 |
Клеточные факторы врождённого иммунитета
|
|
|
|
Лейкоциты (белые кровяные тельца) часто ведут себя подобно независимым одноклеточным организмам, и представляют собой главное клеточное звено врождённого (гранулоциты имакрофаги) и приобретённого (в первую очередь лимфоциты, но их действия тесно связаны с клетками врождённой системы) иммунитета. К клеткам, воплощающим неспецифическую («врождённую») иммунную реакцию, относятся фагоциты (макрофаги, нейтрофилы и дендритные клетки), тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные киллеры. Эти клетки распознают и уничтожают чужеродные частицы путём фагоцитоза (заглатывания и последующего внутриклеточного переваривания) либо, в случае крупных чужеродных тел (например, паразитов или крупных опухолевых клеток), путём выделения разрушительных частиц при непосредственном контакте[26]. Кроме того, осуществляющие неспецифический иммунитет клетки являются важными посредниками в процессе активации механизмов приобретённого иммунитета[4].
10 билет
1 вопрос.
Изменчивость — вариабельность (разнообразие) признаков среди представителей данного вида. Различают изменчивость ненаследственную и наследственную.
Комбинативная изменчивость возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери.
Источники:
1. Кроссинговер при мейозе (гомологичные хромосомы тесно сближаются и меняются участками).
2. Независимое расхождение хромосом при мейозе.
3. Случайное слияние гамет при оплодотворении.
Пример: у цветка ночная красавица есть ген красного цвета лепестков А, и ген белого цвета а. Организм Аа имеет розовый цвет лепестков, этот признак возникает при сочетании (комбинации) красного и белого гена.
Благодаря комбинативной изменчивости создаётся разнообразие генотипов в потомстве, что имеет большое значение для эволюционного процесса в связи с тем, что:
|
|
|
1) увеличивается разнообразие материала для эволюционного процесса без снижения жизнеспособности особей;
2) расширяются возможности приспособления организмов к изменяющимся условиям среды и тем самым обеспечивается выживание группы организмов (популяции, вида) в целом.
Комбинативная изменчивость используется в селекции с целью получения более ценного в хозяйственном отношении сочетания наследственных признаков. В частности применяется явление гетерозиса, повышения жизнеспособности, интенсивности роста и других показателей при гибридизации между представителями различных подвидов или сортов. Ярко выражено оно, например, у кукурузы, обусловливая значительный экономический эффект.
Противоположный эффект даёт явление инбридинга или близкородственного скрещивания - скрещивания организмов, имеющих общих предков. Общность происхождения скрещиваемых организмов увеличивает у них вероятность наличия одних и тех же аллелей любых генов, а следовательно - вероятность появления гомозиготных организмов. Наибольшая степень инбридинга достигается при самоопылении у растений и самооплодотворении у животных. Гомозиготность увеличивает возможность проявления рецессивных аллельных генов, мутагенные изменения которых приводят к появлению организмов с наследственными аномалиями.
Результаты изучения явления комбинативной изменчивости используются в медико-генетическом консультировании, особенно на его втором и третьем этапах: прогноз потомства, формирование заключения и объяснение смысла генетического риска. В консультировании будущих супружеских пар используется установление вероятности наличия у каждого из двух индивидуумов аллелей, полученных от общего предка и идентичных по происхождению. Для этого используют коэффициент родства, выражаемый в долях единицы. У монозиготных близнецов он равен 1, у родителей и детей, братьев и сестёр - 1/2, у деда и внука, дяди и племянника -1/4, у двоюродных сибсов (братьев и сестёр) - 1/8, у троюродных сибсов -1/32 и т.д.
|
|
|
Неблагоприятные последствия инбридинга высокой степени (с большим значением коэффициента инбридинга) служат генетическим обоснованием нежелательности близкородственных браков у человека.
Биологическое в человеке нельзя понимать как наличие в нем какой-то низшей структуры. Даже природные биологические задатки человека являются человеческими задатками. Человек от рождения имеет высочайшую биологическую организацию, в которой генетически заложены возможности его универсального развития. Сама биология человека социально детерминированна - обусловлена его общественно-историческим развитием*.
