Какая часть мозга хорошо развита из за сложного поведения млекопитающих
Нервная система и органы чувств млекопитающих
Урок 27. Позвоночные животные [биология 7 класс]
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Нервная система и органы чувств млекопитающих»
Как и у других позвоночных, нервную систему млекопитающих делят на центральную, включающую головной и спинной мозг, и периферическую, которая представлена нервами, отходящими от головного и спинного мозга. По сравнению с другими животными нервная система млекопитающих имеет наиболее совершенное строение.
Головной мозг млекопитающих хорошо развит и имеет пять отделов: передний, промежуточный, средний, продолговатый мозг и мозжечок. Головной мозг очень крупный и по массе значительно превосходит спинной мозг. Например, у приматов головной мозг соотносится со спинным в соотношении 8 к 1, в то время как у пресмыкающихся эти размеры примерно равны. Особенно велики размеры переднего мозга и мозжечка.
Развитие переднего мозга произошло за счёт разрастания коры больших полушарий. У большинства видов она не гладкая, а образует многочисленные борозды и извилины, увеличивающие её площадь. Кора координирует работу нервной системы и всего организма.
Она получает сигналы из внешней среды, от органов и тканей собственного организма, анализирует их, сопоставляет с ранее полученной информацией. Благодаря этому животное правильно реагирует на поступающие сигналы путём выбора наилучшей формы поведения в конкретных условиях. Условные рефлексы у млекопитающих благодаря хорошо развитой коре больших полушарий вырабатываются быстрее, чем у других хордовых животных. Необходимо отметить, что роль условных рефлексов в жизни млекопитающих резко возросла по сравнению с врожденными рефлексами и инстинктивной формой поведения. Звери быстро приспосабливаются к жизни в меняющихся условиях среды, что повышает их выживаемость. Особенно развита эта способность у высокоорганизованных групп млекопитающих, например, у приматов.
Крупный мозжечок дифференцирован на несколько отделов и также имеет извилины. Он обеспечивает координацию сложных движений млекопитающих.
Только млекопитающим свойственны игры молодых животных, в процессе которых они приобретают ловкость, подвижность, обучаются приёмам нападения и защиты. Жизнь в семье, стаде способствует выработке многообразных форм поведения, которые направлены на повышение приспособленности, а, следовательно, и выживаемости.
В стаях львов наблюдается социальная организация, т. е. разное положение особей в группе. В стаях выделяют вожака и подчиняющихся особей. Вожак может терять свой статус в случае ошибки, болезни или появления более сильного соперника. В некоторых группах намечается разделение обязанностей. Так, самцы львов в основном заняты охраной участка обитания от вторжения чужаков, а самки добывают пищу и заботятся о молодняке.
Органы зрения, обоняния и слуха у млекопитающих хорошо развиты.
Наибольшая острота зрения свойственна животным, обитающим на открытых пространствах, например, антилопам. У млекопитающих, ведущих подземный образ жизни, глаза недоразвиты или отсутствуют, например, у кротов.
Цветовое зрение развито не у всех млекопитающих. Цветовая гамма, которую воспринимает глаз человека, свойственна, кроме него, только обезьянам.
Большинство видов способно различать только движущиеся объекты, оставляя неподвижные объекты без внимания.
Большинство наземных млекопитающих обладает очень тонким обонянием, что позволяет по запаху отыскивать особей своего вида, пищу, различать на расстоянии врага или жертву. Многие звери чувствуют запахи за несколько сот метров и способны обнаруживать пищу, находящуюся под землёй. Например, волки и лисы по запаху отыскивают грызунов, затаившихся в норах.
Орган слуха у млекопитающих развит очень хорошо, а его строение гораздо более сложное, чем у других классов животных. Только у млекопитающих есть наружное ухо, представляющее собой воронку из эластичного хряща, покрытую кожей. За счёт развития ушной раковины, собирающей звуковые колебания, возрастает острота слуха.
В полости среднего уха находятся не одна, как у всех других позвоночных, а три слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко. Благодаря им усиливается тонкость восприятия звуков.
Высокая острота слуха, характерная для собак, позволяет использовать их в сторожевой службе.
Во внутреннем ухе имеется полностью сформированная улитка.
Часть млекопитающих способна ориентироваться с помощью эхолокации. В наибольшей степени это свойственно летучим мышам, ластоногим и дельфинам. Например, летучие мыши активно летают в тёмное время суток и неосвещённых пещерах, при этом уклоняясь от столкновений с предметами и разыскивая пищу.
· У млекопитающих сильно развита кора больших полушарий переднего мозга, она имеет борозды и извилины.
· Объём головного мозга большой.
· Поведение сложное, особенно у приматов.
· Орган слуха состоит из трёх отделов: наружного, внутреннего и среднего уха.
Основы развития мозга
За последние несколько десятилетий были достигнуты значительные успехи в нашем понимании основных этапов и механизмов развития мозга млекопитающих. Исследования, касающиеся нейробиологии развития мозга, охватывают уровни организации мозга от макроанатомических, до клеточных и молекулярных. Эти знания обеспечивают картину развития мозга как продукта сложной серии динамических и адаптивных процессов, работающих в условиях ограниченного, генетически организованного, но постоянно меняющегося контекста.
Развитие мозга продолжается в течение длительного периода времени. Мозг увеличивается в четыре раза в дошкольный период, достигая примерно 90% взрослого объема в возрасте до 6 лет. Но структурные изменения в основных отделениях серого и белого вещества ( материи ) продолжаются в детском и подростковом возрасте, и эти изменения в структуре параллельных изменений и функциональной организации, отражаются на поведении детей и подростков. В раннем послеродовом периоде уровень связности нейронов во всем развивающемся мозге намного превышает уровень взаимодействия нейронов у взрослых (Innocenti, Price 2005 ). Эта интнсивная связь постепенно слабеет в своей выраженности вследсвие конкурентных процессов, на которые влияет опыт организма человека. Ранние процессы, зависящие от опыта, лежат в основе пластичности и способности к адаптации, что является отличительной чертой раннего развития мозга.
