Vabzdžiai pasižymi labai išvystytu gebėjimu suvokti ir reaguoti į įvairius išorinės aplinkos signalus – regimuosius, cheminius, lytėjimo, klausos, šiluminius ir kt. Šie signalai gaunami iš dviejų visiškai skirtingų šaltinių – iš savo rūšies individų ir iš aplinkos. veiksniai, tačiau organizmas į juos reaguoja aibė tikslingų veiksmų, įskaitant paveldimus įpročius. Tokia kombinuota vieninga kūno reakcija įvardijama elgesio samprata, o ją tirianti fiziologijos dalis – etologija.
Elgesys nulemtas ne tik išorinių dirgiklių, bet ir priklauso nuo vidinės individo fiziologinės būklės. Jis pagrįstas atsaku į dirginimą, t.y. refleksas. Apskritai elgesys susideda iš besąlyginių ir sąlyginių refleksų.
Besąlyginiai refleksai – tai įgimtos reakcijos, t.y. refleksai, su kuriais gimsta kūnas, paveldėdami juos iš savo tėvų. Jie sudaro vabzdžių nervinės veiklos pagrindą, yra labai įvairūs ir būdingi atskiroms rūšims, taip pat gentims, šeimoms ir net būriams.
Besąlyginiai refleksai gali pasireikšti paprastų veiksmų ir daugiau ar mažiau sudėtingų elgesio formų pavidalu. Paprasti veiksmai apima įvairius judesius, dirginimo reakcijas ir tt Pavyzdys yra skėrių kilimo refleksas, kuris atsiranda, kai kojos praranda kontaktą su substratu.
Kūno judesiai ir orientacija stimuliacijos šaltinio atžvilgiu dažnai vadinami taksi arba tropizmais.
Vabzdžių taksi yra įvairių. Tai apima: termotaksį – judesius šilumos šaltinio atžvilgiu, higrotaksį – judėjimą drėgmės atžvilgiu, fototaksį – šviesos atžvilgiu, chemotaksį – cheminiame dirginimo lauke, geotaksį – gravitacijos atžvilgiu ir tt Dėl jų prisitaikymo. reikšmės, taksi gali būti teigiami ir neigiami, t.y. bus nukreiptas į dirginimo šaltinį arba nuo jo. Teigiamo taksi pavyzdžiais gali būti atvejai, kai vabzdžiai telkiasi šiltose vietose: pavasarį skrenda ant saulės apšviestų namų sienų, naminės musės rudenį – ant šiltos krosnies paviršiaus, skėrių lervos – ant šilto dirvožemio paviršiaus, tt Kai substrato temperatūra pakyla virš optimalaus lygio, vabzdžiai patenka į vėsesnę vietą, t.y. Taksi ženklas yra apverstas. Labai svarbus ir drėgmės vaidmuo vabzdžių gyvenime. Teigiamos higrotaksės pavyzdys yra spragtelėjusių vabalų lervų iš Agriotes genties, o neigiamos higrotaksės – miltų kirmėlių elgesys.
Fototaksė taip pat būdinga vabzdžiams. Dažniausi jo pavyzdžiai yra daugelio vabzdžių atvykimas naktį prie šviesos šaltinio arba naktinių rūšių išvykimas į apsaugotas tamsias vietas dienos metu.
Chemotaksė neabejotinai atlieka labai svarbų vaidmenį vabzdžių elgesyje, ypač ieškant maisto, ieškant kiaušialąsčių atsiradimo vietų, suartinant individus ir lytis. Taip pat įrodyta, kad daugelis vabzdžių reaguoja į gravitaciją. Pavyzdžiui, indiniam lazdeliniam vabzdžiui būdinga neigiama geotaksė, todėl jis ropoja ir laikosi ant augalų; Drugelių vikšrai taip pat turi neigiamą geotaksį, tačiau rūšys, kurios lėliuoja dirvožemyje, teigiamą geotaksį įgyja dar prieš žydėjimą.
Gebėjimas teigiamai arba neigiamai reaguoti į įvairius išorinius poveikius plačiai naudojamas kuriant vabzdžių kontrolės priemones ir stebint jų skaičių.
Kai kurie išoriniai poveikiai gali sukelti bendrą vabzdžių slopinimo refleksą. Taigi, stumiant arba praradus ryšį su substratu, daugelis vabalų, vabzdžių ir drugelių vikšrų tampa nejudrūs; krisdami ant žemės jie ten pasiklysta, tampa nematomi, kaip kartais sakoma, „apsimeta mirusiais“. Šis refleksinis nejudrumas dar vadinamas tanatoze.