2 вопрос.
Антропогенез (греч. anthropos — человек, genesis — происхождение, возникновение) — происхождение и эволюция человека, становление его как вида в процессе формирования общества.
Антропогенезом называют также соответствующий раздел антропологии (науки о человеке).
В настоящее время наука располагает многими палеоантрополо-гическими, археологическими и геологическими данными, позволяющими проследить ход антропогенеза. Анализ информации позволил условно выделить четыре стадии эволюции человека:
1. Австралопитеки (предшественники человека).
2. Питекантропы (древнейшие люди, архантропы).
3. Неандертальцы (древние люди, палеоантропы).
4. 
Человек современного типа (неоантропы).
Появление человека было связано с рядом существенных анатомических и физиологических модификаций, в том числе:
1. структурные преобразования мозга
2. увеличение мозговой полости и головного мозга
3. развитие двуногого передвижения (бипедализм)
4. развитие хватательной кисти
5. опущение гортани и подъязычной кости
6. уменьшение размера клыков
7. появление менструального цикла
8. редукция большей части волосяного покрова
Систематика человека:
1) надцарство: Эукариоты Eukaryota
2) царство: Животные Animalia
3) подцарство: Многоклеточные
4) тип: Хордовые Chordata
5) подтип: Позвоночные Vertebrata
6) класс: Млекопитающие Mammalia
7) отряд: Приматы Primates
8) семейство: Гоминиды (Hominidae)
9) род: Человек (Homo)
10) вид: Человек разумный (Homo sapiens sapiens)
|
|
|
3 вопрос.
К отряду цепней относится большая часть всех цестод. Это наиболее совершенная и специализированная группа ленточных червей.
Цепни паразитируют преимущественно у теплокровных животных — у птиц и млекопитающих. Несколько видов паразитирует у человека.
Развитие представителей этого отряда протекает при смене двух хозяев: промежуточного и окончательного. Роль промежуточного хозяина для одних видов выполняют беспозвоночные, главным образом ракообразные и насекомые, для других — позвоночные животные. Имеются цестоды, промежуточным хозяином которых может быть человек. В таком случае личинки паразитов являются причиной очень серьезных заболеваний.
Для строения цепней характерно наличие на головке четырех присосок и хоботка, часто вооруженного одинарной или двойной короной крючьев. Своеобразное строение имеет матка паразита: она не имеет наружного отверстия, замкнутая, в типичных случаях мешковидной формы. Каждый членик цепней, таким образом, имеет только два, а не три, как это свойственно лентецам, половых отверстия; в одно открывается мужская половая трубка, другое — отверстие вагины. Скапливающиеся в матке яйца выходят наружу при разрыве стенок членика.
Эхинококк.
Группа: Vermes
Тип: Platodes
Класс: Cestoidea
Отряд: Cyclophyllidea
Вид: Echinococcus granulosus
Эхинококк – паразит небольшого размера, длиной всею линь 3–5 мм. Развивается со сменой хозяев. Взрослая ферма червя паразитирует в кишечнике собаки, волка, шакала. Финнозную стадию червь проходит в теле промежуточного хозяина, которым являются крупный и мелкий рогатый скот (особенно часто овцы), свиньи и, верблюды и ряд других животных, а также человек.
Заражение человека финнами эхинококка (эхинококкоз) – тяжелее заболевание, требующее хирургического вмешательства. Эхинококковый пузырь (сложно устроенный) может развиваться в различных органах человека, чаше в печени, затем в легком, реже в мозгу, в трубчатых костях. Заболевание человека, вызываемое присутствием финнозной стадии эхинококка, называется эхинококкозом. Клиническое проявление заболевания зависит от того, в каком органе развивается эхинококковый пузырь, который может достигать весьма крупных размеров (даже размера детской головки и более).
Строение взрослого (половозрелого) червя сходно со строением всех ленточных червей. Имеется маленькая головка с четырьмя присосками и хоботком, на котором в два ряда расположено от 26 до 50 крючьев.
