Физиологическая приспособленность: Физиологическая адаптация | Глава 4. Параграф 9

Физиологическая адаптация | Глава 4. Параграф 9

«Биология. Общие закономерности. 9 класс». С.Г. Мамонтова и др. (гдз)

 

 

Вопрос 1.
Физиологическая адаптация — достижение организмом в новых условиях устойчивого гомеостатического состояния, при котором обеспечивается согласованная работа всех функциональных систем, нормальная жизнедеятельность организма и способность его к воспроизведению здорового потомства.
Изменения, происходящие в организме в процессе физиологической адаптации, затрагивают все уровни его организации: от молекулярно-генетического до организменного.
Вопрос 2.
Физиологические адаптации также формируются в ходе естественного отбора под давлением факторов среды, характерных для условий обитания данного вида. Возникшие в ходе случайных мутаций полезные признаки и свойства закрепляются и передаются по наследству, а вредные или ненужные элиминируются в ходе естественного отбора.

Например, у ныряющих животных в мышцах находится особый пигмент миоглобин, который способен связывать кислорода в 10 раз больше, чем гемоглобин. Это позволяет ныряющим животным по 30—60 минут находиться под водой. Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Самцов непарного шелкопряда привлекает запах ароматической железы самки с расстояния 3 км. У некоторых бабочек чувствительность рецепторов вкуса в 1000 раз превосходит чувствительность рецепторов человеческого языка. Ночные хищники, например совы, прекрасно видят в темноте. У некоторых змей хорошо развита способность к термолокации. Они различают на расстоянии объекты, если разница их температур составляет всего 0,2 ^oС. Хорошо выраженная способность к секреции пота обеспечивает лучшую приспособленность организма к тепловым нагрузкам, его более высокую термоустойчивость (например у человека потовые железы способны выделить в сутки до 12 л пота). Кристаллы щавелевокислого кальция, образующиеся в клетках некоторых растений, защищают их от поедания гусеницами, улитками и даже грызунами. Такую же роль играют ядовитые вещества, обжигающие волоски (крапива). Точно так же организаця насекомоядных растений приспособлена к ловле и перевариванию насекомых (росянка, венерина мухоловка эти растения выделяют специальные ферменты, рассщепляющие животные белки.

Вопрос 3.
Вода — необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в том или ином местообитании определяет характер растительности и животного мира в данной местности. В некоторой зависимости от количества воды в окружающей среде находится и содержание ее в теле растений и животных и их устойчивость к высыханию. У растений пустынь, сухих степей вода составляет 30—65% от общей массы. Тело животных, как правило, не менее чем на 50% состоит из воды.
Растения выработали ряд приспособлений к периодическому недостатку влаги. Это резкое сокращение вегетационного периода (до 4—6 недель) и длительный период покоя, который растения переживают в виде семян, луковиц, клубней и т. д. (тюльпаны, гусиный лук, мак и др.

). Такие растения называются эфемерами и эфемероидами. При отсутствии воды рост пустынных растений прекращается, в то время как влаголюбивые растения в таких условиях увядают и гибнут. Другие, не прекращающие роста в сухой период, имеют сильно развитую корневую систему, по массе намного превосходящую надземную часть (например, корни у верблюжьей колючки достигают в длину 20 м). Для уменьшения испарения у некоторых растений уменьшаются листовые пластинки, их опушение, сокращается число устьиц, преобразовываются листья в колючки, развивается водонепроницаемый восковой налёт. Некоторые виды растений, например саксаулы, теряют листву, и фотосинтез осуществляют зеленые ветви. Многие растения пустыни способны запасать воду в тканях стебля или корня (кактус, африканские пустынные молочаи, степная таволга). Выживанию в условиях сухого периода способствуют и высокое осмотическое давление клеточного сока, препятствующее испарению, и способность терять большое количество воды (до 80%) без потери жизнеспособности.
Пустынные животные имеют особый тип обмена веществ, при котором вода образуется в организме при поедании сухого корма (грызуны). Источником воды служит и жир, накапливающийся у некоторых животных в больших количествах (верблюды, курдючные овцы). Копытные способны в поисках воды пробегать огромные расстояния (например, джейраны способны за сутки пробежать десятки километров). У некоторых организмов меняется характер активности: она приурочена к Периодам повышенной влажности. Так, например, амфибии в пустынях активны ТОЛЬКО ночью, когда влага конденсируется на почве и растительности, а днем они отсиживаются в норах грызунов. Заселяющие пустыни Австралии лягушки Chiroleptes активны и размножаются только в период дождей, а остальную часть года проводят в оцепенении в вырытых ими глубоких норах. У пустынных видов земноводных, размножающихся во временных водоемах, личинки развиваются очень быстро и в сжатые сроки совершают метаморфоз. Многие пустынные животные перед периодом наступления засушливого сезона накапливают много жира, при окислении которого выделяется большое количество воды и энергии. Птицы и млекопитающие способны регулировать потери воды с поверхности тела и легких (физиологическая терморегуляция). Многие мелкие животные на период засухи впадают в анабиоз. Анабиоз — такое состояние организма, при котором процессы жизнедеятельности настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

