Биология для 7 класса — Соловьева А., Ибраимова Б., Алина Ж.

§42. Рефлекторная природа поведения

Физиологические механизмы генетически заложенного поведения. Как образовались и передаются безусловные рефлексы из поколения в поколение — явление до конца не изученное. Ясно, что все безуслов­ные рефлексы имеют свои нервные центры в ЦНС. Рефлекторные дуги безусловных рефлексов запускаются одинаковыми раздражителями и имеют одинаковые ответные реакции у разных животных одного пола, вида и возраста.¹ За сложные безусловные рефлексы отвечают отделы головного мозга, за упрощенные — спинной мозг.

Для обозначения сложного поведения животных понятие «реф­лекс» используют редко. Чаще говорят генетически заложенное по­ведение, или инстинкт. Под инстинктом понимают цепь взаимосвя­занных безусловных рефлексов. Инстинктивное поведение не закан­чивается одной ответной реакцией. Окончание одного безусловного рефлекса как бы влечет за собой другую, следующую реакцию. Так, у некоторых видов птиц, например шалашников, сигналом для обра­зования пар является демонстрация гнездового и прочего материала (ракушки, блестящие камешки и пр.) самцом (рис. 107). Тогда самка образует с ним пару. Затем начинается строительство гнезда. Самка откладывает яйца и высиживает их. А самец заботится о самке или о яйцах (в зависимости от вида птиц). Установлено, что если гнездо находится на земле, самка будет инстинктивно загребать в него и вы­сиживать любые предметы, хоть отдаленно напоминающие яйца: круг­лые камешки, шарики от пинг-понга и др.

У высокоорганизованных животных поведение меньше контроли­руется безусловными рефлексами. Доказано, что инстинктивное по­ведение играет ведущую роль именно у беспозвоночных (возможно, кроме головоногих моллюсков). Подобным образом ведут себя и вы-

¹ Сбой в генетической программе поведения иногда возможен. Но чаще всего жи­вотные, имеющие такой сбой, погибают либо не оставляют потомства. Поэтому они не могут передать «наследственный сбой» в следующие поколения.

сокоорганизованные животные, такие как общественные насекомые (пчелы и муравьи).

Строительство геометрически правильных сот (рис. 108) наводило неко­торых исследователей на мысль о разумности пчел. Но эксперименты пока­зали, что все их сложное поведение — это цепь взаимосвязанных рефлексов и инстинктов. Так, в экспериментах с одиночной дикой пчелой исследователи прокалывали соты. Принесенные запасы пищи постоянно вытекали. Под не­большими сотами уже образовалась сладкая лужица. А пчела, видя все это, продолжала носить туда нектар и не начинала откладывать яйца. Дело в том, что инстинкт таков: сначала она должна увидеть заполненные ею соты, затем отложить яйца, потом заклеить соты.

Еще одно доказательство того, что у насекомых генетически заложенное поведение, а не разумная деятельность — отсутствие передачи опыта в следу­ющие поколения. Так. земляные осы строят гнездо, откладывают личинок, снабжают их едой и погибают. Вылупившиеся личинки никогда не видятся со своими родителями, но став взрослыми, они точно повторяют тот же алгоритм действий.

Это, конечно, не значит, что пчелы не умеют приспосабливаться. У них можно выработать и условные рефлексы. Так, в экспериментах в ульи с опре­деленным узором помещали соты с медом. И даже если потом этот улей переставляли относительно остальных, пчелы сразу же залетали в него, узнавая по узору. Но если несколько раз подряд соты там отсутствовали, пчелы переставали обращать на него внимание и на­чинали обыскивать всю территорию в поисках корма.

Возможно, только у млекопитающих, имеющих развитую кору головного мозга с извилинами, генетически заложенное пове­дение играет второстепенную роль в жизни.

Торможение безусловных рефлексов про­исходит в том случае, если возникает более сильный раздражитель. Так, например, слюноотделительный рефлекс прекратится, если рядом с собакой, принимающей пищу, раздастся выстрел. Сильный звук приведет к тому, что в коре больших полуша­рий возникнет более мощный очаг возбуждения — выработки нервного импульса. А передача по рефлекторной дуге импульса безусловного слюноотделительного рефлекса прекратится.

Физиологический механизм формирования условных рефлексов хо­рошо изучен и доказан. При сочетании условного и безусловного раздра­жителей нервный импульс вначале возникает в одном нервном центре, затем — в другом. Сам но себе условный раздражитель (свет или звонок) никак не может привести к выделению слюны. Но безусловный раздра­житель (пища) запускает механизм безусловного слюноотделительного рефлекса, ответной реакцией в котором будет выделение слюны.

Возникшие в нервных центрах импульсы от условного и безуслов­ного раздражителей как бы усиливают возбуждение друг друга. А если это уже случалось с ними многократно, то возбуждение одного центра автоматически приведет к возбуждению другого.

Торможение условных рефлексов принято называть условным торможением. Его механизм заключается в том, что через определен­ное время центры условного и безусловного рефлексов перестают со­вместно возбуждаться, если нет безусловного подкрепления (пищи). Между этими центрами как бы утрачивается связь. Если выделение слюны происходит, а пища не воздействует на рецепторы, то вкусо­вые, обонятельные, зрительные, слюноотделительный рефлексы как бы не подтверждаются. Условный рефлекс исчезает.