За головкой идет шейка. Характерно строение стробилы, которая имеет всего 3–4 членика.
Предпоследний членик гермафродитный, последний – зрелый. Зрелый членик самый крупный, шириной 0.6 мм, а по длине он больше, чем все остальные членики, вместе взятые.
В зрелом членике имеется мешкообразная матка, содержащая по 3000–4000 яиц. Оторвавшийся от стробилы зрелый членик очень подвижен, может даже самостоятельно выползать из анального отверстия животного, а выделившись с каловыми массами, способен перемещаться по земле, траве.
Цикл развития. В зрелом яйце уже имеется сформированный зародыш – онкосфера. Попадая в кишечник промежуточного хозяина, оболочка онкосферы растворяется; освободившаяся онкосфера внедряется в кровеносные сосуды и затем током крови и лимфы может быть занесена в разные органы. Онкосфера наиболее часто задерживается в печени и легком и там превращается в финну. Финнозная стадия эхинококка представляет собой пузырь, наполненный жидкостью, на внутренней стороне которого образуются так назы- гаемые выводные капсулы; в последних развиваются головки. В пузыре образуются дочерние пузыри, в свою очередь имеющие большое количество головок, в дочерних пузырях способны развиваться новые (внучатные) пузыри. Растет пузырь чрезвычайно медленно (10–20 лет и более), достигая больших размеров.
Развитие личиночной стадии эхинококка в половозрелую происходит только в желудочно-кишечном тракте окончательного хозяина.
Заражение. Финны эхинококка попадут в кишечник хищных животных в том случае, если они съедят пораженные финнами органы травоядных животных. Заражение собак эхинококком может легко произойти в тех местностях, где имеются неблагоустроенные бойни и где пораженные органы являются доступной пищей для собак. В кишечнике окончательного хозяина из одного эхинококкового пузыря развивается очень большое количество паразитов, так как каждая головка пузыря (материнского, дочернего, внучатного) способна образовать нового червя.
Заражение человека финнами происходит в основном от собак. Собака лижет анальное отверстие и языком переносит яйца и членики червя на свою шерсть.
Облизывая другую, здоровую, собаку, она переносит яйца и на ее шерсть. Гладя собак или давая себя лизать, человек загрязняет руки и может занести в рот яйца паразита.
Диагностика. При подозрении на заражение собаки ленточной формой эхинококка производят исследования испражнений с целью обнаружения в них зрелых члеников или яиц.
Диагностика эхинококкоза человека очень сложна. Одним из методов определения заболевания является внутрикожная аллергическая проба (реакция Казони), которая проводится в специальных лабораториях.
Профилактика. Соблюдение личной гигиены.
Периодическое исследование испражнений у комнатных собак на присутствие онкосфер эхинококка; борьба с бродячими собаками и уничтожение их. Организация ветеринарно-санитарного надзора на бойнях и утилизационных заводах.
|
|
|
|
|
|
Природная очаговость: по всему земному шару, но неравномерно. На юго-востоке России встречается чаще чем, в других районах.
Альвеококк.
Тип: Platodes
Класс: Cestoidea
Отряд: Cyclophyllidea
Вид: Alveococcus multilocularis
Заболевание: альвеококкоз, многокамерный эхинококкоз - гельминтоз из группы тениидозов, характеризующийся поражением печени с образованием паразитарных узлов.
В СССР альвеококкоз встречается в эндемичных районах. Он зарегистрирован преимущественно в Западной Сибири, Красноярском и Хабаровском краях, Иркутской, Магаданской, Камчатской, Кировской областях, Якутской, Башкирской, Татарской, Коми АССР, Казахстане, Киргизии, Узбекистане.
