Как акулы используют закон ома и теорию вероятностей

Категория:	Спорт и туризм
Предмет:	Гигиена спорта
Вид работы:	Контрольная работа
Дата сдачи:	01.03.2007
Язык:	русский
Размер:	30,5 K
Артикул:	95246
Краткое содержание работы:	22Российский Государственный Университет Физической Культуры, спорта и туризма.Кафедра гигиены спортаконтрольная работана тему:«Гигиенические особенности занятий физической культурой или спортом с детьми дошкольного возраста» .Заочного отделенияМосква 2007гПлан:I. Анатомо-физиологические особенности детей дошкольного возрастаII. Требования к нагрузкамIII. Режимы дня для детей дошкольного возрастаIV. Питание детей дошкольного возрастаV. Закаливание детей дошкольного возрастаVI. Гигиена одежды и обуви детей дошкольного возрастаИспользованная литератураАнатомо-физиологические особенности детей дошкольного возраста .Дошкольный возраст от 3 до 7 лет, отличается более медленным, чем в предшкольном возрасте, темпом роста ребенка. Годичные прибавки роста составляют в среднем 5 — 8 см, веса — около 2 кг. Пропорции тела заметно меняются. К 6 — 7 годам голова составляет лишь 1/6 длины тела. В результате неравномерного роста головы, туловища и конечностей происходит перемещение средней точки длины тела. У доношенного новорожденного эта точка находится почти на пупке, у ребенка в возрасте 6 лет — на середине между пупком и симфизом (лобком), у взрослого — на лобке.В этом возрасте в связи с дальнейшим развитием и совершенствованием двигательной функции продолжается интенсивное формирование опорно-двигательного аппаратаПродолжается окостенение хрящевой ткани эпифизов трубчатых костей, позвоночника. В возрасте 7 лет позвоночник еще гибок и податлив, процессы окостенения в нем далеко не завершены.

Похожие работы:

Типы рецепторов — Реферат

Категория:	Биология и естествознание
Предмет:	Биология
Вид работы:	Реферат
Дата сдачи:	08.08.2009
Язык:	русский
Описание:	Рецепторный потенциал как преобразователь внешних воздействий в электрические сигналы. Фоторецепторы сетчатки позвоночных. Как акулы используют закон Ома и теорию вероятностей. Электрорецепторные клетки, чувствительность пресинаптической мембраны.

Следы применения холодного оружия

Кандидаты наук помогут выполнить «Следы применения холодного оружия». Специалист Анна Бережнёва с удовольствием выполнит работу Следы применения холодного оружия.

Системи технологій харчової промисловості — Реферат

Категория:	Производство и технологии
Предмет:	Система технологій
Вид работы:	Реферат
Дата сдачи:	13.04.2009
Язык:	украинский
Описание:	Галузеві особливості технологій виробництва харчових продуктів. Паралельні технологічні потоки (по видах сировини), які поступово об'єднуються, а на кінцевій стадії трансформуються в один потік. Технології виробництва цукру, переробки м'яса та молока.

Лиризм прозы И.А.Бунина (на примере сборника «Темные аллеи»)Кто не любил, не выполнил закон, Которым в мире движутся созвездья. К. Бальмонт.

Почему-то случилось так, что литература конца XIX века относилась к любви как к чему-то постыдному, тема любви отступала на второй план перед философскими, этническими и нравственными проблемами века.

Даже Толстой в «Крейцеровой сонате» называет любовь чувством «мерзким».

Программные средства. Системы безопасности информации

Органическая структура управления — Курсовая работа

Категория:	Менеджмент и трудовые отношения
Предмет:	Менеджмент
Вид работы:	Курсовая работа
Дата сдачи:	05.10.2009
Язык:	русский
Описание:	Распределение функций и полномочий на принятие решений между руководящими работниками фирмы. Теоретические основы, понятия, принципы построения организационных структур. Существующие органические структуры управления: матричная, проектная, бригадная.

Право ребёнка жить и воспитываться в семье

Темы последних работ:

Электричество в живых организмах, Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г., 1988

• Книги и учебники →
• Книги по биологии

Купить бумажную книгуКупить электронную книгуНайти похожие материалы на других сайтахКак открыть файлКак скачатьПравообладателям (Abuse, DMСA)Электричество в живых организмах, Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г., 1988.

   В популярной форме рассказывается о том, откуда берется электричество в живых клетках и как оно используется Организмами. Рассматривается работа нервных клеток, передача сигналов по нервным волокнам, электрические процессы в органах чувств, в сердце, мышцах и железах, у бактерий и одноклеточных организмов и т. д.

Рассказывается о «молекулярных машинах», управляющих электрическими процессами в клетках и клеточных органеллах. Большое внимание уделено истории открытий в электробиологии и людям, сделавшим эти открытия.Для школьников, преподавателей, студентов.    О чем эта книга? Что можно из нее узнать? Самим фактом, что в живых организмах происходят разнообразные электрические процессы, сегодня никого не удивишь. Это для нас так же привычно, как электрическое освещение или радиопередача. Почти каждый человек на протяжении жизни раз-другой снимал электрокардиограмму, и ее сокращенное название — ЭКГ — сейчас широко известно. Сокращение ЭЭГ (что означает электроэнцефалограмма) менее известно, но о том,- что существуют биотоки мозга, тоже слышали все. Управление с помощью этих биотоков космическими кораблями или воссоздание картин., как в «Марракотовой бездне» А. Конан Дойля или в «Аэлите» А. II. Толстого, встречаются пока еще только в фантастических романах, а вот биопротезы, управляемые биотоками мышц,— реальность. Упомянутые нами примеры связаны с электрическими процессами в мозге и мышцах, где роль электричества проявляется наиболее ярко.