Instinktai yra sudėtingesnė elgesio forma ir yra labai svarbūs individo ir visos rūšies gyvenime.
Instinktai yra sudėtingi įgimti refleksai, nepriklausomi nuo treniruotės ir pasireiškia tik veikiami vidinių dirgiklių, kaip ypatingos fiziologinės organizmo būklės pasekmė – alkis, brendimas, vystymosi fazė ir kt. Tokie dirgikliai gali būti hormonai, trūkumas. reikalingų medžiagų organizme ir kt. Refleksai, iš kurių susidaro tas ar kitas instinktas, yra glaudžiai tarpusavyje susiję ir pasireiškia griežtai nuosekliais veiksmais – grandininio reflekso forma; tokioje refleksų grandinėje kiekvienas ankstesnis yra nepakeičiamas stimulas tolesniam refleksui. Galiausiai instinktas pasireiškia eile tikslingų veiksmų, dažnai stebinančių savo sudėtingumu ir akivaizdžiu apgalvotumu.
Sąlyginiai refleksai sudaro aukštesnės nervinės kūno veiklos pagrindą. Jie yra individualūs ir laikini, t.y. susidaro per individo gyvenimą ir gali išnykti. Sąlyginiai refleksai atsiranda veikiant dviem dirgikliams vienu metu – besąlyginiam (pavyzdžiui, maisto įtaka) ir sąlyginiam arba signaliniam (bet kurio aplinkos veiksnio įtaka); jie išnyksta nesant pakartotinio sąlyginio dirgiklio poveikio, t.y. nesant pastiprinimo iš jo pusės.
Sąlyginių refleksų fiziologinis pagrindas yra laikinas asociatyvus ryšys, atsirandantis tarp įvairių centrinės nervų sistemos aukštesniojo asociatyvaus skyriaus centrų. Todėl nervinė veikla, pagrįsta sąlyginiais refleksais, dažnai vadinama laikinų ryšių principu. Pastarieji yra būtini vabzdžių gyvenime ir yra ypač pastebimas vadinamųjų socialinių vabzdžių – bičių, skruzdėlių, vapsvų, termitų – elgesio elementas. Eidami ieškoti grobio, šie vabzdžiai sugeba atsiminti maisto šaltinio vietą, kelią iki jo ir iš jo atgal į lizdą. Tuo pat metu jutimo organai suvokia įvairius regos, uoslės ir kitus signalinius dirgiklius, sutiktus pakeliui iš sąlyginių dirgiklių; Remdamiesi šiais signaliniais dirgikliais, vabzdžiai gali pakartotinai kartoti savo kelią ir rasti maisto šaltinį.
Fireflies. Jei praleisite kelias valandas vaikščiodami palei Mae Khlong upę Tailande, pamatysite tūkstančius vienbalsiai mirksinčių ugniagesių puikiai nustatytu ritmu. Reginys romantiškas, bet ir šiek tiek bauginantis.
Pušies šilkaverpių vikšrai- mažytės rudos būtybės, gyvenančios Eurazijoje. Nepaisant savo dydžio, jie laikomi vienais žalingiausių vabzdžių pasaulyje. Viena vikšrų karta gali suėsti 73% pušyno, kuriame gyvena! Tam jiems padeda nepaprastas organizuotumas ir gebėjimas griežtai ropoti vienas po kito, nepaliekant nieko nesuvalgyto.
Allomerus genties skruzdėlės iš Pietų Amerikos gali sukurti pažangias spąstus augalų stiebuose. Jie nulupa stiebą, palikdami tik karkasą, įpina kamerinę gaudyklę ir padengia ją stiprinančiu grybų mišiniu. Vos tik vabzdys patenka į tokius spąstus, skruzdėlės tuoj pat puola į jį, įgelia ir išardo.
Daug lapų pjovimo skruzdėlių specializuojasi auginant įvairiausius grybus. Kai kurie vėliau šiais grybais minta, o kai kurie – kaip minėtasis Allomerus – naudoja juos kitiems tikslams, pavyzdžiui, privilioja grobį.
kamanės Jie skrenda prie gėlių, vadovaudamiesi ne tik spalva ar kvapu. Jie gali aptikti augalų sukurtus elektrinius laukus ir rasti kelią į juos net dideliais atstumais.
