- В проявлении санитарной функции почв выделяют 3 аспекта
- Закономерности интегративной деятельности мозга механизмы памяти.
- Второй уровень— нейрональный ансамбль (модуль)
- Третий уровень — нервный центр. Нервным центром
- Четвертый уровень — высший, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему
- I. Первая особенность связана с характером распространения возбуждения в ЦНС, а именно, с существование двух процессов: дивергенции (разведение) и конвергенции (сведение).
- Дивергенция.
- II. Вторая особенность - существование реципрокных взаимоотношений
- III. Третья особенность - наличие иррадиации возбуждения
- IY. Четвертая особенность связана с наличием доминантных очагов возбуждения в нервной системе
- Y. Пятая особенность - существование обратной связи
- Под памятью понимают свойство живых систем, в частности, ЦНС, воспринимать, фиксировать, хранить и воспроизводить следы ранее действующих раздражителей
- Таким образом, выделяют три формы памяти: генетическую (биологическую), иммунологическую и нервную. Генетическая память
- Второй формой памяти
- Все чужеродные вещества, вторгшиеся в организм, независимо от их разновидности принято называть антигенами. Иммунные белки, способные разрушать чужеродные тела, получили название антител.
- Третьей формой памяти является нервная память
- Временная организация памяти
теоретическая часть 49-55. Глобальные экологические функции почвы и ее роль в биосферных процессах. Экологические функции почв
 Скачать 163.5 Kb.
|
|
1 2
Экологические функции почв – способность почв обеспечивать экологическую устойчивость биосферы в целом и отдельных ландшафтов в частности. Соответственно, Э.ф.п. можно разделить на общебиосферные, или глобальные (на планетарном уровне)и биоценотические (на уровне биоценозов). Авторы учения об экологических функциях почв Добровольский и Никитин. В 1987 году они выпустили книгу «Экологические функции почвы». Однако идеи, использованные в этой книге, начали возникать еще давно, со времен Докучаева. Дело в том, что почвоведение наука в принципе экологическая, так как факторы почвообразования – это экологические факторы. Биоценотические функции почв: 1) Почва является опорой, жилищем, убежищем и местом хранения зачатков жизни (спор, цист, семян). Опорная функция: разные почвы имеют разный механический состав. Он важен для древесных растений и крупных млекопитающих. Жилище: почва является средой обитания для многих видов микроорганизмов Депо зачатков жизни: очень важная функция, так как благодаря ней сохраняется биоценоз: даже семена некоторых растений могут сохраняться десятки лет, а споры бактерий (сибирская язва) еще дольше. 2) Источник и депо элементов питания, влаги и энергии. В почве минеральные элементы законсервированы в форме первичных и вторичных минералов. Благодаря веществам (кислоты), выделяемым живыми организмами, они на протяжении тысяч лет извлекаются из почвы, а затем возвращаются в виде опада и отмерших организмов. Таким образом, возникает круговорот. Также в почве имеются поры, в которых запасается влага в капиллярной форме. В гумусе аккумулируется энергия, поскольку углерод выводится из круговорота и накапливается. 3) Сорбция тонкодисперсных веществ и микроорганизмов Растения потребляют минеральные элементы только в ионной форме. Эти ионы сорбируются на поверхности почвенно-поглощающего комплекса. Также за счет сорбции на почвенных частицах микроорганизмы находят себе разнообразные экологические ниши. 4) Хранение и передача информации. Передача: ферменты, гормоны, ингибиторы, антибиотики и пр. Хранение: в почве содержаться следы былых ценозов (например гумус, ил) 5) Аккумуляция и трансформация вещества и энергии Трансформация: осуществляется микроорганизмами, очень важна для круговоротов элементов. Побочная сторона – санитарная функция (детоксикация веществ, для патогенов почва не является благоприятной средой). В проявлении санитарной функции почв выделяют 3 аспекта: 1 аспект связан с участием почвенных организмов в диструкции (разложении) поступающих на поверхность почвы остатков. 2 аспект связан с антисептическими свойствами (патогенные микроорганизмы долго в почве не выживают). 3 аспект заключается в разрушении почвенными микробами продуктов обмена живых организмов. Общебиосферные функции:
Эта глобальная функция почвы характеризуется понятием плодородия. Плодородие – способность производить урожай Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие "плодородие почв".