• Оглавление
• Глава 1. РОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОБИОЛОГИИ
• Глава 2. ПЕРВЫЕ ШАГИ ЭЛЕКТРОБИОЛОГИИ
• Глава 3. КАК В КЛЕТКЕ ВОЗНИКАЕТ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ
• Глава 4. КАК ВОЗНИКАЕТ НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС
• Глава 5. ОТ КЛЕТОК К МОЛЕКУЛАМ
• Глава 6. КАК В ОРГАНИЗМЕ ПЕРЕДАЮТСЯ СИГНАЛЫ; ЖИВОЙ ТЕЛЕГРАФ
• Глава 7. КАК КЛЕТКИ ОБЩАЮТСЯ МЕЖДУ СОБОЙ

ПредисловиеИсторическая экспозиция (6). Немного о Гальвани (7). Почему на столе у Гальвани стояла электрическая машина (8). Физиология в эпоху Гальвани (12). 26 сентября 1786 г. (16). Вольта проверяет открытие Гальвани и «закрывает» его (20). Спор сторонников Гальвани и сторонников Вольта (25). Из истории «металлического» электричества, открытого Вольта (28) Реабилитация Гальвани (30)Дюбуа-Реймон и его друзья (34). Основные явления электробиологии: биопотенциалы (37). Раздражающее действие тока: Дюбуа-Реймон (39). Раздражающее действие тока: последователи (41). Скорость распространения возбуждения (43). «Волна возбуждения» (45)Ну и молодежь пошла! (49) Есть ли в неразрезанном арбузе семечки? (49) От осмоса к электричеству (51), Горячо! Совсем горячо! (55) Что такое нернстовский потенциал (56). Загадка решена (58). Мембранная теория (60). Снова о Бернштейне (62). Доказательства мембранной теории. Что снаружи? Что внутри? (66). О пользе бракованных микроэлектродов (69). Клеточная мембрана (70). Опыты на «голой» мембране — торжество мембранной теории (74). Мембранная теория требует уточнений (76)Гипотеза «электрической дырки» (78). «Примерно равен»- но с избытком или с недостатком? (80). Как же они не догадались! (82) От гипотезы до теории (83). Модель Ходжкипа — Хаксли (89). Сколько сведении помещается в четыре уравнения (94). Что же дальше? (98)Работа ионных насосов (100). Какие еще бывают насосы? (103) Протонная помпа (105). Зачем невозбудимым клеткам потенциал покоя? (105). Как организмы используют свои ионные насосы (107). Ионные каналы (109).Теория «местных токов» (117). О надежности передачи (121). Кабельная теория (123), Сопротивление бесконечного кабеля (126). Сигнал убывает и убывает (128). Нервное волокно — бесконечный кабель (130). Безымпульсная передача сигналов, или первая встреча с геометрией (132). Но забывайте о емкости! (137) Лучше раньше, чем позже, или дорога ложка к обеду (138). От чего зависит скорость нервного импульса? (141) Проведение нервного импульса и модель Ходжкина — Хаксли (144). А нельзя ли быстрее? (145) Железные нервы со стеклянными бусами (148). Всегда ли выгодно миелинизированное волокно? (151)Что такое синапс (155). В месте контакта не спайка, а разрыв (155). Какие бывают синапсы. Опять «великий спор» (156). Электрические синапсы существуют, но их не может быть (159). Нужда научит калачи есть (100). Отрицательный результат — тоже результат (161). Химический синапс (163). Выделение медиатора (164). Работа постсинаптической мембраны (167). Какие синапсы лучше — электрические или химические? (169) Химический синапс и торможение (171). О величине сипаптических потенциалов (173). Устройства, подобные синапсам (174). Нервная клетка — клетка (177)

Глава 8. ВТОРАЯ ВСТРЕЧА С ГЕОМЕТРИЕЙ. ГЕОМЕТРИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, ФУНКЦИИ

Загадка миокардиальлых клеток и «геометрический подход» (179). О шаре и цилиндре (182). Ну и что? Первые примеры влияния геометрии на функции (185). Нервное волокно расширяется, сужается, ветвится и кончается. (187). Зачем нейрону дендриты, а дендритам шипики (192). Геометрическое выпрямление (196). Разгадка сердечной загадки (198).

Одномерный, двумерный, трехмерный

1. Глава  9. О МОЗАИКЕ КАНАЛОВ И НЕЙРОНОВ, А ТАКЖЕ О ТОМ, КАК «ЖИВОТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО» ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВАЖНЫХ ЗАДАЧ
2. Глава 10. ВОРОТА В МИР
3. Глава 11. МАСТЕР НА ВСЕ РУКИ

Как работает обычная нервная клетка (206). Кат; бабочка складывает крылья (208).

Как плавает пиявка (210). «Батареи» из нейронов (212). Частотное кодирование и нейроны без импульсов (215). Клетки-генераторы и мозаика каналов (217), Нейроны-гибриды (220). Атеперь о сердце (222). Редкий случай, когда «уравниловка» полезна (225). Теория — практике (227). Чуть-чуть о дыхании (227)Фоторецепторы (232). Электрорецепторы.

