Какое значение имеет нервная система для животных что такое инстинкт
Нервная система. Рефлекс. Инстинкт
Урок 27. Биология 7 класс. Животные. ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Нервная система. Рефлекс. Инстинкт»
Жизнь животного невозможна без согласования работы всех систем организма, и такую согласованность обеспечивает нервная система. Именно она определяет состояние внешней среды. Вместе с этим нервная система приспосабливает организм к изменениям внешней среды, адаптирует органы и системы.
Нервная система представлена главным образом нервной тканью, основной элемент — является нервная клетка с отростками, обладающая высокой возбудимостью и способностью к быстрому проведению возбуждения.
Нервная клетка, или нейрон, — это электрически возбудимая клетка, которая предназначена для приёма извне, обработки, хранения, передачи информации с помощью электрических и химических сигналов.
Типичный нейрон состоит из тела клетки, дендритов и одного аксона.
Нейроны могут соединяться один с другим, формируя нервные сети. Сложность и многообразие функций нервной системы определяется взаимодействием между нейронами, а также между нейронами и мышцами и железами.
Нервные клетки обладают чувствительностью. Даже у простейших отмечается реакция всей клетки на какое-либо воздействие. Так, если часть сосуда, в котором живут амёбы, осветить, то через некоторое время большинство из них соберётся на освещённой стороне.
Инфузория-туфелька не подплывает к кристаллам поваренной соли, лежащим на дне сосуда. Эти и другие примеры свидетельствуют, что и у одноклеточных животных наблюдается способность реагировать на раздражение. Это свойство получило название — раздражимость.
Впервые нервные клетки появляются у кишечнополостных. Нервные клетки тонкими отростками соединяются между собой. Располагаются нервные клетки под кожно-мускульными и разбросаны по всему телу, образуя нервную сеть.
Клетки этой сети связаны с чувствительными нервными клетками, нервные отростки которых возвышаются над наружным и внутренним слоем клеток тела. Благодаря отросткам чувствительных клеток внешние механические, химические или другие раздражения быстро передаются всей нервной сети, что приводит к сокращению кожно-мускульных клеток всего тела.
Нервные клетки наиболее часто встречаются вокруг рта и на подошве.
Если дотронуться до гидры в любом месте тела, возбуждение сразу же распространяется по всей сети, вызывая сокращение эпителиально-мускульных клеток — тело гидры сократится и превратится в комочек.
У свободноплавающих медуз наблюдается концентрация нервных клеток по краю зонтика.
Ответная реакция организма на любое воздействие раздражителя при помощи нервной системы называется рефлексом.
Дальнейшее развитие нервной системы беспозвоночных животных шло в направлении концентрации нервных клеток в определённых местах тела.
Сформировалась нервная ткань. У плоских червей скопление нервных клеток привело к образованию парных головных нервных узлов, от которых вдоль тела отходят нервные стволы. Они соединяются между собой тяжами перемычками, и от них отходят многочисленные нервные ответвления к кожным покровам, органам чувств.
У круглых червей в передней части тела располагается окологлоточное нервное кольцо, образованное вследствие слияния парных надглоточных и подглоточных нервных узлов. От нервного кольца вперёд и назад отходят парные нервные стволы.
Кольчатые черви также имеют окологлоточное нервное кольцо, а в каждом сегменте тела брюшная нервная цепочка формирует пару самостоятельных нервных узлов с отходящими от них нервами.
Нервная система различается по степени сложности. У брюхоногих моллюсков нервная система разбросанно-узлового типа.
Но наиболее развита у головоногих моллюсков. Она состоит из нескольких пар хорошо развитых нервных узлов, расположенных в разных частях тела, и отходящих от них нервов. Такая нервная система называется системой разбросанно-узлового типа.
В результате дальнейшей концентрации нервных клеток надглоточный нервный узел увеличивается и образует большую нервную массу. В ней происходит обособление отдельных нервных центров. С ними связано усложнение органов чувств, более сложное поведение.