Атмосферная функция почвы осуществляется вследствие ее высокой пористости (40-60%) и плотной заселенности организмами, благодаря чему идет постоянный газообмен между почвой и атмосферой. Почва постоянно поставляет в атмосферу различные газы, в том числе и "парниковые" - СО2, СН4, а также множество так называемых "микрогазов". Одновременно почва поглощает кислород из атмосферы. Таким образом, в системе "почва - атмосфера" именно почва является генератором одних газов и "стоком" для других. В сухопутной ветви глобального круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические вещества, определяя тем самым гидрохимическую обстановку в водах и прибрежной части океана.
Роль почвы как среды обитания для растений и животных проявляется прежде всего в том, что именно с ней связаны существование большинства видов живых организмов и образование основной массы живого вещества планеты. Доказано (М.С.Гиляров, Д.А.Криволуцкий и др.), что без почвы оказалось бы невозможным то разнообразие наземных форм жизни, которое имеет место в настоящее время. Однако антропогенные воздействия на биосферу, приводящие к негативным изменениям в почвенной оболочке, ослабляют ее роль как благоприятной среды обитания для многих групп организмов, что с неизбежностью приводит к снижению биоразнообразия. Кроме того, почва является промежуточной средой обитания между гидросферой и атмосферой. Это сыграло роль при выходе растений на сушу: до выхода растений и животных на сушу они концентрировались в прибрежных илах.
Деятельность организма осуществляется благодаря интегрирующей роли центральных и периферических отделов нервной системы. Интеграция – это объединение действий в единое целое. Интегративная деятельность НС, обеспечивающая реализацию функций и потребностей организма связана с со спецификой организации распространения возбуждения в ЦНС и характером взаимодействия процессов возбуждения и торможения. Интегрирующая роль центральной нервной системы (ЦНС) — это соподчинение и объединение тканей и органов в систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата. Такое объединение становится возможным благодаря участию ЦНС в управлении опорно-двигательным аппаратом с помощью соматической нервной системы, благодаря регуляции функций всех тканей и внутренних органов с помощью вегетативной нервной и эндокринной систем, благодаря наличию обширнейших афферентных связей ЦНС со всеми соматическими и вегетативными эффекторами. Целесообразно выделить четыре уровня интегративной деятельности мозга. Каждый из четырех уровней интеграции ЦНС вносит свой вклад в обеспечение интегратииных процессов. Первый уровень— нейрон. Благодаря множеству возбуждающих и тормозящих синапсов на нейроне он превратился в ходе эволюции в решающее устройство. Взаимодействие возбуждающих и тормозящих входов, взаимодействие субсинаптических нейрохимических процессов в протоплазме в конечном итоге определяют возникнет та или иная последовательность ПД на выходе нейрона или нет, т. е. будет дана команда другому нейрону, рабочему органу или нет. Второй уровень— нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, отсутствующими у отдельных нейронов, позволяющими ему включаться в более сложные разновидности реакций ЦНС . Третий уровень — нервный центр. Нервным центром называют совокупность нейронов, необходимых для осуществления определенного рефлекса или регуляции той или иной функции. Подобное понимание НЦ, как узко ограниченного участка НС несколько условно. В каждом отдельном рефлекторном акте целостного организма принимают участие не только отдельные группы нейронов, расположенные в определенных участках ЦНС, но и многие другие рассеянные по другим отделам ЦНС. С физиологической точки зрения НЦ, регулирующий ту или иную функцию - это сложное сочетание «ансамбль» нейронов, участвующий в регуляции функций и рефлекторной реакции. При этом роль разных нейронов в НЦ неодинакова: участие одних необходимо, другие могут быть заменены. Благодаря наличию множественных прямых, обратных и реципрокных связей в ЦНС, наличию прямых и обратных связей с периферическими органами нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, реализующие управление тем или иным процессом на периферии в организме как саморегулирующейся системы. Четвертый уровень — высший, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы в единую физиологическую систему — организм. Это достигается взаимодействием главных систем ЦНС: лимбической, ретикулярной формации, подкорковых образований и неокортекса — как высшего отдела ЦНС, организующего поведенческие реакции и их вегетативное обеспечение. МЕХАНИЗМЫ ИНТЕГРАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НС Интегративную деятельность НС определяют следующие особенности функционирования нервной деятельности: I. Первая особенность связана с характером распространения возбуждения в ЦНС, а именно, с существование двух процессов: дивергенции (разведение) и конвергенции (сведение). Дивергенция. Афферентные волокна периферических рецепторов входят в спинной мозг через задние корешки и ветвятся на множество коллатералей. Конвергенция. С другой стороны, импульсы приходящие в ЦНС по различным афферентным путям могут сходится конвергировать на одних и тех же вставочных нейронах. Количество входов (т.