- рах по их спасению. Автор знакомит читателей также с видами, встречающимися на ог- раниченных территориях, ко- торым пока не грозит вымира- ние. Все рассказы написаны живо, образно и с учетом новейших на- учных исследований. Очень инте- ресны цветные иллюстрации, вы- полненные известным художни- ком-анималистом В. В. Трофи- мовым. 1-е издание вышло в 1982 г. В издательстве «Педагоги- ка» с 1986 г. будет издавать- ся цикл книг в серии «Бе- реги природу!». Предпола- гается выпустить следующие кни- ги: «Птицы Красной книги СССР», «Растения Красной книги СССР», «Амфибии Крас- ной книги СССР», «Насекомые Красной книги СССР», «Звери Красной книги СССР». Основ- ная задача серии — расска- зать школьникам о редких и исчезающих видах растений и животных. Книги будут со- держать познавательный и справочный материал, спо- собствующий воспитанию у ребят бережного отношения к природе. Энциклопедический словарь юного биолога / Сост. М. Е. Аспиз. — М.: Педаго- гика, 1986. Словарь посвящен одной из
206 важнейших в современном мире наук — биологии. В нем со- держится около 300 статей, в которых рассказано о проис- хождении жизни и закономер- ностях ее развития, строении и функциях живых существ — от целого организма до клеток и молекул. Большое внимание уде- лено использованию дости- жений биологической науки в народном хозяйстве, вопросам охраны природы. Помещены ин- тересные статьи о выдающихся отечественных и зарубежных ученых-биологах, даются прак- тические советы учащимся. Энциклопедический словарь юного натура- листа / Сост. А. Г. Рогож- кин.— М.: Педагогика, 1981. Словарь предназначен всем школьникам, прежде всего — юным натуралистам и опытникам сельского хозяйства, членам об- ществ охраны природы, учениче- ских производственных бригад, школьных лесничеств. Книга со- держит богатый справочный ма- териал о юннатском движении, разных формах работы юных натуралистов, об охране приро- ды, различных видов животных и растений, об основных проб- лемах и успехах биологичес- кой и сельскохозяйственной наук, об уходе и наблюдении за животными и растениями. Рассказывается о выдающихся деятелях биологической науки и юннатского движения. Много иллюстраций — схем, фотогра- фий, рисунков, карт, чертежей.
ОГЛАВЛЕНИЕ Ботаника Д. И. Трайтак.................................... 3 Зоология В. А. Каръенов, Е. Т, Бровкина.................. 45 Анатомия, физиология и гигиена человека С. И. Балуев .... 81 Общая биология Н. И. Клинковская.........................127 Именной указатель........................................189 Предметный указатель.....................................190 Литература...............................................204
Дмитрий Илларионович Трайтак Владимир Александрович Карьенов Евгения Тихоновна Бровкина Сергей Иванович Балуев Нина Ивановна Клинковская БИОЛОГИЯ Справочные материалы Зав. редакцией Т. П. Крюкова Редакторы Н. В, Королева, Т. П. Крю- кова, В. И. Полетаева, Л. А. При- ходько Оформление серии Е. В. Никитин Цветные таблицы и форзацы П. А. Жиличкин, Б. А. Гомон, В. С. Юдин Художественный редактор В. А. Гал- кин Технические редакторы Л. М. Абра- мова, Р. С. Невретдинова Корректоры Н. Б. Гитлевич, И. Г. Трошина ИБ № 12163 Подписано к печати с диапозитивов 21.12.87. Формат 60х90'/16. Бум. офсет. № 2. Гарнит. Школьная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 13+форз. 0,25 + вкл. 1. Усл. кр. отт. 31,19. Уч.-изд. л. 15,43+форз. 0,31+вкл. 1,05. Доп. тираж 293 000 экз. Заказ 1726. Цена 95 коп. Ордена Трудового Красного Знамени издатель- ство «Просвещение» Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129846, Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41. Смоленский полиграфкомбинат Росглавполи- графпрома Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 214020, Смоленск, ул. Смолянино- ва, 1.
I Обмен веществ в растении 8. Зак. 1726 Трайтак
II Семейство Крестоцветные
Ill Семейство Бобовые 8*
IV Семейство Злаки
V Строение и развитие пчелы
VI Животные водоема
Гортань Трах Легкое -Аорта Диафрагма Сердце Прямая кишка Печень Желчный пузырь Аппендикс- Мочевой пузырь Толстый _ кишечник Тонкий___ кишечник --------Почка Поджелудочная железа Мочеточник VII Органы организма человека
VIII Ткани организма человека
IX Сердце и кровь человека
X Примеры приспособлений животных к самосох- ранению
Лизосома Рибосомы Аппарат Гольджи ------------Центриоль Эндоплазматическая —сеть* шероховатая Ядро Ядерная мембрана J йЬ* Ядрышко Хроматин Вакуоль Эндоплазматическая сеть гладкая Пиноцитозный Цитоплазма Цитоплазматическая пузырек мембрана XI Строение клетки
XII Митоз. Мейоз
XIII Экологическая пирамида чисел
XIV Схема пищевых цепей

XV Круговорот углерода в природе

о д ы Основные представители Животные оявился человек. эсподство покрытосемен- ых растений. Рас цвет млеке итающих, птиц, насекомых, оявились парапитеки, дри- питеки. Вымерли крупные ресмыкающиеся, головоно- го моллюски. аспространение покрыто- эменных.Сокращение папо- ртников и голосеменных, оявление высших млекопи- ающих, птиц.Преобладание остистых рыб. осподство голосеменных ас гений, п рес мы кающихся, оловоногих моллюсков, оявился архаоптерикс. а1 ало расцвета пресмыка* >щихся. Появление первых шекоп итающих; настоящих остистых рыб. асцвет голосеменных. Раз- итие пресмыкающихся. Вы- ерли трилобиты. асцвет папорогникообраз* ых.Появление семенных па оротников. Расцвет земно* одных. Появились пресмы- ающиеся, насекомые. Вы* ерли трилобиты. аспространение на суше ысших споровых. Расцвет щитковых. Появились кисте* ерые рыбы и стегоцефалы, ыход растений на сушу, асцвет три лобитов. Появи- ись щитковые. Процветают все типы водо- ослей и морских беспозво- очных. Наиболее расгрос- ранены трилобиты. итие водорослей и бес- оночных. Появились пер- хордовые. №ды жизни незначитель- ►t. Господство бактерий и |»-е-зеленых водорослей.