43. Нервная система. Рефлекс. Инстинкт

Определения и обозначения

Нервная система — система клеток и органов, которая объединяет организм и согласует работу его частей. Она помогает органам действовать не отдельно, а в соответствии с потребностями животного. Благодаря этому организм может воспринимать изменения вокруг себя и отвечать на них.

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Раздражителем может быть, например, свет, прикосновение или звук. Понятие рефлекса помогает объяснить, как животное отвечает на определённое воздействие.

Рефлекторная дуга — путь, по которому проходит нервный импульс при осуществлении рефлекса. Она связывает воспринимающую раздражение часть организма с тем органом, который выполняет ответ. По этому пути можно проследить, как возникает рефлекторная реакция.

Инстинкт — сложная врождённая форма поведения, состоящая из последовательности связанных реакций. В отличие от отдельного ответа, такое поведение может включать несколько действий, которые следуют одно за другим. Инстинкты помогают животным выполнять важные для жизни задачи.

Как это устроено

Нервные клетки воспринимают сигналы от других клеток или от чувствительных окончаний. Возникшее возбуждение передаётся дальше по нервным клеткам, поэтому сообщение может пройти от одной части тела к другой. Так организм связывает работу органов: сигнал о перемене среды вызывает согласованный ответ. Если бы такой связи не было, отдельные части тела действовали бы несогласованно.

У гидры нервные клетки распределены по телу и соединены в сеть — это диффузная нервная система. У многих червей, моллюсков и членистоногих нервные клетки собраны в узлы, связанные нервными стволами; такую организацию называют узловой. У позвоночных нервная система трубчатая: её центральная часть образована нервной трубкой, из которой развиваются головной и спинной мозг. Различия связаны с тем, как нервные клетки сгруппированы и где расположены центры управления.

Когда нервные клетки собраны в узлы или центральные отделы, сигналы могут обрабатываться в определённых местах, а ответ — направляться к нужным органам. Это помогает животному действовать точнее и согласованнее, чем при распространении возбуждения по общей сети. Чем сложнее организация нервной системы, тем больше возможностей координировать разные реакции. Это особенно полезно, когда животному нужно быстро отвечать на изменения среды.

Рефлекс начинается, когда рецептор — чувствительная часть организма — воспринимает раздражитель. Затем нервный импульс проходит по чувствительному пути к нервному центру, где обрабатывается, и по двигательному пути направляется к рабочему органу. Рабочий орган, например мышца, выполняет ответное действие. Вся эта последовательность и есть прохождение импульса по рефлекторной дуге.

Отдельный рефлекс отвечает на конкретное раздражение, например на прикосновение. Инстинкт охватывает более сложное врождённое поведение: несколько действий связываются в последовательность, которая помогает животному добывать пищу, строить убежище или заботиться о потомстве. Такой способ поведения не нужно полностью приобретать в течение жизни. При этом отдельные реакции, входящие в последовательность, могут осуществляться как рефлексы.

Типы нервной системы у животных

Сравнивайте сначала расположение нервных клеток, а затем общий принцип организации: это помогает не смешивать названия типов. Примеры в таблице показывают, у каких животных встречается каждый тип. Особенности передачи сигналов объясняют, как строение связано с реакциями организма.

Разбор задач

Задача 1. Гидра реагирует на прикосновение сокращением тела. Нужно определить тип её нервной системы и объяснить, почему реакция возможна. Для этого проследим, как нервные клетки связаны друг с другом. Ответ не требует предполагать наличие у гидры единого нервного центра.

1. У гидры нервные клетки распределены по телу и образуют сеть, а не собраны в один узел.
2. При прикосновении возбуждение возникает в клетках, связанных с восприятием воздействия, и распространяется по сети.
3. Полученный сигнал влияет на клетки тела, которые обеспечивают сокращение.

Ответ: у гидры диффузная нервная система. Сокращение возможно потому, что возбуждение от места прикосновения распространяется по сети нервных клеток. Сеть связывает разные части тела и передаёт им сигнал.

