Нервная и гормональная регуляция: сети, ганглии и цефализация
Животные согласуют работу частей тела разными сигналами. Сравним нервные сети и центры, гормоны и изменения нервной системы позвоночных.
Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс
Животные
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Нервная и гуморальная регуляция
- Диффузная нервная система и ганглии
- Центральная и периферическая системы
- Цефализация
- Нервная система позвоночных
- Гормоны и примеры взаимодействия двух форм регуляции
Как это устроено
Нервные сигналы часто быстро передаются по определённым путям, а химические регуляторы могут распространяться с жидкостями и действовать дольше. Но деление не абсолютное: нейроны тоже выделяют химические вещества, а гормональный ответ иногда бывает быстрым. Для каждого примера назовите источник сигнала, путь, клетку-мишень и эффект, вместо общего утверждения «нервная лучше гормональной».
У ряда стрекающих есть распределённые нервные сети, у многих двусторонне симметричных животных выделяются узлы и продольные нервные пути. Цефализация связана с концентрацией органов чувств и нервных центров на переднем конце в некоторых активно движущихся линиях. Но современные стрекающие и членистоногие — не стадии прямого превращения одной группы в другую; каждая линия имеет свою историю. Даже у животных с мозгом распределённые нервные сети выполняют функции.
У позвоночных центральная система включает головной и спинной мозг, периферическая связывает их с телом. Отделы мозга изменялись в разных линиях, а функциональные системы не сводятся к одному «самому развитому» отделу. Число нейронов, размер мозга и поведение нельзя сопоставлять без учёта размера тела, структуры и задач. Эволюционное сравнение требует филогенетического дерева и конкретных анатомических признаков.
Гормоны действуют на клетки с подходящими рецепторами и могут регулировать рост, развитие, обмен и размножение. У насекомых гормональные сигналы участвуют в линьке и метаморфозе, а нервная система влияет на выделение некоторых регуляторов. «Гормон находится в крови, значит действует на все клетки одинаково» неверно: наличие рецептора и состояние клетки определяют ответ. Вредные опыты с изменением гормонов у живых животных не нужны для школьного обучения.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Регуляция
Изменение работы клеток, органов и поведения в ответ на внутренние и внешние сигналы для согласования функций организма.
Пример: При изменении освещённости животное может менять активность и обмен веществ.
- Нервная регуляция
Передача и обработка сигналов специализированными нервными клетками и их связями, часто с быстрым и адресным действием.
Пример: Сигнал от рецептора к мышце помогает животному отдёрнуть часть тела от раздражителя.
- Гуморальная регуляция
Передача регулирующих химических веществ внутренними жидкостями организма к клеткам-мишеням с соответствующими рецепторами.
Пример: Гормон, поступивший в кровь, действует только на клетки с подходящим рецептором.
- Нейрон
Специализированная клетка, принимающая, преобразующая и передающая сигналы через электрические и химические механизмы.
Пример: Чувствительный нейрон может передать информацию от механорецептора к нервному центру.
- Синапс
Место функциональной передачи сигнала между нейронами или между нейроном и клеткой-мишенью через химические либо электрические механизмы.
Пример: В нервно-мышечном синапсе сигнал нейрона может вызвать сокращение мышцы.
- Диффузная нервная сеть
Распределённая сеть связанных нервных клеток без одного главного центра типичного для позвоночных мозга, встречающаяся у ряда стрекающих.
Пример: У гидры нервные клетки образуют сеть, способную координировать сокращения.
- Ганглий
Скопление тел нервных клеток вне центральной системы в принятой для данной группы схеме или локальный нервный центр у некоторых беспозвоночных.
Пример: У членистоногих сегментарные нервные узлы участвуют в координации движений.
- Цефализация
Эволюционное усиление концентрации сенсорных структур и нервных центров на переднем конце тела в некоторых линиях животных.
Пример: У многих двусторонне симметричных активно движущихся животных органы чувств сосредоточены ближе к направлению движения.
- Центральная нервная система
Основные нервные структуры обработки информации и координации; у позвоночных включает головной и спинной мозг.
Пример: Спинной мозг позвоночного участвует в проведении сигналов и рефлекторных цепях.
- Периферическая нервная система
Нервные структуры вне центральной системы, соединяющие её с рецепторами, мышцами и внутренними органами.
Пример: Нервы конечности проводят сигналы к мышцам и от рецепторов.
- Гормон
Сигнальная молекула, выделяемая клетками и действующая на клетки-мишени через специфические рецепторы, иногда на расстоянии.
Пример: Гормоны метаморфоза насекомых влияют на переход между стадиями развития.
- Рецептор
Молекула или специализированная клетка, воспринимающая определённый сигнал и запускающая ответ; значение слова уточняют по контексту.
Пример: Клетка-мишень гормона отвечает только при наличии соответствующего молекулярного рецептора.
Пример по шагам
При опасности животное быстро убегает, а его обмен остаётся изменённым ещё некоторое время. Как могут участвовать две формы регуляции?
- Сенсорные клетки и нервные цепи быстро передают сигнал к мышцам, меняя движение.
- Химические сигналы, в том числе гормоны, могут изменить работу органов и обмен на более длительное время.
- Две формы связаны и не работают как полностью независимые «кнопки».
Вывод: Точное объяснение указывает путь сигнала и клетку-мишень, а не только слово «нервный» или «гормональный».
Практическая работа
Две карты регуляции на готовых схемах
- По учебной схеме реакции на прикосновение отметьте рецептор, нервные пути, центр или сеть и мышцу.
- По учебной схеме метаморфоза насекомого отметьте источник гормонального сигнала, путь и ответ клетки-мишени.
- Сравните скорость, адресность и длительность, указав хотя бы одно пересечение двух механизмов.
Что можно заключить: Нервная и гормональная регуляция отличаются, но взаимодействуют в едином организме.
Безопасность: Используйте готовые схемы и видео; не изменяйте гормональные условия живых животных и не проводите болезненные опыты.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.