Підручники з Біології / Біологія 11 клас / Соболь В.І. Біологія 11 клас. 2019

нених коренів-гаусторіїв і висмоктують поживні речовини. За походженням цих видозмін розрізняють такі групи, як кореневі (вовчок, петрів хрест) і стеблові (повитиця, омела) паразити. Ендопаразити переважно або повністю ростуть в організмі рослини-хазяїна, а залишають тіло господаря лише для здійснення розмноження (наприклад, рафлезії) (іл. 36).

Тварини-паразити мають найрізноманітніші адаптації, які полегшують існування в специфічних умовах гостального середовища. «Ніде у тваринному світі не

проявляються з такою силою пристосувальні реакції організмів, як у паразитів», – так писав один з відомих паразитологів В. О. Догель (1882–1955). Серед

морфологічних адаптацій тварин виокремлюють: розвиток органів прикріплення (присоски у сисунів, гачки у стьожаків, кігтики у вошей), зменшення розмірів тіла для внутрішньоклітинного або тканинного паразитування (лейшманії, споровики), антиферментні покриви (наприклад, тегумент у плоских червів, кутикула аскариди), втрату органів або навіть систем органів (втрата травної й нервової систем у стьожаків). Прикладами фізіологічних адаптацій є

анаеробне дихання у гельмінтів, антизсідальні властивості слини п’явок. Особливе значення для тварин-паразитів мають репродуктивні адаптації, якими є

гермафродитизм, розвинута статева система й підвищена плодючість, наявність основного й одного або декількох проміжних хазяїв, партеногенез на стадії личинок та ін.

Отже, загальні адаптації паразитів спрямовані на отримання поживних речовин, перебування в організмі хазяїна та його зараження, пригнічення захисних можливостей, тимчасове перебування в зовнішньому середовищі тощо.

Якими є впливи паразитів на організм хазяїна?

Серед найзагальніших ознак паразитизму виокремлюють зв’язок з організмом хазяїна, залежність від його поживних речовин та певний ступінь небезпеки для хазяїна (патогенність). У чому полягає сутність впливу паразитів?

Механічні впливи виявляються у пошкодженні клітин, тканин й органів під час прикріплення, живлення, розвитку або міграцій паразита. Ці впливи призводять до порушення структури та функцій органів. Так, печінковий сисун може спричиняти закупорення кишечнику або жовчних шляхів, личинки аскариди, проникаючи в кров, руйнують стінки кишечнику, трутовик спричиняє трухлявіння дерев. Токсичний вплив здійснюють отруйні речовини (токсини) паразитів, що є продуктами їхньої життєдіяльності. Наприклад, токсини малярійного плазмодія, потрапляючи з еритроцитів у кров, провокують напади малярії. Трофічний вплив пов’язаний з використанням паразитами поживних речовин цитоплазми, рідин внутрішнього середовища, перетравленої їжі травного каналу, що веде до виснаження організму хазяїна. Алергічний вплив виявляється через виділення паразитами речовин-алергенів, що супроводжується алергічними реакціями. Сприяючий вплив паразити чинять на хвороботворні віруси та мікроорганізми, які за їхньою допомогою поширюються організмом або потрапляють в організм.

§ 17. Адаптації паразитів та їх хазяїв

61

Отже, вплив хазяїна на паразита відбувається на всіх рівнях організації й спрямований на запобігання зараженню, зменшення шкідливого впливу паразита або його знищення.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з ілюстрацією

Перед вами на ілюстрації рослина, латинська назва якої Melampyrum nemorosum. Для цього виду рослин існує багато народних назв: брат-і-сестра, дідики-й-бабки, день-і-ніч, іван-та-марія, яким-та-ганна. В основу цих назв покладено контраст у суцвітті фіолетових квіток із жовто-гарячими. Визначте українську наукову назву, систематичну належність, форми паразитизму та адаптації до способу життя.

Біологія + Медицина. Паразити в медицині

Кордицепс китайський (Ophiocordyceps sinensis) живе в Тибеті й Гімалаях і паразитує в гусеницях метеликів. Зрілий гриб подібний до гілочки, що виростає з тіла муміфікованої ним гусені. Цей гриб здавна застосовують у тибетській меди-

цині. Він цінується втричі дорожче за золото. Це найдорожчий паразит у світі. А які адаптації цього гриба-паразитоїда до паразитичного способу життя? Чим зумовлений цілющий ефект кордицепсу?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Психологія. Маніпуляція серед організмів

Маніпуляція в психології – це приховане управління поведінкою людини. Паразитичні бактерії з роду Вольбахія, якими інфіковано близько 20 % усіх видів комах, павуків, кліщів, нематод та інших безхребетних, також «навчилися» регулювати життєві функції й поведінку своїх хазяїв. Через те їх називають мікро-

бами-маніпуляторами. Які типи маніпуляцій може здійснювати вольбахія з хазяями? Як організми-хазяї відповідають на дію цих бактерій?