Как акулы используют закон Ома и теорию вероятностей (237), Борьба с шумами (243).Электрическое оружие и электролокаторы (247). Как поймать рыбу в мутной воде? А также про электроразговоры (251). Что такое ЭКГ, ЭМГ, ЭЭГ? (253) Электрическое хозяйство инфузории (258). Об электростанциях клеток и немного о бактериях—первых электриках Земли (265). Бактерии — первые электрики Земли.

Они изобрели электромотор с подшипником, передачу электроэнергии по проводам и электрические аккумуляторы (271). Квартирант превращается в электростанцию (275). Электричество и условные рефлексы (276). Никто необъятного объять не может (279).

Дальше, дальше, дальше! (280)Послесловие
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать: Скачать книгу Электричество в живых организмах, Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г., 1988 — fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu

Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу
Скачать книгу Электричество в живых организмах, Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г., 1988 — Яндекс Народ Диск.

Скачать книгу Электричество в живых организмах, Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г., 1988 — depositfiles.

27.03.2012 11:41 UTC

ПОИСК

    Электрорецепторы, клетки, реагирующие на электрические поля в окружающей среде. [c.232]

    Но об одном типе рецепторов мы все же еще расскажем. Это электрорецептор ).

Его особенность состоит в том, что сигнал, на который надо реагировать, уже имеет электрическую природу. Что же делает этот рецептор Преобразует электрический сигнал в электрический  [c.

237]

    Электрорецепторы. Как акулы используют закон Ома и теорию вероятностей [c.237]

    Подробные современные сведения об этом типе рецепторов читатель может найти в книге Вроун Г. Р., Ильинский О. Б. Физиология электрорецепторов.— Л. Наука, 1984. [c.237]

    Ситуация осложнялась тем, что реакция рыб на слабые токи в это время была уже известной. Ее наблюдали еще в 1917 г. Паркер и Ван Хойзер на сомике (все сомообразные, видимо, обладают электрорецепторами). Однако эти авторы дали своим наблюдениям совсем другое объяснение.

Они решили, что при пропускании тока через воду в ней меняется распределение ионов, и это влияет на вкус воды. Такая точка зрения казалась вполне правдоподобной зачем придумывать какие-то новые органы, если результаты можно объяснить известными обычными органами вкуса.

Правда, эти ученые никак не доказывали свою интерпретацию они не поставили контрольного опыта.

Если бы они перерезали нервы, идущие от органов вкуса, так чтобы вкусовые ощущения у рыбы исчезли, то обнаружили бы, что реакция на ток сохраняется, Ограничившись словесным объяснением своих наблюдений, они прошли мимо большого открытия. [c.238]

    Лиссман же, напротив, придумали поставил множество разнообразных опытов и после десятилетней работы доказал свою гипотезу. Примерно 25 лет назад существование электрорецепторов было признано наукой. Электрорецепторы начали изучать, и вскоре опп были обнару-жзны у многих морских и пресноводных рыб (акул, скатов сомов п др.), а также у миног. Примерно 5 лет назад [c.238]

    Где же расположены электрорецепторы и как они устроены  [c.239]

    В начале этой главы мы уже упоминали, что у рыб (и амфибий) есть механорецепторы боковой линии, расположенные вдоль туловища и на голове рыбы они воспринимают движение воды относительно животного. Электрорецепторы — это другой тип рецепторов боковой линии.

Во время эмбрионального развития все рецепторы боковой линии развиваются из того же участка нервной системы, что и слуховые и вестибулярные рецепторы. Так что слуховые рецепторы летучих мышей и электрорецепторы рыб — близкие родственники. [c.

239]

    Да, качественно, любой нейрон может считаться электрорецептором, но если перейти к количественным оценкам,, ситуация меняется.

Естественные электрические поля очень слабы, и все ухищрения, которые использует природа в электрочувствительных органах, направлены на то, чтобы, во-первых, поймать на синаптической мембране возможно большую разность потенциалов, и, во-вторых, обеспечить высокую чувствительность механизма выделения медиатора к изменению МП. [c.241]

    Во-первых, обеспечению такой чувствительности способствует устройство ампулы Лоренцини. Если напряженность поля равна 0,1 мкВ/см, а длина канала ампулы равна 10 см, то на всю ампулу придется разность потенциалов в 1 мкВ. Практически все это напряжение будет падать на слое рецепторов, так как его сопротивление гораздо выше, чем сопротивление среды в канале. Акула тут прямо использует закон Ома V = /В, так как ток текущий в цепи, один и тот же, то падение напряжения больше там, где выше сопротивление. Таким образом, чем длиннее канал ампулы и чем ниже его сопротивление, тем большая разность потенциалов подается на электрорецептор. [c.242]

    Во-вторых, закон Ома применяют и сами электрорецепторы разные участки их мембраны тоже имеют разное сопротивление синаптическая мембрана, где выделяется медиатор, имеет большое сопротивление, а противоположный участок мембраны — маленькое, так что и тут разность потенциалов распределяется возможно выгоднее. [c.242]

    Итак, за счет разных ухищрений с исполь-вованием закона Ома на мембране электрорецепторов создается сдвиг потенциала порядка 1 мкВ, Казалось бы, что если чувствительность пресинаптической мембраны достаточно высока — а это, как мы видели, действительно так и есть,— то все в порядке.