Žiogų nimfos Fulgoroidea, gyvenantys Surinamo atogrąžų miškuose, buvo atrasti visai neseniai. „Plaukai“ ant vabzdžio uodegos sudaryti iš vaško ir tarnauja kaip apsauga nuo plėšrūnų.
Iš skruzdžių Galima tikėtis grybauti ar sukurti gaudykles, bet įdomiausia, kad jiems sekasi matematika. Jos pagalba jie apskaičiuoja trumpiausią kelią iki maisto ar namo ir neklysta keliaudami didelius atstumus.
Žiogai Anabrus simplex, vadinami „mormonų svirpliais“, kas porą metų nuolat užplūsta JAV pietvakarius ir didžiuliais būriais slenka per miestus ir miestelius. Blogiausia, kad jie vienas kitą aktyviai ryja, ir šio reginio maloniu pavadinti negalima.
Homoseksualumas Tarp vabzdžių jis aptinkamas beveik dažniau nei tarp žinduolių ar paukščių. Pavyzdžiui, blakės visiškai neskiria savo partnerio lyties. Kituose vabzdžiuose, patogumo dėlei, patinai netgi formuoja lytinius organus, panašius į moteriškus.
Ugnies skruzdėlės JAV – tikra nelaimė. Jie labai skausmingai peršti, taip pat mėgsta elektros laidus. Net jei gerai juos nuodysite, prieš mirtį jie puls televizorių, pultus ir kompiuterius – arba iš alkio, arba iš keršto jausmo.
Vabzdys, ypač drugelis, nėra pats sudėtingiausias biologinis objektas, tačiau vis dėlto jo elgesys nėra toks paprastas, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Drugelių elgesyje, atsižvelgiant į stimulą ir atsako pobūdį, išskiriami šie nervinės reakcijos organizavimo tipai. Paprasta refleksinė reakcija gali būti laikoma vabzdžio pakilimu, kai sutrinka objekto, ant kurio jis sėdi, mobilumas; tai vadinama paprastais taksi. Jie taip pat skiria instinktus ir sudėtingą asociatyvinę neuropsichinę veiklą. To pavyzdys galėtų būti sudėtingų apsauginių konstrukcijų, kurių statyboje dalyvauja šimtai vabzdžių ir kurių kiekvienas atlieka savo vaidmenį, daugelis jų yra keičiami, statyba. Šio reiškinio negalima paaiškinti paprastu refleksiniu atsaku; veikiau tai yra užprogramuotas kolonijos veiksmas tam tikroje situacijoje.
Taksi, kaip minėta aukščiau, yra paprastas refleksinis veiksmas, tačiau jie taip pat gali atsijungti. Yra fototaksė, chemotaksė, termotaksė, hidrotaksė. Savo ruožtu kiekvienas iš šių refleksų gali būti teigiamas arba neigiamas. Pozityvioji fototaksė – tai drugelio šviesos troškimas, kurį dažnai stebime po naktinėmis lempomis ir net kuriame dainas apie aklą kandys, skrendančios į žvakės liepsną, tikėjimą. Nereikėtų pamiršti ir neigiamos fototaksės, kai kandis vengia šviesos šaltinių ir siekia pasislėpti nuo akinančių spindulių.
Taip pat reikėtų paminėti chemotaksis. Pavyzdžiui, daugelis kandžių nevaldomai siekia fermentuotos melasos su viliojančiu esterių kvapu. Garstyčių aliejų aromatas pritraukia pažįstamą kopūstų baltumą. O oksalo rūgšties kvapas lyg vatos gumuliukas. Neigiamos chemotaksės pavyzdys – paniška baimė dėl marių kvapo drabužių kandyse.
Taip pat yra toks vabzdžių elgesio pasireiškimas kaip thigmotaksė - nenugalimas noras glaudžiai tiesiogiai susisiekti su kietu objektu. Tai būdinga vikšrams prieš pat jauniklių atsiradimą. Būtent šia elgsenos ypatybe yra pagrįstas gaudymo žiedo metodas, kuriuo sugaunami ir sunaikinami traškučiai.
Hidrotaksė – tai vietos, kurioje būtų optimalus drėgmės lygis, siekimas. Hidrofiliniai vabzdžiai skrenda į drėgnas vietas ir paviršius, o hidrofobiniai, priešingai, ieško sausesnių vietų. Šešėliuojantys masalai pasinaudoja šiuo konkrečiu elgesiu ir yra labai veiksmingi kovojant su kenkėjais.