РЕЗУЛЬТАТ

§ 17. Адаптації паразитів та їх хазяїв

63

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

64

Усе життя… має потребу в ритмі й гармонії.

Платон

§ 18. АДАПТИВНІ БІОЛОГІЧНІ РИТМИ

Основні поняття й ключові терміни: АДАПТИВНІ БІОЛОГІЧНІ РИТМИ. ФОТОПЕРІОДИЗМ. Біологічний годинник.

Пригадайте! Що таке біологічні ритми?

Поміркуйте!

У 1729 р. французький фізик й астроном Жан­ Жак Дорту де Меран (1678–1771) зацікавився властивістю мімози соромливої (Mimosa pudica) розкривати свої листки вранці й закривати їх уночі. Він провів експеримент, в якому рослину утримували цілодобово в темряві, але все одно вона продовжувала раз на добу закривати й розкривати листки, незважаючи на відсутність світла. Що ж було причиною таких періодичних змін?

ЗМІСТ

Які причини адаптивних біологічних ритмів?

За функціональним значенням біологічні ритми поділяють на адаптивні (екологічні) та функціональні (фізіологічні).

АДАПТИВНІ БІОЛОГІЧНІ РИТМИ – це регулярні зміни життєдіяльності біологічних систем, що збігаються за періодом із зовнішніми геофізичними циклами. Адаптивні біоритми виникли як адаптації живого до регулярних змін основних екологічних чинників і збігаються за тривалістю з ритмами зовнішнього середовища. Це і є їхньою загальною відмінністю від функціональних ритмів, що підтримують регулярний перебіг процесів життєдіяльності, сталість параметрів внутрішнього середовища. Їхні періоди становлять від часток секунди до декількох хвилин. Адаптивні біоритми властиві для усіх біосистем й відбуваються на усіх рівнях життя. Так, на молекулярному рівні добова періодичність характерна для репарації й реплікації ДНК, на клітинному рівні – для поділу епітеліальних стовбурових клітин, на популяційно-видовому рівні сезонна або річна періодичність властива «хвилям життя» та ін.

Адаптивні біологічні ритми пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, Землі навколо своєї осі й Місяця навколо Землі. Під впливом цього обертання багато екологічних чинників, особливо світловий режим, температура, тиск й вологість повітря, океанічні припливи й відпливи, закономірно змінюються. На екологічну ритмічність живої природи впливають і космічні ритми (періодичні зміни сонячної активності) та електромагнітні поля. Крім циклічності абіотичних чинників для ритміки біосистем суттєве значення мають і періодичні зміни біотичних чинників (наприклад, добова активність у системі «хижак – жертва»).

Чинники, що визначають ритмічність процесів живого, називають синхронізаторами («датчиками часу»). Біоритми, що формуються під дією зовнішніх синхронізаторів (світло, температура, атмосферний тиск, їжа, а для людини – ще й різні соціальні чинники), називаються зовнішніми (екзогенними). Ритми, що

виникають всередині біосистеми під дією внутрішніх синхронізаторів і відносно не залежать від зовнішніх чинників, називаються внутрішніми (ендогенними). Роль центрального водія ритму в плазунів й птахів виконує епіфіз, у ссавців – супрахіазматичні ядра гіпоталамусу.

Отже, будь-який адаптивний біологічний ритм має внутрішню спадкову програму і генетичну регуляцію, на які впливає складний комплекс зовнішніх та внутрішніх чинників-синхронізаторів.

Які типи й значення адаптивних біоритмів?

Адаптивні ритми класифікують за різними критеріями: за родом процесів, що породжують ритми, власними характеристиками (наприклад, періодом), функціональним значенням, рівнями організації життя.

За тривалістю періоду ритмічних змін адаптивні біоритми поділяють на добові, місячні, припливно-відпливні, сезонні (річні) та багаторічні.

Добові біоритми виникають унаслідок обертання Землі навколо своєї осі й характеризуються періодом 24 ± 4 год. Так, добову періодичність мають процеси мітозу, світлової й темнової фаз фотосинтезу, періодичні рухи листків або квіток, періоди спокою – бадьорості у тварин, кровообігу або секреції гормонів у людини.