Но мы не учли, что повышение чувствительности всякого прибора вызывает новую проблему (будь то технический прибор или рецепторная клетка) — проблему борьбы с шумами. Мы называли чувствительность электрорецептора, воспринимающего 1 мкВ, фантастической и теперь поясним, почему.

Дело в том, что эта величина гораздо ниже уровня шумов. [c.243]

    А теперь вернемся к электрорецепторам. Мы говорили, что для повышения чувствительности в этом рецепторе выгодно иметь возможно более высокое сопротивление мембраны, чтобы на ней падала большая часть напряжения.

И действительно, сопротивление мембраны, которая выделяет медиатор, у электрорецепторной клетки очень велико, порядка Ом. Однако за все приходится платить высокое сопротивление этой мембраны ведет к усилению шумов.

Колебание потенциала на мембране электрорецептора за счет тепловых шумов равно примерно [c.243]

    ООО электрорецепторов. Под действием тепловых шумов в мембране то из одного, то из другого синапса выделяется медиатор и аффрентное волокно даже в отсутствие электрических полей вне рыбы все время импульсирует. При появлении внешнего сигнала все 2 ООО клеток выделяют медиатор, В результате этого и усиливается внешний сигнал. [c.244]

    Подождите, скажет думающий читатель, ведь 2 ООО клеток и шуметь должны сильнее Выходит, если продолжить аналогию с разговором в шумной комнате, что 100 человек легче перекричат трехтысячную толпу, чем один — тридцать Но, оказывается, в действительности, как ни странно, так оно и есть.

Наверно, каждый из нас не раэ слышал, как сквозь бурю аплодисментов пробиваются ритмичные, все усиливающиеся хлопки. Или сквозь рев трибун стадиона отчетливо слышны возгласы Молодцы Мо-лод-цы , скандируемые даже не очень многочисленной группой болельщиков.

Дело в том, что во всех этих случаях мы встречаемся с противоборством сигнала организованного, синхронного, с шумом, т. е. сигналом хаотическим.

Грубо говоря, возвращаясь к электрорецепторам, их реакции на внешний сигнал синхронны и складываются, а из случайных тепловых шумов совпадает во времени только какая-то часть. Поэтому амплитуда сигнала растет прямо пропорционально числу рецепторных клеток, а амплитуда шума — значительно медленнее.

Но позвольте, опять может вмешаться читатель, если шум в рецепторе всего в 30 раз сильнее сигнала, не слишком ли расточительна природа Зачем 2 ООО рецепторов Может, хватило бы и ста  [c.244]

    Мы говорили, что палочки сетчатки реагируют на возбуждение всего одной молекулы родопсина. Но такое возбуждение может возникнуть не только под действием света, но и под действием тепловых шумов. В результате высокой чувствительности палочек в сетчатке должны все время возникать сигналы ложной тревоги .

Однако в действительности и в сетчатке имеется система борьбы с шумами, основанная на том же принципе.

Палочки связаны между собой ЭС, что ведет к усреднению сдвигов их потенциала, так что все происходит так же, как в электрорецепторах (только там усредняется сигнал в волокне, получающем сигналы от многих рецепторов, а в сетчатке — прямо в системе рецепторов).

А еще вспомните объединение через высокопроницаемые контакты спонтанно активных клеток синусного узла сердца, дающее регулярный сердечный ритм и устраняющее колебания, присущие одиночной клетке ( шум ). Мы видим, что природа широко использует усреднение для борьбы с шумами в разных ситуациях. [c.245]

    Как же животные используют свои электрорецепторы О способе ориентации рыб в мутной воде мы подроб- [c.245]

Рис. 62. Использование электрорецепторов акулой а — акула проплывает над камбалой, зарывшейся в песок, и нападает на нее б — камбалу накрывают агаровой камерой, которая проводит ток так же, как морская вода, через камору пропускают воду для дыхания камбалы, но вода вытекает в стороне, что исключает обнаружение камбалы по запаху, акула правильно обнаруживает камбалу в — повторены условия опыта б, но камера покрыта изолятором, акула проплывает мимо з — в песке создается искусственное электрическое поле, имитирующее поле, возникающее при дыхании камбалы, акула нападает на электроды

    Мы уже говорили, что гимнарх все время генерирует электрические импульсы, так что вокруг его тела в воде текут токи. Если изобразить плотность тока с помощью густоты линий, то картина токов вокруг рыбы выглядит примерно так, как изображено на рис. 64. Если в воду внесено проводящее тело, то картина меняется, как на рис. 64, справа, если изолятор—как на рис. 64, слева. Искажение электрического поля меняет сигналы электрорецепторов рыбы. [c.252]

    Фоторецепторы (232). Электрорецепторы. Как акулы используют закон Ома и теорию вероятностей (237), Борьба с шумами (243). [c.286]

    Хотя у высших позвоночных электрорецепция не найдена, но это замечательная сенсорная способность, которая заслуживает упоминания здесь. Самые чувствительные электрорецепторы находятся в ямках, называемых ампулами Лоренцини и расположенных на голове некоторых видов рыб. Порог ответа одного рецептора может быть равен всего лишь 1 мкВ/см (т. е.

электрическому полю с градиентом в 1 мкВ на каждый сантиметр расстояния). Порог поведенческой реакции в 10—100 раз выше. Электрические поля могут возникать при разряде электрического органа этой же рыбы близлежащие предметы создают искажения поля, к которым чувствительны электрорецепторы.