Дифференциация всех линий эмбриональных стволовых клеток связана с комплексными каскадами молекулярной сигнализации. В начале гаструляции клетки слоя эпибласта, которые будут дифференцироваться в клетки нейронных предшественников, расположены вдоль рострально-каудальной срединной линии двухслойного эмбриона. Дифференциация этих клеток в клетки нейронных предшественников является результатом комплексной молекулярной сигнализации, которая включает в себя несколько продуктов гена (т.е. белков), которые продуцируются несколькими различными популяциями эмбриональных клеток. Напомним, что в начале гаструляции клетки эпибласта начинают мигрировать в определенном направлении, а затем проходят через примитивную полоску. Поскольку подмножество клеток, которые мигрируют вдоль рострально-каудальной срединной линии эмбриона, приближается к открытию, они проходят другую структуру, называемую примитивным узлом, которая расположена на ростральном конце примитивной полосы. Примитивный узел является молекулярным сигнальным центром. Клетки примитивного узла посылают молекулярный сигнал на подмножество клеток, которые мигрируют вдоль рострально-каудальной средней линии эмбриона, и этот сигнал, в свою очередь, вызывает экспрессию генов в мигрирующих клетках. Экспрессия гена в мигрирующей клетке продуцирует белок, который секретируется в пространство между мигрирующими клетками и клетками, которые остаются в области средней линии верхнего слоя эпибласта. Секретируемый белок связывается с рецепторами на поверхности клеток в верхнем слое эмбриона и побуждает клетки эпибласта дифференцироваться в клетки нейронных предшественников.
Зрелый неокортекс разделен на четко определенные структурно и функционально различные «области», которые дифференцируются по их клеточной организации и структурам нейронной связи.
Научная электронная библиотека
§4. Многослойный мозг и упрощенное мышление –атрибуты опасного развития человечества
Мозг человека включает древнейшие, древние и более новые слои и содержит в себе всю историю возникновения и развития человека в поле естественного отбора. Сложность структуры и процесса деятельности мозга подтверждается его созданием в процессе естественного отбора путем закрепления и накопления положительных сдвигов, как результата случайных мутаций, не вызванных потребностями. При случайных мутациях организмы с негативными для них результатами элиминируются, тогда как положительные (на длину одного шага) мутации поддерживаются (рис. 4.1). Одновременно естественный отбор пропускает мутации, не носящие явно негативного характера. Это обеспечивает выживание широкого круга и положительных, и нейтральных признаков, но одновременно ведет к существованию в живой природе многочисленных «нецелесообразностей». Если приобретенный в результате случайной мутации признак позволяет живому организму выживать, – он сохраняется, несмотря на внешнюю нецелесообразность. Среди необычайного множества таких явных нецелесообразных признаков – огромное количество икры, пыльцы, сперматозоидов ряда животных и растений, странные и нелепые процессы спаривания некоторых животных (пауков, богомолов, ряда рыб), различные нефункциональные органы – например, выросты на головах животных (бородавки, рожки, и пр.), закручивающиеся клыки кабанов, два рога носорога, клюв китоглава, промежуточные формы ряда ракообразных, нелетающие птицы, и пр. Именно поэтому необычайно сложна структура мозга человека. Случайные мутации, закрепляемые как некоторые преимущества развития и служащие адаптации, без предварительного плана формирования такого важного органа будущего высшего создания природы, привели в итоге к необычайно сложной структуре мозга. Появлялись и поддерживались различные структуры мозга, которые затем сохранялись как не мешающие выживанию. Наличие в мозге совместно и иногда параллельно действующих структур – подтверждение такого естественного отбора.
Рис. 4.1. Схема действия естественного отбора
Эти особенности эволюции привели к созданию у человека сложно устроенного мозга с одновременно действующими древними и более новыми структурами. Унаследовав многие черты своих предков – животных, человек несет в себе множественность разнообразных, в том числе и противоречивых, качеств. Животное и социальное распределены в разных людях в самых разнообразных соотношениях, – от их равновесия и до преобладания того или другого. Животное в человеке – это практически все строение и все функции организма, вплоть до внешнего сходства с приматами. Но в человеке в разной степени сохранились и его дальние предки, в нем «живут» и более древние, – например, рептилии, и множество других переходных форм. Все многообразие свойств предков проявляется в человеке в его мышлении, действиях, и даже сходстве внешнего образа и поведения: иногда окружающие подчеркивают сходство то с ланью, то с медведем, то с гориллой, то со змеей, то с лисой, то с коровой, и т.д. Животное в человеке прочно закреплено в более древних структурах мозга предыдущей историей его формирования, животная часть мозга оказывает существенное влияние на его действия, она отвечает за определенный круг эмоций и деятельности. Известна гипотеза А. и Х. Дамазио о том, что чувства, ощущения лежат в основе работы мозга, о преобладающем влиянии чувств, а не мышления, на анализ информации и выводы сознания; тогда влияние животной части мышления представляется еще более мощным [8].
Отбор в длинном ряду поколений должен был давать естественные преимущества в выживании и размножении предкам людей, не только умным и сложенным крепче и лучше, но и по другим параметрам, более приспособленным к выживанию. Только множественностью направлений эволюции можно объяснить то, что выжили и существуют до сих пор племена, оставшиеся на самом примитивном уровне развития, не сделавшие шагов по пути физического и культурного совершенствования. Этим же можно объяснить и то, что многие органы и параметры человека, совершенствование которых должно было бы поощряться отбором, практически не улучшаются в процессе эволюции (такие, как, например, красота лица и тела, состояние здоровья зубов, подверженность многим болезням, и пр.). Поведение человека определяется объединением в нем биологического и социального начал (биологического и социального, телесного и духовного, чувственного и рационального), что ведет к двойственности структуры поведения. С одной стороны – человек является животным, что обычно им инстинктивно прикрывается. С другой стороны, человек – существо социальное, с высшим разумом и культурой, принципиально отличающееся этим от животных. Это объединение двух принципиально отличающихся основ, признаков, вызывает двойственность (бинарную множественность) поведения человека.
На эту двойственность влияет комплексная структура мозга, в котором представлены современные и более древние отделы. Исследователями выделяются новая кора (неокортекс), старая кора (архикортекс), мезокортекс, древняя кора (палеокортекс) и несколько других участков (очень важный из них – ретикулярная формация) [2, 15, 20 и др.]. Согласно одной из условных классификаций [20], наиболее древняя часть мозга – это мозг рептилий, затем – мозг высших млекопитающих (лимбическая система, названная так П. МакЛином в 1952 г. и расположенная выше самых древних отделов мозга, окружающая мозговой ствол), и самая крупная новая кора мозга – неокортекс. Неокортекс возник в течение достаточно короткого времени («взрывоподобный рост») [20]. Таким образом, одновременно в современном человеке «присутствуют», уживаются и влияют на его поведение и рептилии (К. Саган считает, что понятие «хладнокровный убийца» для человека удивительно точно соответствует определению рептилии – крокодила), и млекопитающие, и человек [20]. «Триединый» мозг (по выражению П. МакЛина) отличается тем, что каждая его часть имеет свои функции, свой разум, свое чувство времени и пространства (в действительности эти структуры взаимосвязаны и взаимодействуют, выстраивая в итоге некую комплексную картину восприятия мира). Рептильный комплекс, возникший несколько сот млн. лет назад, общая со всеми млекопитающими лимбическая система, появившаяся около 80 млн. лет назад, и новая кора, последняя в ходе эволюции, появившаяся десятки млн. лет назад, вместе определяют поведение человека. К. Саган приводит слова Сократа, который уподобляет душу человека колеснице, влекомой двумя лошадьми – белой и черной, которые тянут в противоположные стороны. Он продолжает, что колесница напоминает нейро-шасси МакЛина (так он назвал комбинацию спинного, заднего и среднего мозга), а две лошади – рептильный комплекс и лимбическую систему, которыми управляет возница – неокортекс, с трудом справляющийся с лошадьми и с … повозкой [20]. Это отмечал Ч. Дарвин: «Человек – со всеми его высокими способностями – тем не менее, носит в своем физическом строении неизгладимую печать своего низкого происхождения» [7].