Termotaksis – tai optimalių aplinkos temperatūros sąlygų troškimas. Teigiamas ar neigiamas, jis dažnai tampa masinės vabzdžių, įskaitant drugelius, migracijos priežastimi.
Vabzdžių instinktai yra tokie išvystyti ir įvairūs, kad daugelis jų ir šiandien stebina žmones. Instinktai yra stipriausia natūralios populiacijų ir rūšių išsaugojimo grandinės grandis. Vabzdžiai instinktų neišmoksta dėl mokytojų trūkumo. Tokiu atveju informacija apie veiksmų seką tam tikroje situacijoje perduodama paveldimumu DNR lygiu.
Stiebiniai kandžių vikšrai dar prieš lėliukė kukurūzų ar kanapių stiebe paruošia skrydžio angą būsimam drugeliui, visiškai nesuprasdami kodėl, tiesiog žino, kad tai reikia padaryti.
Daugiau įdomių straipsnių
Visa gyvų organizmų adaptacinių reakcijų formų įvairovė yra suskirstyta į dvi grupes. Pirmoji grupė – tai įgimti gyvų būtybių instinktai, veikla ir elgesys, kurie yra paveldimi. Instinktai išsivystė kaip prisitaikymas prie nuolatinių ir periodiškų aplinkos reiškinių.
Antroji grupė sujungia elgsenos tipus, kuriuos gyvūnai įgijo individualiame gyvenime, arba, tiksliau, tai, ką kiekvienas gyvūnas suprato ir išgyveno savo protu. Šios reakcijos padeda organizmui prisitaikyti prie netikėtų, greitai besikeičiančių gyvenimo sąlygų.
Abi adaptacinės veiklos formos apima nuoseklias veiksmų serijas, kuriomis siekiama pasiekti organizmams naudingų rezultatų. Tačiau tokių veiksmų programavimas įgimtoje ir įgytoje veikloje gali būti vykdomas skirtingai.
Vapsvos ir Aplysia sraigės „auksiniai kiaušiniai“.
Paprastai instinktyvus aktyvumas yra pagrįstas griežtomis programomis. Žymus prancūzų gamtininkas J. Fabre'as, tyrinėdamas vabzdžių gyvenimą, atkreipė dėmesį į įdomiausią geltonsparnės vapsvos instinktyvaus elgesio formą – sfeksą.
Tam tikrame šių vapsvų vystymosi etape, veikiant vidiniams hormoniniams pokyčiams ir aplinkos veiksniams (pirmiausia oro temperatūrai ir paros ilgiui), prasideda kiaušinėlių brendimas. Taip pat reikia juos atidėti. Šis plėšriosios vapsvos elgesio etapas yra tipiškas instinktyvaus aktyvumo pavyzdys.
Vapsva pradeda iškasdama tam tikros formos duobutę nuošalioje vietoje. Tada ji išskrenda medžioti žvėrienos, kuri turėtų būti maistas lervoms, kai tik jos išsirita iš kiaušinių. Žaidimas sphex yra lauko kriketas. Sphex atranda svirplį ir paralyžiuoja jį galingais dūriais į nervinius mazgus. Nutempusi jį prie skylės, vapsva palieka jį prie įėjimo, o pati nusileidžia į skylę patikrinti situacijos.
Įsitikinęs, kad skylėje nėra pašalinių žmonių, vapsva nutempė ten savo auką ir deda kiaušinėlius ant krūtinės. Ji taip pat gali įtempti dar kelis svirplius į skylę, kad užsandarintų jais įėjimą. Tada ji išskrenda ir niekada negrįš į šią vietą.
Jei atidžiai įvertinsite visus vapsvos elgesio etapus, pastebėsite, kad visi jos judesiai klostosi pagal unikalią programą, pavaldžią vienam rezultatui – kiaušinių padėjimui. Mokslininkas J. Fabre'as daug kartų atitraukė svirplį, kurį vapsva paliko prie įėjimo tikrindama skylę. Šiuo atveju, išlipusi iš duobės ir pastebėjusi, kad grobis per toli, vapsva vėl jį sugriebė, nutempė iki įėjimo, o paskui nusileido į skylę, bet vėl viena. Vapsva nenuilstamai kartojo visus veiksmus: tempė svirplį, tada, mesdama, patikrino skylę, kad vėl grįžtų.
