Природа – такая материя, из которой мы вышли, это все вокруг нас и все одновременно внутри нас. Слово природа сейчас может ассоциироваться с природными катаклизмами, с животными, которые живут в заповеднике, или с удивительными чудесными достопримечательностями мира, такими как Гранд Каньон, водопад Ниагара, Кунгурская ледяная пещера. Но, по сути, это то, что нас окружает, это все пространство вокруг.
Природа – единый маточный механизм, с детства нас приучают любить природу и быть как можно приближенными к природе. Да и правда на природе нам хорошо, свежий воздух наполняет легкие, травка щекочет ступни, и просыпается здоровый аппетит. Но ведь мы в природе не одни. Природа вырастила в своем лоне тысячи и тысячи организмов, она полна загадок, и человек полон загадок.
Как писал профессор Дильман, у природы три главные загадки: возникновение жизни, эволюция живых существ и смерть. Возникновение жизни сейчас не понятно человеку, он пытается воспроизвести ее искусственно, но пока, несмотря на все научные интернет-утки, это плохо удается. А вот всемогущая матушка природа уже давно-давно решила этот вопрос, а как решила, пока только гипотезы, загадку эту просто так не разгадать. Загадка эволюции заключается в ужасном парадоксе – это схожесть строения всех земных существ, и одновременно разрозненные модификации их же. Красивая фраза выплывает: природа предстает перед нами однообразной, поражая своим разнообразием. Так, например, белки имеют одинаковое строение, будь это бактерия с белком внутри, или бурундук. Строение белка у них абсолютно одинаковое. Вирусы имеют тоже строение, что и человеческие гены. Из этого возникает еще один вопрос, как природа, сохраняя стабильность своих элементов, позволяет им эволюционировать. Ответом будет смерть – третья загадка природы.
Смерть – одна из наиболее таинственных загадок, как с точки эзотерической, так и с точки зрения биологии и всего биологического спектра наук. Романтики задаются вопросом: почему смерть неизбежна? Ученые одухотворенно обдумывают: есть ли такой закон в природе, который утверждает, что любая жизнь должна прекращаться смертью? Но такого закона сейчас, в действительности, никто не открыл и не доказал. Это-то и позволяет нам утверждать и мечтать о вечной человеческой жизни.
Здесь стоит уяснить одно – сметь бывает по внешним факторам и естественная. В природе есть и бессмертные организмы – некоторые бактерии, по сути, никогда не умирают, они делятся и в результате деления образуют все дочерних клетки, абсолютно идентичных основной. Это очевидно, что смерть индивидуума после прохождения цикла жизни не обязательна для природы. Взять в пример не обычное заоблачное простейшее, а конкретную парамецию. Она делилась и размножалась в течении восьми тысяч четырехсот поколений, при этом все будущие поколения и предшествующие им оставались жить, если спроецировать цикл воспроизведения на человека, то такое бессмертное потомство вместе с предками прожило бы двести десять тысяч лет! Но примеры бессмертия демонстрировал и сложный, многоклеточный организм, но только при условии злокачественной опухоли. В организме здоровые клетки проходят свой определенный цикл, они восстанавливают друг друга только до определенного момента, но раковые клетки становятся на этому фоне более стойкими, и не останавливаются при самовоспроизведении, особенно если их вводить в организм регулярно. Один ученный выделил у мыши раковую опухоль, которая жива до сих пор и используется в лабораторных условиях, хотя мышь прожила всего три года.
Хотя современная наука далеко продвинулась в понимании законов природы, существует достаточно много вещей, объяснить которые ученые просто не в состоянии. В нашем обзоре десять, казалось бы, простых вопросов, ответов на которые пока нет.
1. Коровы во время еды всегда поворачиваются на север или на юг
Обычно никто не присматривается к пасущимся коровам, но когда команда ученых внимательно изучила тысячи спутниковых снимков Google Earth, то обнаружился неизвестный в течение тысячелетий факт. Коровы всегда поворачиваются головой к магнитным полюсам Земли (на север или юг), когда они пасутся или отдыхают. Это остается неизменным независимо от ветра или других факторов. Никто не знает, почему так происходит. Хотя уже давно известно, что у некоторых животных есть «внутренний компас», впервые подобное было обнаружено у крупных млекопитающих. Также странным является то, что чем ближе коровы находятся к полюсам, тем менее точно они ориентируются. Данное явление наблюдается на всех континентах Земли.
2. Почему некоторые млекопитающие вернулись в воду
Наука утверждает, что у части морских животных в процессе эволюции появились конечности, которые позволили им передвигаться по суше. Но почему некоторые из этих животных, например непосредственные предки китов и тюленей, перебрались обратно в воду, остается неизвестным. Для наземных животных гораздо более трудно с эволюционной точки зрения вернуться в море, чем наоборот. Именно это вызывает недоумение ученых во всем мире.
3. Алкалоиды в растениях
Растения часто производят вещества, которые оказывают на животных, употребляющих их в пищу, достаточно странное воздействие. Эти вещества называются алкалоидами, а одним из наиболее распространенных их видов является морфин. Всего ученые идентифицировали около 7000 различных типов алкалоидов в растениях. Хотя современная наука смогла подробно изучить эти химические вещества, почему они начали вырабатываться в растениях - загадка. Некоторые считают, что, помимо внешних причин (таких, как защита растений от травоядных), алкалоиды могут быть полезны для регулирования обмена веществ самих растений.