Припливно­відпливні біоритми синхронізовано обертанням Землі відносно Місяця. Упродовж місячної доби (24 год 50 хв) відбуваються по два припливи і два відпливи, що спонукає організми пристосовуватися до таких періодичних змін умов існування.

Найбільш чітко вони виражені в мешканців приплив- но-відпливної зони. Під час припливу риба атеріна відкладає ікру, а під час відпливу закривають свої черепашки молюски, ховаються у ґрунт кільчасті черви, змінює забарвлення ваблячий краб тощо (іл. 38).

Сезонні (річні) біоритми пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця;

їх період – 1 рік ± 2 місяці. З певними сезонами в організмів пов’язані періоди розмноження, розвитку, стану зимового спокою, у тварин – це також періоди линяння, міграцій, сплячки тощо, у листопадних рослин – періоди листопаду.

Багаторічні біоритми пов’язані зі зміною сонячної активності протягом кількох років (наприклад, масові розмноження перелітної сарани та деяких інших тварин). Звичайно періоди сонячної активності настають приблизно кожні 11 років.

§ 18. Адаптивні біологічні ритми

65

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

Завдяки адаптивним біоритмам найважливіші функціональні прояви життя біосистем різного рівня організації збігаються з найбільш сприятливими періодами довкілля. Так, нічний спосіб життя дає змогу видам пустельних тварин уникати негативного впливу денної спеки й зберігати воду в організмі. Види організмів, які в процесі еволюції виробили різні форми добової активності, змогли повніше освоїти природні місця існування і позбутися конкуренції за ресурси. Наприклад, яструби і сови можуть полювати на тому самому полі на один і той самий вид гризунів, не вступаючи в конфлікт.

Отже, різні типи біологічних ритмів є важливою пристосувальною ознакою організмів до змін у навколишньому середовищі.

У чому полягає адаптивне значення фотоперіодизму?

ФОТОПЕРІОДИЗМ – реакція організмів на співвідношення тривалості дня і ночі, що проявляється в періодичній зміні процесів життєдіяльності. Тривалість світлового дня є найстабільнішим з екологічних чинників, оскільки завжди однакова в певному місці в даний час, тоді як інші чинники змінюються в значних межах.

Фотоперіодизм як сукупність спадкових реакцій організмів проявляється лише за певного поєднання тривалості світлового дня з іншими екологічними чинниками, передусім з температурою (термоперіо-

дизм). Фотоперіодичні реакції регулюються у живих організмів нервовою системою, гормонами (статеві гормони, мелатонін, тропні гормони), фітогормонами, рослинними фіторецепторами (фітохроми, кріптохроми, фототропіни). Фотоперіодизм тісно пов’язаний з явищем біологічного годинника. Біологічний годинник – здатність організмів реагувати на плин часу. Основою цієї здатності є чітка періодичність фізичних і хімічних процесів у клітинах. І що особливо цікаво, ця періодичність не залежить від температури довкілля (іл. 39).

Фотоперіодизм властивий для всіх систематичних груп, але не для всіх видів організмів. Світло не має провідного сигнального значення для екваторіальних видів, рослин-ефемерів, ендопаразитів, мешканців глибин морів, печер та ін.

Адаптивне значення фотоперіодизму полягає в світловій регуляції біологічних ритмів і можливості заздалегідь пристосовуватися до періодичних змін умов існування. Завдяки фотоперіодизму відбуваються: настання цвітіння,

перехід до зимового спокою, листопад, ростові процеси, настання шлюбного періоду, перехід до сплячки, міграції, добова активність, линяння (іл. 40).

Отже, в еволюції більшості організмів основне сигнальне значення для ритмічних змін життєдіяльності закріпилося за фотоперіодичною регуляцією.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота на зіставлення. Різноманітність адаптивних ритмів

Зіставте типи адаптивних біоритмів з наведеними проявами життєдіяльності. Визначте належність цих проявів до певного типу адаптивних біоритмів.

6Популяційні хвилі миші польової

7Зимова сплячка бурого ведмедя

8Закривання квіток латаття на ніч

9Відкладання ікри атеріною

10Зміна забарвлення ваблячого краба

Біологія + Селенологія. Місяць і біологічні ритми

Місяць – єдиний природний супутник планети Земля, другий за яскравістю об’єкт на земному небосхилі після Сонця і п’ятий за величиною супутник планет Сонячної системи. Що вивчає селенологія? Які геофізичні сили Місяця є синхронізаторами багатьох біоритмів живої природи?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Спелеологія. Регуляція ритмів у людини

самостійно пристосовується до 24або 48-годинного циклу. Розгляньте схему та поясніть механізм регуляції таких ритмів у людини.