Очевидно, у разных людей могут быть различны соотношения указанных выше функций древних и новых структур мозга и относительное преобладание тех или иных типов мышления и поведения. Исключительно большое количество разнообразных сочетаний типов мышления и поведения, на которое к тому же наложены темпераменты, характеры, воспитание, психические отклонения, приводит к невероятно разнообразному человечеству. Объективно сосуществование людей с самыми разными, позитивными и негативными нормами поведения. Если вспомнить, что целесообразность – это выработанная в результате естественного отбора приспособленность организмов к условиям существования и к выполнению определенных функций, то совершенно естественно утверждение о целесообразности и негативных явлений и предметов. Все отрицательные черты явлений и предметов – безобразное, низменное, ужасное, агрессивное («зло») – это отрицательные эстетические свойства мира.
Новая кора – это органическая часть триединого мозга, но все древние структуры не исчезли и продолжают контролировать деятельность. Эти части мозга были связаны с органами чувств и управляли органами тела до возникновения неокортекса, поэтому, естественно, они были учтены новой корой как более поздним образованием. Поэтому высказанная многими исследователями [2, 6, 15] мысль о том, что информация от органов чувств поступает не напрямую в неокортекс, а через более древние и глубоко расположенные структуры, вполне правомерна. Эти структуры «пропускают» через себя информацию от органов чувств и ответную информацию, являясь неким фильтром. Для понимания его роли можно обратиться к функциям, которые контролируются тремя частями мозга (табл. 4.1, по К. Сагану). Большое влияние на мышление и последующее поведение человека оказывает лимбическая система, ответственная за эмоции, и, видимо, несколько меньшее – более древние слои. Человеческое «Я» связано в первую очередь с эмоциональной оценкой предметов и явлений. Поэтому вполне вероятно, что человеческая индивидуальность, «Я», «Эго» кроется в деятельности древних «животных» структур мозга. Это был бы чрезвычайно интересный вывод, ведущий к глубоким последствиям. Учитывая изложенное выше, можно достаточно уверенно предположить, что решения по взаимодействию с другими людьми и с природой принимает «биологический» человек, и что в этих вопросах животное может преобладать над социальным. Такая схема мышления подтверждает гипотезу о наличии упрощенного восприятия действительности.
В то же время новая кора стремится управлять этими структурами. Но, видимо, множественность соотношений между тремя частями мозга у различных людей ведет и к множественности поведения – близкого к животному или социальному. Сложный мозг ведет и к сложному, зачастую нелогичному поведению человека. Части триединого мозга названы в соответствии с их определяющими функциями: неокортекс – это когнитивный (познавательный) мозг; лимбическая система – эмоциональный мозг; «рептильный» комплекс – «ритуальный» или «агрессивный» мозг. Для оценки влияния сложной структуры мозга на поведение человека наибольший интерес представляет степень влияния более древних структур на восприятие и поведение. Эти структуры занимают сравнительно небольшой объем мозга, но существенно влияют на его работу. Многочисленные функции мозга человека – это продукт его длительного развития – от простейшей диффузной нервной системы к ассоциативной коре.
Функции, контролируемые частями триединого мозга
Ритуальное и территориальное агрессивное поведение, установление социальной иерархии, послушание и бесстрашие
Генерирование сильных и ярких эмоций – веселье, страх, ярость, агрессивность, любовь, альтруизм; обоняние, вкус
Абстрактное мышление, разумное мышление, планирование действий и управление ими, сложные задачи восприятия, пространственное восприятие, обмен информацией между мозгом и телом
Влияние на более древние системы, стремление к управлению ими
Одновременное управление половым поведением
Нервная система обычного нормального человека склонна к построению четких, емких, связных, непротиворечивых, предсказательных моделей внешнего мира, к тому же обладающих притягательной силой. Эту систему называют изящной, красивой. По-видимому, именно поэтому процессу переработки информации в мозгу можно приписать свойство «калогенности» (от греческих слов «калос» – прекрасный + «генезис» – порождение), порождения прекрасного [22]. Но сложный, триединый мозг порождает и «негагенность» [27] (греч. «нег/ативус/» – отрицательный) как негативную часть бинарной множественности. Исторически, эволюционно сложившаяся система самовознаграждения, предполагающая получение тяжкой ценой «божественной искры Радости» (слова из оды Шиллера «К радости»), в результате разветвления получила негативную часть – мгновенное получение радости без каких-либо затрат, искусственное порождение прекрасного. Закрытые более новыми слоями древние участки мозга сохраняются, так как, очевидно, они не могли быть исключены в процессе эволюции: они контролировали важнейшие функции, обеспечивающие жизнь и выживание – двигательные, физиологические, равновесие, координацию движений, и др. Поэтому информация в кору больших полушарий поступает по нескольким каналам, и не одновременно. Если более древние структуры нервной системы не исчезают (или не полностью исчезают) по мере ее совершенствования, то можно считать, что в ходе эволюции происходило наслоение новых структур, и в мозгу человека сохранилось множество нервных систем его предков.