4. Почему цветы растут по всей планете
Цветущие растения встречаются по всему миру, вне зависимости от климата. Что довольно интересно, так было не всегда. Цветковые растения примерно 400 миллионов лет назад довольно быстро вытеснили другие виды флоры, а сегодня они составляют около 90 процентов всех видов растений. Эту проблему всю жизнь пытался решить Чарльз Дарвин, называя ее «ужасной тайной». Быстрое развитие цветов вскоре после их появления на Земле противоречило теории медленной эволюции путем естественного отбора.
5. Почему вблизи экватора царит разнообразие жизненных форм
Путешествуя от более холодных районов планеты к экватору, несложно заметить, что жизнь становится все более разнообразной. Еще 200 лет назад прусский исследователь Александр фон Гумбольдт обнаружил, что биологическое разнообразие увеличивается по мере приближения к экватору, при этом становятся все более разнообразными природа, человеческая культура и заболевания. К примеру, сейчас каждый раз новые страшные вирусные заболевания появляются в Африке или Южной Америке, как раз возле экватора. Существует около трех десятков теорий, объясняющих это явление, но зачастую они противоречат друг другу.
6. Парадокс фитопланктона
Фитопланктон - класс организмов, встречающийся в крупных водоемах и включающий в себя широкий спектр различных подвидов. По существу, это плавающие растения, которые находят по всему миру. Огромное разнообразие этих организмов ставит под сомнение теорию эволюции и естественный отбор. Нехватка ресурсов делает невозможным выживание в экосистеме такого большого числа различных организмов. Тем не менее они существуют.
7. Как аргентинские муравьи создают колонии на различных континентах
Аргентинские муравьи на первый взгляд ничем не отличаются от других представителей этого вида. Но они являются единственными из обитателей Земли, кроме человека, сумевшими колонизировать три континента. Все три суперколонии аргентинских муравьев в Европе, Южной Америке и Азии населены муравьями, которые имеют одинаковые генетические черты и по существу являются одной популяцией.
Но озадачивает ученых не столько ареал их обитания, сколько социальная структура. Аргентинские муравьи признают своих собратьев с других континентов, но агрессивны по отношению к муравьям других видов. Кроме того, современный генетический код муравьев не изменялся в течение тысяч лет. Это удивительно, потому что организмы вне пределов своей родной среды, как правило, быстро изменяются.
8. Таинственный предок человека
Родословная современного человека тщательно изучалась в течение многих лет. Хотя первые люди появились очень давно, сегодня ученые имеют довольно неплохое представление о предках Homo Sapiens. По крайней мере так казалось до тех пор, пока ученые не обнаружили следы существования целого нового вида древних предков людей. Когда ученые изучили ДНК «денисовского человека», то обнаружили следы неизвестного вида, который не поддавался опознанию.
Стоит отметить, что сами денисовские гоминиды окружены тайной, но наука по крайней мере знает, кем они являлись и откуда они пришли. Этого нельзя сказать о неизвестном виде, с которым явно размножались денисовские люди около 30 000 лет назад и который оставил четкий след в ДНК денисовцев. В принципе, все, что известно об этом виде, - это то, что он дал денисовцам странный набор зубов, который нигде более не встречался в животном мире.
9. Животные, которые могут жить без кислорода
Почти каждый организм на Земле живет благодаря кислороду - одни живые организмы его потребляют, а другие производят. Недавно ученые заявили о шокирующей находке - глубоко в Средиземном море были найдены первые бескислородные животные. Хотя некоторые бактерии и другие простейшие организмы могут жить без кислорода, это ранее было неслыханным для сложных многоклеточных животных. Сразу три вида таких существ, принадлежащих к морским беспозвоночным группы лорициферов, было найдено на 3,5-километровой глубине. Ученые не имеют ни малейшего понятия о том, как они эволюционировали.
10. Половое размножение
Помимо некоторых микробов и растений, почти все живые существа в мире размножаются половым путем. Люди воспринимают это как само собой разумеющееся, но на самом деле это огромная эволюционная аномалия. Ведь половина всех видов (самцы) не в состоянии производить потомство, но используют при этом одинаковое количество ресурсов из окружающей среды. Почему было потрачено столько усилий, чтобы разработать механизм, который имеет явные недостатки в долгосрочной перспективе? Поэтому половые отношения остаются до сих пор явлением, которое ученые не в состоянии полностью понять.
Цель: обобщение и систематизация знаний у воспитанников о живой и неживой природе, развитие внутренней потребности любви к природе.
Задачи: систематизировать знания воспитанников о природе. Показать эстетическое, познавательное, практическое значение природы в жизни людей и желание беречь и охранять окружающую среду. Развивать экологическую этику воспитанников. Развитие экологической грамотности учащихся, формирование высокого уровня их экологической культуры. Воспитывать потребность принимать активное участие в природоохранной деятельности.
Форма проведения: устный журнал.
Метод проведения: словесный, наглядный, иллюстрированный.
Условия для проведения: кабинет экологии.
Оборудование: выставка книг о животных, растениях, выставка рисунков на тему “Человек и природа”, картинки с исчезающими животными, карточки (зеленые и красные) для проведения игры.
Методические советы на подготовительный период: дети разучивают стихи, проводится конкурс рисунков “Природа и человек”, воспитанники рисуют знаки правильного поведения в природе. Ведущий – педагог, действующие лица – дети.
План занятия
I. Организационный момент.
II. Основные этапы занятия.
- Загадки “Живая – неживая природа”.
