Пізнаємо природу. 6 клас. Біда

§ 21. Як організми використовують інформацію з навколишнього середовища

Для життя організмам потрібні не лише поживні речовини та енергія, але й інформація. Інформація — це сукупність відомостей, які організми сприймають із навколишнього середовища, зберігають та видають у середовище. Сприйняття інформації в живій природі відбувається завдяки процесам подразливості, які пояснюють багато цікавих явищ навколо нас.

1. ЯКЕ БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ПОДРАЗЛИВОСТІ

Умови існування в середовищі постійно змінюються, а живі істоти розпізнають ці зміни й реагують на них.

Приклади подразливості організмів ми бачимо на кожному кроці: перед дощем суцвіття кульбаби лікарської закриваються, у разі небезпеки равлик виноградний ховає своє тіло у черепашку, від яскравого світла звужуються зіниці ока людини (мал. 113).

Подразливість — це здатність організмів сприймати різні впливи середовища та реагувати на них.

Мал. 113. Розміри зіниць можуть змінюватися

Окремі чинники, що діють на організми й мають для них інформаційне значення, називають подразниками, а сам процес дії — подразненням. Дослідники природи розрізниють фізичні (температура, світло, звук), хімічні (речовини) та механічні (тиск, дотик) подразники. Впливи подразників сприймають особливі молекули клітин — рецептори.

Дослідження подразливості ока на світло

Усю сукупність різних реакцій організму поєднують поняттям поведінка. Таким чином, подразливість забезпечує пристосування організмів до умов середовища, регуляцію їхніх життєвих функцій та поведінку.

Наведи приклади дослідницької поведінки (мал. 114) ваших домашніх улюбленців або тварин, за якими ви спостерігали.

Мал. 114. У дослідницькій поведінці велику роль відіграє новизна подразників

Працюємо разом

Розгляньте прояви подразливості організмів (мал. 115) та визначте їх значення.

Мал. 115. Прояви подразливості організмів

2. ЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ПОДРАЗЛИВОСТІ РОСЛИН

Рослини, як і всі організми, здатні до подразливості. Наприклад, листки пеларгонії зональної (мал. 116.1), розташованої на підвіконні, повернуті до світла. Якщо ви розвернете вазон до світла іншим боком, то через деякий час листки знову повернуться в бік найкращого освітлення. Чому це відбувається?

Мал. 116. Подразливість у рослин: на світло (1, 2); на дотик (3); ріст кореня у відповідь на притягання Землі (4)

• Чому досвідчені квітникарі і квітникарки час від часу повертають на підвіконні вазон із пеларгонією?

Особливістю подразливості рослин є відсутність органів чуття, але рослини мають рецепторні молекули і клітини, які сприймають зміну освітлення. У відповідь на впливи світла змінюється активність клітин ростової ділянки листків. Ці ростові рухи спричинюють орієнтування листків у бік одностороннього освітлення. Так само рослини реагують на силу тяжіння, вплив хімічних речовин, вологість ґрунту, механічні впливи тощо (мал. 116). Такі рухи називаються тропізмами (фототропізмами листків, гео- та хемотропізмами коренів тощо).

Переглянь відео та поясни рухи рослин.

Фототропізм (відео)

Геотропізм (відео)

Гео-, хемо-, тигмотропізми (відео)

Це цікаво

Усі бачили, як кімнатні рослини тягнуться до світла. Але як вони визначають напрямок світла, адже в них немає ані очей, ані м'язів? Чому деякі рослини квітнуть рано навесні, а інші — пізно восени? Як вони визначають пору року? Чи здатні рослини бачити світ довкола себе? Дивовижно, але відповідь на останнє запитання ствердна. Так, рослини «бачать»! Прочитай за QR-кодом, як світло впливає на рослину і як вона розпізнає світло, тобто «бачить» світ.

Як рослини бачать світ

За сонцем повертаються лише молоді, ще не розкриті суцвіття соняшника. А зрілі суцвіття, всупереч поширеному міфу, зазвичай повернуті на схід (мал. 117.2). Розглянь малюнки та з'ясуй, що є подразником у випадку із соняшником та німфеєю і в чому полягає процес подразнення. Порівняй обидва явища.

Мал. 117. Нерозкрите і зрілі суцвіття соняшника (1, 2); квітка німфеї розкрита опівдні й закривається під вечір (3, 4)

Чи тягнуться паростки до світла

Експеримент Дарвіна

Наукові суперечки

3. ЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ПОДРАЗЛИВОСТІ ТВАРИН ТА ЛЮДИНИ

Сприйняття подразнень у більшості тварин відбувається за допомогою світлових, звукових, хімічних, механічних рецепторів у складі спеціалізованих органів чуття — органів зору, слуху, нюху, смаку й дотику. Для рухливих тварин велике значення мають органи рівноваги. В окремих груп тварин наявні особливі рецептори та органи чуття: орган сприйняття зміни тиску води — бічна лінія (риби), органи сприйняття теплових променів (гримучі змії), органи сприйняття електричних полів (електричний вугор, качкодзьоб), органи сприйняття відбитих звуків (кажани, кашалоти).

Мал. 118. Схема нервової системи кільчастого черв'яка (1), комахи (2), кальмара (3), саламандри (4), гідри (5)

В організмі тварин та людини збудження поширюється нервовою тканиною. Її клітини утворюють нервову систему, що передає електричні сигнали з великою швидкістю. Так, швидкість нервових імпульсів в організмі людини може досягати 100-120 м/с.

Це цікаво

Гідра — хижа водна тварина, що водиться у прісних водоймах, річках та озерах. Гідра має трубчасте тіло завдовжки від 2 до 20 мм. Нервова система гідри складається з клітин, схожих на зірочки, які об'єднані між собою (мал. 118.5). Кожна нервова клітина може сприймати й передавати подразнення іншим нервовим та м'язовим клітинам (мал. 119).

Мал. 119. Сприймання й передача подразнення нервовими клітинами гідри

Поясни, чому дотик до гідри спричинює скорочення всього її тіла.

Подразливість у тварин проявляється у здатності відповідати на впливи середовища своєю активною діяльністю. Основними формами подразливості є рефлекси, що мають вроджений чи набутий характер. Рефлекси — це реакція організму на подразнення за обов’язкової участі нервової системи.

КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

• Подразливість як сукупність процесів сприйняття подразнень, збудження та реагування забезпечує пристосованість організмів до мінливих умов середовища існування.

• Особливостями подразливості рослин є: відсутність органів чуття для сприйняття подразнень, виникнення збудження у вигляді місцевої реакції та реагування на впливи.

• Відмінності подразливості тварин зумовлені наявністю органів чуття та нервової системи.

ЗАПИТАННЯ • ЗАВДАННЯ • ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Доведи, що подразливість — біологічне явище.

2. Назви основні складові процеси подразливості організмів.

3. Наведи приклади подразливості рослин і тварин із власного досвіду.

4. Порівняй подразливість рослин і тварин.

5. Мімоза сором'язлива досить чутлива на дотик. Знайди у мережі відео та опиши цей прояв подразливості мімози.

6. Деякі організми, наче живі барометри, не лише реагують на зміни умов середовища існування, але і прогнозують погоду. Прочитай за QR-кодом про живі барометри та підготуй розповідь про них. Якщо буде нагода, перевір їхні прогнози. Запиши, який орган у кожної тварини відповідає за «прогнози».

Живі барометри