Страница - 19

§37. Биомеханические особенности движения человека, обусловленные прямохождением

Исследовать биомеханические особенности движения человека, обусловленные прямохождением

Видели ли вы, как приматы передвигаются по земле? Какие черты сходства и отличий скелета человека и животных вы можете привести?

Особенности опорно-двигательной системы человека. Скелет и мыш­цы человека и высших человекообразных обезьян (гориллы, шимпанзе, орангутаны) схожи. Общие черты человека и приматов следующие:

1. Одинаковые типы костей и типы их соединений.
2. Одинаковые отделы скелета и совпадающие в них кости.
3. Одинаковый химический состав костей.
4. Одинаковое строение клеток мышечной ткани.

Отличия ОДС человека от приматов:

1. Позвоночник S-образной формы, т. е. имеет 4 изгиба – 2 вперед и 2 назад. Такая конфигурация позволяет уменьшать вертикальную нагруз­ку и амортизировать при ходьбе.
2. Ноги длиннее и сильнее рук. Это связано с тем, что ноги должны выдерживать массу тела и переносимых грузов.
3. Затылочное отверстие в черепе смещено назад. То есть череп про­должает линию позвоночника и не выдвигается вперед. Это объясняется как увеличением головного мозга, так и уменьшением челюстей, их массы.
4. Люди – единственные живые существа, у которых мозговой отдел черепа значительно превышает лицевой. В ходе эволюции эти изменения определили два процесса:

• развитие головного мозга и увеличение его объема (почти в 3 раза);
• приготовление пищи на огне – ее обработка и размягчение, вслед­ствие чего отпала необходимость в мощных челюстях.

5. Уменьшились гребни на черепе, служащие для прикрепления же­вательных мышц, и сами челюстные кости.
6. Нижняя челюсть имеет подбородочный выступ. Это связано с фор­мированием членораздельной речи. Антропологи полагают, что полно­ценная речь появилась с того момента, как форма челюсти предков чело­века стала современной – подковообразной.
7. Грудная клетка стала более плоской, а тазовые кости – более ча- шеообразными. У обезьян, сильно опирающихся на передние конечно­сти, центр тяжести находится гораздо выше. Поэтому у них выпуклая грудная клетка и плоский таз. У человека центр тяжести находится в поясничной области.
8. Плечи человека стали более развернутыми. Ширина грудной клетки у людей превосходит длину и значительно – глубину. Это также связано со смещением центра тяжести и использованием рук при работе.
9. Появляется свод стопы. Человек, даже с самым сильным плоско­стопием, имеет свод стопы выше, чем у любой обезьяны. Такая конструк­ция позволяет подолгу ходить, не зажимая кровеносных сосудов.
10. Развиты мышцы предплечья, обеспечивающие круговые движе­ния опущенной руки. Обезьяны не способны достичь такой амплитуды движений.
11. Большой палец противопоставляется остальным под углом 90⁰. У приматов передние конечности развиты лучше, чем у кого-либо из жи­вотных. Но все-таки достичь подвижности пальцев и руки, свойственной человеку, не удалось даже специально дрессированным обезьянам!
12. Хорошо развиты мимические мышцы и мышца языка. Это связа­но с развитием второй сигнальной системы, т. е. словесного общения лю­дей, в ходе которого передается куда более разнообразная информация, чем в стаях приматов.

В целом отличия обусловлены трудовой деятельностью и прямохож­дением.

Рычаги в теле человека. Любое тело, которое может вращаться во­круг неподвижной опоры, называется рычагом. Кости туловища и конеч­ности являются рычагами, с помощью которых осуществляются движе­ния тела в пространстве.

Работа мышц также осуществляется по принципу рычага. Ñокраща- ясь, они приводят в движение кости, действуя на них как рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы.

Таким образом, конечности действуют как сложные системы рыча­гов. Они удерживают в равновесии тело в вертикальном положении. Бла­годаря тонусу мышцы сопротивляются силе тяжести и преодолевают ее, сгибают и разгибают руку или ногу и мн. др. (см. рис. 75, 76, 78).

Знание и понимание:

1. Объясните, благодаря каким эволюционным изменениям люди научи­лись говорить.
2. Перечислите отличия и сходство ОДС человека и приматов. Объясни­те, по какой причине люди перешли к прямохождению.

Применение:

1. Опишите, к каким изменениям в скелете привела тепловая обработка пищи.
2. Определите связь между прямохождением и теми изменениями ОДС, к которым это привело.

Анализ:

1. Выскажите ваше мнение о причинах формирования у людей свода стопы. Для чего он нужен?
2. Докажите на примерах, чем принципиально отличается кисть челове­ка от кисти примата.

Синтез:

1. Систематизируйте по критериям изменения ОДС, возникшие у людей относительно приматов.
2. Оцените роль S-образной формы позвоночника.