- Чтение стихов воспитанниками.
- Игра “Экологический светофор”.
III. Итог занятия.
IV. Рефлексия.
Ход занятия
I. Организационный момент.
Педагог: Ребята, сегодня мы с вами отправляемся в волшебный мир природы. Мир этот волшебный и сказочный, но очень нам знакомый. А любите ли вы природу?
Ответы детей. Да, очень. Да, любим. Природа очень красивая.
Педагог: Богата и разнообразна природа. На суше, в воздухе, в воде и под водой - всюду кипит жизнь. Эта жизнь полна тайн, загадок, чудес.
Когда-то, собравшись с последними силами,
Создал Господь планету красивую.
Дал ей форму шара большого
И посадил там деревья, цветы,
Травы невиданной красоты.
Много животных там стало водиться.
Змеи, слоны, черепахи и птицы.
Вот вам подарок, люди, владейте,
Землю вспашите, хлебом засейте.
Всем завещаю вам я отныне -
Вы берегите эту святыню!
Педагог: (Педагог зачитывает слова Сухомлинского В.А.)
“В мире есть страны, где природа ярче наших полей и лугов, но родная природа своего края самая дорогая. Надо просто видеть, как деревья покрываются весной белым покрывалом, как над золотыми колокольчиками хмеля летают пчелки, как наливаются яблоки и красные помидоры, - все это надо пережить как радость, как полноту своей духовной жизни. Пусть детство помнится вам в ярких солнечных лучах: сад в белом наряде цветения, неповторимое звучание пчелиной арфы над полем гречихи, голубое небо с журавлиной стаей над горизонтом, багровый закат, стройные тополя у дороги - все это пусть оставит неизгладимый отпечаток в сердце”.
II. Основные этапы занятия.
1. Загадки “Живая – неживая природа”.
Педагог: “Природа и человек!” Именно эта тема свела нас сегодня вместе, чтобы еще раз подумать, поразмышлять о таком важном вопросе, как охрана природы. А чтобы охранять природу, нужно хорошо ее знать. А вот, как вы знаете природу, мы сейчас и проверим. Я предлагаю вам отгадать загадки о живой и неживой природе. У вас на столах лежат карточки - фигурки квадрат и круг, я буду вам загадывать загадки, вы отвечаете и поднимаете карточки. Если живая природа, показываете круг, неживая – квадрат.
Без крыльев летают,
Без ног бегут,
Без парусов плывут. (Облака)
В одежде богатой,
Сам слеповатый,
Живет без оконца,
Не видывал солнца. (Крот)
У родителей и деток вся одежда из монеток. (Рыбы)
Не вода, не суша:
На лодке не уплывешь,
И ногами не пройдешь. (Болото)
На зеленом шнурочке, белые звоночки. (Ландыши)
Белые горошки на зеленой ножке. (Ландыши)
Я живу под самой крышей,
Даже страшно глянуть вниз.
Я могла бы быть и выше,
Если б крыши там нашлись. (Сосулька)
Летит – воет, сядет – землю роет. (Жук)
Утром падаю всегда
Не дождинка, не звезда -
И сверкает в лопухах
На опушках и лугах. (Роса)
В морях и реках обитает,
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать,
На землю падает опять. (Вода)
Он в своей лесной палате
Носит пестренький халатик.
Он деревья лечит,
Постучит – и легче. (Дятел )
Заря-заряница, красная девица,
По полю гуляла, ключи потеряла.
Месяц увидел – не поднял,
Солнце увидало-подобрало. (Звезды)
Кувшинчики и блюдца не тонут и не бьются. (Кувшинки)
Сер, да не волк,
Длинноух, да не заяц,
С копытами, да не лошадь. (Осел)
Уж очень вид у них чудной!
У папы локоны волной,
А мама ходит стриженой,
На что она обижена? (Лев)
Подрастала – хвост растила,
Платье темное носила.
Подросла – зеленой стала,
Хвост на весла поменяла. (Лягушка)
Я весь день ловлю жуков,
Ем букашек, червяков,
Зимовать не улетаю,
Под карнизом обитаю. (Воробей )
2. Чтение стихов воспитанниками.
Педагог: Стихи о природе – это в первую очередь красивые и добрые стихи, которые отвлекают от жизненных забот, и дарят ощущение умиротворенности и покоя. Меня всегда восхищали красивые стихи о природе, о временах года, о весне, о лете, об осени и о зиме.
Воспитанник:
Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса -
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса,
В их сенях ветра шум и свежее дыханье,
И мглой волнистою покрыты небеса,
И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы. (Александр Пушкин)
Воспитанник:
Я хожу, грущу один:
Осень рядом где-то.
Жёлтым листиком в реке
Утонуло лето. Я ему бросаю круг
Свой венок последний.
Только лето не спасти,
Если день - осенний. (Новицкая Г.М.)
Воспитанник:
Белая береза
Под моим окном
Принакрылась снегом,
Точно серебром.
На пушистых ветках
Снежною каймой
Распустились кисти
Белой бахромой.
И стоит береза
В сонной тишине,
И горят снежинки
В золотом огне.
А заря, лениво
Обходя кругом,
Обсыпает ветки
Новым серебром. (Сергей Есенин)
Педагог: А кто знает стихи о временах года? Какие времена года вы знаете?
Ответы детей. Я знаю и я знаю. Осень. Зима. Лето. Весна.
Назовите-ка, ребятки,
Месяц в этой вот загадке:
Дни его - всех дней короче,
Всех ночей длиннее ночи.