Возбудитель - альвеококк (Echinococcus multilocularis), в половозрелой стадии паразитирующий в тонкой кишке песца, лисицы, волка, собаки, кошки (окончательные хозяева), а в стадии личинки - у диких мышевидных грызунов (промежуточные хозяева). У человека паразитирует личиночная стадия возбудителя. Длина половозрелого альвеококка 1,3-2,2 мм; на переднем конце его тела имеется головка с 4 мышечными присосками и венчиком крючьев; за головкой (сколексом) следуют 2-4 членика. Личинка гельминта представляет собой узел, состоящий из множества мелких пузырьков, объединенных фиброзной тканью, и содержащий желтоватую жидкость, а также сколексы паразита. Узлы постепенно увеличиваются в размере за счет формирования по периферии новых пузырьков.
Источником инвазии являются животные - окончательные хозяева гельминта. Человек может заразиться альвеолярным эхинококкозом через продукты питания, загрязненные фекалиями этих животных, содержащими яйца и членики альвеококка. Заражение возможно также при контакте с собаками, сдирании и обработке шкур пушных зверей, питье сырой воды из природных водоемов, при употреблении в пищу дикорастущих трав и ягод, загрязненных фекалиями больных животных.
Патогенез. В развитии заболевания играют роль сенсибилизация организма продуктами обмена веществ и распада гельминта, механическое воздействие его на ткани, вторичная бактериальная инфекция.
Печень при альвеолярном эхинококкозе, как правило, увеличена, резко уплотнена, с опухолевидными узлами, представляющими собой очаги продуктивно-некротического воспаления со множеством пузырьков гельминта. Внутри узла часто происходит расплавление омертвевшей ткани с образованием полостей, заполненных гноевидной жидкостью.
Профилактика:
Основой вторичной профилактики альвеолярного эхинококкоза является раннее выявление больных в эндемичных зонах среди людей, наиболее подверженных заражению путем обследования их с помощью серологических реакций (см. выше). В первую очередь обследуют охотников, пастухов, лиц, постоянно контактирующих с собаками, занимающихся снятием и выделкой шкур пушных животных. При положительных реакциях проводят инструментальное и клиническое обследование.
Необходимо уничтожение бродячих собак и лечение домашних собак, инвазированных альвеококком. Следует тщательно мыть руки после контакта с собаками и работы со шкурами животных, а также мыть дикорастущие ягоды и травы перед употреблением их в пищу. Большое значение имеет сан.-просвет, работа среди населения эндемичных районов.
11 билет.
1 вопрос.
1. Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства. Совокупность генов родители передают потомкам во время размножения. Однако перенос генов от родителей к потомкам не является единственным способом передачи генов. В 1959 году был описан случай горизонтального переноса генов. В отличие от вертикального переноса, в горизонтальном организм передаёт гены организму, который не является его потомком. Этот способ передачи широко распространён среди одноклеточных организмов и в меньшей степени среди многоклеточных.
Свойства гена
1. дискретность — несмешиваемость генов;
2. стабильность — способность сохранять структуру;
3. лабильность — способность многократно мутировать;
4. множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;
5. аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
6. специфичность — каждый ген кодирует свой признак;
7. плейотропия — множественный эффект гена;
8. экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;
9. пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;
10. амплификация — увеличение количества копий гена.
Триплетный код — генетический код, в котором каждая аминокислота полипептидной цепи определяется группой из трех нуклеотидов ДНК.
Внутриклеточная регуляция
Внутриклеточный уровень регуляции заключается в способности кардиомиоцитов при выполнении ими специфической сократительной функции синтезировать различные белки в соответствии с уровнем их разрушения. Синтез белков происходит дифференцированно благодаря существованию специальных ауторегуляторных механизмов. Процесс этот осуществляется кардиомиоцитами во взаимодействии с соединительно-тканными клетками.
Особенность кардиомиоцитов заключается в цикличности их обменных процессов, связанных с ритмом сердечной деятельности. Наиболее быстрый распад богатых энергией соединений — АТФ и гликогена — происходит в момент систолы и соответствует комплексу QRS электрокардиограммы. Ресинтез и восстановление уровня этих веществ успевает полностью осуществиться за время диастолы. Поэтому в чрезвычайных условиях при усиленной работе сердца одним из компенсаторных механизмов, адаптирующих деятельность сердца к воздействиям, является удлинение фазы диастолы.