В восприятии, создающем константный экран внешнего зрительного поля, участвует множество структур. Можно определенно утверждать, что это справедливо в отношении эмоционального восприятия мира. Показанные ниже зрительные пути человека от зрительных нервов сетчатки глаз подходят вначале к древним структурам – ядрам верхних бугров четверохолмия среднего мозга (не минуя ретикулярной формации), к ядрам латерального коленчатого тела таламуса, к супрахиазмальным ядрам гипоталамуса и к ядрам глазодвигательных нервов. В конечном итоге, пройдя массу промежуточных структур, сигналы достигают париетальной (теменной) коры, где и создается «экран внешнего зрительного поля». Что, кроме известных «переключений» [2], происходит с сигналами в древних структурах? Можно полагать, что в них поступающая информация интерпретируется вначале с использованием критериев самых древних предков, затем, – менее древних, и так вплоть до человека. В этих отделах создаются целиком «животные» картины внешнего мира, существенно отличающиеся от конечного экрана внешнего зрительного поля в париетальной коре. Возможно, эти картины становятся видимыми, когда снимается руководящее действие коры больших полушарий, – в экстремальных обстоятельствах, если идет речь о жизни человека, либо в сновидениях. Если древние части мозга по-прежнему создают параллельные зрительные, звуковые и другие образы внешнего мира, причем более древние картины служат только для сопоставления с новыми, то, возможно, в экстремальных условиях они могут проявиться более определенно. Например, у впадающего в ярость человека существенно меняется зрительный образ врага, – поле зрения сужается, в нем виден только ненавистный враг, который должен быть повергнут. В сильном горе представляется «небо с овчинку», то есть зрительное поле сужается. Не включаются ли в этих экстремальных случаях «животные» зрительные образы с помощью сильных эмоций? (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Сложнейшее прохождение сигналов и создание образа
К тому же постоянно меняется число структур, относимых к лимбике. Есть древние части мозга, которые отвечают за вполне определенные системы организма животного (например, тот же гипофиз, контролирующий деятельность желез внутренней секреции). Все органы чувств были связаны с древними отделами мозга, например, с миндалиной. В то же время сейчас все они соединены и с участками новой коры, которая, в свою очередь, связана с древними структурами (рис. 4.3). Восприятие сенсорных модальностей (зрительных, звуковых, вкусовых, запаховых) зависит от того, в какой отдел мозга поступают однотипные сигналы – нервные импульсы. Древний отдел мозга предка человека воспринимал, например, зрительные образы внешнего мира. Предок эволюционировал, органы и их функции усложнялись вместе с мозгом, появлялись новые, более сложные структуры мозга. Сохранялись и старые структуры, соединяемые с более новыми. Рецепторы сенсорных систем частично изменялись, не наслаиваясь друг на друга (глаз, ухо), тогда как в мозгу сохранялись древние отделы. Зрительные сигналы идут по нервным волокнам зрительного тракта с переключениями в более древних структурах, – например, в верхних буграх четверохолмия среднего мозга, в таламусе, и т.д.
Сигналы идут к первичной (стриарной) зрительной коре, к вторичной зоне, проецируются к подушке таламуса, к лобной коре. Сигналы от всех сенсорных систем идут в такие древние отделы мозга, как миндалина; в мозжечке проецируются афферентные (центростремительные) пути от зрительных, слуховых и др. рецепторов. В древних отделах мозга формируются целиком «животные» образы, которые иногда, в экстремальных случаях, подавляют «человеческие» образы. В этих случаях поведение человека и его эмоциональное реагирование становится целиком животным, и чем более древние структуры мозга превалируют в формировании образов, тем более «древним» и «животным» становится реагирование.
В [2] отмечается, что первичный образ в древнейших структурах мозга создается без участия коры больших полушарий. При этом простейшие и полезные поведенческие системы формируются как последовательные экраны. «Дефинитивный (вполне развитой) вызванный потенциал в коре взрослого животного является сложным, физиологически гетерогенным образованием, состоящим из нескольких восходящих возбуждений, имеющих различный генез и разный филогенетический возраст» [2].
Рис. 4.3. Прохождение импульсов через участки мозга
и контроль древних структур
Высшая нервная деятельность коры головного мозга человека связана с мышлением, речью, способностью к логическому и абстрактному мышлению. Судя по ее наименованию, именно она должна определять всю деятельность человека. Но это было бы возможно только при идеальной эволюции мозга, когда в нем отсутствовали бы древние, полностью «животные», отделы (рис. 4.4).
Их мощное влияние подчеркивается, например, структурой ретикулярной формации, две афферентные системы которой проходят во все слои коры больших полушарий. Древние, ответственные за эмоции, структуры производят эмоциональную оценку информации с точки зрения ее полезности, нейтральности или негативности для организма. Возможно, что описанные выше особенности работы отделов мозга приводят к интересным
закономерностям деятельности сложного, многослойного мозга человека:
1. Отдельные древние части мозга не совсем одновременно получают те же сигналы сенсорных систем, что и новая кора. Импульсы в кору больших полушарий поступают по нескольким каналам и в разное время.
2. Осознаваемые и неосознаваемые ощущения (зрительные, звуковые, вкусовые, запаховые и др.) возникают одновременно не менее чем в двух структурах мозга, куда поступают сигналы от рецепторов.
3. Более древние структуры мозга фильтруют (анализируют) информацию и сообщают новой коре ее окраску, интегрирующую в себе субъективные, соматические и вегетативные компоненты.
4. Роль этой окраски, включения эмоций в мышление, очень велика. Окраска мыслей чувствами может играть и позитивную, и негативную роль.
5. Степень нейтральности информации и необходимость ее окраски оценивает, видимо, лимбическая система, а степень новизны – гиппокамп. Древняя кора сообщает наивысшим достижениям новой коры яркую эмоциональную окраску.
Рис. 4.4. Сложная реальная и идеализированная структура мозга
6. Возможны, очевидно, и противоречивые сообщения, поступающие одновременно от древних и новых структур мозга после поступления в них информации от рецепторов. Это может вызвать одновременное наличие двух решений мозга, не способного принять одно решение. Тогда человек может ощущать противоречивость и раздвоенность мышления, отсутствие четкого решения.
7. «Животные» структуры участвуют в оценке значимости «человеческой» информации. Сигналы поступают одновременно через ретикулярную формацию, таламус, гиппокамп, миндалину и гипоталамус к лобной коре.
Проблемы, которые связаны с филогенезом мозга, требуют глубокого изучения, хотя вряд ли будут решены с использованием современных, далеко не идеальных, методов исследований (исследование функции по отсутствию функции, то есть при исключенном разными способами из процесса деятельности участке мозга, и прочие упрощенные способы, ориентированные на упрощенное мышление и позволяющие получить дуальные ответы «да – нет»). Филогенез мозга определяет его чрезвычайно сложную работу:
1. Возможно, кортикогенез связан с ростом, прогрессом, дифференциацией структур старой и древней коры (это подтверждается, например, связью всех слоев новой коры с ретикулярной формацией). Структурная разница мозга человека и высших животных не велика [2, 15]. Новая кора не может считаться структурой, принципиально отличающей человека от остальных животных.
2. В разные отделы мозга поступают одни и те же импульсы от органов чувств, при этом импульсы идут и в древние отделы мозга, которые до появления новой коры успешно создавали необходимые для животного ощущения. По-прежнему ли эти структуры создают зрительные и другие образы, и если создают, то каковы эти образы, отличаются ли они от создаваемых новой корой?
3. Учитывая наличие параллельных, древних и новых, структур мозга, ответственных за одни и те же участки деятельности (зрение, слух, и пр.), не происходит ли отмирание старых структур? Или же все древние структуры настолько прочно и надежно закреплены, что это затрудняет переход к «социальному» человеку?
4. Не полностью выяснена функция «маленького» мозга – мозжечка, (называемого «копией» – «small replica» больших полушарий) и похожего по строению на большие полушария мозга (два полушария, соединенные «червем», извилины, снаружи – серое вещество, внутри – белое, почти то же множество каналов поступления информации, и пр.)? Не отражаются ли в этом маленьком параллельном мозгу картины мира?