На поля и на луга
До весны легли снега.
Только месяц наш пройдет,
Мы встречаем Новый год.
Круглый год.
Ответы детей. Декабрь.
Дети читаю стихи.
Воспитанник:
Открываем календарь -
Начинается январь.
В январе, в январе
Много снегу на дворе.
Снег - на крыше, на крылечке.
Солнце в небе голубом.
В нашем доме топят печки,
В небо дым идёт столбом. (С.Маршак )
Воспитанник:
Тает снег и тает лёд,
Мамин праздник настаёт.
Дарит маме барсучок,
Вербных веточек пучок.
Воспитанник:
Апрель, апрель!
На дворе звенит капель.
По полям бегут ручьи,
На дорогах лужи.
Скоро выйдут муравьи
После зимней стужи.
Пробирается медведь
Сквозь лесной валежник.
Стали птицы песни петь,
И расцвёл подснежник. (С.Маршак )
Воспитанник:
"Лучше нет родного края".
Жура – жура - журавель!
Облетал он сто земель.
Облетал, обходил,
Крылья, ноги натрудил.
Мы спросили журавля:
- Где же лучшая земля?
- Отвечал он, пролетая:
- Лучше нет родного края! (Платон Воронъко )
Воспитанник:
Издалека узнаешь махаона
По солнечной тропической красе:
Пронесся вдоль муравчатого склона
И сел на одуванчик у шоссе.
Удар сачка, – и в сетке шелест громкий.
О, желтый демон, как трепещешь ты!
Боюсь порвать зубчатые каемки
И черные тончайшие хвосты.
Нацелишься, – но помешают ветки;
Взмахнешь, – но он блеснул, и был таков,
И сыплются из вывернутой сетки
Лишь сорванные крестики цветов...(В.В. Набоков )
Педагог: Нет на Земле человека, чья бы жизнь не была связана с природой. Однако, с каждым днем, она все больше нуждаются в защите.
Дерево, цветок и птица
Не всегда умеют защититься.
Если будут уничтожены они,
На планете мы останемся одни.
3. Игра “Экологический светофор”.
Педагог: У вас в руках зеленые и красные карточки. Я буду читать вам стихи, а вы выберите правильный ответ и поднимите нужный кружок: зеленый – помогаете природе, красный – ясно, что вредите ей.
Пять зеленых лягушат
В речку броситься спешат.
А ребята не лежат,
Ловят банкой лягушат.
Пусть живет лягушка в доме,
Здесь ей лучше, чем на воле. (Красный)
Убита белка!
На снегу
Она распластана лежала,
Как будто все еще бежала…
Да вдруг застыла на бегу. (Красный)
Я кузнечика словил,
В банку с травкой посадил.
Пусть покажет, как трещит,
Как усами шевелит. (Красный)
Посадили деревце
У себя во дворе,
Пусть растет зеленое,
Лист резной, лист резной.
Поливаем деревце
Часто, часто мы.
Чтоб оно со временем
Дало нам плоды. (Зеленый)
В глуши лесной, в глуши зеленой,
Всегда тенистой и сырой.
В крутом овраге под горой
Мы чистили родник студеный. (Зеленый)
Поливаем клумбы дружно,
Траву выполем на спор.
А зачем нам это нужно?
Чтоб красивым был наш двор. (Зеленый)
Принесли из леса шишки,
Желудей несем мешок,
От берез нашли сережки.
Чтоб посадить новый лесок (Зеленый)
Ходим, ходим по лужку,
Собираем по цветку:
Красный, белый, синий цвет,
Замечательный букет. (Красный)
Колкую, зеленую
Срубили топором,
Из лесу душистая
К нам приходит в дом. (Красный)
Разведу я на окошке
И душистые горошки,
И фиалки, и герани.
Вот попробуйте вы сами. (Зеленый)
Едем на автомобиле
И гордимся, как красиво
Позади клубится дым.
Чих-чих-чих! Куда бежим? (Красный)
Бутылки и банки бросаем в походе,
Не разлагается мусор в природе.
Пришли через год на полянку
И обнаружили свалку. (Красный)
Педагог:
Нам жить в одной семье,
Нам петь в одном кругу.
Идти в одном строю,
Лететь в одном полете.
Давайте сохраним
Ромашку на лугу,
Кувшинку на реке
И клюкву на болоте.
Педагог:
Как яблоко на блюде,
У нас Земля одна.
Не торопитесь, люди,
Всё выскрести до дна.
Не мудрено добраться
До скрытых тайников,
Разграбить все богатства
У будущих веков.
III. Подведение итогов мероприятия.
Педагог: Я надеюсь, что сегодняшнее занятие никого из вас не оставило равнодушным. Я уверена, что вы любите природу, любите свой край. Так много прекрасных стихов о природе, которые показывают нам, что поэт и природа связаны между собой какими-то глубокими, внутренними узами. Анализируя стихи поэтов, можно сделать вывод, что человек не что иное, как часть природы. И ни в коем случае, он (человек) не должен порабощать её, исчерпывая все её недра. Русские поэты внушали всему народу, что природа прекрасна, она всё, она объект, а никакой-нибудь субъект.
Давай те нарисуем рисунки и плакаты на тему: “ Охрана природы - дело каждого человека”, “Человек и природа”. Дети рисуют рисунки. А так же дети предложили написать правила поведения по охране нашей природы.