У членистоногих нервная система представлена сложноустроенным надглоточным нервным узлом — головным мозгом, подглоточным нервным узлом и брюшной нервной цепочкой, которая характеризуется слиянием нервных узлов. Головной мозг состоит из трёх отделов: переднего, среднего и заднего.
Центральная нервная система ракообразных, так же как у других членистоногих и кольчатых червей, состоит из надглоточного нервного узла, окологлоточных стволов нервных волокон и двойного брюшного нервного тяжа с парой сближенных между собой нервных узлов в каждом сегменте.
Особенно развитый мозг у общественных насекомых (муравьёв, пчёл, термитов).
Наибольшего развития нервная система достигает у хордовых животных.
Нервная система ланцетника устроена просто. Это всего лишь полая трубка с расширенным передним концом, представляющим собой зачаток головного мозга.
Нервная система позвоночных животных состоит из головного и спинного мозга, а также отходящих от них нервов. Головной мозг имеет пять отделов: передний, промежуточный, средний, продолговатый и мозжечок.
Перечислим основные функции отделов. Передний мозг самая развитая и эволюционировавшая часть мозга с самой сложной организацией. Передний мозг перерабатывает информацию от органов обоняния и не только. Промежуточный регулирует обмен веществ. Средний мозг — это структура, соединяющая заднюю часть головного мозга с передней, направляя между ними двигательные и сенсорные импульсы. Его правильное функционирование необходимо для осуществления осознанных действий. Средний перерабатывает информацию от органов зрения. Продолговатый мозг помогает контролировать такие автоматические функции, как дыхание, пищеварение, артериальное давление, сердечный ритм и так далее. В мозжечке находится вся информация, поступающая от органов чувств и моторной зоны мозга, в связи с чем его основная функция заключается в контроле движения. Также контролирует позы и координацию движений, что позволяет нам двигаться, ходить.
Нервная система у животных, принадлежащих к разным классам позвоночных, развита неодинаково. Например, нервная система рыб представлена головным и спинным мозгом с отходящими от них многочисленными нервами, ведущими к внешним и внутренним органам.
Нервная система земноводных, в связи с полуводным-полуназемным образом жизни, характеризуется более сложным строением по сравнению с нервной системой рыб.
Нервная система образована головным и спинным мозгом, а также периферическими нервами. В головном мозге имеются те же пять отделов, но значительного развития достигает передний мозг. Медленные и в основном однообразные движения отразились на слабом развитии мозжечка.
Нервная система пресмыкающихся в связи с активным наземным существованием претерпевает дальнейшее усложнение. Значительно развиваются все отделы головного мозга, увеличивается и становится выпуклым мозжечок. Появляются зачатки коры переднего мозга. Совершенствование нервной системы отразилось на развитии органов чувств.
Нервная система птиц, в связи с полётом, характеризуется более сложным строением, чем у пресмыкающихся. Дальнейшего развития достигают большие полушария переднего мозга и зрительные доли, средний мозг, более развит мозжечок. Совершенствуются органы чувств.
Наивысшего развития достигает нервная система млекопитающих. Значительные размеры приобретает кора переднего мозга, состоящая из нескольких слоёв нервных клеток. Кора содержит извилины и складки. Большое количество извилин в коре переднего мозга определяет более сложное поведение животных. Значительного развития достигают средний мозг и мозжечок.
Интересно, что максимальная масса мозга слона 4925 г, а синего кита, который приблизительно в 25 раз больше слона — всего 4700 г.
Развитие нервной системы привело к значительному усложнению всех её отделов. Внешне это проявляется в поведении животных, которое становится все более и более сложным, и многоплановым в зависимости от характера воздействий среды на организм.
В основе всех реакций организма на раздражения лежит рефлекс. Приведём пример рефлексов у млекопитающих: оскаливание зубов, рычание или лай собаки в ответ на взмах руки; прогибание спины, мурлыканье кошек в ответ на поглаживание; отдёргивание зверем лапы при уколе булавкой и т. д.