5. Необычайно интересна роль ретикулярной формации (сетевидного образования центральной части продолговатого и среднего мозга), представляющего собой густую сеть нервных волокон с клеточными телами. Ее тесная связь с новой корой больших полушарий специфической и неспецифической афферентными системами, имеющими разные окончания в разных слоях коры, полностью подтверждает образование больших полушарий новой коры из более древних отделов мозга в результате их разрастания. Поэтому новая кора может только условно считаться принципиально новым образованием.
6. Действительно ли кора больших полушарий «подчиняет» себе деятельность старых и древних отделов мозга, или все они работают в тесном взаимодействии, одновременно оценивая информацию? Насколько велика и неизменна роль древних структур, не произойдет ли их медленное отмирание при предполагаемом переходе к «социальному» человеку?
7. Как взаимодействуют рецепторные и эффекторные центры, расположенные в самых разных структурах мозга, – например, в продолговатом мозгу, варолиевом мосту, в мозжечке, в гиппокампе, в миндалине, в гипоталамусе? 8. В течение длительного времени размер мозга не растет, хотя кора больших полушарий является функционально наиболее сложным отделом серого вещества, а ее самые новые слои, ответственные за наиболее сложные и, по-видимому, самые «человеческие» функции, расположены в тонком верхнем слое коры. Размеры ограничены черепной коробкой, которая не может расти вследствие невозможности рождения ребенка с более значительным объемом черепа [20]. В то же время пространство внутри черепной коробки занято многими древними и старыми структурами, функции которых
зачастую параллельны и дублируются в той или иной степени новой корой.
9. Как мышление, так и мозг, в определенной степени несовершенны. Насколько реально вмешательство в столь важный и в то же время не растущий и не эволюционирующий в благоприятном направлении орган?
Человек получил в наследство преобладающее множество отрицательных эмоций, что является древней, животной особенностью эмоциональной (тревожной, связанной с выживанием среди враждебной природы) сферы животных предков. Небольшое число положительных эмоций – это новая часть эмоциональной сферы, возникшая и продолжающаяся развиваться именно у Homo Sapiens. Например, три важных отрицательных эмоции вполне определенно связаны с древними («животными») структурами мозга – миндалиной и гиппокамп – септумом. Три пары паттернов реакций, связанных с тремя отрицательными эмоциями, однозначно подчеркивают упрощенное дуальное реагирование животных (рис. 4.5) [15]. Филогенез мозга оказывает основополагающее влияние на его деятельность.
Рис. 4.5. Три пары паттернов (образцов) реакций подчеркивают упрощенное дуальное реагирование животных и человека
Управление в живом организме позволяет привести его в заданное состояние, достичь определенных целей или нужных результатов. Функции организма реализуются через кибернетическую
и метаболическую системы. На метаболическую систему в общем случае возлагаются задачи доставки веществ из окружающей среды (топлива и субстратов, кислорода), производства энергии, обмена веществ, вывода продуктов обмена из организма; на кибернетическую (управляющую) систему – восприятие поступающей информации от сенсорных систем организма (зрение, слух, осязание и др.) и рецепторов внутренней среды – интероцепторов, обработка этой информации, принятие решений, формирование программ поведения, реализация этих программ через эффекторные системы организма – скелетно-мышечную, нервную, эндокринную, репродуктивную и др. Управление в живом организме основано на передаче различных информационных сигналов – например, от терморецепторов кожи сигналы в виде нервных импульсов передаются в управляющую часть системы, затем информация от центра терморегуляции поступает на гладкую мускулатуру кровеносных органов (эффектор) и в результате увеличивается или уменьшается приток тепла с кровью к соответствующему
органу (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Сложные пути передачи информации
Каналы передачи сигналов в организме образуют прямые и обратные связи. Прямая связь наблюдается при передаче сигнала от начала к концу системы и встречается чаще всего в организации защитных рефлексов простейших животных. В обратной связи наблюдается передача сигналов в обратном направлении – от выхода системы к ее входу. В системах живого организма можно выделить много обратных связей, в то же время в системах авторегуляции имеются многочисленные сложные и разветвленные системы прямых и обратных связей, работающих с взаимным согласованием.
Многообразие взаимоотношений организма со средой и, следовательно, управление им определяется главным образом необходимостью удовлетворения потребностей – первичных биологических, связанных с сохранением целостности в разных ситуациях, с продолжением вида, и др. Самосохранению и поддержанию жизни организма способствует поддержание гомеостаза – относительного постоянства переменных внутренней среды организма при внешних и внутренних возмущениях. В процессе жизни организма с помощью систем управления осуществляется адаптация к условиям обитания и приспособление к стрессам. Например, функциональная система питания поддерживает «в крови уровень питательных веществ, обеспечивающих оптимальное течение обменных процессов» с помощью обратных связей. Отклонения в уровне питательных веществ в крови и тканях возбуждают рецепторы, передающие эти сигналы в «пищевой центр» мозга, открытый И.П. Павловым и располагающийся в древней лимбике. Этот центр может передать команды на использование внутренних резервов питательных веществ (из депонированного состояния, или за счет ограничения снабжения других органов), или на потребление питательных веществ извне. Во втором случае поведенческий акт включает механизмы мотивации голода, формирует пищедобывательное поведение, питание, насыщение. Внешние пищевые раздражители также могут формировать процесс мотивационного возбуждения и аппарат акцептора результата действия, анализирующий свойства пищи на основе индивидуального и генетического опыта.
Вместе с тем этот аппарат недостаточно совершенен: возможны и ошибки мотивации, и разные уровни мотивации в зависимости от степени насыщения (известно, что животные могут переедать – то есть наедаться вплоть до потери подвижности). И животные, и люди в условиях дефицита питания стремятся накапливать питательные вещества в виде жиров в разных частях организма («стеатопигия» у ряда африканских племен).
В целом саморегуляторные механизмы можно представить в нижеследующем виде (рис. 4.7). Обратные афферентации от анализа результатов поведенческой деятельности позволяют сравнивать достигаемые результаты с необходимыми для нормальной деятельности организма, что позволяет регулировать дальнейшую деятельность (с некоторыми ошибками).
Рис. 4.7. Саморегуляторные механизмы
В процессах управления и, таким образом, получения чувства удовлетворения и соответствующих положительных эмоций, участвует в первую очередь лимбическая система. Как известно, в лимбической системе сосредоточены структуры мозга, участвующие в организации эмоционально-мотивационного, пищевого, полового, агрессивно-оборонительного поведения, смене фаз сна и бодрствования, инстинктов [2, 6].