Методические советы организаторам и постановщикам: мероприятие лучше проводить в кабинете. Оформить выставку рисунков и плакатов о природе. Для создания эмоционального настроя группы можно использовать музыкальное сопровождение (голоса птиц, зверей, звуки природы и т.д.).
Методические советы на период ближайшего последействия: можно рекомендовать обучающимся дополнительную литературу по охране окружающей среды.
Педагог: Ребята, хотя наше занятие завершилось, но вы, приходя в лес, или парк помните о том, что животные являются братьями нашими младшими. Не обижайте их! Цените их и помните, что некоторые являются очень редкими и занесенными в красную книгу видами. Я предлагаю вам нарисовать рисунки и плакаты на тему: “ Охрана природы - дело каждого человека”, “Человек и природа”. Далее рисунки и плакаты развешиваются на стенде с целью ознакомления других с правилами поведения в природе. При подведении итогов занятия педагог благодарит детей за участие, за отличные стихи которые были прочитаны, за плакаты и рисунки. А так же за их идею о правилах по сохранению природы. Отмечает яркие моменты рисунка каждого ребенка, при этом не упускает ошибок, которые были допущены.
Список литературы
- Ананьев В.А. Преподавание основ охраны природы в начальной школе. - Томск, 1994 г.
- Касаткина Н.А. Биология. 6-7 классы: нестандартные уроки и внеклассные мероприятия. Волгоград. “Учитель”. 2007.
- Новиков Ю.В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991.
- Сборник стихов. Волгоград. “Учитель”. 2003.
- Стихи русских поэтов о природе. Времена года. - М.: 1981.
На первый взгляд кажется, что современный мир достаточно изучен. Ведь научно-технический прогресс достиг такого уровня, что ученые наверняка раскрыли все тайны. Но это далеко не так.
Загадки природы существуют и сегодня, необычные, окутанные суевериями и научными гипотезами, не поддающиеся никаким объяснениям.
Давайте прикоснемся к самым удивительным из них, приподняв завесу тайны.
Мистический «Кривой лес»
Этот сосновый лес, расположенный недалеко от польского города Грифин, насчитывает более 400 сотен деревьев, изогнутые стволы которых, все как один, направлены в одну сторону. Приподнимаясь над землей, они изгибаются дугой в северном направлении, а затем, выпрямившись, тянутся вверх до 15 м. Загадки природы на этом не заканчиваются. Лес имеет ещё одну странность - в нем не слышно никаких звуков. Не стрекочут кузнечики, не поют птицы. Полная тишина.
Местные жители шутят, объясняя это тем, что деревья специально обращены в сторону севера, чтобы в лесу никто не заблудился.
А сам «Кривой лес» угрюмо молчит, никому не раскрывая своей тайны.
Долина блуждающих камней
Загадки природы имеются в каждом уголке земного шара. В штате Калифорния (США) есть одна необычная равнина, расположенная на месте высохшего древнего озера. Фактически это пустыня без воды и растительности, на поверхности которой разбросаны камни. Вот в них все и дело. Оказывается, эти сами по совершенно плоской местности, одолевая за сутки 15‒20 см, что и отражено в названии местности - Долина блуждающих камней.
Ученые пытаются объяснить эти загадки природы сейсмической активностью, сильными ветрами или дождями. Но в долине осадков практически нет, а камни, отдельные экземпляры которых весят около 500 кг, вряд ли могут быть сдвинуты ветром.
Зато коренные жители уверены, что камни передвигают злые демоны.
Чернильное озеро
В окрестностях города Сиди-Бель (Алжир) есть необычное природное озеро. Загадки природы (фото показывают их во всей красе) этой местности поражают. Озеро наполнено не водой, а настоящими чернилами, поэтому в нем нет растений и рыбы.
Над этим феноменом ученые бились давно и все же выяснили причину. Всё дело в реках, которые впадают в озеро. Одна из них имеет растворенные соли железа в огромном количестве, а другая, протекающая через торфяники, содержит органические соединения. Их воды, сливаясь в котловине озера, вступают в химическую реакцию, в результате которой и образуются настоящие чернила.
Мнения местных жителей на этот счет разделились. Одни уверены, что это бесовские проделки, и называют озеро «Оком дьявола», другие же извлекают пользу и в шутку зовут его «Чернильницей».
Нам ещё долго предстоит сталкиваться с чем-то сверхъестественным, удивительным и даже мистическим. природы неисчерпаемы, и каждую из них хотелось бы разгадать.
Живая природа хранит в себе три древние загадки: возникновения жизни,
эволюции и смерти.
Чтобы разгадать первую из них, в настоящее время предпринимаются
усиленные попытки воспроизвести процесс возникновения жизни в искусственных
условиях.
Не менее сложна и вторая загадка -- загадка эволюции, или усложнения и
совершенствования живых систем при сохранении одних и тех же структурных
элементов живой материи.
Действительно, природа одновременно и удивительно единообразна и
поразительно разнообразна. Наиболее простые живые организмы -- вирусы --
имеют такое же строение, как и носители наследственности у высших организмов
-- гены. Белки у бактерий и у человека построены из одних и тех же
строительных блоков -- аминокислот.
Как же обеспечивается в природе стабильность основных ее элементов и
поразительное усовершенствование их в процессе эволюции на пути от
простейших одноклеточных к высшим организмам? От ответа на этот вопрос
зависит многое. В том числе и разгадка смерти.
Мы привыкли считать, что всякая жизнь завершается смертью, что "жить --
значит умирать" (Энгельс Ф. Диалектика природы).
