Раздражение, адаптация, гомеостаз
Итак, живые объекты стараются сохранить себя, взаимодействуя с окружающей средой. И если среда изменяется, то прежнее состояние объекта становится не очень «хорошим» для решения задачи самосохранения. Что при этом следует предпринять? Очевидно, надо или изменить состояние объекта, или же изменить состояние окружающей среды. В действительности реализуются обе возможности. Но сначала следует обеспечить непрерывный мониторинг указанных состояний — объекта и окружающей среды. Это достигается специфическим свойством живой материи, которое называется раздражимостью— способностью воспринимать внешние или внутренние воздействия на организм и адекватно на них реагировать.
Следствием раздражимости является способность живого организма адаптироваться к внешней среде, то есть изменять свое состояние, приспосабливаясь к непрерывно меняющимся условиям. Одновременно организм сам воздействует на окружающую среду так, чтобы противодействовать ее изменениям. Все это обеспечивает гомеостаз живого объекта, то есть относительное динамическое постоянство состава и свойств его внутренней структуры и устойчивость основных физиологических функций. Подчеркнем, что все эти понятия относятся не только к организмам, но и к живым объектам на других уровнях структурной организации.
Рассмотрим теперь, как конкретно реализуется раздражимость в живых организмах. Обычно она сопровождается комплексом изменений, выражающихся в сдвигах обмена веществ, электрического потенциала на мембранах клеток, физико-химических параметров в цитоплазме клеток, в двигательных реакциях, а высокоорганизованным животным присущи изменения в их поведении.
У животных, не имеющих нервной системы, одноклеточных организмов и некоторых клеток многоклеточных организмов (например, фагоцитов крови) реакции на раздражение выражаются, в частности, в форме двигательных реакций — таксисов, пространственных перемещений. В зависимости от характера раздражения выделяют следующие таксисы: фототаксис, хемотаксис, термотаксис и т. д. У фотосинтезирующих организмов обычно ярко выражен положительный фототаксис — перемещение в наиболее освещенную зону. Гетеротрофным организмам, наоборот, чаще всего свойствен отрицательный фототаксис — избегание освещенных зон. Благодаря хемотаксису, фагоциты крови скапливаются вокруг проникших в организм бактерий и осуществляют свою функцию — фагоцитоз («пожирание») бактерий.
Растения характеризуются сравнительно малой подвижностью. Большинство движений у растений возникают как ответные реакции на раздражение светом, температурой, гравитацией, химическими факторами. Активные движения у растений наблюдаются двух типов: ростовые и сократительные. Первые движения более медленные, а вторые — более быстрые. Ростовые движения связаны с влиянием на растение фактора, действующего в одном направлении. Это вызывает односторонний рост, а как следствие этого возникает изгиб. Такие изгибы органов растения получили название тропизмов. Любой тропизм может быть положительным или отрицательным. Положительным он называется тогда, когда растение изгибается по направлению к раздражителю, а отрицательным, если растение изгибается в противоположную от раздражителя сторону. Так, если поставить проростки растения на окно, то растущие растения изгибаются в одну сторону, по направлению к свету. Это явление получило название положительного фототропизма. Растение изгибается потому, что оно растет в этих условиях неравномерно. Сторона растения, направленная к свету, растет более медленно, чем противоположная. К сократительным движениям у растений можно отнести быстрые движения листьев у мимозы, кислицы, насекомоядных растений (например, росянки) при прикосновении к ним.