Рефлексы бывают врождённые и приобретённые. К врождённым относятся: сосание молока детёнышами млекопитающих, подача голоса в случае, если детёныш голоден.
Последовательность рефлекторных действий, закреплённая наследственно, называется инстинктом. Например, поиск места и строительство норы, гнезда, логова.
К приобретённым рефлексам можно отнести попрошайничество животными, выполнение несложных команд.
Чем выше организация животного, тем больше у него возможностей для выбора ответной реакции.
Выбор зависит от анализа всех условий данной ситуации, а это возможно только при наличии развитого головного мозга и особенно коры переднего мозга.
Таким образом, в жизни большинства животных рефлекс и инстинкт играют настолько важную роль, что без них просто невозможно существование животного.
Нервная система осуществляет взаимодействие и объединение всех систем внутри целостного организма. А также обеспечивает связь организма со средой его обитания, участвуя в процессе адаптации.
Что такое инстинкт
В каждом из нас гораздо больше животного, чем мы о себе думаем
Инстинкты и рефлексы – основа основ существования любого высшего животного. Это великолепно доказал основоположник физиологии высшей нервной деятельности И.П. Павлов. Инстинкты и рефлексы представляют собой базовую программу жизнедеятельности биоорганизма. А, по стути – “компьютерную” программу его “компьютера” – центральной нервной системы (вспомним, что кибернетика – наука, лежащая в основе разработки компьютерной техники, создана на основе закономерностей работы головного мозга). Поэтому знание этой “программы” имеет важнейшее значение для понимания закономерностей поведенческих реакций человека.
Рефлекс – это единичная ответная реакция одного из органов тела человека (или группы сходных органов) на внешнее или внутреннее воздействие, направленная на выживание индивидуума, действующая независимо от сознания индивидуума.
Рефлексы – это всегда единичные действия. Морфологически, рефлекс имеет в своем составе только один врожденный эффекторный НЦ (нервный центр), который обеспечивает эффект – конкретную реакцию организма. Именно этот факт определяет наличие единичной реакции рефлекса.
Но в повседневной жизнедеятельности человека и животных рефлексы редко работают в «чистом» виде. Как правило, они объединяются в инстинкты.
ИНСТИНКТ – это комплекс рефлексов, объединенных единой целью и временем их исполнения.
Характерной чертой инстинкта является участие в его деятельности большого количества эффекторных НЦ (нервных центров) рефлексов. Например, инстинкт самосохранения включает в себя сотни самых разных рефлексов, в которых могут быть задействованы практически все органы тела человека, вся скелетная мускулатура. Все эти рефлексы, работа всех органов и тканей тела человека, в момент действия инстинкта самосохранения, подчинены единой цели: немедленно устранить возникшую угрозу существованию организма. Аналогично действуют все остальные инстинкты: выполнение всех их рефлексов подчинено одной определенной цели.
Структурной единицей инстинкта является рефлекс. Связь между рефлексами осуществляется по существующим нервным путям (то есть – нейронам). Взаимодействие рефлексов внутри инстинкта определяется закономерностями образования НЕРВНОГО СЛЕДА:. в первую очередь, сигнал всегда идет по самому легкому проторенному пути. Сила проявления каждого рефлекса во время действия инстинкта, и место его в нем, и очередность его действия, определяются силой существующих нервных следов, взаимосвязями с другими рефлексами инстинкта.
Генезис жизни на Земле позволяет утверждать, что первыми возникли рефлексы. Инстинкты, как более сложные приспособленческие реакции организма, возникли позже в процессе эволюции.
Рефлексы, и врожденные, и условные, имеют единые командные центры – эффекторные НЦ врожденных рефлексов. Разница между ними только в способе поступления информации:
– Первостепенный раздражитель рефлекса – не врожденный раздражитель рефлекса, приобретённый в процессе жизнедеятельности, воздействие которого обязательно приводит к исполнению рефлекса.