§ 18. Адаптивні біологічні ритми

67

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

Тема 6. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЗДОРОВОГО СПОСОБУ ЖИТТЯ

Життя не в тому, щоб жити, а в тому, щоб бути здоровим.

Марціал

§ 19. НАУКИ, ЩО ВИВЧАЮТЬ ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ

Основні поняття й ключові терміни: ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ.

Пригадайте! У чому сутність біосоціальної природи людини?

Поміркуйте!

Людство здавна усвідомило ціну здоров’я. Багато висловлювань дійшло до нас від давньогрецьких лікарів і філософів, в яких стверджується верховенство здоров’я над усіма іншими цінностями життя. Наприклад: «Коли немає здоров’я – мудрість мовчить і не до мистецтва, сила спить, багатство марне і розум безсилий» (Герофіл), «Перша сходинка до щастя – здоров’я» (Сократ), «Найбільший скарб кожної людини – це її здоров’я» (Гіппократ). Що таке здоров’я?

ЗМІСТ

Яким є сучасне розуміння здоров’я людини?

У сучасному розумінні сутності здоров’я домінуючим є холістичний (від грец. холос – цілий, цілісний) підхід. За цим підходом здоров’я розглядається не лише як відсутність захворювань, а як стан загального благополуччя, що інте-

§ 19. Науки, що вивчають здоров’я людини

69

Тема 6. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЗДОРОВОГО СПОСОБУ ЖИТТЯ

70

вості життєвих функцій людини. Основними компонентами фізичного здоров’я є структурно-функціональна упорядкованість, біологічна адаптованість і стан імунної системи.

Психічне здоров’я – це стан благополуччя, що визначається впорядкованістю поведінки організму людини та психічною адаптованістю до середовища існування. Психічно здорова людина може реалізувати свій власний потенціал, впоратися із життєвими стресами, продуктивно працювати й брати активну участь у житті своєї спільноти. Основними компонентами психічного здоров’я є інтелектуальне, емоційне й духовне благополуччя. Біологічними основами психічного здоров’я є особливості будови й функціонування регуляторних систем (нервової, ендокринної та імунної) та аналізаторів, певний тип вищої нервової діяльності, функціональна спеціалізація півкуль, психофізіологічні процеси кори й підкірки (насамперед абстрактне мислення й свідомість).

Соціальне здоров’я – стан благополуччя, що визначає ефективність взаємодії людини із соціальним середовищем. Це ставлення до норм i правил, прийнятих у суспільстві, соціальні зв’язки з людьми, прагнення до підвищення свого соціального статусу, що формуються під впливом батьків, друзів, однокласників тощо. Компонентами соціального здоров’я є моральність людини (визначає її поведінку в суспільстві) та соціальна адаптованість (активне й пасивне пристосування індивіда до соціальних умов). Біологічними основами соціального здоров’я є набуті форми поведінки й форми научіння, соціальні потреби, вищі емоції, особливості характеру, що формувалися в процесі еволюції й проявляються в житті людини завдяки праці, мові й суспільному способу життя.

Отже, ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ – це стан фізичного, психічного та соціального благополуччя, що зумовлює здатність організму людини адаптуватись до мінливих умов середовища.

Чому здоров’я людини вивчають різні науки?

Здоров’я людини є складним явищем, його можна розглядати як філософську, соціальну, економічну, біологічну, медичну категорію, як об’єкт споживання та залучення фінансів. Така багатоаспектність стану здоров’я потребує дослідження з погляду різних теоретичних й прикладних наукових галузей.

Для розуміння фізичного здоров’я, що відображає функціональний стан організму людини, велике значення мають передусім знання природничих наук: біології (анатомії, фізіології, біохімії, біофізики, генетики, молекулярної біології, антропології, ембріології, імунології), фізики, хімії, географії, астрономії. Лікування й профілактика захворювань неможливі без медичних (ендокринологія, кардіологія, стоматологія) і фармацевтичних (фармакологія, токсикологія, фармакогнозія) наук.

Для зміцнення й збереження психічного здоров’я необхідні знання психологічних наук (нейропсихологія, психіатрія, психоекологія, психогенетика), біологічних (нейрофізіологія, етологія), медичних (ендокринологія) та філософських (логіка, релігієзнавство, естетика, етика) наук.

Для вивчення компонентів соціального здоров’я необхідні знання соціологічних (соціологія, соціальна психологія) та історичних (етнологія, археологія) наук. Окрім наукових знань про соціальні явища для розв’язування соціальних