Taigi vapsvos elgesyje kiekvienas ankstesnis jos veiklos rezultatas, kurio tikslas yra pasiekti tam tikrą etapą, lemia tolesnio veiksmo raidą. Jei vapsva negauna signalo, kad ankstesnis etapas sėkmingai baigtas, ji niekada nepereis į kitą.
Visa tai rodo, kad vapsvos elgesys yra sukurtas pagal griežtą programą. Ją skatina vidinis poreikis, motyvacija. Tačiau programos įgyvendinimą lemia gyvūno adaptacinės veiklos etapas ir galutiniai rezultatai. Kad taip yra, rodo šie pastebėjimai. Kai vapsvos sienos iki įėjimo, galite tiesiogine prasme sunaikinti visas jos pastangas prieš jos akis. Vapsvos kiaušinių likimas nebedomina, nes jos misija baigta.
Visą šią programą lemia paveldimi mechanizmai. Juk vapsvos palikuonys daugiau niekada nesusitiks su savo tėvais ir nieko iš jų nepasimokys. Tačiau šie paveldimi mechanizmai pradeda veikti tik esant tam tikriems aplinkos veiksniams. Jei vapsvos jų neranda, tarkime, minkštos dirvos urveliams, visa veiksmų grandinė susipainioja ir nutrūksta. Ir tada visa vapsvų populiacija šioje nelemtoje vietoje miršta.
Atrodo, kad kuriamos visos instinktyvios veiklos formos. Tai patvirtino mokslininkai, visuose žemynuose ir jūrų bei vandenynų gelmėse tyrinėję sparnuotųjų, keturkojų, žvynuotųjų, irklakojų, duobkasių ir kitų mūsų planetos kaimynų manieras ir įpročius.
Kuo labiau žmogui buvo atskleista gyvūnų instinktyvaus elgesio įvairovė, tuo labiau jį patraukė didžiausia gyvosios gamtos paslaptis. Kokiomis vidinėmis kūno savybėmis remiasi instinktai? Po atidarymo 1951 -1953 m. J. D. Watson, F. Crick ir M. Wilkins, DNR struktūra, sukonkretino šį klausimą, o dabar jis skamba taip: kaip genuose užkoduotas įgimtas elgesys ir kaip jie jį kontroliuoja?
Ryškiausią ir prasmingiausią atsakymą į šį klausimą pateikė E. Kandelio vadovaujama amerikiečių neurologų grupė. Jie tyrė tokią pat jūrinės sraigės Aplysia elgesio formą kaip ir Sphex – kiaušinių dėjimą. Aplysia kiaušinių sankaba, pasak šių eksperimentų dalyvių, yra virvelė, kurioje yra daugiau nei milijonas kiaušinių. Kai tik, veikiant hermafroditinės liaukos latako, kuriame vyksta apvaisinimas, susitraukiantiems raumenims, kiaušinėliai pradeda stumti, sraigė nustoja judėti ir maitintis. Jos kvėpavimas ir širdies susitraukimų dažnis padažnėja.
Sraigė sugriebia kiaušinių virvelę burna ir, judindama galvą, padeda jai išeiti iš latako, o paskui susuka į sruogą. Galiausiai, judėdamas galvą, gyvūnas pritvirtina sankabą prie tvirto pagrindo.
E. Kandel ir I. Kupferman aplysia pilvo ganglione (t. y. neuronų sankaupoje) aptiko vadinamųjų pažastinių nervų ląstelių. Iš jų buvo gautas ekstraktas ir įterptas į kitų sraigių kūną. Ir paaiškėjo, kad kai kurių medžiagų iš šio ekstrakto galia moliuskų elgsenai buvo tokia didelė, kad sraigės iškart pradėjo dėti kiaušinėlius, net jei jų brendimo laikotarpis dar nebuvo priartėjęs. Be to, neapvaisintos sraigės, gavusios tokį ekstraktą, atlikdavo individualius judesius iš kiaušinių dėjimo ritualo.
Mokslininkai domėjosi medžiagomis, kurios sudaro aktyvųjį pažastinių ląstelių ekstrakto principą. Paaiškėjo, kad tai 4 peptidai (t.y. trumpos aminorūgščių grandinės), iš kurių vienas buvo vadinamas GOY – kiaušinių dėjimo hormonu. Iš karto pažymime, kad šis atradimas nebuvo visiška staigmena. Iš kitų biologiškai aktyvių medžiagų šiuo metu intensyviausiai tiriami peptidai.