Вопрос 4.
Путем естественного отбора возникают и совершенствуются приспособления, облегчающие поиск пищи или партнера для размножения. Появление новых приспособлений происходит за счет возникновения случайных мутаций, удачных для данных условий среды у отдельной особи. Однако организмы не могут накопить в генотипе достаточное количество вариантов генов и соответственно признаков. Организм, обладающий выгодным комплексом признаков и свойств, оставляет потомство, которое служит основой для формирования популяции. При оценке вреда или пользы мутации необходимо помнить, что естественный отбор всегда действует в пользу популяции и безразличен к судьбе отдельной особи. Особенно ярко эта закономерность проявляется в случае высокой насыщенности популяций летальными мутациями, в гомозиготном состоянии приводящими организм к гибели. В резерве наследственной изменчивости возникшей популяции частота встречаемости гена, отвечающего за такую мутацию, высока и будет постоянно повышаться при неизменности условий Окружающей среды, что приведет к образованию новой средней нормы. Таким образом, элементарной единицей эволюции является популяция.

Вопрос 5.
Теория Дарвина объясняет появление приспособленности наследственной изменчивостью и естественным отбором.
Приспособления не появляются в готовом виде, а представляют собой результат Отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность Организмов в конкретных условиях. Приспособления формируются в ходе естественного отбора под давлением факторов среды, характерных для условий обитания данного вида. Возникшие в ходе случайных мутаций полезные признаки и свойства закрепляются и передаются по наследству, а вредные или ненужные элиминируются в ходе естественного отбора.

Ни один из приспособительных признаков не обеспечивает абсолютной безопасности для их обладателей. Любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они становятся бесполезными или даже вредными для организма. То есть любое приспособление помогает выживать только в тех условиях, в которых оно формировалось. Стоит условиям измениться, и ранее полезный признак превратится во вредный и приведет к гибели. Например, прекрасно летающий стриж имеет очень длинные узкие крылья. Однако такая специализация крыла привела к тому, что стриж не может взлетать с ровных поверхностей и, если ему не с чего спрыгнуть, погибает.
Так постоянный рост резцов грызунов — очень важная особенность, но лишь при питании твердой пищей. Если крысу держать на мягкой пище, резцы, не изнашиваясь, вырастают до таких размеров, что питание становится невозможным. Относительный характер приспособительности можно рассмотреть также на следующем примере: в промышленных районах Европы, где вследствие интенсивного развития промышленного производства погибли светлоокрашенные лишайники, покрывавшие стволы деревьев, темноокрашенные особи бабочек вытеснили светлоокрашенных особей. Это явление получило название индустриального меланизма. Дело в том, что светлые насекомые очень хорошо заметны на темном фоне стволов и преимущественно поедаются птицами. А в сельских районах наоборот — темные насекомые хорошо заметны на светлых стволах, и именно они уничтожаются птицами. Таким образом, естественный отбор положил начало дивергенции (расхождению) внутри вида, что может привести сначала к появлению подвидов, а затем и новых видов.
Эволюционные изменения — образование новых популяций и видов, возникновение или исчезновение органов, усложнение организации — обусловлены развитием приспособлений (адаптации).
Целесообразность живой природы — результат исторического развития видов в определенных условиях, поэтому она всегда относительна и имеет временный характер. Таким образом, любая структура и любая функция являются приспособлением к условиям внешней среды.