Или же электрорецепторы чувствуют поля, создаваемые разрядами электрического органа другой рыбы. [c.400]

    Последовательность событий, показанная на рис. 16.6, относится к ампулярным электрорецепторам костных рыб. Детали этой последовательности варьируют у других видов и в других типах рецепторных органов. Так, в ампулярных электрорецепторах хрящевых рыб полярности электрических сигналов, вы- [c.401]

    Некоторые пластиножаберные рыбы обладают чувствительностью к малым магнитным полям, например к магнитному полю Земли (Kalmijn, 1982), причем, как предполагается, используют для этого магнитную индукцию.

Эти рыбы (акулы и скаты) воспринимают электрические поля с помощью проводящих каналов (каналы ампул Лоренцини), которые соединяют поры на коже с чувствительными к напряжению клетками (электрорецепторами), расположенными глубоко в теле рыбы.

Поскольку [c.296]

    Птицы или другие наземные животные в отличие от рыб не способны к индукционной магниторецепции. У рыб электрическая цепь состоит из канала ампулы, электрорецептора и внешней среды (морской воды). Поскольку сопротивление внешней цепи сравнительно невелико, существенная часть ЭДС приходится на электрорецептор и эффективно используется.

Показано (Rommel, M leave, 1973), что с увеличением сопротивления внешней цепи чувствительность уменьшается. У аналогичной детектирующей системы в воздушной среде по существу вся ЭДС приходилась бы на воздушный участок цепи, а ЭДС на электрорецепторе была бы ничтожно мала. Поэтому индукционная система в данном случае должна замыкаться в теле животного.

 [c.297]

    Простейшей индукционной системой является катушка из изолированного проводника, связанного с электрорецептором, которая может вращаться в магнитном поле.

Это наилучшая с точки зрения электродинамики геометрическая конфигурация.

Итак, рассмотрим в качестве индукционной системы круглую катушку, состоящую из одного или нескольких витков проводника из биологического материала. [c.297]

    Для регистрации очень малых напряжений, индуцируемых при вращении катушки, необходим чувствительный электрорецептор. По-видимому, наиболее чувствительным из известных биологических электрорецепторов обладают пластиножаберные рыбы.

Однако наличие чувствительного элек,трорецептора — это лишь необходимое, но не достаточное условие. Нужно еще, чтобы мощность сигнала, подаваемого с катушки на электрорецептор, превосходила мощность теплового шума.

Это условие определяет порог чувствительности детектора и тем самым налагает ограничения на устройство и форму катушки магниторецептора. [c.297]

    Заряд, проходящий через индукционную катушку, испытывает тепловые флуктуации в широком диапазоне частот.

Эти флуктуации вызывают случайные колебания напряжения на катушке, так что на электрорецептор подается шумовой сигнал некоторой мощности.

Поскольку в тепловом равновесии на каждую колебательную степень свободы приходится энергия /сГ (/с-постоянная Больцмана, Г-абсолютная температура), то эффективное среднеквадратичное шумовое напряжение на катушке (если [c.297]

    Чтобы надежно реагировать на сигнал V , электрорецептор (и последующая цепь) должен быть восприимчив к частотам в диапазоне А/ = = (2т т)» . Увеличение диапазона воспринимаемых частот позволило бы различать более тонкие детали формы сигнала и коррелировать их с угловым ускорением.

Однако это сопровождалось бы увеличением эффективного шумового напряжения. Высокочувствительные системы должны реагировать только на частотные компоненты, несущие наиболее важную информацию, поэтому мы предположим, что А/ в уравнении (1) равно (2nzy .

На каком уровне происходит ограничение диапазона частот-несущественно это может происходить на уровне рецептора или даже на уровне сознания . [c.298]

    И мощность сигнала, и мощность теплового шума, передаваемого катушкой на электрорецептор, зависят от внутреннего сопротивления электрорецептора одинаковым образом, так что внутреннее сопротивление электрорецептора не влияет на отношение сигнал/шум.

Однако всегда имеется некоторый порог детектирования, обусловленный наличием внутреннего источника шума в электрорецепторе, и мощность сигнала должна быть больше этого шума. Если бы сопротивление катушки намного превышало входное сопротивление электрорецептора, то мощность передаваемого сигнала умень цалась бы как R . Поэтому область допустимых значений d должна быть ограничена на рис. 9.

1 слева линией, соответствующей сопротивлению катушки, лишь ненамного превьпиающему входное сопротивление электрорецептора. [c.302]

    Если бы такая макроскопическая система существовала, она вряд ли осталась бы незамеченной. Мы не можем исключить существования хотя бы некоторых участков такой цепи, но, по-видимому, они недостаточно иннервированы.

Казалось бы, что из всего сказанного выще можно сделать вывод о малой вероятности использования наземными животными индукционного органа магниторецепции. Однако, прежде чем окончательно отвергать возможность существования такого детектора, отметим, что имеется орган, по всей видимости, удовлетворяющий нащим требованиям.

Речь идет о полукружных каналах в лабиринте внутреннего уха, которые ограничены мембранами, наполнены проводящей эндолимфой и имеют подходящие размеры. Электрорецепторами могут служить богатые нервными окончаниями кристы.