Juk šie mažyčiai baltymai, veikdami nedideliais kiekiais, reguliuoja beveik visus gyvybiškai svarbius organizmo procesus: mitybą, kvėpavimą, išsiskyrimą, dauginimąsi, termoreguliaciją, miegą ir kt. Iš skirtingų audinių išskirtų peptidų skaičius jau viršijo 500. Daugelis jie sintetinami nerviniame audinyje ir tiesiogiai kontroliuoja elgesį.
Aplysia „pažastinių“ peptidų vaidmuo pasirodė toks pat. Amerikiečių mokslininkai Aplysia nervų sistemoje aptiko 7 neuronus, kuriems šie peptidai turi galingiausią ir selektyviausią poveikį. Biologų teigimu, šios 7 ląstelės veikia kaip komandiniai neuronai. Kitaip tariant, jie kontroliuoja likusias Aplysia nervines ląsteles, kurios yra funkcinės sistemos, užtikrinančios kiaušinių dėjimą, dalis. Bet kurioje Aplysia šios ląstelės, veikiamos „pažasties“ peptidų, vienu metu pradeda generuoti elektrinius impulsus, o jų elektrinės „kalbos“ garsas šiuo atveju yra visiškai kitoks nei kitais atvejais, kai šie neuronai skleidžia elektrinį „balsą“. “.
Be šių komandinių neuronų paleidimo, keturi peptidai iš pažasties ląstelių turėjo ir kitų profesijų, kurios buvo glaudžiai susijusios siekiant vieno galutinio tikslo – kiaušinių dėjimo. Vienas peptidas sulėtina širdies ritmą. Kitas sutraukia hermafroditinės liaukos lataką taip, kad laidas išeitų. Trečiasis nuslopina sraigės apetitą, kad apsirijusi mama nevalgytų savo palikuonių.
F. Strumwasseris ir jo kolegos iš sraigės reprodukcinės sistemos išskyrė dar 2 peptidus. Jie buvo vadinami peptidais A ir peptidais B. Jie paskatino pažasties ląsteles išskirti keturis ką tik aprašytus peptidus. Dėl šio atradimo tapo aiškesni funkcinės kiaušialąsčių sistemos paleidimo mechanizmai.
Taigi buvo patvirtinta, kad būtent peptidai „suburia“ nervines ląsteles į vieną veikiančią asociaciją, iš daugelio galimų neuronų jungčių atrinkdami tuos, kurie yra jų veikimo subjektai, ir įtraukdami juos į funkcines sistemas. Kartu su neuronais peptidai taip pat sujungia periferines ląsteles į bendruomenę. Dėl viso šio didžiulio ląstelių ansamblio peptidų suderintos veiklos pasiekiamas naudingas elgesio rezultatas.
Atrodytų, čia viskas logiška ir apgalvota. Tačiau iš tikrųjų labai svarbus klausimas liko neišspręstas tol, kol neurologai nepradėjo dirbti su iššifruotais genais.
Kieno „užsakymu“ pažastinės ląstelės pradėjo išskirti visus keturis peptidus? Peptidų A ir B įtakoje? Žinoma. Tačiau šios medžiagos tik suaktyvino kažkokį paslaptingą mechanizmą pažasties ląstelėse. Taigi kaip tai veikia?
Šis klausimas labai svarbus. Galų gale, jei ši seka ir proporcingumas peptidų išskyrime bei griežtas Aplysia instinktyvaus elgesio programavimas būtų kaip nors pažeistas, jis nedėtų kiaušinių. Akivaizdu, kad taip atsitiktų su sphex, kur taip pat spėjama kai kurių peptidų grupės „rašysena“.
Neuromokslininkai iš pradžių pasiūlė, o paskui įrodė, kad gamta peptidų sintezę iš vienos funkcinės grupės patiki tam pačiam genui arba bent keliems genams, tačiau glaudžiai tarpusavyje susijusiems reguliavimo mechanizmų bendrumu.
Naudodami genų inžinerijos metodus, amerikiečių mokslininkai išskyrė ir visiškai nustatė trijų Aplysia genų nukleotidų seką. Pirmasis „atspausdino“ keturis pažastinių ląstelių peptidus griežtai apibrėžta seka. Kiti du genai susintetino peptidus A ir B. Šių genų nukleotidų sekos analizė atskleidė pasikartojančias sritis. Tai rodo, kad visi trys genai yra kilę iš to paties pirmtako. Evoliucijos proceso metu jis tikriausiai patyrė mutacijas. Pavyzdžiui, šio geno kopijų skaičius galėjo padidėti (dubliuoti). Dėl naujų mutacijų, turinčių įtakos jau naujai suformuotiems genams, jie pradėjo savo evoliuciją. Dėl to genų dubliavimasis formuojant naujas peptidų šeimas taip pat padidino kūno funkcijų, pavyzdžiui, įgimto elgesio programų, skaičių.