2 вопрос.
ПРИРОДНАЯ ОЧАГОВОСТЬ болезней - особенность нек-рых заразных болезней, заключающаяся в том, что возбудители этих болезней паразитируют в организме диких животных, обитающих в природе в определенных климатогеографических условиях в пределах так наз. природных очагов вне связи с людьми или домашними животными.
Основоположником учения о природной очаговости болезней человека является академик Е. Н. Павловский. Оно получило мировую известность и признание. В Советском Союзе многочисленными учениками и последователями Е. Н. Павловского изучено и подтверждено существование природной очаговости многих заразных болезней человека.
Заразные болезни, к-рым свойственна П. о., принято называть природно-очаговыми, а территории, где обитают позвоночные животные и членистоногие - переносчики трансмиссивных болезней, в организме к-рых паразитируют возбудители этих болезней, - природными очагами.
Существование природных очагов болезней обусловлено непрерывной циркуляцией их возбудителей среди позвоночных животных - чаще грызунов, птиц, а также копытных, хищников и др. (источники возбудителей инфекции). Передача возбудителей от животного к животному, а также от животного человеку происходит преимущественно через насекомых и клещей (переносчиков возбудителей), однако возможны и другие пути и факторы передачи возбудителей, напр. через воду, пищу, контактным путем и др.
Люди или домашние животные могут заразиться природно-очаговыми болезнями, попадая на территорию природного очага. Заражение людей возможно и от заразившихся природно-очаговой болезнью домашних животных.
К природно-очаговым болезням людей относят следующие трансмиссивные заразные болезни: денге, желтую лихорадку, комариные энцефалиты, энцефалит Сент-Луис (см. Энцефалит), энцефаломиелиты лошадей (переносчики комары), чуму (переносчики блохи), висцеральный и кожный лейшманиоз, Флеботомную лихорадку (переносчики москиты), сонную болезнь, переносчиками к-рой являются мухи цеце (см. Трипаносомозы), болезнь Шагаса (переносчики поцелуйные клопы), клещевой энцефалит, многие клещевые риккетсиозы, геморрагические лихорадки, туляремию (переносчики иксодовые клещи), клещевой возвратный тиф (переносчики аргасовые клещи), лихорадку цуцугамуши (переносчики краснотелковые клещи).
Существуют природные очаги бешенства, лептоспироза, альвеолярного эхинококкоза, дифиллоботриоза, парагонимоза, трихинеллеза, шистосомоза, эхинококкоза и др.
Заболевание людей, попавших на территорию природного очага, может произойти только при наличии ряда условий. В очаге должны находиться переносчики возбудителей в активном состоянии, что в основном зависит от времени года, времени суток, климата, особенностей ландшафта и др. Напр., большинство членистоногих переносчиков активно в теплое время года; иксодовые клещи - переносчики вируса клещевого энцефалита - в основном весной, комары - переносчики вируса комариного энцефалита - в летне-осенний период; размножение вируса комариного энцефалита происходит при температуре не ниже 21°, заражение им наблюдается в Южном Приморье в большинстве случаев после жаркого лета; заражение чумой от сурков возможно только в теплый период года, т. к. зимой сурки впадают в спячку и находятся в глубокой норе.
Наиболее восприимчивы ко многим природно-очаговым болезням люди, прибывшие в очаг извне, что учитывается при определении лиц, подлежащих иммунизации.
Наиболее эффективными мерами профилактики природно-очаговых болезней людей являются иммунизация, а также применение репеллентов, ношение защитной одежды, использование защитных сеток (см. Сетка защитная), проведение дезинсекции и дератизации в природных очагах. Большое значение имеет сан. -просвет. работа - разъяснение необходимости мер личной профилактики для защиты от возбудителей отдельных природно-очаговых болезней в сезон возможного заражения, особенно среди лиц, прибывающих в очаг извне.
3 вопрос.