Физиологическая адаптация

Адаптация физиологическая-совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаза. В результате повышается устойчивость организма к холоду, теплу, недостатку кислорода, изменениям барометрического давления и др. факторам.

Изучение физиологической адаптации имеет большое значение для понимания процессов само регуляции организма, его взаимодействия с окружающей средой. Большой практический интерес получили исследования в связи с полётами человека в космос. Реакции, которыми организм отвечает на раздражения значительной интенсивности, имеют общие неспецифические черты и называется адаптационным синдромом.

Процесс физической адаптации к необычным, экстремальным (крайним) условиям проходит несколько стадий или фаз: вначале преобладают явления декомпенсации (нарушения функций), затем неполного приспособления — активный поиск организмом устойчивых состояний, соответствующих новым условиям среды, и, наконец, фаза относительно устойчивого приспособления. Это хорошо прослеживается, например, при физической адаптации к высоте. Изменения условий в этом случае комплексны, но наибольшую роль играет недостаточность парциального давления кислорода в связи с общим понижением барометрического давления. При подъёме на высоту наблюдаются головокружения, нарушения зрительного и слухового восприятия, одышка и др. явления, характерные для высотной болезни. Постепенно в результате физической адаптации явления декомпенсации стихают и возникает приспособленность к этим необычным условиям: увеличивается количество эритроцитов (у человека с 4—5 до 8 млн. в 1 мм), растет способность гемоглобина связывать кислород, усиливается лёгочная вентиляция, нормализуются сердечная деятельность, состояние нервной системы и т. д.

Сдвиги, происходящие в организме в процессе физической адаптации, касаются всех уровней организма — от субклеточно-молекулярного до целостного организма. Значительную роль играет тренировка как к воздействию каждого данного фактора, так и к изменению среды вообще. Так, тренировка к высотным условиям, к действиям ускорений и т. п. помогает космонавтам переносить перегрузки в космическом полёте; тренированные спортсмены лучше справляются с новыми трудными условиями, в том числе с вынужденной неподвижностью и др.

Огромное значение имеют реактивность организма, его исходное функциональное состояние (возраст, тренированность и пр.), в зависимости от них изменяются и ответные реакции организма на различные воздействия. В процессе проявляется пластичность нервной системы, позволяющая организму восстанавливать контакт и равновесие с изменившимися условиями среды.

Под влиянием повторных и относительно длительных экстремальных воздействий, совместимых с нормальной жизнедеятельностью, возникает адаптивная перестройка функций, которая раздвигает границы существования организма. Однако колебания условий среды, в которых может происходить физическая адаптация имеют определённые пределы, характерные для каждого вида, а также для каждого данного организма.

Механизмы, раскрывающие процесс, позволяют в определенной мере понять и явления приспособления организмов в ходе эволюции. Возвращение организма после физической адаптации к исходному состоянию называется дезадаптацией.

Что такое оценка физиологического состояния? |

Физиологическая пригодность может быть определена как пригодность, относящаяся к физическим аспектам человеческого тела. Помимо оценки психологической и эмоциональной подготовленности, оценка физиологической пригодности включает в себя проверку состояния сердечно-сосудистой системы клиента, мышечной силы, гибкости, походки и других параметров. В этой статье рассматривается, что такое физиологическая подготовленность, когда ее проверять, а также несколько распространенных физиологических тестов, которые используют личные тренеры:

Физиологическая подготовка

Объяснение физиологической подготовки

Американское общество физиологов-физиологов определяет физиологию упражнений как:

• Выявление физиологических механизмов, лежащих в основе физической активности,
• Комплексное предоставление лечебных услуг, связанных с анализом, улучшением и поддержанием здоровья и физической формы,
• Реабилитация болезней сердца, других хронических заболеваний, а также инвалидности,
• Профессиональное руководство и консультирование спортсменов и других лиц, заинтересованных в легкой атлетике и спортивной подготовке, в дополнение к
• Работа с приспособляемостью человека к спорадическим и регулярным упражнениям.

