Дайте понятие управляющей связи. Какие основные типы управляющих связей выделяют?

Помимо потоков энергии и круговоротов веществ экосистемы характеризуются развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, связывающих все части системы и управляющих (или регулирующих) ею как одним целым. Поэтому можно считать, что экосистемы имеют кибернетическую природу (управление), ее управляющие функции сосредоточены внутри нее и диффузны.

Основные компоненты системы управления:

Раздражитель (стимул) → детектор → регулятор (центр управления) с системой сравнения (эталоном) → эффектор → реакция (ответ)

Об эффективности системы управления можно судить по:

-степени отклонения регулируемого параметра от оптимального значения;

-скорости возвращения к этому уровню.

Любое отклонение от оптимального уровня активирует систему управления, а та обеспечивает возврат к нему.

Степень достигаемой стабильности различна и зависит как от жесткости окружающей среды, так и от эффективности внутренних управляющих механизмов. 2 типа стабильности: резистентная устойчивость (способность оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой) и упругая устойчивость (способность быстро восстанавливаться); Эти типы стабильность связывает обратная зависимость.

Управление в биосистемах основано на обратной связи. Существует 2 формы обратной связи: отрицательная и положительная.

Отрицательная обратная связь повышает стабильность системы. Любое отклонение от оптимального уровня активирует систему управления, а та обеспечивает к нему возврат через последовательность событий, направленных на восстановление исходного состояния. На принципе отрицательной обратной связи построены все механизмы регуляции физиологических функций в любом организме (регуляция кровяного давления, температуры тела, частоты сокращений сердца, уровня гормонов в крови) и поддержание постоянства внутренней среды и внутренних взаимосвязей, т. е. гомеостаза любой авторегуляторной системы. Все экосистемы включают контуры отрицательных обратных связей.

Положительная обратная связь встречается редко в биологических системах, поскольку она не только не способствуют регуляции, а наоборот, генерируют дестабилизацию систем, приводя их либо к угнетению и гибели, либо к ускоряющемуся росту, за которым, как правило, также следует срыв и разрушение системы

В сложных системах сочетаются и отрицательная обратная связь, и положительная.

25. Какие типы питания у животных Вам известны? Приведите примеры.

Питание – процесс приобретения энергии и вещества организмом. Энергия существует во многих формах, но для живых существ пригодны только две из них – световая и химическая. Организмы, синтезирующие необходимые им органические вещества за счет энергии света, - фототрофные; а те, которым для этого нужна химическая энергия, - хемотрофы. В зависимости от источника углерода, используемого для построения необходимых органических веществ, организмы делят на автотрофные (источник углерода – СО₂) и гетеротрофные (источник углерода – органическое вещество). Итак, существуют фотоавтотрофы (все зеленые растения, сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные серобактерии) и фотогетеротрофы (немногие организмы, например некоторые пурпурные несерные бактерии), использующие энергию света, хемоавтотрофы (немногие бактерии, например Nitrosamonas и некоторые другие бактерии, участвующие в круговороте азота) и хемогетеротрофы (все животные и грибы, большинство бактерий, некоторые паразитические цветковые растения, например повилика Cuscuta). Т.о. большинство организмов можно отнести к фотоавтотрофам и хемогетеротрофам. Фотоавтотрофы синтезируют органическое вещество в процессе фотосинтеза: СО₂+Н₂О → (СН₂О)_n+О₂ в присутствии солнечного света и с помощью специальных пигментов. Типы гетеротрофного питания: голозойный, сапрофитный, симбиот-кий, паразитический. Голозойный тип питания.

Все организмы, питающиеся этим способом, захватывают пищу внутрь тела, где она подвергается перевариванию, превращаясь в небольшие растворимые молекулы, которые могут всасываться и усваиваться организмом. Свободноживущие голозойные организмы обладают специальным пищеварительным трактом, в котором протекают эти процессы. К голозойным организмам относится большинство животных и насекомоядные растения.

Голозойное питание состоит из следующих процессов:

Поглощение пищи – потребление сложных органических соединений.

Переваривание -это расщепление сложных полимеров на олигомеры. Переваривание осуществляется путем механического измельчения и ферментативного гидролиза пищи и может быть как внеклеточным, так и внутриклеточным.

Всасывание - перенос растворимых молекул через мембрану из мест переваривания и доставка их к тканям организма. Всосавшиеся питательные вещества либо сразу поступают в клетки, либо вначале попадают в кровяное русло и с кровью транспортируются к соответствующим участкам тела.

Ассимиляция – использование организмом всосавшихся молекул для получения энергии или для пластических нужд.

Экскреция – удаление из организма непереваренных остатков пищи.

Выделяют также микро- и макрофагов.

Микрофагия- с помощью ресничек, псевдоподий, либо путем фильтрации.

Макрофагия- захват добычи с помощью щупалец, либо путем соскабливания.

Различные способы питания животных:

Двухстворчатые моллюски (мидии, устрицы), имеющие реснички, создают ток воды, проходящий через мантийную полость. Сидячие организмы- губки и асцидии в основном являются фильтраторами. Гидра- макрофагия с помощью щупалец. У гидры стрекательные клетки- пенетранты- парализуют жертву; глютинанты- выделяют слизь; клетки эндодермы- секреторные клетки. Пищеварение внеклеточное, затем происходит всасывание, непереваренные остатки выбрасываются через ротовое отверстие. Способ питания соскабливанием у гастропод - брюхоногих моллюсков. На поверхности языка - радула (терка). Насекомые - грызущий и пережевывающий (у саранчевых); Комнатная муха, бабочка - ротовой аппарат сосущего типа; Комар - ротовой аппарат колющего типа; Пиявки - ротовой аппарат грызущего типа.

Сапрофитный способ питания. Сапрофитный тип питания свойственен организмам, поглощающим органику не путем захвата частиц, а непосредственно через клеточные стенки из растворов. Сапрофитами называются организмы, питающиеся мертвым или разлагающимся органическим материалом. Все сапрофитные организмы выделяют ферменты непосредственно на потенциальный продукт питания, который под воздействием этих ферментов подвергается перевариванию (внеклеточное пищеварение). Растворимые конечные продукты такого переваривания всасываются и ассимилируются сапрофитом. Питаясь органическими остатками мертвых растений и животных, сапрофиты участвуют в их уничтожении путем разложения. Значительная часть образующихся при этом низкомолекулярных веществ самими сапрофитами не используется, но их поглощают растения. Таким образом, деятельность сапрофитов является важным звеном в круговороте веществ, обеспечивая возвращение необходимых для жизни химических элементов от мертвых организмов к живым. К сапрофитам относятся многие бактерии, слизевики и грибы, типичным представителем которых является гриб Mucor hiemalis.

Паразитический способ питания. Паразитический тип питания свойственен организмам, питающимся за счет других живых организмов. В этом случае один из них называется паразитом, а другой – хозяином. Паразиты могут питаться либо заглатывая твердые частицы (по голозойному типу), либо поглощая питательные вещества через клеточную стенку (по сапрофитному типу). Одни паразиты могут жить и расти только в живых клетках, поэтому называются облигатными паразитами. Другие заражают хозяина, вызывают его гибель и затем питаются сапрофитно его остатками; такие паразиты называются факультативными. Все паразиты нуждаются в «дополнительных ростовых веществах», которые они не могут сами синтезировать и находят только в других живых клетках.