Эти кристы и связанная с ними студенистая масса, фиксирующая волоски, замыкают проводящий путь полукружного канала, создавая давление на стенки ампулы (КогпЬиЬег, 1974). Вся эта система должна быть достаточно хорощо изолирована, так как сопротивление студенистой массы, по-видимому, значительно больще сопротивления эндолимфы.

Только в том случае, когда голова животного поворачивается вокруг оси, перпендикулярной плоскости полукружного канала, волоски и студенистая масса смещаются под действием перетекающей эндолимфы. Для индуцирования ЭДС необходим поворот вокруг оси, лежащей в плоскости канала, и такой поворот не вызывает перетекания эндолимфы.

Идея о том, что орган ориентации в поле тяжести служит одновременно и органом ориентации в магнитном поле, представляется весьма привлекательной, тем более если учесть, что угол между направлениями магнитного и гравитационного полей может использоваться для навигации ( Vilts hko, Vilts hko, 1972). [c.303]

Электричество в живых организмах

Михаил Р‘РѕСЂРёСЃРѕРІРёС‡ Р‘еркинблит, Елена Р“еоргиевна Р“лаголева Рњ.: Наука, 1988. 288 СЃ. ISBN 5-02-013877-0; Тираж 123000 СЌРєР·.

Серия Библиотечка «РљРІР°РЅС‚», выпуск 69

Загрузить (Mb) djvu (7.73) pdf (-) ps (-) html (-) tex (-)

Р’ популярной форме рассказывается Рѕ том, откуда берется электричество РІ живых клетках Рё как РѕРЅРѕ используется организмами. Рассмтривается работа нервных клеток, передача сигналов РїРѕ нервным волокнами, электрические процессы РІ органах чувств, РІ сердце, мышцах Рё железах, Сѓ бактерий Рё одноклеточных организмов Рё С‚.Рґ. Рассказывается Рѕ «РјРѕР»РµРєСѓР»СЏСЂРЅС‹С… машинах», управляющих электрическими процессами РІ клетках Рё клеточных органеллах. Большое внимание уделено истории открытий РІ электробиологии Рё людям, сделавшим эти открытия.

Для школьников, преподавателй, студентов.

Содержание

Предисловие

Глава 1. РОЖДЕНР�Р• ЭЛЕКТРОБР�ОЛОГР�Р�     Р�сторическая экспозиция     Немного Рѕ Гальвани     Почему РЅР° столе Сѓ Гальвани стояла электрическая машина     Физиология РІ СЌРїРѕС…Сѓ Гальвани     26 сентября 1786 Рі.

    Вольта проверяет открытие Гальвани Рё «Р·Р°РєСЂС‹РІР°РµС‚» его     РЎРїРѕСЂ сторонников Гальвани Рё сторонников Вольта     Р�Р· истории «РјРµС‚аллического» электричества, открытого Вольта     Реабилитация Гальвани

Глава 2.

ПЕРВЫЕ РЁРђР“Р� ЭЛЕКТРОБР�ОЛОГР�Р�     Дюбуа-Реймон Рё его РґСЂСѓР·СЊСЏ     Основные явления электробиологии: биопотенциалы     Раздражающее действие тока: Дюбуа-Реймон     Раздражающее действие тока: последователи     Скорость распространения возбуждения     «Р’олна возбуждения»

Глава 3.

РљРђРљ Р’ КЛЕТКЕ Р’РћР—РќР�КАЕТ Р РђР—РќРћРЎРўР¬ ПОТЕНЦР�АЛОВ     РќСѓ Рё молодежь пошла!     Есть ли РІ неразрезанном арбузе семечки?     РћС‚ РѕСЃРјРѕСЃР° Рє электричеству     Горячо! Совсем горячо!     Что такое нернстовский потенциал     Загадка решена     Мембранная теория     РЎРЅРѕРІР° Рѕ Бернштейне     Доказательства мембранной теории. Что снаружи? Что внутри?     Рћ пользе бракованных микроэлектродов     Клеточная мембрана     Опыты РЅР° «РіРѕР»РѕР№» мембране — торжество мембранной теории     Мембранная теория требует уточнений

Глава 4.

РљРђРљ Р’РћР—РќР�КАЕТ НЕРВНЫЙ Р�МПУЛЬС     Гипотеза «СЌР»РµРєС‚рической дырки»     «РџСЂРёРјРµСЂРЅРѕ равен» — РЅРѕ СЃ избытком или недостатком?     Как же РѕРЅРё РЅРµ догадались!     РћС‚ гипотезы РґРѕ теории     Модель Ходжкина-Хаксли     Сколько сведений помещается РІ четыре уравнения     Что же дальше?

Глава 5.

РћРў КЛЕТОК Рљ МОЛЕКУЛАМ     Работа ионных насосов     Какие еще бывают насосы?     Протонная РїРѕРјРїР°     Зачем невозбудимым клеткам потенциал РїРѕРєРѕСЏ?     Как организмы используют СЃРІРѕРё ионные насосы     Р�онные каналы

Глава 6.