Другими словами, физиологическая подготовленность связана с тем, насколько эффективно различные системы организма, необходимые для физических упражнений (например, кардиореспираторная выносливость, мышечная сила, здоровье сердечно-сосудистой системы и т. д.), работают вместе, чтобы поддерживать различные виды деятельности, выполняемые человеком. спортсмен. Думайте об этом как о целостном подходе к упражнениям, при котором все, что так или иначе влияет на человеческое тело, оценивается либо как дополнение усилий спортсмена в фитнесе, либо как препятствие им.

Когда проводить тест на физиологическую пригодность

Оценка физиологической пригодности или, по крайней мере, ее несколько элементов должны быть отправной точкой для любых личных отношений между тренером и клиентом. Первоначальная оценка может быть выполнена совместно с врачом общей практики клиента и даст личному тренеру глубокое понимание текущего уровня здоровья и физической подготовки клиента.

Тесты на физиологическую пригодность также обычно проводятся на периодической основе в случае профессиональных спортсменов, а также непосредственно перед и сразу после спортивных соревнований высокой интенсивности. Эти оценки также обычно используются для определения причин любых физических и физических барьеров, с которыми может столкнуться спортсмен.

Некоторые распространенные физиологические тесты

Тесты, проводимые специалистами в области фитнеса и физических упражнений, различаются в зависимости от потребностей и стремлений клиента. Ниже приведены наиболее распространенные физиологические тесты, проводимые в рамках физиологической оценки:

– Измерение артериального давления

– Тестирование холестерина

– Частота сердечных сокращений в покое и при тренировочном стрессе

– Дыхание в покое и при тренировочном стрессе

– Оценка питания

– Тестирование изокинетической силы

– Состав пота

– Оценка скорости, ловкости и времени реакции

– Анализ состава крови

– Тесты VO2 max

– Тесты состава тела (ИМТ, ​​кожная складка)

– Биомеханические тесты походки

Когда клиент начинает заниматься с личным тренером, ему абсолютно необходимо провести оценку физической подготовки. Это связано с тем, что тренеру необходимо правильно оценить уровень физической подготовки клиента, чтобы личный тренер не заставлял его выполнять упражнения, которые причинят ему вред.

Хотите узнать больше о персональных тренировках и фитнесе и, возможно, сами стать персональным тренером? Диплом персональной тренировки Trifocus Fitness Academy является платиновым стандартом квалификации персональной тренировки. Для получения более подробной информации, пожалуйста, посетите наш веб-сайт. . 2011 авг; 111 (8): 1841-50.

doi: 10.1007/s00421-010-1817-8. Epub 2011 12 января.

Дж. Ф. Берр ¹ , В. К. Ямник, Н. Гледхилл

принадлежность

• ¹ Отдел физической активности и хронических заболеваний, Школа кинезиологии и медицинских наук, медицинский факультет Йоркского университета, Торонто, Онтарио, Канада. [email protected]

• PMID: 21225277
• DOI: 10.1007/s00421-010-1817-8

Рандомизированное контролируемое исследование

J F Burr et al. Eur J Appl Physiol. 2011 авг.

. 2011 авг; 111 (8): 1841-50.

doi: 10.1007/s00421-010-1817-8. Epub 2011 12 января.

Авторы

Дж. Ф. Берр ¹ , В. К. Ямник, Н. Гледхилл

принадлежность

• ¹ Отдел физической активности и хронических заболеваний, Школа кинезиологии и медицинских наук, медицинский факультет Йоркского университета, Торонто, Онтарио, Канада. [email protected]

