Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 13. Рух у живій природі

Поміркуйте

  • Чим відрізняється рухливість живих та неживих об'єктів?

Згадайте

  • Клітинні органели
  • Системи органів
  • Обмін речовин

Рух як властивість живого

Рух — це зміна просторового розташування фізичного тіла відносно інших тіл або частини цього тіла відносно інших частин. Це явище спостерігається у природі всюди: рухаються елементарні частинки у складі атома, атоми і молекули у складі речовини, повітряні й водні маси, літосферні плити, планети, зорі й галактики. Рухаються й об'єкти техносфери. Але лише в живій природі ми спостерігаємо рух, що є активним і цілеспрямованим. Це означає, що об'єкт витрачає на такий рух внутрішню енергію і скеровує його на досягнення певної мети. Утім, пасивний, випадковий рух у живій природі теж трапляється: наприклад, коли ви, спіткнувшись, падаєте на підлогу.

Функції руху

Рух потрібний живим організмам для виконання найрізноманітніших завдань. Пересування цілого тіла у просторі, так звана локомоція, дозволяє їм знаходити оптимальні умови для існування. Наприклад, хламідомонада завдяки такому руху пересувається у краще освітлені ділянки водойми, а антилопа — на більш багаті пасовища.

Мал. 13.1. Крокуючий білок кінезин транспортує вантаж — мембранний пухирець

Не менш важливою є і здатність живих організмів до зміни взаємного розташування та форми окремих частин свого тіла. Ростові рухи рослин дозволяють їм набувати оптимального розташування у просторі. Рухи кінцівок багатоклітинних тварин забезпечують виконання ними таких складних поведінкових актів, як побудова гнізд, шлюбні танці, передача соціальних сигналів жестами і позами. Завдяки маніпулятивній діяльності, тобто здатності до спрямованого пересування і перебудови об'єктів навколишнього середовища, людина створює і використовує інструменти, носії інформації, об'єкти мистецтва.

Рух на різних рівнях організації живого

Рух проявляє себе на кожному рівні організації живого. На молекулярному рівні він простежується в роботі білкових комплексів, що виконують синтез усіх компонентів клітини, забезпечують транспорт речовин, одержання енергії тощо.

Мал. 13.2. У результаті фототаксису клітини зелених водоростей зосереджуються в освітленій ділянці

Мал. 13.3. Екскреторний рух водорості клостеріум

Мал. 13.4. Гігроскопічний рух: розкриття плода в розрив-трави

На клітинному рівні здатність до руху проявляють численні органели. Завдяки «крокуючим» білкам кінезинам мембранні органели пересуваються в цитоплазмі уздовж мікротрубочок (мал. 13.1). Уся цитоплазма завдяки різноманітним механізмам безперервно циркулює у клітині: це явище має назву циклоз. Одноклітинним організмам властивий таксис (див. § 2) — локомоторний рух, спрямований у бік певного подразника або від нього (мал. 13.2).

На тканинному рівні рухові явища простежуються в узгодженому русі війок миготливого епітелію, міграції клітин імунної системи, рухливості сперматозоїдів. До руху здатні й клітини деяких тканин рослин: замикаючі клітини продихів, зооспори, гамети.

Рух простежується в роботі майже кожної системи органів: у скороченні серця, розтягненні легенів, перистальтиці кишечника, стисненні сечового міхура та, звичайно, у рухах скелетних м'язів, які забезпечують зміну положення кінцівок, міміку, численні вегетативні рефлекси (ковтання, чхання, кашель тощо).

Типи руху організмів

Тип руху

Механізм

Приклади

За допомогою моторних білків

Робота білкових молекул, здатних змінювати свою форму та/або взаємне розташування

Рух м'язів, джгутиків, війок, псевдоподій у еукаріотів; джгутикові та інші рухи бактерій

Ростові

Поділ та розтягнення клітин у певних ділянках тіла

Повільні рухи листків, розкриття бутонів, завивання в'юнких стебел (кульбаба, тюльпан, берізка)

Тургорні

Зміна об'єму клітин, переважно за рахунок вакуолей

Розкриття продихів, рухи хижих рослин, захисні рухи (мімоза)

Екскреторні

Відштовхування від субстрату шляхом виділення слизу

Ковзні рухи міксобактерій та деяких водоростей (клостеріум) (мал. 13.3)

Гігроскопічні

Зміна пружності клітинних оболонок під час висихання і зволоження

Поширення насіння (розрив-трава, фіалка), розсіювання спор (хвощі, печіночники і слизовики) (мал. 13.4)

Ключова ідея

Рух властивий усім живим істотам і простежується на всіх рівнях організації живого. Він може забезпечуватися активністю моторних білків, тургорними, ростовими, екскреторними та гігроскопічними явищами.

Запитання та завдання

1. До якого типу за джерелом виникнення рушійної сили можна віднести розкидування насіння у скаженого огірка? 2. У чому полягає подібність та відмінність рухів людини від рухів робота-андроїда? 3. Відомо, що хлоропласти рослин здатні пересуватися в найбільш освітлену ділянку клітини. Поміркуйте, які механізми можуть бути підґрунтям цього процесу.