Маляри́йные комары́, или ано́фелесы (лат. Anopheles, от др.-греч. ’ανωφελής — видный[1]) — род двукрылых насекомых, многие виды которого являются переносчиками паразитов человека — малярийных плазмодиев (около 10 видов, из которых наиболее распространены Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum, Plasmodium ovale и Plasmodium vivax). Anopheles вместе с родами Bironella и Chagasia составляют подсемейство Anophelinae [2].
Распространены широко на всех континентах, кроме Антарктиды[3]. Отсутствуют в пустынных областях и на крайнем севере (крайняя северная точка ареала — юг Карелии). В мировой фауне около 430 видов[3], в России и сопредельных странах — 10 видов. В России обитают в Европейской части и Западной Сибири. Не живут в Восточной Сибири, где зимы являются слишком суровыми для них. Комар заражается малярийным плазмодием от человека — больного или носителя. Малярийный плазмодий проходит в организме комара цикл полового размножения. Заражённый комар становится источником инфекции для человека через 4-10 дней после заражения и является таковым в течение 16-45 дней. Служат комары переносчиками и других видов плазмодиев, которые вызывают малярию у животных.
12 билет
1 вопрос.
Клетка – элементарная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самовоспроизведению и развитию. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.
Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839).
Основные положения:
1. Клетка является общим структурным элементом животных и растений. Этот элемент – единица строения организмов.
2. Существует универсальный путь развития всех организмов, он заключается в клеткообразовании. Принципы клеткообразования являются основой клеточной теории.
3. Клетки растений и животных гомологичны по своему строения и происхождению.
4. Клетки являются неким индивидуумом, элементарной биологической единицей.
Современное состояние клеточной теории:
1. Клетка – элементарная единица всех существующих биосистем.
2. Клетки возникают из клеток путем митоза, т. о. митоз есть универсальный способ клеткообразования у всех организмов на земле.
3. Все клетки у всех имеющихся в природе организмов являются гомологичными образованиями, т. к. для них характерен единый план строения и путь образования.
4. Важным доказательством гомологичности клеток является принципиальное сходство в них метаболических, энергетических процессов, а также информационной взаимодействие, в частности и генетического кода. Генетический код универсален.
5. Клетка является важным этапом в развитии биологических систем из небиологических компонентов, от неживого к живому.
6. Клетки обладают важным свойством – способностью к многоклеточности, что служит основой для возникновения организменного уровня организации.
7. В процессе фило- и онтогенеза клетки гомологичны, но постепенно перестают быть аналогичными, следствием чего является дифференциация и специализация клеток.
8. Дифференциация и специализация клеточных структур это один из основных механизмов индивидуального развития биосистем, в т. ч. организма.
9. Несмотря на дифференциацию и специализацию клеток многоклеточный организм представляет собой сложноорганизованную интегрированную систему, состоящую из функционирующих и взаимодействующих между собой клеток.
10. Организм не представляет собой простую сумму клеток, а их единство в целом. Свойства организма не объясняются свойствами составляющих его клеток.
11. В жизнедеятельности клеток принимают участие ядро и цитоплазма. Но в жизни клеток очень важная роль принадлежит компартментации ее содержимого.
12. Разнокачественные клетки в организме образуют структурно-функциональные единицы органов и тканей, выполняющих органные и тканевые функции.
13. В генетическом аппарате клетки находятся единицы наследственности (гены).
14. Существование в природе вирусов подтверждают универсальность клеточного строения организма, т. к. вирусы неспособны к самостоятельному функционированию, они ведут паразитический образ жизни.
15. Изучение общей ультраструктурной организации клеток и ее процессов, а также закономерностей клеткообразования, взаимодействия между клетками, клеточного гомеостаза существенно укрепило значение клеточной теории.
Значение клеточной теории. Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов.
Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Рудольф Вирхов позднее (1858) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка из клетки).
Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерии имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нетжизни.