Функциональной спецификой обладают, например, миндалина, гипоталамус и мезенцефальные структуры, образующие круг агрессивно-оборонительных, пищевых и сексуальных форм поведения. Но в связи с возникновением новых потребностей и ростом их сложности древняя лимбическая система, видимо, участвует и во множестве современных процессов управления (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Управление в мозгу человека
Вполне возможно, что новые потребности поддерживаются существующими «центрами» древних доминирующих биологических потребностей, так как в мозгу нет соответствующих структур, в которых можно было бы создать новые «центры» постоянно растущих потребностей. Поэтому все новые потребности закрепляются чаще всего как сексуальные, или пищевые, или агрессивно – оборонительные. Например, существенная часть трудовых и экономических потребностей удовлетворяется с целью прямого или опосредованного «завоевания» самки: здесь и создание выдающегося произведения, и овладение богатством, и достижение разнообразных рекордов, и пр. Характерны в этом смысле строки Н. Гумилева о том, что красоту «ни съесть, ни выпить, ни поцеловать…»: все эти действия направлены на удовлетворение двух-трех биологических потребностей (пищевых, питьевых, сексуальных), хотя речь в стихотворении идет об удовлетворении целиком человеческой потребности в красоте. Человечество независимо от наличия абстрактного (высшего) мышления накопило в своей памяти множество подтверждений описанного выше предположения о закреплении новых и новейших потребностей как псевдо – древних. Например, во многих языках для подтверждения привлекательности партнера говорится «сладкий мой» или «сладкая моя», «аппетитный мужчина», «пышка», «так бы и съел», а для двух партнеров имеется определение «сладкая парочка». Все это – целиком пищевые определения. Партнеры дают друг другу клички, заимствуя их из привлекательного животного и растительного мира («кошечка», «цыпочка», «зайчик», «птичка», «яблочко», «рыбка», и пр.). Многие последствия удовлетворения самых разнообразных новых потребностей оцениваются с участием пищевого центра как «горькая доля», «сыт по горло». Внутренняя реакция на негативные действия в процессе общения отличается агрессивностью («так бы и растоптал», «так бы и убил», «так бы и выцарапал глаза», и т.д.), хотя внешне это стараются не проявлять. Во множестве взаимодействий проявляется иерархия: «мой господин», «я – твоя раба», и т.д. При оценке произведений в разных видах творчества, если она призвана подчеркнуть их высокий уровень, обычно прибегают к терминам, заимствованным из биологии: «яркий», «красочный», «пиршество цвета», «душистый талант» (о С.А. Есенине (!), «мощный», «сильный», «буйство глаз и половодье чувств», «какая глыба, какой матерый человечище!», и т.д. Если множество новых потребностей закрепляется в древних «центрах», то становятся вполне понятны слова А.С. Пушкина о сладостном внимании женщин как почти единственной цели наших усилий. Не потому ли создатели технических объектов – автомобилей, судов, и пр. часто присваивают им женские имена, маскируя таким образом стремление к привлечению внимания?
Можно с большой степенью уверенности утверждать, что новые и новейшие потребности в большинстве закреплены в древних структурах мозга, в тех центрах (кругах) лимбической системы, которые поддерживают немедленное удовлетворение внутренних потребностей, связанных с устойчивостью физиологических
функций и обеспечением нормальной жизнедеятельности организма (рис. 4.9). Именно это и поощряет стремление к немедленному удовлетворению (в реальности или в мифе, сказке, трансе, в произведении искусства) новых и новейших потребностей, которые замаскированы под первоочередные, настоятельные. Человек при этом получает не только естественные эмоции, которые достигаются с затратами значительных усилий, но и псевдо – эмоции, в том числе генерируемые с помощью фальшивого самовознаграждения мозга. Именно таким образом древние структуры мозга определяют историю развития человека.
Рис. 4.9. Закрепление потребностей в древних структурах мозга
Человечество часто избирало неблагоприятные пути жизни и развития, опасные способы взаимодействия с остальной природой и между людьми. Разум, логическое мышление, как будто не участвовали в определении путей рационального взаимодействия с природой и между людьми, их место занимали яркие «животные» эмоции и упрощенное мышление, не способное к оценке будущих последствий. В основе такой истории человечества, видимо, лежат структура и свойства его мозга, в первую очередь восприятие им действительности и упрощенное мышление. Это упрощенное дуальное мышление, способствующее выживанию и обусловленное сложной многослойной структурой мозга, осложняет бытие человечества, оно представляет опасность для развития человека и мира.
Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих? Анатомия млекопитающих
Головной мозг — это один из органов, составляющих центральную нервную систему млекопитающих. Он служит основным регулятором работы организма. Для понимания его функционирования важно ответить на вопрос о том, каковы особенности строения головного мозга у млекопитающих. А также имеет смысл проследить этапы его эволюционного развития.
Общая характеристика головного мозга млекопитающих
Мозг млекопитающих состоит из тех же отделов, что и мозг остальных позвоночных. Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих в сравнении с другими позвоночными? Для млекопитающих характерен большой объем и сложнейшее устройство полушарий переднего мозга (прозэнцефалона). Нередко встречается ошибочное мнение о том, что кора головного мозга впервые появилась у млекопитающих. Это не так — впервые она появилась у пресмыкающихся, а вот интенсивно развиваться начала лишь у млекопитающих. У млекопитающих, обладающих высоким уровнем организации, кора образует множество борозд и извилин. За счет этого ее площадь значительно увеличена. Также существенное развитие получили средний мозг и мозжечок головного мозга. Это объясняется с тем, что для млекопитающих характерны высокая моторная активность, сложная система как рефлексов, так и органов чувств.
Эволюция головного мозга млекопитающих
Общее направление в эволюционном развитии мозга позвоночных — увеличение объема, особенно переднего мозга, и специализация высших мозговых центров, согласовывающих деятельность органов, сложного поведения и функционирование всего организма. Мозг млекопитающих крупный за счет увеличения коры, а именно складчатости его плаща. Появились структуры, обеспечивающие взаимосвязи коры и других отделов ЦНС. Для связи мозжечка и больших полушарий в заднем мозге возникает варолиев мост. Появившаяся новая кора берет на себя выполнение функций высших сенсорных систем. У высших млекопитающих большая часть коры — ассоциативные зоны, выполняющие интегративную функцию. У приматов очень развиты извилины коры полушарий мозга. В извилинах локализованы двигательные, ассоциативные, чувствительные центры, регулирующие высшую нервную деятельность. Для приматов характерно сложнейшее поведение. Homo sapiens, относящийся к отряду приматов, имеет развитые большие полушария, где расположены центры речи и второй сигнальной системы, связанной с сознанием и абстрактным мышлением.