е. синапсов) для большинства центральных нейронов составляет от десятков до нескольких тысяч. Так что можно говорить о принципе конвергенции в нейронных сетях. Наличие конвергенции обуславливает существование принципа общего конечного пути, сформулированного Ч. Шеррингтоном.: эффекторные нейроны образуют общий конечный путь для многих рефлексов и могут быть связаны с различными рецепторами. Связь осуществляется через промежуточные нейроны. Общее число рецепторных нейронов примерно в 5 раз больше эффекторных (исполнительных). II. Вторая особенность - существование реципрокных взаимоотношений. Центры мышц-антагонистов - сгибателей и разгибателей находятся при выполнении многих двигательных актов в противоположном состоянии. Именно за счет этого возможно точное сгибание или разгибание. Анализ подобных явлений привел к представлению о реципрокной или сопряженной иннервации мышц-анатагонистов. Согласно такому представлению, возбуждение центра одной группы мышц сопровождается реципрокным (сопряженным) торможением центров антагонистических мышечных групп. Механизм реципрокного торможения связан с наличием вставочных тормозных нейронов. III. Третья особенность - наличие иррадиации возбуждения. Импульсы, поступающие в ЦНС от рецепторов, вызывают возбуждение не только нейронов данного НЦ, но и других.. Физиологическая роль иррадиации возбуждения состоит в том, что любой рефлекторный акт осуществляется как целостная реакция ЦНС. Вместе с тем, чрезмерное возбуждение нарушает нормальную деятельность ЦНС и иррадиацию возбуждения ограничивают тормозные механизмы (прямое и непрямое - возвратное, пре- и постсинаптическое). IY. Четвертая особенность связана с наличием доминантных очагов возбуждения в нервной системе. Принцип доминанты был сформулирован А.А.Ухтомским и является одним из основных принципов координации нервной деятельности. Согласно принципу доминанты, для деятельности НС как единого целого в естественных условиях существования, на каждый момент времени характерно наличие главенствующих (доминантных) очагов возбуждения, изменяющих и подчиняющих себе работу остальных нервных центров. Речь идет о том, что среди рефлекторных актов, которые могут быть выполнены в данный момент времени, имеются рефлексы, которые являются для организма наиболее важными. Поэтому эти рефлексы реализуются, а другие тормозятся. Y. Пятая особенность - существование обратной связи. Всякий двигательный акт, вызываемый тем или иным афферентным раздражением, сопровождается возбуждением рецепторов мышц, связок, сухожилий, от которых возбуждение идет в ЦНС. Если движение контролируется зрением, идет еще возбуждение от зрительного анализатора, при наличии звуков и от слухового (музыканты). Такая активность, возникающая в организме в результате ответной деятельности органов и тканей называют вторичной афферентацией. Вторичные афферентные импульсы непрерывно сигнализируют НЦ о состоянии исполнительного аппарата. В ответ на это из ЦНС к рабочим органам поступают новые импульсы, изменяющие их деятельность в соответствии с новыми условиями. Таким образом, вторичная афферентация осуществляет функцию, известную в технике под названием обратной связи. Благодаря существованию обратной связи между НЦ и рабочими органами интенсивность возбуждения различных групп нейронов в НЦ и последовательность его уровня активации строго согласуются с рабочим эффектом, т.е. мышечным движением. Память Под памятью понимают свойство живых систем, в частности, ЦНС, воспринимать, фиксировать, хранить и воспроизводить следы ранее действующих раздражителей. Биологическая память лежит в основе жизни. Для того чтобы себя воспроизвести живая система должна помнить свое строение и функции. Память о своем строении и функции не отделима от живого субстрата и называется генетической памятью. В дальнейшем, в ходе эволюции на ее основе возникли более сложные формы памяти: иммунологическая и нервная память. Таким образом, выделяют три формы памяти: генетическую (биологическую), иммунологическую и нервную. Генетическая память - это память биологического вида, согласно которой воспроизводится вся структурно-функциональная организация его представителей, включая и их поведение. Чем большую долю поведения определяет генетическая память для данного вида животного, тем менее приспособлены они к быстрым изменениям внешней среды. Генетическая часть составляет существенную часть памяти даже у