Биология - Ярыгин В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
6.9.3. Гомеостатические механизмы в процессе индивидуального развития
Будучи необходимой предпосылкой совместимых с жизнью отношений организма и окружающей среды, состояние гомеостаза поддерживается на любой стадии индивидуального развития особи. Вместе с тем в процессе онтогенеза меняются как сам организм, так и условия его существования. Соответственно наблюдается смена преобладающих гомеостатических механизмов.
Эмбриональное развитие многоклеточных животных протекает, как правило, при более или менее выраженной изоляции от непосредственного действия факторов внешней среды. Способы такой изоляции % различны. У яйцекладущих наземных позвоночных изоляция связана с образованием третичных яйцевых оболочек, у млекопитающих — с переходом к внутриутробному развитию. У представителей названной группы животных в ходе эмбриогенеза образуются провизорные органы, такие как амнион, аллантоис. Благодаря этим органам
создается как бы собственная среда развития зародыша, опосредующая и смягчающая внешние воздействия.
Важная особенность эмбриогенеза состоит в закономерном чередовании периодов большей и меньшей устойчивости развития к действию внешних по отношению к зародышу факторов. В периоды относительной неустойчивости, называемые также критическими (см. 6.5.5), даже слабые стимулы вызывают существенные изменения хода формообразовательных процессов. Напротив, в периоды устойчивости сильные воздействия скорее приводят к гибели зародыша, нежели к отклонениям в развитии. Чередование периодов устойчивости и неустойчивости, отмеченное выше, обусловливает специфику гомеостаза организма в эмбриогенезе. Наличие критических периодов учитывается в акушерской практике при составлении рекомендаций беременным женщинам.
Как уже отмечалось, в момент рождения происходит радикальная смена образа жизни организма. На протяжении раннего постнатально-го периода, параллельно функциональному созреванию различных систем организма, соответственно новым жизненным условиям включаются эффективные гомеостатические механизмы. В этот период, например, активно образуются клетки, обеспечивающие иммунологический надзор — реакции клеточного (Т-лимфоциты) и гуморального (В-лимфоциты) иммунитета. В ближайший после рождения отрезок жизни (перинатальный период) развивается толерантность (нечувствительность) клеток, реагирующих на носителей чужеродной генетической информации, к собственным клеткам и антигенам организма. Состояния функциональной зрелости достигают главные регуляторные системы — нервная и эндокринная.
Наибольшей надежности механизмы гомеостаза достигают в зрелом возрастном периоде онтогенеза. Старение организма сопровождается снижением эффективности механизмов генетического, структурного и некоторых других видов гомеостаза, регуляторных влияний нервной [й эндокринной систем. Это обстоятельство в сочетании с уменьшением резерва приспособительных возможностей большинства систем организма служит причиной падения в рассматриваемый период онтогенеза общей сопротивляемости организма действию неблагоприятных факторов окружающей среды.
6.9.4. Биологические ритмы
В эволюции выработалась способность организмов ориентироваться во времени, которая позволяет согласовывать скорость и направление главных физиологических процессов с закономерными и прежде всего циклическими изменениями условий обитания. Механизмы, лежащие в основе указанной способности, объединяют под общим термином «биологические час ы». Внешним проявлением функционирования таких часов служат ритмические колебания функций организма — б иол р г ич ес кие р и т мыГрбласть биологии, изучающая закономерности временной организации живых систем, называется хронобиологией.
Циклические изменения характеризуют различные процессы на клеточном, тканевом, органном и организменном структурных уровнях. Так, с определенной периодичностью изменяется содержание гликогена в клетках печени, количество клеток, редуплицирующих ДНК или делящихся митозом, происходит вылет имаго из куколок у плодовых мух или свечение одноклеточной водоросли Gonyaulax, обусловливающее свечение морской воды. Многочисленны примеры таких изменений у растений: поднимание и опускание листьев или движение лепестков в зависимости от времени суток, опорожнение спор из спорангиев у грибов и водорослей.
Биологические ритмы различаются продолжительностью цикла. Околочасовые ритмы характеризуют временную организацию некоторых внутриклеточных метаболических процессов, например синтез и выделение белкового секрета клетками некоторых желез. Их изучение начато сравнительно недавно. Изменения растений и животных в связи со сменой времен года, издавна привлекавшие внимание людей, являются примером ритмов с годовой периодичностью.
Интенсивно изучаются суточные (циркадные) ритмы, которые заключаются в закономерных изменениях физиологических показателей организма в зависимости от времени суток.
Суточные ритмы многих физиологических процессов являются
э н д о г е н н ы м и, т. е. определяются механизмами, действующими в самом организме. В пользу этого говорит, например, сохранение ритма, зависящего от фотопериодичности, даже после помещения организма в условия постоянного освещения. Так, мыши, существуя в течение нескольких поколений при постоянном освещении, по возвращении в условия чередования света и темноты, воспроизводили нормальную суточную периодичность двигательной активности.