Строение головного мозга
Продолговатый мозг
В полости черепа спинной мозг без особого морфологического изменения переходит в продолговатый мозг. В противоположность спинному мозгу он не имеет сегментированного и повторяемого строения. В продолговатом мозге серое вещество располагается в переключательных черепно-мозговых ядрах и в ретикулярной формации. Ретикулярной формацией (или сетчатым веществом) называется группа нервных клеток с отростками, расположенных по всей длине спинного, продолговатого и промежуточного мозга.
Варолиев мост
Содержит ядра черепно-мозговых нейронов, образованных из серого вещества. Проводящие пути варолиева моста соединяют продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями.
Функции варолиева моста:
Средний мозг
Включает две ножки и крышу и связывает задний и промежуточный мозг. На его крыше (пластинке четверохолмия) находятся:
Выполняет важную функцию регуляции тонуса мышц, сохранения пространственного положения тела и является центром ориентировочных рефлексов.
Передний мозг
Включает промежуточный мозг и конечный, состоящий из больших полушарий мозга.
Промежуточный — состоит из гипоталамуса, таламуса, метаталамуса и эпиталамуса. Передний мозг — это наиболее развитый отдел головного мозга у млекопитающих
Метаталамусом называют подкорковый центр слуха и зрения, а эпиталамусом — надбугорную часть промежуточного мозга.
В эпиталамус входит эпифиз (другое название — шишковидная железа), выполняющий эндокринные функции.
Таламус (зрительные бугры) — подкорковый центр различных видов чувствительности, кроме обоняния. В таламусе осуществляется первичная обработка информации об ощущениях, например, впервые осознается изменение температуры, зрительных, слуховых образов и т.д.
Гипоталамус образован скоплениями нейронов, имеющих следующие особенности:
Функции гипоталамуса следующие:
Мозжечок
Конечный мозг
Включает два полушария, занимает примерно 80% массы всего головного мозга, покрывая сверху другие отделы. Полушария являются самыми развитыми отделами мозга млекопитающих. Большие полушария головного мозга у млекопитающих разделяются щелью. В ее углублении находится мозолистое тело, соединяющее их.
В состав больших полушарий входит серое вещество, из которого образуются кора полушарий, подкорковые ядра, а также белое вещество, формирующее проводящие нервные пути.
Полушария делятся тремя бороздами, центральной, боковой и затылочно-теменной, на четыре доли: теменную, затылочную, лобную и височную.
Исходя из выполняемых функций, кора головного мозга разделена на три зоны:
Масса мозга
Уникальность строения мозга человека
Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих, мы в общих чертах выяснили. Чем же отличается от прочих мозг гоминоидов, к которым относится человек?
Исследователям всегда было интересно, с чем связано то, что мозг человека в ходе развития формирует новые возможности. Как выяснилось, он с точки зрения анатомии не имеет исключительно человеческих структур. Таким образом, новая функция возникает, но структуры, ответственной за нее, нет. Уникальность заключается в том, что человеческий мозг очень пластичен. Пластичность проявляется на двух уровнях. Первый уровень состоит в восприимчивости к новой информации и отсутствии предопределенности поведения. Второй — в пластичности нейронов головного мозга. Пример подобной пластичности — реабилитация после инсульта с восстановлением способностей.
При изучении форм черепов исследователями было обнаружена интересная закономерность: черепа взрослых людей схожи с черепами детенышей человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и гориллы. После этого наблюдения палеонтолог, биолог-эволюционист Стивен Гулд высказал предположение о том, что, возможно, причина заключается не в костях, а в том, что мозг человека даже в зрелом возрасте не утрачивает инфантильных характеристик. Таким образом сохраняется поведенческая гибкость, свойственная обезьянам юного возраста, которую они утрачивают, взрослея. Поэтому человек может обучаться новому в течение всей жизни. Ему многое интересно и он имеет больше социальных связей.
Какая часть мозга хорошо развита из за сложного поведения млекопитающих
Подробное решение Параграф стр. 186 по биологии для учащихся 8 класса, авторов Н.И. Сонин, В.Б. Захаров 2014
Сумчатые, Подкласс Однопроходные
Вопрос 1.Чем млекопитающие отличаются от представителей других классов позвоночных животных?
Отличительные черты млекопитающих от представителей других классов позвоночных:
• выкармливание детенышей молоком;
• наличие волосяного покрова;
• высокий уровень организации центральной нервной системы (развитая кора больших полушарий головного мозга), обеспечивающий сложное поведение и способность к обучению;
• развитое наружное ухо;
• 7 шейных позвонков;
• альвеолярные легкие с наибольшей (среди всех позвоночных) относительно тела поверхностью газообмена;
• расположение конечностей под туловищем (но не по бокам, как у рептилий).
Вопрос 2. Когда и от кого произошли млекопитающие? Охарактеризуйте значение ароморфозов, сопровождающих их появление.
Млекопитающие произошли от древних рептилий в самом начале мезозойской эры, т.е. раньше птиц, но развитие, приведшее к современному богатству форм этого класса позвоночных, относится к кайнозойской эре, после вымирания крупных рептилий.
Эволюция млекопитающих сопровождалась целым рядом крупнейших изменений в морфофизиологической организации, повышающих общий уровень организации – ароморфозов: 1) высоким развитием нервной системы, в особенности коры больших полушарий, обеспечившей приспособление к условиям существования путём изменения поведения; 2) дифференцировкой позвоночного столба на чётко выраженные отделы и перемещением конечностей с боков тела под туловище, что снижает нагрузку на мышцы в покое и при движении; это позволяет сократить энергетические затраты на поддержание тела в пространстве; 3) возникновением органов, обеспечивающих развитие зародыша в теле матери и выкармливание детёнышей молоком; 4) полным разделением кругов кровообращения и возникновением теплокровности; 5) появлением шёрстного покрова, позволяющего сохранять тепло; 6) возникновением бронхиального древа, обеспечивающего адресную доставку вдыхаемого воздуха к поверхности газообмена, и альвеолярных легких, повысивших интенсивность дыхания и, как следствие, общий уровень обменных процессов.
Вопрос 3. Предложите критерии разделения млекопитающих на подклассы.
Современные млекопитающие представлены двумя подклассами: Первозвери (Однопроходные) и Настоящие звери (Сумчатые и Плацентарные).
К плацентарным, или высшим зверям, относится большинство современных млекопитающих, которых подразделяют на многочисленные и разнообразные отряды, включающие 4,5 тыс. видов. Благодаря высокой организации коры мозга плацентарные смогли расселиться не только по всей суше земного шара, но и по всему Мировому океану, проникли даже в воздушную среду (летучие мыши), где выдерживают конкуренцию с птицами.
Вопрос 4. Каковы особенности строения кожи млекопитающих? Какие кожные железы есть у млекопитающих?