– Второстепенный раздражитель рефлекса – не врожденный раздражитель рефлекса, приобретённый в процессе жизнедеятельности, воздействие которого приводит только к понижению порога возбудимости рефлекса, но не к исполнению рефлекса.
– Главный раздражитель рефлекса – воздействие любого раздражителя на врождённую рефлексогенную зону врождённого рефлекса. Действие которого вызывает срабатывание рефлекса.
Природой не определены конкретные раздражители, воздействие которых вызывает срабатывание рефлексов. Природой определены врождённые рефлексогенные зоны врождённых рефлексов. Например: врождённый сосательный рефлекс младенца вызывает любое прикосновение к его губам (например – пальцем). Поэтому так легко приучить ребёнка сосать свой палец. Или: срабатывание инстинкта самосохранения вызывает не вид кирпича, а вид летящего, на человека, кирпича. То есть, срабатывание рефлекса вызывает резкое движение (в сторону индивида) какого либо предмета. То есть: воздействие на сетчатку глаз.
Первостепенный и второстепенный раздражители рефлекса не воздействуют на врождённую рефлексогенную зону врождённого рефлекса. Их воздействие производится на любые другие рецепторы органов чувств. Здесь важна установившаяся нервная связь сенсорного НЦ этого “любого другого” рецептора – с сенсорным НЦ врожденной рефлексогенной зоны рефлекса. Как устанавливается эта связь – прекрасно доказал И. П. Павлов.
Инстинкты также имеют свои командные центры. Это временные, «плавающие» нервные центры. Врождённого морфологического центра (как морфологического центра врождённого рефлекса) инстинкты не имеют.
В зависимости от состояния внешней среды и состояния организма, в зависимости от вида раздражителя, временным командным нервным центром инстинкта является нервный центр любого из входящего в его состав рефлексов. Точнее: командным центром инстинкта в каждый отрезок времени является нервный центр рефлекса, который исполняется в этот отрезок времени.
Исполнение инстинкта, в целом, контролируют центр неудовольствия (центр, генерирующий процессы возбуждения в ЦНС) и центр удовольствия (центр, генерирующий процессы торможения в ЦНС), которые играют регулятивную, диспетчерскую роль (их работу мы рассмотрим в дальнейшем). Командным центром инстинкта, в каждый момент времени является нервный центр врожденного рефлекса, исполняемого в данный момент.
Единого, общего врожденного командного центра (наподобие врождённого эффекторного НЦ рефлекса) инстинкты не имеют.
Поскольку жизнедеятельность организма человека есть рефлекторная деятельность, это означает: в каждый момент своей жизнедеятельности организм человека управляется нервным центром рефлекса, который исполняется в данный момент времени.
Когда человек в первый раз попадает в опасную ситуацию, между нервными центрами рефлекторных дуг различных рефлексов, задействованных в исполнении защитной реакции, посредством механизма нервного замыкания устанавливается нервная связь. В следующий раз, при срабатывании любого из этих рефлексов, сигнал пойдет по уже проторенным путям, и человек намного быстрее реагирует. Таким образом рефлексы объединяются в сложные комплексы – инстинкты.
Например: человек переходит дорогу, слышит резкий звук клаксона, визг тормозов, поворачивает голову на этот звук, видит стремительно наезжающий на него автомобиль. В следующий момент этот человек группируется для прыжка и резко отпрыгивает в сторону, из-под колес мчащегося на него автомобиля. Что происходит в это время в его нервной системе?
В первую очередь срабатывает врожденный ориентировочный рефлекс (звуки клаксона и визг тормозов являются главными раздражителями рефлексов ориентировочного инстинкта): человек поворачивает голову в сторону источника резких звуков. Одновременно он останавливается: ориентировочный инстинкт тормозит деятельность всех остальных, жизненно не таких важных в этот момент, рефлексов, и рефлексов, мешающих его деятельности.