Оценка:

Выскажите свое мнение: по какой причине мимика у людей развита лучше, чем у приматов?

Дискуссия:

Обсудите, как может меняться опорно-двигательная система человека в будущем, и какие факторы на это могут повлиять.

Раздел 9. КООРДИНАЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ

§38. Строение и гигиена органов зрения

Исследовать особенности зрительного восприятия и описывать правила гигиены зрения

Вспомнив материал учебника 7 класса (§38), ответьте: в каких долях коры больших полушарий головного мозга находятся центры зрения и кожно­мышечной чувствительности?

Человек воспринимает окружающую действительность с помощью ор­ганов чувств. Их пять: зрение, слух, обоняние, вкус и осязание.

Важнейшим органом чувств для человека является зрение. Подавля­ющее большинство информации об окружающем мире мы получаем через глаза.

Строение органа зрения. Светочувствительные клетки глаза - фото­рецепторы – воспринимают отраженный от предметов свет.

В состав глаза входят непосредственно сам глаз, или глазное яблоко (рис. 86), и вспомогательные части: веки, брови, ресницы, слезные желе­зы, глазные мышцы. Глазное яблоко состоит из трех оболочек и «оптиче­ской системы». Оптикой называются прозрачные структуры, пропускаю­щие свет и фокусирующие его (собирающие отраженные световые лучи).

Наружная оболочка – плотная соединительнотканная склера (белоч­ная оболочка). Она в свою очередь как бы делится на две оболочки: рого­вицу и собственно белочную оболочку. Прозрачная роговица расположена впереди глаза. Ее можно увидеть, если посмотреть на глаз другого чело-

века сбоку. Она похожа на выпуклое прозрачное стекло на циферблате часов. Роговица одновременно пропускает свет и защищает глаз от мел­ких частиц. В ней много осязательных рецепторов. Они похожи на ре­цепторы кожи, но невероятно «преувеличивают» воздействующий на них предмет-раздражитель. Поэтому даже мелкая соринка воспринимается в глазу как что-то большое. От прикосновения к рецепторам роговицы срабатывает слезоотделительный рефлекс. Ñлезная жидкость скользит по роговице, омывает ее и удаляет раздражитель.

Другая часть склеры – это непосредственно белочная оболочка, ко­торую мы легко можем увидеть в зеркало. Она плотная, защищает глаз от более крупных соринок, которые могут пройти сквозь роговицу. Так, например, деревянная и металлическая стружка или отлетающая во вре­мя обмолота ость злаков часто повреждают роговицу, но задерживаются белочной оболочкой. К белочной оболочке прикрепляются и мышцы, вра­щающие глазное яблоко.

Средняя оболочка – сосудистая. Множество ее мелких кровеносных сосудов обеспечивают глаз питательными веществами и кислородом. Внутренняя часть сосудистой оболочки черная, чтобы излишний свет не повредил фоточувствительные рецепторы.

Спереди сосудистая оболочка образует радужку – радужную оболочку. Пигмент этой оболочки определяет цвет глаз (черные, карие, голубые, зеленые и др.). В центре радужки находится отверстие – зрачок. Радуж­ка регулирует его размер. Если свет тусклый, зрачок расширяется, если яркий – сужается (рис. 87).

Внутренняя оболочка – сетчатка. В ней расположены светочувствительные рецепторы. Это нервные клетки, в которых возникает возбуждение вследствие попадания на них световых лучей. Через зрительный нерв нервные импульсы проводятся в зрительную зону коры больших полушарий. На сетчатке располагается желтое пятно (область наилучшего видения) и слепое пятно, на котором нет рецепторов. Отсюда выходит зрительный нерв.

Глаз включает три оптические системы: переднюю камеру, хруста­лик и стекловидное тело.

Между роговицей и радужкой есть выпуклое пространство – перед­няя камера. Она делает глаз более выпуклым спереди и предохраняет внутренние части при ударах. Это пространство заполнено прозрачной жидкостью (камерной влагой). Передняя камера не преломляет световые лучи. Она не изменяет и не затемняет их. Ее роль – придание формы и защита.

Пройдя сквозь зрачок, свет попадает на хрусталик. Это вторая оп­тическая система. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую лин­зу, образованную нашим организмом. Он не просто пропускает световые лучи через себя, но и собирает (фокусирует) их. Без хрусталика отражен­ный свет был бы настолько рассеян, что его силы не хватило бы, чтобы вызвать возбуждение рецепторов на сетчатке.

У хрусталика есть еще одна важнейшая задача: он обеспечивает акко­модацию глаза. Изменяя свою кривизну, хрусталик позволяет четко ви­деть предметы, находящиеся от нас на разных расстояниях. Растягивает или уплощает хрусталик специальная ресничная мышца, прикрепленная к нему сверху и снизу. С возрастом связки, прикрепляющие ресничную мышцу, могут растягиваться, хрусталик теряет эластичность, и зрение ухудшается.