Но что делает смерть неизбежной?
Прежде чем рассмотреть этот вопрос, напомню читателю: в природе, как
известно, существуют два принципиально различных механизма смерти -- от
внешних и от внутренних причин.
Теоретически некоторые простейшие одноклеточные организмы бессмертны,
так как после каждого деления подобного существа возникают два полностью
одинаковых дочерних потомка, обладающих всеми свойствами исходного
организма. В благоприятных условиях процесс последовательных делений может
продолжаться неограниченно. Классический пример: деление одноклеточного
организма -- парамеции -- в течение 8400 поколений. В данном случае не имеет
значения, что в действительности лишь экземпляры некоторых простейших
создают поколения, способные делиться вегетативно (без полового размножения)
неопределенно долго. Если бы эта способность наблюдалась только у одного
вида простейших или даже у одной ветви, то и тогда это было бы основанием
для утверждения, что теоретически существует жизнь без внутренних причин
смерти при наличии определенных благоприятных условий внешней среды.
Свойство потенциального бессмертия можно увидеть и на примере сложных
многоклеточных организмов, если в их клетках происходят так называемые
злокачественные изменения. Действительно, нормальные клетки, из которых
строится многоклеточный организм, находятся в таком взаимодействии друг с
другом, что размеры органов остаются постоянными. Так, например, в
желудочно-кишечном тракте происходит очень интенсивное обновление клеток. Но
новые клетки регулярно приходят на смену гибнущим, то есть клеток появляется
ровно столько, сколько необходимо для поддержания их "запланированного"
количества. Более того, нормальные клетки, находясь в искусственных условиях
вне организма, в так называемой культуре тканей, делятся лишь строго
определенное число, раз и затем погибают.
Когда же клетка становится раковой, ее потомки могут жить и в культуре
ткани, и в организме беспредельно, если их последовательно пересаживать, или
трансплантировать. Знаменитый немецкий ученый Пауль Эрлих еще в 1906 г.
выделил у мыши опухоль, которая и сейчас используется во всех странах в
научных исследованиях, хотя максимальная длительность жизни мыши не
превышает трех лет. Иными словами, как это ни парадоксально, рак
обеспечивает потенциальное бессмертие клеток.
И все же и одноклеточные организмы, и раковые клетки погибают.
Действительно, давно подсчитано, что если бы не происходило гибели
одноклеточных, то потомки одной инфузории довольно скоро заняли бы объем,
превышающий объем земного шара. Что же ограничивает длительность жизни
одноклеточных существ? Таким ограничителем является прежде всего состояние
среды их обитания.
Живой организм находится в очень тесных взаимоотношениях с внешним
миром. Наличие или отсутствие пищи, физические условия среды, степень ее
загрязнения -- вот те главные факторы, с которыми неразрывно связана
жизнедеятельность организма.
Вместе с тем любой организм может существовать, лишь если состав его
тела поддерживается в определенных, обычно довольно узких пределах. Это
положение великий французский физиолог Клод Бернар более 100 лет назад
сформулировал следующим образом: постоянство внутренней среды является
необходимым условием свободной жизни организма.
Закон постоянства внутренней среды организма -- фундаментальный закон
биологии. Я бы даже обозначил его как Первый фундаментальный биологический
закон (хотя порядковый номер в данном случае мало что говорит: все
фундаментальные законы характеризуются тем, что ни один из них не может быть
нарушен).
Обмен веществ, основанный на поступлении в организм пищи, воды и
кислорода, прежде всего обеспечивает постоянство внутренней среды. У
одноклеточных существ резервы энергетических материалов в организме очень
невелики и соответственно их зависимость от поступления пищи, как правило,
крайне выражена. Еще больше одноклеточные зависят от физических условий
среды. Нежная оболочка клетки -- клеточная мембрана -- не может быть
надежной защитой от повреждающих внешних факторов. Это понятно: и
поступление пищи, и выделение отходов происходит через эту мембрану. По
существу, одноклеточные организмы находятся в равновесии со своей средой
обитания, и постоянство состава их тела, то есть требование, соответствующее
Первому биологическому закону, может быть выполнено лишь в той степени, в
которой сохраняется постоянство внешней среды. Изменения во внешней среде,
вызванные, к примеру, самой жизнедеятельностью одноклеточных организмов,
могут послужить причиной их гибели.
Таким образом, в большинстве случаев смерть у одноклеточных обусловлена
действием внешних факторов, то есть является смертью от внешних причин.
Это-то и дает основания утверждать, что теоретически некоторые простейшие
могут оказаться бессмертными в условиях, когда внешняя среда этому
благоприятствует.
Если говорить о человеке, то здесь внешние причины смерти связывают
прежде всего с так называемыми болезнями цивилизации. Считается, что
избыточное, или неправильное, питание, недостаточная физическая активность,
психическое перенапряжение (эмоциональный стресс), токсические вещества,
распространенные во внешней среде (например, канцерогены -- химические
вещества, вызывающие рак), -- все это причины основных болезней человека:
атеросклероза и рака. Тем самым предполагается, что и у человека именно
внешние факторы определяют основные причины смерти.
Однако вряд ли стоит доказывать, что устранение внешних причин болезней
не спасет высшие организмы от смерти. Для каждого вида организмов характерен
определенный предел длительности жизни. Крыса не может прожить более четырех
лет, слон -- более 80, и никто не наблюдал, чтобы крыса жила дольше, чем это
в норме свойственно слону.