РљРђРљ Р’ ОРГАНР�Р—РњР• ПЕРЕДАЮТСЯ РЎР�ГНАЛЫ: Р–Р�Р’РћР™ ТЕЛЕГРАФ     Теория «РјРµСЃС‚ных токов»     Рћ надежности передачи     Кабельная теория     Сопротивление бесконечного кабеля     Сигнал убывает Рё убывает     Нервное волокно — бесконечный кабель     Безымпульсная передача сигналов, или первая встреча СЃ геометрией     РќРµ забывайте Рѕ емкости!     Лучше раньше, чем позже, или РґРѕСЂРѕРіРѕ ложка Рє обеду     РћС‚ чего зависит скорость нервного импульса     Проведение нервного импульса Рё модель Ходжкина — Хаксли     Рђ нельзя ли быстрее?     Железные нервы СЃРѕ стеклянными бусами     Всегда ли выгодно миелинизировать волокно?

Глава 7. РљРђРљ КЛЕТКР� ОБЩАЮТСЯ МЕЖДУ СОБОЙ     Что такое синапс     Р’ месте контакта РЅРµ спайка, Р° разрыв     Какие бывают синапсы.

Опять «РІРµР»РёРєРёР№ СЃРїРѕСЂ»     Электрические синапсы, РЅРѕ РёС… РЅРµ может РЅРµ быть     Нужда научит калачи есть     Отрицательный результат — тоже результат     Химический синапс     Выделение медиатора     Работа постсинаптической мембраны     Какие синапсы лучше — электрические или химические?     Химический синапс Рё торможение     Рћ величине синаптических потенциалов     Устройства, подобные синапсам     Нервная клетка — клетка

Глава 8. ВТОРАЯ ВСТРЕЧА С ГЕОМЕТР�ЕЙ.

ГЕОМЕТРР�РЇ, ЭЛЕКТРР�ЧЕСТВО, ФУНКЦР�Р�     Загадка миокардиальных клеток Рё «РіРµРѕРјРµС‚рический РїРѕРґС…РѕРґ»     Рћ шаре Рё цилиндре     РќСѓ Рё что? Первые примеры влияния геометрии РЅР° функции     Нервное волокно расширяется, сужается, ветвится Рё кончается     Зачем нейрону дендриты, Р° дендритам шипики     Геометрическое выпрямление     Разгадка сердечной загадки     Одномерный, двумерный, трехмерный

Глава 9.

Рћ РњРћР—РђР�РљР• КАНАЛОВ Р� НЕЙРОНОВ, Рђ РўРђРљР–Р• Рћ РўРћРњ, РљРђРљ «Р–Р�Р’РћРўРќРћР™ ЭЛЕКТРР�ЧЕСТВО» Р�СПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ РЕШЕНР�РЇ ВАЖНЫХ ЗАДАЧ     Как работает обычная нервная клетка     Как бабочка складывает крылья     Как плавает РїРёСЏРІРєР°     «Р‘атареи» РёР· нейронов     Частотное кодирование Рё нейроны без импульсов     Клетки-генераторы Рё мозаика каналов     Нейроны-РіРёР±СЂРёРґС‹     Рђ теперь Рѕ сердце     Редкий случай, РєРѕРіРґР° «СѓСЂР°РІРЅРёР»РѕРІРєР°» полезна     Теория — практике     Чуть-чуть Рѕ дыхании

Глава 10. Р’РћР РћРўРђ Р’ РњР�Р      Фоторецепторы     Электрорецепторы. Как акулы используют закон РћРјР° Рё теорию вероятностей     Борьба СЃ шумами

Глава 11.

МАСТЕР РќРђ Р’РЎР• Р РЈРљР�     Электрическое оружие Рё электролокаторы     Как поймать рыбу РІ мутной РІРѕРґРµ? Рђ также РїСЂРѕ электроразговоры     Что такое Р­РљР“, Р­РњР“, Р­Р­Р“?     Электрическое хозяйство инфузории     РћР± электростанциях клеток Рё немного Рѕ бактериях — первых электриках Земли     Бактерии — первые электрики Земли. РћРЅРё изобрели электромотор СЃ подшипником, передачу электроэнергии РїРѕ проводам Рё электрические аккумуляторы     Квартирант превращается РІ электростанцию     Электричество Рё условные рефлексы     Никто необъятного объять РЅРµ может     Дальше, дальше, дальше!

Послесловие

Загрузить (Mb) djvu (7.73) pdf (-) ps (-) html (-) tex (-)

Акулы используют закон Ома

С детства нам известно пять органов чувств. Большинство животных пользуются ими же для взаимодействия с внешней средой. Но некоторые виды зверей или рыб имеют «шестые чувства», не подвластные человеку. Наиболее известны эхолокаторы у летучих мышей или дельфинов.

А не так давно биологи смогли узнать, как акулы используют закон Ома для поисков добычи и ориентации в безбрежном океане.

Немногим более ста лет назад, в самом конце 19-го века, возле берегов Японии поймали совершенно необычную рыбу. Она имела длинный уплощенный выступ вверху головы и выдвигающиеся вперед челюсти с многочисленными острыми зубами.

Доисторическая акула даёт ответы на загадки эволюции

• Ученым удалось установить, что диковинная рыба принадлежит к одному из исчезнувших много миллионов лет назад отрядов ископаемых акул и является единственным сохранившимся представителем этой доисторической группы.
• Из-за ее странного вида находку назвали акула-домовой (или, как иногда пишут, акула-гоблин).
• Смотреть видео — Акула-домовой:

Наибольшие вопросы вызывало удлиненное рыло животного. Сначала ихтиологи предположили, что рыба использует его в качестве своеобразной лопатки для разрыхления ила с целью добычи рачков и моллюсков со дна.