высоко организованных организмов. Материальным носителем видовой памяти является генетический аппарат клеток - ДНК. Второй формой памяти, более поздно развивающейся в ходе эволюции, является иммунологическая память, которая тесно связана с генетической. Она проявляется в способности иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное проникновение в него генетически инородных тел (вирусов, бактерий и др.). Все чужеродные вещества, вторгшиеся в организм, независимо от их разновидности принято называть антигенами. Иммунные белки, способные разрушать чужеродные тела, получили название антител. Роль иммунологической памяти состоит в том, что после первой встречи с генетически чужеродными антигенами организм способен узнавать их и при повторной встрече включать неспецифические механизмы уничтожения. Иммунный ответ осуществляется двумя системами. Третьей формой памяти является нервная память, обеспечивающая животным, обладающим нервной системой, индивидуальные формы приспособления к окружающей среде. Специализация клеток, в том числе и нервных, является приобретением эволюции. Поэтому нервная память появилась позже генетической. Учитывая, что природа часто использует древние механизмы при формировании более новых, нервная память, по-видимому, тоже базируется на механизмах древней, первичной памяти. Поскольку запоминание внешних воздействий происходит даже у одноклеточных организмов, функция памяти представлена на уровне отдельных нервных клеток. Тем не менее нервная память является свойством целой специализированной структуры - центральной нервной системы, и у животных, и у человека. В эволюции она возникла в связи с дифференциацией нервной системы и оказалась самой сложной по проявлениям и механизмам. Временная организация памяти. Другим основанием для классификации памяти является продолжительность закрепления и сохранения материала. Принято подразделять память на три вида или этапа: иконическую, или сенсорную, память (ИП); кратковременную память (КВП); долговременную, или декларативную, память (ДВП). Сенсорная память связана с удержание сенсорной информации (доли секунд) и служит первичному анализу и дальнейшей обработке сенсорных событий. Во время этой стадии информация организуется в отдельные информационные единицы (чанки), часть из которых впоследствии получает доступ к долговременной памяти. Остальная информация из сенсорной памяти устраняется путем спонтанного разрушения или стирания при поступлении новой. Сенсорный след занимает больше времени, чем само воздействие. Длительность хранения в иконической памяти составляет 250-400 мс, в слуховом сенсорном регистре или эхоической памяти сенсорная копия акустической информации может удерживаться дольше от 250 мсек до 4 сек. (Солсо, 1996, с. 71). Главная особенность сенсорной памяти - ее относительно неограниченная емкость. Этим обеспечивается возможность эффективного функционирования других стадий памяти путем выбора, фиксации и переработки наиболее важной для организма информации. Из сенсорной памяти информация, в зависимости от ее характера, может транспортироваться двумя путями. Невербальный материал непосредственно поступает в промежуточную (вторичную, лабильную) память, где может хранится от нескольких минут до длительного времени. Вербальная (речевая) информация передается в кратковременную (КП - первичная) память, где длительность хранения не превышает 1 минуты. КП имеет ограниченную емкость равную 7±2 единицы - чанка (магическое число Миллера, опыт Джонсона). Было обнаружено, что диапазон кратковременного запоминания связан с интеллектом. Позднее, Альфред Бине включил это показатель в тест на интеллект. Наиболее прочное удержание материала обеспечивает долговременная (третичная) память. Есть гипотезы, что обработка и перевод информации из промежуточной памяти в долговременную происходит в два этапа. Первый этап - логическая обработка материала происходит в период дельта-сна. Второй этап - ввод в долговременную память осуществляется в период быстрого сна (но это лишь гипотезы). Материальными носителями памяти человека являются миллиарды нейронов и бесконечное множество связей, синапсов (греч..sinapsis -соединение, связь, специальная зона контакта) между ними. В конечном счете память - это некая последовательность событий на молекулярном уровне. Изменение процессов обмена в нейроне, включая изменения в генетическом аппарате клетки, обуславливают формирование новых синаптических связей между нейронами. Нарушения сенсорной памяти происходит при воздействии электрошока, гипотермии, М-холинолитиков (атропин, скополамин) и других факторов, нарушающих синаптическую передачу. Поэтому вероятный механизм сенсорной памяти состоит в весьма кратковременном изменений проводимости синапсов за счет воздействия медиатора на мембрану и циклической ревеберации импульсов в нервной сети.
1 2
|