В следующий момент в поле зрения человека попадает стремительно мчащийся, на него, автомобиль. Резкое движение, в сторону человека, какого-либо предмета – есть врожденный рефлексогенный фактор инстинкта самосохранения. Ликвидировать опасность от резко надвигающегося предмета можно только одним способом (так выработано эволюцией): уйти с пути движущегося предмета: соответствующие сигналы поступают к мышцам ног, человек группируется и отпрыгивает в сторону.
В данном примере, инстинкт самосохранения и ориентировочный инстинкт включают в себя кучу рефлексов действия большинства мышц скелетной мускулатуры. Нервными центрами ориентировочного инстинкта и инстинкта самосохранения поочередно стали эффекторные НЦ всех этих рефлексов мышц скелетной мускулатуры: рефлекса мышц шеи, повернувшего голову на источник звуков, затем мышц – сгибателей ног, и других мышц, группирующих тело для прыжка, затем всех мышц – разгибателей, формирующих прыжок, затем вновь – мышц шеи, чтобы увидеть: куда падает человек, нет ли там другой опасности, затем мышц, группирующих тело для успешного приземления, и так далее…
В результате инцидента, между всеми НЦ рефлексов, участвовавших в инстинкте самосохранения, механизмом нервного замыкания установятся условнорефлекторные связи. В следующий раз, при повторении аналогичной ситуации, человек среагирует на звуки клаксона и визг тормоза, гораздо быстрее, благодаря установившимся условнорефлекторным связям.
Аналогичные рассуждения можно привести в отношении любого инстинкта: все они включают в свой состав, в зависимости от ситуации, довольно большое количество самых разнообразных рефлексов. Нервные центры всех рефлексов, входящих в состав конкретного инстинкта, поочередно становятся нервным центром исполняемого инстинкта.
Таким образом, Инстинкты представляют собой сложные поведенческие реакции соматического ума (центральной нервной системы), приспосабливающие жизнедеятельность биологической основы (тела) к постоянно меняющимся условиям окружающей действительности.
Нервная система животных
Режим обучения доступен только авторизованным пользователям
Возможности режима обучения:
Озвучка доступна в режиме обучения
Чтобы выжить, всем животным приходится решать одинаковые задачи: находить пищу, спасаться от хищника, воспроизводить и воспитывать потомство. Для успешного решения этих задач в ходе эволюции у животных сформировалось поведение. Например, хищники умеют незаметно подкрадываться к жертве, или расставлять ловушки, а жертва научилась замечать и убегать от опасности. За поведение животных отвечает нервная система. Благодаря нервной системе животное видит, чувствует, слышит и думает. Кроме того, нервная система управляет всеми органами. Сокращение сердца, работа кишечника или мышц – все внутренние процессы находятся под строгим контролем нервной системы.
Нервная система управляет животным
Представьте затаившуюся в кустах рысь. Внезапно рысь приметила и почуяла зайца. Обонятельные и зрительные нервные клетки рыси посылают сигнал о зайце в мозг. Мозг – это центральная часть нервной системы, которая обрабатывает все сигналы и принимает соответствующее решение. В нашем случае мозг рыси принял решение: «Атакуем!» Сигнал от мозга по нервам направляется к мышцам рыси – рысь прыгает на зайца. В это же время у кошки учащается сердцебиение и дыхание, которые тоже управляются нервной системой.
Базовым кирпичиком нервной системы является нервная клетка – нейрон. В теле рыси насчитывается свыше миллиарда нейронов. Каждый нейрон обменивается сигналами с тысячами других нейронов при помощи электрических импульсов. Передача информации от одного нейрона к другому происходит со скоростью 100 метров в секунду!
Нейрон состоит из трёх частей: Дендриты – короткие многочисленные отростки, по которым нейрон получает сигнал. Тело нейрона – это сама клетка, которая «обрабатывает» полученный сигнал. По единственному аксону нейрон передаёт сигнал дальше.