Устранение внешних неблагоприятных факторов может лишь привести к тому,
что продолжительность жизни индивидуума совпадет с видовым ее пределом. Так,
если средняя длительность жизни человека составляет сейчас около 70 лет, то
видовой ее предел, как уже было сказано, считается равным 120 годам. Пока же
у большинства организмов видовых пределов жизни достигают только отдельные
представители.
Сегодня наиболее общепринято считать, что существуют два независимых
явления, ограничивающих длительность жизни: физиологический процесс старения
и болезни, которые с возрастом все в большей степени поражают человека. При
этом вычислили, что если будут устранены основные болезни старения --
атеросклероз и рак, то длительность жизни человека увеличится на 18 лет;
если же будут устранены все болезни пожилого возраста, то это даст в среднем
дополнительно еще 2--5 лет жизни. На этом основании предполагается, что в
условиях старения без болезней человек будет умирать в возрасте, близком к
100 годам. Картина весьма заманчива. Ведь пока что бремя болезней часто
делает очень тяжелой жизнь человека еще в среднем, не говоря уже о пожилом
возрасте.
Однако это оптимистическое построение, к сожалению, уязвимо. Главным
образом в силу разделения естественных причин смерти на болезни и
физиологическое старение. Действительно, каким образом физиологическое
старение обрывает жизнь? Опять же вследствие развития болезней. Другое дело,
что вероятность их с годами возрастает. Более того, это, как правило, вполне
определенные болезни. Мы уже упоминали, что в среднем и пожилом возрасте
десять главных болезней из многих сотен возможных служат причиной смерти
каждых 85 человек из 100. Ими являются: ожирение, сахарный диабет тучных,
атеросклероз, гипертоническая болезнь, метаболическая (обменная)
иммунодепрессия, аутоиммунные болезни, психическая депрессия и рак. Эти
болезни, а также климакс и гиперадаптоз по причинам, которые станут читателю
понятными чуть позже, я обозначаю как нормальные болезни старения.
Есть много доводов в пользу того, что в возникновении этих болезней
очень большое значение имеют внешние факторы. Так, ожирение, сахарный диабет
тучных и атеросклероз возникают в результате переедания и снижения
физической активности. В свою очередь, ожирение вызывает метаболическую
иммунодепрессию, то есть снижение иммунитета, обусловленное избыточным
использованием жира как источника энергии. Метаболическая иммунодепрессия
способствует развитию рака. Стресс, психическое перенапряжение и длительно
задержанные отрицательные эмоции вызывают гипертоническую болезнь,
психическую депрессию и ускоряют течение рака.
Все это так. Но вместе с тем остается несомненным: хотя устранение
неблагоприятных внешних факторов может увеличить длительность жизни, оно не
может расширить ее видовой лимит.
В чем же здесь дело? Почему старение сочетается с определенной группой
болезней, а не с любыми болезнями из многих сотен известных патологических
процессов? Чем определяется видовой лимит жизни -- физиологическим
старением, то есть изнашиванием, истощение организма, связанным с
прекращением обновления его клеток, или определенными болезнями, которые
возникают под влиянием внутренних причин? И если верно последнее, то, что
это за внутренние причины, которые действуют с такой закономерностью?
В живой природе существуют примеры механизма смерти, явно не связанного
с влиянием внешних причин. Всем известен вид смерти, свойственный бабочке
поденке. Такая бабочка, возникнув из личинки поутру к концу первых суток
закончив цикл размножения, погибает. Смерть наступает независимо от условий
внешней среды -- как будто кончается завод часов.
Подобная смерть от внутренней причины -- не исключение. Еще" отчетливее
ее можно наблюдать у более сложного организма -- горбуши.
Эта рыба в течение четырех-пяти лет живет в Тихом океане. В этот период
происходит созревание и увеличение размера тела, а в печени и теле
накапливается жир. Но вот приближается период размножения, и горбуша
начинает свой длинный путь, иногда в тысячи километров, к устью той реки, в
которой она появилась на свет. С самого начала этого пути рыба в качестве
источника энергии использует главным образом печеночные резервы жира. Запас
жиров снижается, но растет концентрация в крови холестерина, который
синтезируется из жира. И в течение одного-двух месяцев рыба "стареет". У нее
изгибаются челюсти, западают глаза, истончается кожа. В организме горбуши
происходят очень глубокие сдвиги -- появляются признаки, свойственные
сахарному диабету и атеросклерозу, снижается устойчивость к инфекции.
Наконец горбуши-самки откладывают икру, которая осеменяется мужскими особями
горбуш. Через одну-две недели рыбы-родители погибают. Причиной смерти
являются множественные инфаркты сердца, мозга, легких, почек. Это понятно,
так как концентрация холестерина в крови у горбуши в период нереста
увеличивается до 1000 мг%, то есть примерно в 10 раз.
Механизм гибели горбуши -- это типичный пример смерти от внутренних
причин, причем пример, создающий впечатление о существовании
запрограммированной смерти. Жизнь рыбы как бы оканчивается в соответствии с
программой, хранящейся в генах, -- будто в них записан сигнал "стоп",
который остро обрывает жизнь.
Описание естественной смерти горбуши очень часто используется как
пример, характеризующий наличие генетической программы старения и смерти. Но
так ли это?
Действительно, каждому виду свойствен свой определенный лимит
длительности жизни, следовательно, генетический, то есть "записанный" в
генах, предел. Наиболее распространенным воззрением на происхождение лимита,
ограничивающего продолжительность жизни, является теория "клеточной смерти".