Кожный покров образован из двух слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы (собственно кожи). Эпидермис дает начало многим производным кожи: иглам, волосам, когтям, копытам, рогам, чешуе, различным железам. Под кожей расположен слой подкожной жировой клетчатки. Особенно сильно он разбит у водных зверей (китов, тюленей) и у видов, впадающих на зиму в спячку (суслики, сурки, барсуки и др.). Для них жир во время спячки служит основным энергетическим материалом и источником эндогенной (вырабатываемой внутри организма) воды.
Кожные железы у млекопитающих разнообразны по строению и функциям: потовые, сальные, пахучие, млечные. Потовые железы выделяют пот, состоящий из воды, мочевины и солей. Они являются органами выделения и терморегуляции. Сальные железы выделяют жирный секрет для смазки волос (защищает их от высыхания и намокания). Проток железы открывается в волосяную сумку. Секрет кожных пахучих желез, как и другие пахучие выделения, служит наиболее важным средством внутривидового общения — химической сигнализацией. Млечные железы представляют собой видоизменение простых трубчатых потовых желез. Расположение желез и сосков различно. Число последних стоит в прямой связи с плодовитостью вида. Наличие млечных желез — важнейшее приобретение зверей — позволяет выкармливать детенышей молоком, содержащим белки, жиры, сахара, витамины, минеральные соли и иногда защитные вещества.
Вопрос 5. Назовите особенности головного мозга млекопитающих.
Особенности строения головного мозга млекопитающих:
• разрастание коры больших полушарий;
• у большинства видов она не гладкая, а образует многочисленные борозды, увеличивающие ее поверхность;
• большой мозжечок, дифференцированный на несколько отделов, что связано с очень сложным характером двигательной активности зверей.
Вопрос 6. В чем состоит роль слепой кишки? У каких животных она наиболее развита?
Слепая кишка (заканчивающаяся у некоторых зверей червеобразным отростком) находится на границе тонкого и толстого кишечника. Слепая кишка выполняет роль «бродильного чана», в котором сбраживается растительная клетчатка: она развита тем сильнее, чем больше растительной клетчатки поглощает животное. Хорошо развита слепая кишка, например, у грызунов и зайцеобразных.
Вопрос 7. Что такое плацента? Как без нее обходятся яйцекладущие и сумчатые млекопитающие?
Плацента (лат. placenta, от греч. places — лепешка), иначе детское место — орган, осуществляющий связь между организмом матери и зародышем в период внутриутробного развития. Через плаценту зародыш получает кислород, а также питательные вещества из крови матери, выделяя в нее продукты распада и двуокись углерода. Плацента соединена с зародышем пуповиной.
Степень зрелости новорожденного детеныша особенно резко различается у представителей сумчатых и плацентарных млекопитающих. Так, у сумчатых детеныш покидает тело матери очень рано — как только заканчивается запас зародышевых питательных веществ, так как из-за отсутствия плаценты питаться за счет материнского организма не может. Он совершенно не приспособлен к самостоятельной жизни и длительное время доразвивается и выкармливается молоком в сумке матери.
У представителей плацентарных детеныш в материнском организме развивается более продолжительный период, получая питание от матери через плаценту. Детеныш в этом случае рождается уже более приспособленным к самостоятельной жизни.
Но и среди плацентарных млекопитающих наблюдаются значительные различия в степени зрелости новорожденных. Например, у кроликов детеныш рождается без шерсти и слепым, а зайчихи рождают детенышей, покрытых шерстью и зрячих. В данном примере различия в приспособленности детенышей объясняются степенью заботы о потомстве родителей.
Вопрос 8. Составьте таблицу «Сравнительная характеристика млекопитающих и рептилий» (работа в малых группах).
Сравнительная характеристика млекопитающих и рептилий
Вопрос 9. Преодолению каких физических факторов окружающей среды способствует теплокровность?
Теплокровные животные имеют постоянную устойчивую температуру тела, которая не зависит от температуры окружающей среды. У холоднокровных животных температура тела изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Теплокровными животными являются млекопитающие и птицы. Все остальные позвоночные (земноводные, пресмыкающиеся, рыбы) и все беспозвоночные являются холоднокровными. Теплокровность считается более выгодным свойством организма с точки зрения эволюции, так как позволяет существовать в самых различных климатических условиях и сохранять активность и в холодное, и в жаркое время года. Обеспечивается теплокровность механизмами терморегуляции.
Поддержание высокой температуры тела обеспечивается за счет того, что на холоде процессы теплопродукции в организме преобладают над процессами теплоотдачи. Но поддержание температуры за счет возрастания теплопродукции требует большого расхода энергии, поэтому животные в холодный период года нуждаются в большом количестве пищи или тратят много жировых запасов, которые они накопили летом. Поэтому, например, птицам, остающимся зимовать, страшны не столько морозы, сколько бескормица. И именно из-за недостатка еды, а не из-за холода впадают в спячку зимой некоторые теплокровные, например, медведи.
Вопрос 10. Обсудите в классе чем отличаются друг от друга первозвери, сумчатые и плацентарные млекопитающие. В чем их сходство? Результаты обсуждения занесите в таблицу.
К сумчатым, или низшим зверям, относятся опоссумы, кенгуру, сумчатый (тасманийский) волк, сумчатая куница – бандикут, коала, сумчатая летяга, сумчатый крот и др.
Сумчатые обладают рядом своеобразных черт.
1. Плацента у них, за редким исключением, отсутствует, и детёныши рождаются недоразвитыми и очень мелкими. Сумка, в которой развивается довольно длительное время родившийся детёныш, расположена на брюшной стороне тела. Вначале детёныши не могут сосать, и молоко впрыскивается им в рот благодаря сокращениям особой мышцы.
2. Мозг очень примитивен.
3. Температура тела хотя и выше, чем у однопроходных, но ниже, чем у плацентарных, и непостоянна.
Распространены сумчатые в Австралии, на соседних с ней островах, в Южной и Центральной Америке. Один из видов опоссумов широко распространён в Северной Америке.
К однопроходным (первозверям) относятся только утконос, ехидна и близкая к ней проехидна. Первозвери характеризуются очень примитивными чертами.
1. Размножаются посредством откладывания некрупных (около 20 мм в диаметре у утконоса), богатых питательным желтком яиц.
2. Кишечник и мочеполовой синус открываются наружу не самостоятельными отверстиями, а впадают в клоаку.
3. Соски отсутствуют, и млечные железы открываются многочисленными отверстиями на брюшной стороне тела на особом железистом поле, с которого молоко детёныши слизывают.
4. Плечевой пояс сходен с плечевым поясом пресмыкающихся.
5. Температура тела непостоянная и колеблется от 26 до 34 °С.
6. Только у ехидны имеется выводковая сумка – складка кожи на брюхе, в которую открываются млечные железы и которая образуется только на время размножения.
7. Мягкие губы отсутствуют, и челюсти покрыты роговым клювом.
Однопроходные распространены только в Австралии, на Тасмании и Новой Гвинее.