Типы клеток. Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры, отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков – гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). Различия прокариотических и эукариотических клеток по наличию гистонов указывают на разные механизмы регуляции функции генетического материала. В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр. Время, необходимое для образования двух дочерних клеток из материнской (время генерации), сравнительно мало и исчисляется десятками минут. К прокариотическому типу клеток относятся бактерии и синезеленые водоросли.
Эукариотический тип. Особенностью организмов простейших является то, что они (исключая колониальные формы) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом — полноценной особи. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.
Концепция синергетики.
Синерге́тика (от др.-греч. συν- — приставка со значением совместности и ἔργον — «деятельность») — междисциплинарноенаправление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем. Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния. В обозначенных системах неприменимы ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может привести к образованию новых структур и систем, в том числе и более сложных, чем исходные.
Основные принципы.
§ Природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные — эволюционирующие системы.
§ Связь между ними осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней
§ Неравновесность является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, т.е. — развития
§ Когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации или систему иного уровня
§ Общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований, изменения на макроскопическом (системном) уровне, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы
§ При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все развивающиеся системы ведут себя одинаково (в том смысле, что для описания всего многообразия их эволюций пригоден обобщённый математический аппарат синергетики)
§ Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локальной упорядоченности и самоорганизации
§ В сильно неравновесных состояниях системы начинают воспринимать те факторы воздействия извне, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии
§ В неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия — «видит» всю систему целиком и согласованность поведения элементов возрастает
§ В состояниях, далеких от равновесия, начинают действовать бифуркационные механизмы — наличие кратковременных точек раздвоения перехода к тому или иному относительно долговременному режиму системы — аттрактору. Заранее невозможно предсказать, какой из возможных аттракторов займёт система
Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом:
1. Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции.
2. Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия сколь угодно сложная система обладает максимальной энтропией и не способна к какой-либо самоорганизации. В положении, близком к равновесию и без достаточного притока энергии извне, любая система со временем ещё более приблизится к равновесию и перестанет изменять своё состояние.
3. Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем черезфлуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно подавляются во всех динамически стабильных и адаптивных системах за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то состояние системы после бифуркации обусловлено действием суммы случайных факторов.
4. Самоорганизация, имеющая своим исходом образование через этап хаоса нового порядка или новых структур, может произойти лишь в системах достаточного уровня сложности, обладающих определённым количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих флуктуаций. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации. Недостаточно сложные системы не способны ни к спонтанной адаптации ни, тем более, к развитию и при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.
5. Этап самоорганизации наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. Функционирование динамически стабильных, неэволюционирующих, но адаптивных систем — а это и гомеостаз в живых организмах и автоматические устройства — основывается на получении обратных сигналов от рецепторов или датчиков относительно положения системы и последующей корректировки этого положения к исходному состоянию исполнительными механизмами. В самоорганизующейся, в эволюционирующей системе возникшие изменения не устраняются, а накапливаются и усиливаются вследствие общей положительной реактивности системы, что может привести к возникновению нового порядка и новых структур, образованных из элементов прежней, разрушенной системы. Таковы, к примеру, механизмыфазовых переходов вещества или образования новых социальных формаций.
Самоорганизация в сложных системах, переходы от одних структур к другим, возникновение новых уровней организации материи сопровождаются нарушением симметрии. При описании эволюционных процессов необходимо отказаться от симметрии времени, характерной для полностью детерминированных и обратимых процессов в классической механике. Самоорганизация в сложных и открытых — диссипативных системах, к которым относится и жизнь, и разум, приводят к необратимому разрушению старых и к возникновению новых структур и систем, что наряду с явлением неубывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в Природе.
2 вопрос.
. Особое место в трудах В. И. Вернадского занимает концепция эволюции биосферы. Основная идея заключается в том, что биосфера формировалась под воздействием живых организмов. Начиная же с момента возникновения жизни происходит постоянный процесс эволюции живых существ: возникают многочисленные новые виды, осуществляется смена видов на нашей планете. Естественно, изменения затрагивают и саму биосферу. На начальных этапах развития существовали гетеротрофные анаэробные организмы, существующие в
|
|
|
