- •К у р с л е к ц и й
- •Тема 1. Введение в биологию
- •1. Предмет биологии
- •2. Биология как система наук
- •2. Краткий исторический очерк
- •Тема 2. Происхождение и сущность жизни
- •1. Происхождение жизни
- •2. Сущность жизни
- •H Pi log2 1/Pi - Pi log2 Pi
- •Тема 3 закономерности, характеризующие жизнь, ее основные формы
- •1. Формы проявления жизни
- •2. Иерархия живого в биосфере
- •Тема 4. Биосфера. Эволюция биосферы
- •1. Научные представления о биосфере
- •2. Численность видов организмов в биосфере
- •3. Биомасса
- •4. Биотический круговорот
- •5. Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •6. Жизнь как форма дифференциации материи.
- •Тема 5. Ноосфера
- •1.Идеи ноосферного мира в трудах в.И.Вернадского
- •2. Отличительные черты предноосферного
- •3.Учение пьера тейяра де шардена о ноосфере
- •4. Общее и отличительное во взглядах
- •Тема 6. Введение в биологию клетки
- •1. Клеточная теория. Ее современное состояние
- •2. Методы клеточных исследований
- •3. Жизненный цикл клетки
- •4. Биологическая сущность полового процесса
- •Тема 7. Деление клетки
- •1. Митоз
- •2. Амитоз.
- •3. Эндомитоз.
- •4. Политения.
- •5. Регуляция митотической активности.
- •Тема 8. Размножение
- •1. Современные представления о размножении.
- •Классификация форм размножения
- •2. Бесполое размножение.
- •3. Половое размножение у одноклеточных
- •Тема 9. Формы полового размножения
- •1. Партеногенез
- •2.Чередование поколений
- •3. Половой диморфизм
- •4.Биологическая роль полового размножения
- •Тема 10. Оплодотворение и сопряженные с ним процессы
- •1. Опыление, осеменение
- •2. Искусственное осеменение
- •3. Оплодотворение у животных
- •4. Моноспермия и полиспермия
- •Тема 11. Онтогенез, закономерности онтогенеза
- •1. Типы онтогенеза
- •2. Периоды онтогенеза
- •Тема 12. Эмбриогенез
- •1. Гаструляция, типы гаструл
- •2. Гистогенез, органогенез
- •3. Амниоты и анамнии
- •Ключевые термины темы
- •Тема 13. Закономерности постэмбрионального развития
- •1. Периоды постэмбрионального развития
- •2. Метаморфоз
- •3. Рост
- •4. Старение и теории, его объясняющие
- •5. Продолжительность жизни
- •6. Смерть
- •Тема 14. Введение в теорию эволюции
- •1. Представление об эволюции в
- •2. Дарвин о происхождении культурных
- •3. Учение дарвина об изменчивости
- •Тема 15. Основные положения учения дарвина
- •1. Искусственный отбор
- •2. Естественный отбор
- •3. Интенсивность размножения
- •4. Борьба за существование
- •5. Выживание наиболее приспособленных
- •Тема 16. Развитие биологических наук на базе дарвинизма
- •1. Развитие сравнительной анатомии
- •2. Создание и развитие эволюционной
- •3. Соотношение между индивидуальным
- •Тема 17. Современное состояние эволюционного учения
- •1. Учение а.Н.Северцова о филэмбриогенезах
- •2. Учение а.Н.Северцова о биологическом и
- •3. Некоторые общие закономерности эволюции
- •4. Учение о микро - и макроэволюции
- •Тема 18. Антропогенез
- •1. Дарвинизм и происхождение человека
- •2. Схема эволюции от животных к человеку
- •3. Возникновение рас
- •Тема 19. Анабиоз
- •1. Биологическая сущность анабиоза
- •2.Виды анабиоза
- •3. Организмы, переходящие к анабиозу
- •4. Сущность явлений анабиоза
- •5. Общая классификация состояний организмов
- •Содержание
- •Елена Михайловна Романова
4. Сущность явлений анабиоза
Снижение содержания свободной (биологически активной) воды как физико-химическая основа перехода к анабиозу. В основе процессов жизнедеятельности лежит взаимодействие жизнеспособных структур с водой. Об этом свидетельствует в первую очередь прекращение жизнедеятельности при высыхании организмов. На это же указывает, наоборот, возвращение к жизнедеятельности организмов, приспособленных к анабиозу, таких как тихоходки, коловратки, нематоды, переход к движению этих высохших, неподвижных животных при простом смачивании их водой, набухании.
