17. ОПОРА И ДВИЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

• Что выполняет опорную функцию у растений и животных?
• Каковы способы движения растений и животных?

Движение — одно из свойств живых организмов. При движении может перемещаться какая-то часть организма: лист, конечность, а может и весь организм перемещаться в пространстве.

Но для того чтобы двигаться, необходимо, чтобы в организме существовали хорошо развитые опорные структуры. Казалось бы, амёба вообще не в состоянии поддерживать постоянную форму тела. Однако это не так. Цитоплазма амёбы пронизана белками и структурами цитоскелета, которые помогают ей образовывать ложноножки.

Опора и движение растений. У растений механические ткани стали усиленно развиваться по мере выхода их на сушу в конце силурского периода палеозойской эры, т. е. более 400 млн лет тому назад. Ведь в воде механические нагрузки на организм значительно меньше, чем на суше.

У современных высших растений опорную функцию выполняет целый ряд тканей, входящих в состав коры, древесины, сердцевины: паренхима, колленхима, склеренхима. Растения не способны к активным перемещениям, т. е. не могут переходить с одного места на другое, хотя и обладают раздражимостью — способностью реагировать на внешние раздражители. Сигналы, вызывающие ответные реакции у растений, — это изменение освещённости, понижение или повышение температуры, перемены в химическом составе почвы, атмосферы, воды. Некоторые растения реагируют даже на прикосновения. Венерина мухоловка, живущая на болотах и испытывающая нехватку азота, научилась добывать азот, захватывая липкими листьями насекомых, которых она затем переваривает (рис. 62). Но обычно растения реагируют на изменения окружающей среды либо движением цитоплазмы в клетках, либо изменением скорости роста.

Примером движения растений могут служить настии — движения органов растений, обусловленные особенностями самого растения, обычно в ответ на ненаправленное воздействие раздражителя: света, температуры, прикосновения. Например, при более быстром росте верхней стороны листа он изгибается книзу, а при более быстром росте нижней стороны листа — кверху. Настии могут осуществляться и за счёт изменения тургорного давления в клетках органов растений (рис. 63).

Другой вид движения растений — тропизмы, представляющие собой направленные ростовые движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора (земного притяжения, света, химического фактора). Тропизмы могут быть положительными — движения в сторону раздражителя и отрицательными — движения в противоположную от раздражителя сторону. Наиболее часто встречающиеся тропизмы — это фототропизм у побегов, геотропизм у корней, хемотропизм у корней (в сторону больших концентраций питательных веществ в почве).

Помимо настий и тропизмов, которые являются примером активных движений растений, существуют ещё и пассивные движения. Они связаны с резким изменением напряжения тканей растений в результате, например, прикосновения (или порыва ветра). Зрелый бешеный огурец при прикосновении выбрасывает свои семена, так же внезапно раскрывается для раскидывания семян боб у акации.

Опорные системы животных. Животные вне меньшей степени, чем растения, нуждаются в опорных системах, тем более что большинство животных активно двигается: бегает, плавает, летает. Опорную функцию у животных выполняет скелет.

Устройство скелета может сильно различаться. У простейших тело представлено всего одной клеткой, но и в ней имеется специальный опорный элемент — цитоскелет, построенный из мельчайших белковых трубочек. Такой скелет помогает простейшим двигаться и поддерживать форму тела.

Для мягкотелых животных характерен гидростатический скелет. У таких животных, как, например, дождевой червь, давление жидкости, заполняющей полость тела, заставляет сокращаться мышечные стенки полости, которые обеспечивают и опору, и движение червя.

Внешний скелет — это особенность членистоногих, коралловых полипов, большинства моллюсков, а также некоторых иглокожих (рис. 64). Например, у ракообразных скелет состоит из соединённых между собой пластин хитина — лёгкого и прочного вещества, выделяемого кожными покровами. Рост организма, заключённого во внешний скелет, происходит при линьках: в определённое время старый хитиновый панцирь сбрасывается и формируется новый — мягкий и растяжимый. До того как новый внешний скелет не затвердеет, животное не может нормально двигаться. Для таких небольших животных, как членистоногие, хитиновый внешний скелет очень удобен, но для крупных животных бы он мешал росту и, будучи слишком тяжёлым и громоздким, препятствовал нормальному движению.