Угасание, или торможение, условных рефлексов имеет огромное значение. Оно позволяет организму избавляться от навыков, которые стали ненужными. Как формирование условных рефлексов, так и их торможение носят приспособительный характер и способствуют выжи­ванию организмов.

Знание и понимание:

1. Опишите разницу и понятиях «безусловный рефлекс», «условный рефлекс», «инстинкт», «генетически заложенное поведение». Какие из понятий являются синонимами, а какие — нет?
2. В чем разница между простыми безусловными рефлексами и сложным инстинктивным поведением?

Применение:

1. Опишите, какую роль играет инстинктивное поведение у беспозво­ночных и позвоночных животных.
2. Назовите причины формирования н торможения безусловных рефлексов.

Анализ:

1. Проанализируйте зависимость отдела ЦНС, осуществляющего реф­лекс, от сложности рефлекса. Почему она сформировалась?
2. Проанализируйте роль различных видов рефлексов и инстинктов в сохранении отдельных организмов и видов в целом.

Синтез:

1. На каких видах рефлексов основана дрессировка животных в цирке? Обоснуйте свой ответ.
2. Сделайте сообщение, используя различные источники информации об истории изучения рефлексов.

Устройте диспут, обсудите следующее явление. Журавли, выведенные из яиц в инкубаторе и выращенные в неволе, никогда не встречали своих со­родичей. Тем не менее при наступлении половой зрелости они верно испол­няли брачный танец. А молодые гориллы, никогда не встречавшие своих сородичей, будучи помещенными в общий вольер, не приступали к раз­множению, пока работники зоопарка не продемонстрировали им фильм, отснятый в дикой природе со сценами ухаживания и спаривания их со­родичей.

§43. Отделы нервной системы но выполняемым функциям

Соматическая и вегетативная нервные системы. Как вы знаете, вся нервная система делится на центральную и периферическую. Кро­ме того, по вынолняемым функциям ее также делят на два отдела: со­матическую и вегетативную.

Соматическая нервная система управляет опорно-двигательной системой и кожей. Она подчиняется сознанию и воле человека. Центры соматической нервной системы находятся в лобной доле коры больших полушарий. Команды к скелетным мышцам передаются через спинной мозг. По спинномозговым нервам они идут к мышцам. Получив нерв­ный импульс, мышцы сокращаются, и совершается движение.

Вегетативная нервная система управляет всеми внутренними органами, кроме скелетных мышц. В ее подчинении находятся печень, желудок, сердце, легкие и т. д. Она не подчиняется нашему сознанию (воле), и за это ее называют автономной. Мы не можем заставить желудок, сердце или легкие работать быстрее или медленнее. Центры вегетативной нервной системы находятся в промежуточном мозге.

Вся вегетативная нервная система делится на два отдела: симпати­ческую и парасимпатическую.

Симпатическая нервная система переводит организм в активное состояние. Она учащает сердцебиение, стимулирует дыхание, повы­шает давление и увеличивает скорость тока крови. В целом активизи­руется обмен веществ. Происходит расширение зрачков и бронхиол.

Когда организм находится под воздействием импульсов от симпа­тической нервной системы, происходит угнетение пищеварения и вы­деления. Так, например, замедляется выделение слюны и желудочного сока, ослабляется сокращение мышц желудка и кишечника.

Парасимпатическая нервная система, наоборот, замедляет серд­цебиение и дыхание, понижает скорость тока крови и давление. В це­лом она ослабляет обмен веществ. Но не весь организм пассивен под влиянием парасимпатической нервной системы. Она усиливает про­цессы пищеварения и выделения: сокращение кишечника, желудка, мочевого пузыря, выделение слюны и пищеварительных соков.

К каждому органу нашего тела подходят нервы вегетативной нерв­ной системы (рис. 109). Центры симпатической нервной системы на­ходятся в спинном мозге — от шейного до поясничного отдела. Именно отсюда и отходят симпатические нервы.

Центры парасимпатической нервной системы находятся в стволе головного мозга и в крестцовом отделе спинного мозга. Отсюда отходят парасимпатические нервы, самый крупный из которых — черепно-мозговой блуждающий нерв.

Знание и понимание:

1. На какие отделы делится нервная система по функциям? Укажите роль каждого из них.
2. Какой отдел нервной системы регулирует работу внутренних органов, а какой — мышц скелета?

Применение:

1. Покажите, в каких нервных центрах расположены симпатический и парасимпатический отделы.
2. Уточните влияние парасимпатической и симпатической нервных сис­тем на функции некоторых органов.

Анализ

1. Проанализируйте и объясните, по­чему к каждому органу подходят и симпатические, и парасимпатичес­кие нервы. Можно ли обойтись без этого? При каких условиях?
2. Объясните рисунок.

Синтез:

1. Представьте себе, что и симпатические, и парасимпатические нервы, идущие к сердцу, перерезаны. Как будет оно работать? Как это отра­зится на организме в целом?
2. Составьте схему или таблицу, отразив расположение центральных и периферических отделов и особенности функционирования отделов соматической, симпатической и парасимпатической нервных систем.

Оценка:

Оцените значимость функций отделов соматической и вегетативной нервных систем для организма.

Дискуссия:

Вставьте недостающие слова в рассказ: «Удав, проглотивший кролика, лежит и переваривает его. Зрачки удава сужены, сердцебиение и дыхание замедлены, но у него активно работает …, выделяется … , сокращаются мышцы … и ….». Обсудите, действие какого отдела нервной системы проиллюстрировано. Докажите это.