Для полной жизнедеятельности (т.е. для полного функционирования жизнеспособных структур) необходимо, как известно, большое содержание воды в клетках - порядка 75 - 85% их массы. При снижении содержания биологически активной, свободной воды интенсивность и полнота жизнедеятельности снижаются, что характерно для разных видов "покоя".
Снижение содержания воды до воздушно-сухого состояния приводит, как отмечено выше, к анабиозу - прекращению жизнедеятельности, при этом жизнеспособные структуры остаются в нефункционирующем состоянии. Таким образом, переход к анабиозу происходит именно при отнятии воды из клеток или ее иммобилизации, что может происходить при высушивании или замораживании. Разница заключается лишь в том, что при высушивании отнятая вода удаляется из клеток в виде пара, тогда как при замораживании вода остается в клетках в виде кристаллов льда или в его аморфном состоянии.
При глубоком высыхании до состояния анабиоза свободная (биологически активная) вода удаляется, так что остается только связанная (биологически неактивная) вода. Возможно также и не такое глубокое высыхание, но при этом происходит смещение соотношений между этими формами воды в сторону снижения содержания свободной воды за счет преобладания связанной и (или) при таком изменении локализации воды, при котором основные ее количества оказываются изолированными от биохимических воздействий и в клетках создаются "сухие" участки. Таково, по-видимому, изменение содержания и состояния воды в спорах.
Образование труднопроницаемых оболочек и других внешних покровов при переходе к анабиозу. Как известно, на внешних поверхностях организмов всегда имеются оболочки. Возможно, что первая жизнеспособная структура, некогда образовавшаяся при возникновении жизни, выделила на своей поверхности какую-то оболочку, может быть, благодаря чисто физико-химическим процессам (например, адсорбция на поверхностях раздела фаз, в данном случае - структуры и среды). Первичные организмы, представляющие собой, по выражению А.И. Опарина, "фазовообособляющиеся" отдельности, по-видимому, имели оболочки уже более организованного строения, обеспечивающего это "фазовое обособление". При возникновении одноклеточных организмов развились оболочки клеток, явившиеся для таких организмов и внешними покровами. Так, клеточная оболочка бактерии, обладающая как жесткостью, так и эластичностью, при толщине 0,01- 0,04 мкм составляет около 20% сухой массы клеток. Впоследствии у многоклеточных организмов оболочки той или иной толщины сохранились у каждой из клеток, входящих в состав организмов. Наряду с этим у многоклеточных на их внешних поверхностях образуются более или менее сложные внешние покровы, часто сами состоящие их рядов клеток.
По-видимому, в начале своего возникновения оболочки несли функции защиты от неблагоприятных воздействий среды и простейшей связи с ней. В ходе эволюции развивались и наслаивались новые дополнительные функции.
На тех этапах эволюции, на которых начинает использоваться онтогенетический анабиоз, основной функцией этих оболочек становится именно наиболее полное "отгораживание" от внешней среды, защита от неблагоприятных внешних воздействий, что оказывается необходимым для сохранения жизнеспособных структур во время пребывания в анабиозе. Вследствие этого на внешних поверхностях соответствующей частей организмов, впадающих в анабиоз, в ходе эволюции развиваются оболочки, обладающие устойчивостью против внешних воздействий, механической прочностью, трудной проницаемостью. При этом значение оболочек для сохранения жизнеспособности организмов при анабиозе очень велико. Например, повреждение оболочек семян резко понижает их устойчивость, в частности усиливается доступ кислорода воздуха, что может интенсифицировать окислительные процессы, повышается поражаемость микроорганизмами. Особенно опасны трещины оболочек в области зародыша.