Sunku pervertinti šio darbo reikšmę biologijai. Buvo įmanoma plėtoti ir tęsti idėją apie peptidų vaidmenį formuojant sistemą. Tapo aišku, kaip jie tarpininkauja funkcinių genų sistemų „generalinių surinkėjų“ veikimui skirtingose ląstelėse. Evoliucijos kelias, vedantis nuo genetinių mutacijų iki instinktyvaus elgesio programų dauginimosi ir sudėtingumo, tapo aiškesnis.
Tačiau, kad ir kokios viliojančios buvo šios hipotezės, jas vis tiek reikėjo patvirtinti kitiems gyvūnams, išskyrus Aplysia. Tik tada būtų galima kalbėti apie vieno geno, koduojančio funkciškai susijusių peptidų grupę, integralios organizmo reakcijos valdymo principo universalumą. Ir tai jau buvo padaryta.
Amerikiečių mokslininkai N.I.Tublitzas ir jo kolegos įrodė, kad keli tarpusavyje susiję genai koduoja grupę peptidų, kurie valdo paskutinę tabako kandžio metamorfozės stadiją – vabzdžio atsiradimą iš lėliukės. Šią sunkią elgesio programą sukelia vienas didelis peptidas. Jis sintetinamas nervų sistemoje ir pradeda išsiskirti į kraują likus dviem su puse valandos iki kandys išsiritimo. Išlindęs iš lėliukės, vabzdys išskleidžia sparnus. Trys kiti peptidai kontroliuoja šiuos procesus. Du iš jų prisideda prie krūtinės kraujagyslių pripildymo krauju, iš kur jis patenka į sparnų kraujagysles ir jas ištiesina. Trečiasis peptidas veikia sparnų jungiamąjį audinį. Kol jie tiesina, jis suteikia jiems plastiškumo, o paskui nuolatinį standumą.
1980–1983 metais profesoriaus S. Numos (Japonija) ir daktaro P. Seeburgo (JAV) laboratorijose buvo nustatyta geno, spausdinančio baltymą preproopiomelanokortiną, seka. Smegenyse ši didžiulė molekulė fermentų supjaustoma į kelias trumpas grandines – peptidus. Gyvūnams ir žmonėms preproopiomelanokortino peptidai sudaro vieną funkcinę sistemą. Visi esame susipažinę su jo veiksmais. Jo dėka mūsų organizmas į stiprius ir netikėtus dirgiklius reaguoja įgimta reakcija – stresu.
Vienas peptidas iš preproopiomelanokortinų šeimos padidina gliukokortikoidų hormonų sekreciją iš antinksčių. Jie savo ruožtu padidina kraujotaką raumenyse, padidina jų susitraukimą ir padidina gliukozės kiekį kraujyje. Kitas peptidas skatina riebalų skaidymąsi. Dėl gliukozės ir riebalų mobilizuojama atsarginė energija. Trečiasis peptidas padidina insulino sekreciją ir užtikrina, kad audiniai sunaudotų gliukozę. Ketvirtasis malšina skausmą. Štai kodėl jaudulio ir streso metu net ir rimtų sužalojimų nepastebime iš karto. Taigi gamta suteikia gyvoms būtybėms galimybę ekstremalioje situacijoje atlikti pagrindinę užduotį ir tada užsiimti „savigyda“. Galiausiai, paskutinis peptidas padidina smegenų dėmesį ir budrumo lygį, o tai taip pat naudinga bet kurioje gyvenimo situacijoje.
Taigi tikrai „auksinius kiaušinius“ mokslininkams atnešė Sphex ir Aplysia. Praėjusiame amžiuje stebėdamas plėšriosios vapsvos elgesį, J. Fabre'as atrado pagrindinius išorinius įgimto elgesio modelius. Maždaug po šimtmečio amerikiečių neurologai paprastai nustatė molekulinį genetinį mechanizmą, per kurį smegenys saugo ir įgyvendina įgimtas elgesio programas.