Задача 2. При ярком свете зрачок человека сужается. Требуется объяснить, почему это рефлекс, и назвать основные звенья реакции. Сначала определим раздражитель и орган, который его воспринимает. Затем проследим путь сигнала до органа, выполняющего ответ.

1. Раздражитель — яркий свет, а его воспринимают чувствительные клетки глаза.
2. Нервный импульс передаётся по чувствительному пути в нервный центр, где формируется ответная команда.
3. По двигательному пути команда поступает к мышцам радужки; их сокращение приводит к сужению зрачка.

Ответ: сужение зрачка — рефлекс, потому что это ответ на раздражение, осуществляемый при участии нервной системы. Основные звенья: рецептор, чувствительный путь, нервный центр, двигательный путь и рабочий орган — мышцы радужки. Последовательность их работы образует рефлекторную дугу.

Задача 3. Паук плетёт ловчую сеть, а затем реагирует на её колебания. Нужно различить сложное врождённое поведение и отдельную реакцию на раздражение. Сравним, что именно делает паук в каждом случае. Важно учитывать не только движение, но и его связь с конкретным воздействием.

1. Плетение сети состоит из нескольких связанных действий и относится к сложному врождённому поведению.
2. Такую последовательность действий называют инстинктом: она не является ответом только на одно конкретное колебание.
3. Колебания сети выступают раздражителем; ответ паука на них — отдельная реакция, которую можно рассматривать как рефлекторную.

Ответ: плетение ловчей сети — инстинктивное поведение, а реакция на её колебания — рефлекторный ответ. Первое включает последовательность действий, второе возникает в ответ на определённое воздействие. Оба способа поведения помогают пауку выживать.

Типичные ошибки

Рефлекс и инстинкт иногда считают одним и тем же, потому что оба связаны с поведением. Но рефлекс — отдельная ответная реакция, а инстинкт может включать несколько связанных действий. Чтобы проверить себя, спросите: описывается один ответ на раздражитель или целая врождённая последовательность?

Не всякое движение является рефлексом: само по себе движение ещё не показывает, что оно возникло в ответ на раздражение. Ошибку допускают, если называют рефлексом любое действие животного. Проверьте, указаны ли воздействие и ответ на него с участием нервной системы.

Узловую нервную систему можно спутать с трубчатой, потому что в обоих случаях нервные клетки не просто образуют рассеянную сеть. Однако у узлового типа клетки собраны в узлы, а трубчатый тип имеет центральную часть в виде нервной трубки. Для проверки сравните не только сложность, но и расположение нервных центров.

Инстинкт не обязательно приобретается животным в течение жизни: такое представление возникает, если путать врождённое поведение с выученным. Инстинкт является врождённой формой поведения, хотя опыт может влиять на действия животного. Проверьте себя вопросом: речь идёт о последовательности, которая характерна для вида без специального обучения?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что клетки и органы выполняют разные функции. Раздражители вызывают ответные реакции, а нервная система обеспечивает передачу сигналов между частями организма. Эти знания помогают объяснить, почему ответ не возникает сам по себе.

Представление о рефлексах пригодится при изучении нервной системы человека. На примере человека можно проследить, как рецепторы воспринимают воздействие, а нервные центры участвуют в управлении органами. Так становится понятнее, как регулируется работа организма.

Сравнение диффузной, узловой и трубчатой систем показывает разнообразие животных. По мере усложнения организации нервных клеток меняются способы передачи и обработки сигналов. Это помогает понять связь между строением животного и сложностью его поведения в ходе эволюции.

Что запомнить

• Нервная система связывает части организма и согласует их работу.
• Рефлекс — ответ организма на раздражение при участии нервной системы.
• Рефлекторная дуга — путь прохождения нервного импульса при рефлексе.
• У животных встречаются диффузная, узловая и трубчатая нервные системы.
• Инстинкт — врождённая сложная форма поведения.
• Инстинктивное поведение складывается из связанных действий и помогает животному выживать.