Но затем выяснилось, что твердость этого органа совершенно недостаточна для такого применения. В дальнейшем оказалось, что кожа выступа насыщена особыми органами, имеющимися у многих хрящевых рыб – ампулами Лоренцини.

Эти ампулы были открыты итальянским анатомом еще в 17-м веке. Разумеется, тогда их истинное назначение оставалось для ученых тайной, ведь знания человека об электричестве в те годы находились в самом зачаточном состоянии.

Однако, даже в 20-м веке зоологи, специально изучавшие загадочные органы, долго не могли раскрыть их секреты. Делались даже предположения о том, что это своеобразные барометры, измеряющие глубину погружения акулы.

Довольно злую шутку с автором этой гипотезы сыграла его научная судьба. Ведь именно Паркер первым обнаружил реакцию рыб на электричество, но объяснил это тем, что животные якобы реагируют на изменение кислотности воды (т.е. ее вкуса). Таким образом, открытие дважды прошло мимо ученого.

И только во второй половине 20-го столетия ихтиологи, наконец, выяснили предназначение странных колбочек на теле акул и скатов. Оказалось, что это рецепторы, реагирующие на изменение напряженности электрического поля.

При этом чувствительность ампул просто потрясает воображение: хищник способен уловить электрические колебания, идущие от сокращающихся дыхательных мышц рыбы, находящейся под слоем песка!

Смотреть видео — Электрорецепция акул:

Именно таким образом многие акулы охотятся на затаившихся камбал и других обитателей дна. Чувствительность акульих рецепторов достигает одной десятой микровольта на сантиметр.

Получается, что странники моря способны улавливать электрическое напряжение, в миллионы раз меньшее, чем содержится в батарейках наших наручных часов или телевизионных пультов. За счет чего же обеспечивается подобная высочайшая чувствительность?

Оказалось, что строение ампул Лоренцини, расположенных на голове акулы, максимальным образом использует закон Ома.

По сути, эти органы представляют собой очень узкие каналы, расположенные под кожей. При этом отверстие канала обращено наружу, в воду. Полость ампулы заполнена желеобразной массой, имеющей очень высокую проводимость, ее сопротивление всего лишь порядка 30 Ом на сантиметр.

А вот стенки, наоборот, созданы из очень плотной ткани, имеющие свойства диэлектрика.

Получается своего рода электрический кабель, заканчивающийся утолщением, на котором расположены десятки тысяч чувствительных клеток. К этим клеткам-рецепторам подводятся тончайшие нити от десяти-двадцати волокон, которые, в свою очередь, идут к нейронам.

В результате такой хитрой системы удается выделить микроскопический электрический сигнал и затем многократно его усилить.

Ведь, если величина напряженности поля – всего 0,2 мкВ/см, то в трубке длиной 5 см выделяемое напряжение будет уже 1 мкВ.

При этом, в полном соответствии с законом Ома, практически все напряжение «упадет» (т.е. – выделится) именно на имеющих высокое сопротивление рецепторах (ведь напряжение при равном токе пропорционально сопротивлению, а величина электрического тока по всей длине канала ампулы – одинакова).

А затем уже усиленный сигнал еще больше усиливается за счет того, что к каждому волокну приходят ниточки от тысяч разных клеток. Вот, благодаря такой тончайшей электронной системе и использованию закона Ома, акулы и научились улавливать, распознавать и расшифровывать мельчайшие колебания электрических полей.

Влияние электричества на акул

Разные виды хрящевых рыб обладают довольно сильно отличающимися по своим возможностям рецепторами. Одними из наиболее чутких к электричеству, как оказалось, являются самые известные хищницы — большие белые акулы.

Именно из-за высокой чувствительности этих рыб оказалось невозможным содержание их в больших искусственных аквариумах (океанариумах).

Освещение и другие электротехнические средства постоянно индуцируют небольшие электромагнитные поля, на которые реагирует белая акула и ведет себя при этом нежелательным образом (например, бьется в определенном месте о стекло). При этом многие другие виды акул в этом же океанариуме чувствуют себя совершенно нормально.

Большую роль играет электричество и в жизни необычного существа, с которого мы начали свой рассказ. Ведь, напомним, все выдвинутое вперед рыло акулы-домового покрыто ампулами Лоренцини.

Это и не удивительно, так как «гоблины» живут на большой глубине, где зрение не играет большой роли. Вот и приходится им искать добычу при помощи электролокаторов. Иногда, правда, локация может сыграть с «домовыми» невеселую шутку. Так, уже не раз зубы этих акул находили в оболочках подводных кабелей.

Помимо реакции на электрические импульсы, волшебные ампулы, оказывается, реагируют еще и на изменение температуры и напряженности магнитного поля. Причем здесь чувствительность рецепторов тоже очень высока.

Так, все те же белые, а также черные рифовые акулы, возможно, могут на больших расстояниях находить места смешивания теплых и более холодных масс воды (так называемые «термальные фронты»), в которых обычно бывает много рыбы. Это пока лишь гипотеза, но – весьма вероятная.

Применяют странницы глубин свои рецепторы и для ориентирования в океане. Ампулы помогают улавливать колебания магнитного поля Земли. Разумеется, для определения температуры или магнитной напряженности среды акулы используют все тот же закон Ома.

Так что электричество, которое люди «подчинили» только немногим более века назад, морские хищницы успешно применяют уже многие миллионы лет.