Tačiau darbas šia kryptimi tik prasideda. Galų gale, įgimtas žinduolių elgesys, kuris yra galutinis visų smegenų mokslo tyrimų tikslas, iš tikrųjų niekada nėra taip griežtai užprogramuotas kaip sfekso, aplyzijos ar tabako kandžių reakcijos. Aplinkos veiksnių, kuriuos J. Fabre'as pastebėjo stebėdamas plėšriąją vapsvą, svarba instinktyviai šiltakraujų gyvūnų elgesyje yra nepalyginamai didesnė. Ir atitinkamai, genetinės kontrolės principai yra sudėtingesni, lankstesni ir tam tikra prasme jau skirtingi.
Jei radote klaidą, pasirinkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
Vabzdžių elgesio pagrindas yra besąlyginiai refleksai – taksi ir instinktai. Jie turi motorinius refleksus šviesai (fototaksis), šilumą (termotaksis), drėgmę (hidrotaksė), trauką (geotaksė).
tt Teigiamo taksi pavyzdžiai gali būti: termotaksė – musių koncentracija ant pavasario saulės šildomų namų sienų; fototaksė – vabzdžių kaupimasis prie šviesos šaltinio naktį ir kt.
Vabzdžiai turi instinktus, susijusius su individo išsaugojimu: gynybinius ar apsauginius („užšaldymas“, kvapiųjų ir toksiškų medžiagų išskyrimas), maistą (maisto gavimą, maisto saugojimą), taip pat instinktus, kuriais siekiama išsaugoti rūšį: ieškoti individų. priešingos lyties atstovai, besirūpinantys palikuonimis. Daugelio vabzdžių instinktyvus elgesys yra labai sudėtingas ir sukuria įspūdį, kad jie yra protingi. Tačiau pasikeitus sąlygoms toks paveldėtas elgesys dažnai tampa nepraktiškas ir veda vabzdį ar jo palikuonis į mirtį. Pavyzdžiui, patelė kopūstinė bilan turi išreikštą rūpinimosi palikuonimis instinktą: kiaušinėlius ji deda ant kopūstų lapų, kuriais minta šio drugelio lervos. Jei kopūstų sultimis ištepsite ant popieriaus lapo, patelė dės kiaušinėlius. Šiuo atveju aiškiai pasireiškia instinkto rūpintis palikuonimis „aklumas“.
Vabzdžiai turi įvairias komunikacijos priemones, kuriomis keičiamasi informacija: garso ir šviesos signalus; biologiškai aktyvios medžiagos – feromonai; motorinės reakcijos - „šokiai“, kurių pagalba bitės perduoda informaciją apie maisto vietą ir net jo kiekį.
Daugelis vabzdžių, ypač vabzdžių (bitės, skruzdėlės, kamanės, termitai, vapsvos ir kt.), pasižymi gebėjimu sukurti sąlyginius refleksus. Jie atsiranda veikiant dviem dirgikliams vienu metu – besąlyginio (pavyzdžiui, maisto) ir sąlyginio arba signalo (bet koks aplinkos veiksnys). Sąlyginiai refleksai yra individualūs ir laikini, jie susidaro per individo gyvenimą, o nesustiprinus gali išnykti. Pavyzdžiui, bitės, eidamos ieškoti maisto, sugeba atsiminti jo šaltinio vietą, kelią iki jo ir atgal į avilį ir pan. Tuo pačiu metu jų jutimo organai iš sąlyginių dirgiklių suvokia įvairius regos elementus. , uoslės ir kiti signaliniai dirgikliai, pagal kuriuos vabzdžiai orientuojasi ieškodami maisto šaltinio. Eksperimentų metu bitėms gali išsivystyti sąlyginis refleksas medaus gėlių kvapui arba tam tikrai spalvai.
Gebėjimas vystyti sąlyginius refleksus būdingas ne tik vabzdžiams. juos galima išvystyti, pavyzdžiui, į prūsus. Jeigu prūsus patalpinsi į sodą su dviem sujungtomis kameromis – šviesiąja ir tamsiąja – prūsai, kaip ir naktiniai gyvūnai, rinksis tamsiajame. Bet jei nuolat tam tikrą laiką dirginsite juos silpna elektros srove, tai prūsai eis į šviesą ir vengs tamsos net ir nutrūkus signalo dirgikliui (elektros srovei). Taigi, į pagalbą įgimtiems refleksams, kurie būdingi ir privalomi kiekvienai rūšiai, į pagalbą ateina sąlyginiai, per kuriuos šie gyvūnai prisitaiko prie pasikeitusių aplinkos sąlygų.