За хрусталиком расположена третья оптическая система – стекловидное тело. Это прозрачная бессосудистая студенистая масса, похожая по структуре на плотное желе – коллоид. Ñтекловидное тело пропускает солнечные лучи на сетчатку, никак не изменяя их. Его един­ственная функция – сделать глаз круглым. Кроме того, стекловидное тело является как бы прозрачным каркасом глаза.

Нарушения зрения. Одна из главных характеристик зрения - его острота. Острота зрения определяет предельную способность глаза раз­личать мелкие предметы. Мы оценим ее в ходе лабораторной работы с помощью буквенных таблиц.

Чаще всего встречаются такие нарушения зрения, как близорукость и дальнозоркость. Близорукость возникает, когда лучи света сходятся (фокусируются) до сетчатки (рис. 88, г). Она бывает врожденной и при­обретенной. Часто она встречается и у школьников. Близорукость появ­ляется при чтении лежа или при плохом освещении, чрезмерном увлече­нии телевизором и при других нарушениях гигиены зрения. Близорукие люди видят удаленные предметы расплывчатыми.

С возрастом зрение изменяется. После 45–50 лет способность ви­деть с близкого расстояния ухудшается из-за уменьшения эластичности хрусталика. Развивается так называемая дальнозоркость (рис. 88, е). При этом лучи сходятся в фокусе за сетчаткой. Дальнозоркие люди близкие предметы видят расплывчатыми.

При нарушении аккомодации использу­ют очки с различными линзами. При бли­зорукости изображение формируется перед сетчаткой, поэтому нужны двояковогнутые рассеивающие линзы очков (рис. 88, д). При дальнозоркости изображение формируется за сетчаткой, поэтому нужны двояковыпуклые собирающие линзы (рис. 88, ж).

Дальтонизм представляет собой наслед­ственное заболевание – неразличение цвета. Чаще не различаются красный и зеленый цве­та, иногда – только оттенки отдельных цветов.

Конъюнктивит – распространенное ин­фекционное заболевание глаз. Это бактериаль­ное воспаление слизистой оболочки – верхне­го слоя роговицы. Кроме инфекции причиной конъюнктивита может стать загрязнение гла­за – попадание в него пыли, песка, соринок и т. д.

Гигиена зрения. Правила сохранения зре­ния:

1. защищать глаза от попадания инород­ных тел, от травм;
2. регулировать световой режим: освеще­ние не должно быть слишком ярким или слабым;
3. при чтении и письме свет должен па­дать слева;
4. расстояние между книгой и глазами должно быть 30–35 см;
5. продолжительность просмотра телепро­грамм не должна превышать 2,5–3 ч, а рас­стояние до телевизора должно составлять не менее 3 м;
6. пища должна быть богата витамином А;
7. чередовать умственный и физический труд;
8. не курить и не принимать алкоголь;
9. не читать лежа или в транспорте.

При попадании в глаз инородного тела промывайте его в направле­нии от наружного края к внутреннему. При попадании в глаз кислоты, щелочи промывайте глаз проточной водой. Никогда не трите глаза рука­ми, вытирайте чистым, мягким платком.

Фоторецепторы, глазное яблоко, склера, роговица, белочная, со­судистая и радужная оболочки, зрачок, сетчатка, слепое и жел­тое пятна, зрительный нерв, передняя камера, хрусталик, ак­комодация, стекловидное тело, близорукость, дальнозоркость, дальтонизм, конъюнктивит.

Знание и понимание:

1. Дайте определение понятию «рецепторы». Сколько их типов располо­жено в органах чувств?
2. Назовите оболочки глаза и их части.
3. Что вы понимаете под словосочетанием «вспомогательные части орга­на зрения»?

Применение:

1. Перечислите правила, применение которых позволяет сохранять хоро­шее зрение.
2. Определите связь между строением и функциями следующих структур: – роговица;

– собственно белочная оболочка;

– радужка;

– сосудистая оболочка;

– сетчатка.

Анализ:

1. Проанализируйте этапы прохождения луча света через структуры глаза.
2. Изобразите в виде схемы преобразование света в органе зрения и зри­тельном анализаторе до появления зрительных ощущений.
3. Рассмотрите рис. 86 и объясните расположение структур глазного яблока.

Синтез:

1. Порассуждайте: почему те организмы, у которых в ходе эволюции хру­сталик не сформировался, могут только различать свет и темноту, но не видят предметы?
2. Установите взаимосвязь строения и функций каждой оптической системы глаза. Данные можно оформить в виде таблицы.

Оценка:

Выстройте в верной последовательности процессы, происходящие во время зрительного восприятия, начиная от отражения света от пред­мета и заканчивая осознанием увиденного изображения.

Дискуссия:

Устройте в классе дебаты по резолюции «Зрение можно сохранить в течение всей жизни».

ЛР №11. Исследование зрительного восприятия. См. с. 249.