Внутренний скелет характерен, главным образом, для позвоночных животных (рис. 65), хотя элементы внутреннего хрящевого скелета встречаются и у головоногих моллюсков. Внутренний скелет образован костной тканью и хрящом. Снаружи от него находятся скелетные мышцы. Внутренний скелет растёт вместе со всем организмом. Части скелета соединены суставами, обеспечивая ему прекрасную подвижность в любой среде обитания.

Движение животных. Животные смогли освоить активные движения во всех средах: они плавают, летают, перемещаются по суше несколькими способами (рис. 66, 67).

В воде животные перемещаются при помощи различных приспособлений. Это и жгутики некоторых простейших, и реснички инфузорий, и плавники рыб, и ласты черепах, и крылья пингвинов, и лапы водоплавающих птиц. Многие животные плавают, изгибая всё тело (большинство рыб, хвостатые земноводные). Реактивным способом плавают медузы и головоногие моллюски. Так, глубоководные кальмары, выбрасывая струю воды из мантийной полости через специальную воронку, развивают скорость более 70 км/ч (рис. 68).

Летающих животных также очень много. Так, прекрасно летают большинство насекомых. От них не отстают и птицы, освоившие разные способы полёта. Одни из них не могут долго держаться в воздухе, а другие парят над водой многими часами. Полярные крачки, например, в год пролетают над океаном около 50 тыс. км. Освоились в воздушной среде и представители других классов позвоночных животных: неплохо летают летучие мыши, научились планировать летучие рыбы, ящерицы, белки-летяги, некоторые лягушки. Немало способов передвижения животных по твёрдым поверхностям. К ним относят ходьбу, бег, прыжки, ползание, лазание. Мелкие членистоногие могут скользить по водяной глади как по льду, например клоп-водомерка. Моллюски чаще ползают по поверхности (вспомните улиток!), но в сложных жизненных обстоятельствах некоторые из них способны даже прыгать. С очень большой скоростью передвигаются по твёрдым поверхностям некоторые насекомые: жуки, тараканы.

Наибольшее число способов движения по суше имеется у позвоночных. Лягушки прыгают; жабы и змеи ползают; некоторые ящерицы даже могут бегать на задних конечностях. Безусловно, самые лучшие бегуны среди позвоночных — млекопитающие. Подавляющее большинство млекопитающих, активно перемещается по земной поверхности или по наземной растительности.

Но китообразные и ластоногие — вторичноводные животные, способны плавать не хуже рыб. Те же млекопитающие, которые живут на суше, смогли освоить даже несколько способов передвижения и могут ходить шагом, бежать рысью, скакать галопом.

Усовершенствование способов движения потребовало многих эволюционных изменений. Совершенствовались двигательный аппарат, т. е. скелет и мышцы, а также органы чувств, нервная система. Прекрасный опорно-двигательный аппарат и большое разнообразие способов передвижения способствовали успешному освоению животными всех сред обитания нашей планеты: суши, воды и атмосферы.

Запомнить: раздражимость; настии, тропизм; хитин; линька; внешний и внутренний скелет.

Выводы

Движение — одно из свойств живых организмов. Растения не могут активно перемещаться, но способны к активным движениям: медленным (ростовым) — настии и тропизмы и быстрым (сократительным). Животные освоили активные движения во всех средах: плавают, летают, бегают.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Что выполняет опорную функцию у простейших?
2. Какие ткани растений выполняют опорную функцию?
3. Какие виды движений способны осуществлять растения?
4. Чем внешний скелет животных отличается от внутреннего?
5. Какова роль движений в жизни животных?
6. Почему китообразных и ластоногих называют вторичноводными животными?

Выполни задания

Перечислите способы движения животных, приведите примеры.

Обсуди с товарищами

1. Развитие и усовершенствование способов движения животных потребовало многих эволюционных изменений. Каких именно?
2. Что, по вашему мнению, позволило животным освоить все среды обитания нашей планеты?