• PMID: 21225277
• DOI: 10.1007/s00421-010-1817-8

Абстрактный

Цель этого исследования состояла в том, чтобы оценить адаптацию физической формы и здоровья в результате программы обучения езде на вездеходах (ATV) и внедорожных мотоциклах (ORM) в качестве стимула для физических упражнений. Участники (n = 58) были рандомизированы в контрольную группу (n = 12) или в одну из четырех экспериментальных групп; 2 дня в неделю ATV (n = 11), 2 дня в неделю ORM (n = 12), 4 дня в неделю ATV (n = 11) или 4 дня в неделю ORM (n = 12). Аэробная подготовленность, состояние опорно-двигательного аппарата, состав тела, клиническое состояние здоровья и качество жизни (КЖ) сравнивались на исходном уровне и после 6 недель тренировок. Во всех группах верховой езды отмечались улучшения артериального давления (САД = 9.4 ± 10,1, ДАД = 5,8 ± 6,2 мм рт. ст.), глюкоза натощак (0,5 ± 0,7 ммоль/л), подкожное ожирение (0,9 ± 1,1%), масса тела (0,7 ± 2,7 кг), окружность талии (1,3 ± 2,5 см) , изометрическая выносливость ног (26 ± 44 с). Все изменения были от умеренной до большой величины (Коэн d 0,52-0,94) за исключением небольшой потери массы тела (Коэн d = 0,27). Хотя в группах верховой езды произошли изменения в аэробной мощности (2,9 ± 4,6 мл кг(-1) мин(-1)), мощности ног (172 ± 486 Вт) и сгибании рук (13,2 ± 22,7), эти изменения не были существенно отличается от контрольной группы. В результате тренировки не произошло существенных изменений в частоте сердечных сокращений в покое, гибкости туловища, выносливости спины, силе хвата руками, прыжках в длину, силе тяги/толкания или способности отжиматься. КЖ физической области увеличилось у всех гонщиков, занимающихся 2 дня в неделю, но КЖ умственной области увеличилось у всех ORM, но не у гонщиков ATV, независимо от объема. Уровни угарного газа в окружающей среде во время езды (<30 частей на миллион) находились в пределах норм безопасного воздействия. Позитивная адаптация может быть достигнута с помощью программы обучения, использующей езду на внедорожнике в качестве стимула для упражнений.

Похожие статьи

• Физиологические требования к движению по бездорожью.

  Берр Дж. Ф., Ямник В. К., Шоу Дж. А., Гледхилл Н. Берр Дж. Ф. и соавт. Медицинские спортивные упражнения. 2010 июль; 42 (7): 1345-54. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181cd5cd3. Медицинские спортивные упражнения. 2010. PMID: 20019629

• Поперечное исследование физической подготовки и отдельных показателей здоровья водителей вездеходов и мотоциклистов-внедорожников.

  Берр Дж. Ф., Ямник В., Гледхилл Н. Берр Дж. Ф. и соавт. J Sports Sci. 2010 ноябрь;28(13):1423-33. doi: 10.1080/02640414.2010.510847. J Sports Sci. 2010. PMID: 20845220

• Уровни физической подготовки новобранцев пожарных до и после программы тренировок под наблюдением.

  Робертс М.А., О’Ди Дж., Бойс А., Мэнникс и др. Робертс М.А. и соавт. J Прочность Конд Рез. 2002 г., май; 16 (2): 271-7. J Прочность Конд Рез. 2002. PMID: 11991781 Клиническое испытание.

• Оспаривание утверждений о физиологической пригодности и адаптации здоровья в результате целенаправленных тренировок с использованием внедорожников.

  Милберн С., Маккормик К. , Биссикс Дж., Мерфи Р. Милберн С. и соавт. Eur J Appl Physiol. 2012 сен;112(9):3451-3; ответ автора 3455-7. doi: 10.1007/s00421-012-2310-3. Epub 2012 18 января. Eur J Appl Physiol. 2012. PMID: 22252249 Аннотация недоступна.

• Физические упражнения для детей и молодых людей во время и после лечения рака у детей.

  Браам К.И., Ван дер Торре П., Таккен Т., Вининг М.А., ван Дульмен-ден Бродер Э., Касперс Г.Дж. Браам К.И. и др. Кокрановская база данных Syst Rev. 2013 30 апреля; (4): CD008796. doi: 10.1002/14651858.CD008796.pub2. Кокрановская система базы данных, ред. 2013 г. PMID: 23633361 Обновлено. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Рекомендации

1. 1. Int J Кардиол. 2006 16 июня; 110 (2): 199-205 — пабмед
2. 1. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2001 Апрель; 128 (4): 709-18 — пабмед
3. 1. J Sports Sci. 2010 ноябрь;28(13):1423-33 — пабмед
4. 1. Clin Exp Pharmacol Physiol.