Нервная система построена из нейронов
Нейроны в мозгу рыси общаются друг с другом
В нашем примере нейроны, расположенные в мозгу рыси, получают сигнал от зрительных нейронов. В этот момент для принятия решения нейроны общаются друг с другом при помощи электрических сигналов-сообщений. Какие сообщения они передают друг другу? Например такие: «А это точно заяц?»; «Какой момент для атаки лучше выбрать?»; «По какой траектории произвести атаку?». Итоговое принятое решение (сигнал) отправляется нейронам, расположенным в мышцах. Чем сложнее поведение, тем больше нейронов принимают в нём участие. Так, во время охоты, у рыси активизируются миллионы нейронов. Подобным образом нейроны общаются для принятия самых различных решений: от выбора момента для атаки до контроля внутренних органов.
Количество нейронов у животных
Нервная система
Прохождение теста доступно в режиме обуения
В ходе эволюции у животных шесть раз независимо друг от друга появлялись и эволюционировали глаза. Крылья независимо развились у четырёх групп животных. Нейрон же появился лишь однажды – каждое животное на планете унаследовало «нейронное» строение от общего предка. Нервная система всех животных построена из нейронов. Однако животные различаются по количеству и способу организации нейронов. Давайте проследим за эволюцией нервной системы от самых простых животных до самых прогрессивных.
Эволюция нервной системы
Чем сложнее устроена нервная система, тем необычнее, разнообразнее поведение животного и тоньше контроль внутренних органов. У самых примитивных животных – губок – нервные клетки отсутствуют. До сих пор точно не известно, как губки реагируют на окружающую среду. Впервые нервные клетки обнаруживаются у стрекающих – гидр и медуз. Но настоящей нервной системы у этих животных нет. Клетки просто «разбросаны» по всему телу и не образуют сложных структур. При прикосновении к гидре, одновременно реагирует все тело животного.
Губки и стрекающие
Впервые нервная система появляется у плоских червей. Черви уже способны осознанно перемещаться и прятаться. У них есть глаза, чувство равновесия и способность ощущать вкус. Так как основные органы чувств расположились на переднем конце тела, то здесь же начинают скапливаться нейроны. Вдоль всего тела протянуты нервные стволы. Количество нервных стволов у некоторых червей достигает 6 пар. Тем не менее, нервная система червей остаётся примитивной. Так, у круглого червя С. elegans известно расположение и происхождение всех 300 нейронов. У кольчатых червей нервные стволы слились в единственную брюшную нервную цепочку. В каждом сегменте имеется свое скопление нейронов – ганглий. Так, в теле пиявки насчитывается 32 сегмента, а значит и 32 ганглия.
Нервная система круглого червя
Нервная система членистоногих похожа на нервную систему кольчатых червей. Мозговые ганглии сливаются в структуру, которую уже можно назвать мозгом. От мозга отходит брюшная нервная цепочка. У общественных насекомых (муравьев и пчёл) развито сложное поведение. Особенно выдающийся мозг у пауков. Он настолько огромный, что проникает в лапки паука. Строение нервной системы моллюсков связано с их образом жизни. Так, у примитивных двустворчатых моллюсков нет даже головы. А у головоногих моллюсков развита сложная, и необычная нервная система. У головоногих нет единого центрального мозга. Вместо этого по всему телу моллюска разбросаны ганглии – «мини-мозги». Особенно много ганглиев в щупальцах осьминога.
Членистоногие и моллюски
Нервная система позвоночных
Все позвоночные животные унаследовали единое строение от примитивного предка – ланцетника. Головной мозг ланцетника разделён на три части. От головного мозга вдоль всего тела тянется нервная трубка. В ходе эволюции мозг позвоночных продолжал усложняться и совершенствоваться. Например, скорость передачи сигнала между нейронами ланцетника в 25 раз ниже, чем у других позвоночных. Нервная система типичного позвоночного животного состоит из головного и спинного мозга. Головной мозг – это командный центр. Он отправляет сигналы в спинной мозг, далее по разветвленным нервам сигнал доходит до всех частей тела. Спинной мозг «спрятан» и защищен внутри позвоночного столба, или позвоночника. Позвоночные животные получили своё название именно из-за наличия позвоночного столба.