Известно, что в культуре ткани, то есть вне организма, некоторые клетки
плода человека способны делиться 50±10 раз, а затем погибают. Если клетки
взять от человека более старшего возраста или у лиц с преждевременным
старением, то пропорционально уменьшается число делений, предшествующих
гибели клетки. На основании этих данных стало модным считать, что часы,
отмеряющие время жизни, заключены в каждой клетке. Предполагается, что
гибель клеток или ослабление функций в тех клетках, которые не делятся после
окончания развития, в конечном счете приводит к ослаблению и гибели самого
организма. Таким образом, естественную смерть горбуши часто рассматривают
как иллюстрацию к этому построению.
Но имеется существенное наблюдение, которое отнюдь не укладывается в
эти рамки. Американские ученые О. Робертсон и Б. Векслер (1962) удалили
половые железы у нескольких экземпляров родственного горбуше пресноводного
вида рыбы и содержали затем их в специальных резервуарах. Это кажется
невероятным, но длительность жизни кастрированных рыб удвоилась и даже в
некоторых случаях утроилась! Приведенный пример поучителен в ряде отношений.
Во-первых, он демонстрирует наличие смерти от внутренних причин у
такого достаточно сложного организма, как горбуша. Во-вторых, эффект
кастрации показывает, что видовые пределы жизни могут быть расширены, то
есть что возможно вмешательство в программу, которая с незыблемой
генетической закономерностью воспроизводится из поколения в поколение, из
года в год, так сказать, от века.
Но, пожалуй, самый важный вывод заключается в следующем. В основе
механизма запрограммированной гибели горбуши лежат регуляторные сдвиги, а
именно такие сдвиги в регуляции обмена, которые приводят к резкому повышению
содержания холестерина в крови. При этом гибнет каждый индивидуум, каждая
горбуша, ибо ни одна рыба этого вида уже никогда после нереста не
возвращается в океан.
Принято считать, что смерть связана с истощением, изнашиванием,
самоотравлением организма продуктами его жизнедеятельности, гибелью
функционально важных клеток, например клеток нервной системы -- нейронов, то
есть связана со стойкими и грубыми дефектами, или органическими нарушениями.
На примере механизма гибели горбуши становится очевидным, что в основе
смерти лежат нарушения регуляции, то есть функциональные и поэтому в
принципе обратимые нарушения. Иначе говоря, запрограммированная гибель
горбуши связана с нарушением закона постоянства внутренней среды организма,
или с отступлением от основного биологического закона. В результате
чрезмерное повышение уровня холестерина практически непосредственно приводит
к смерти.
Теперь зададимся еще двумя вопросами. Что же вызывает изменение в
продуцировании холестерина? И являются ли нарушения, наблюдаемые у горбуши,
частным случаем или регуляторный тип смерти наблюдается в природе и у других
видов, включая человека? Ясно, что эти вопросы в определенной мере
взаимосвязаны.
Стоит отметить, что если пример с горбушей во многом поучителен, то
именно в отношении поиска общих причин, вызывающих регуляторные нарушения,
он может завести в тупик. Действительно, тот факт, что удаление половых
желез тормозит выполнение "программы смерти", показывает, что у горбуши
половые железы являются источником сигналов, включающих механизм смерти от
внутренней причины. Иными словами, созревание половых желез "запускает"
механизм размножения, а затем и естественной гибели горбуши. Исходя из
подобных примеров, многие биологи приходят к выводу, что цель живой природы
-- размножение, воспроизведение себе подобных; как только эта цель
достигнута, включаются механизмы, обрывающие жизнь. Внешне такое построение
выглядит весьма правдоподобно.
Но вдумаемся: признавая справедливость этого вывода, мы тем самым
должны были бы признать, что у природы имеется цель и что этой целью
является смерть индивидуума после окончания воспроизведения. Между тем можно
утверждать вполне определенно: у природы нет и не может быть такой цели
(как, впрочем, и никакой другой).
Как же могут быть совмещены эти друг друга исключающие положения? То,
что действительно зафиксировано в генетическом коде организма,-- это
воспроизведение себе подобных. Этот процесс должен быть материально
обеспечен. У горбуши, вероятно, в силу ряда условий обитания, большинство
половых клеток погибает после нереста, так и не будучи оплодотворенными. Но
способность производить большое количество половых клеток смягчает действие
этого неблагоприятного для размножения фактора.
В чем смысл накопления жира в печени и в емкости "горба", если горбуше
суждено в ближайшее время после нереста погибнуть? В том, что из жира
образуется холестерин, а каждая половая клетка должна содержать много
холестерина. Этот холестерин является материалом для построения оболочек
(мембран) клеток, которые после оплодотворения должны начать развиваться в
сложный организм. Одновременно повышение содержания холестерина в крови
вызывает у горбуши поражение сосудов и в конечном итоге приводит организм к
гибели. Таким образом, по существу, избыток холестерина в крови служит
обеспечению процесса размножения, а гибель горбуши является лишь побочным
следствием, вызванным нарушением постоянства внутренней среды организма.
Постоянство внутренней среды в медицине обозначается термином "гомеостаз"
("гомео" -- подобный, "стаз" -- состояние). Поэтому явление, о котором
только что шла речь, я считаю правильным квалифицировать как закон
отклонения гомеостаза.
Гомеостаз -- необходимое условие жизни. Однако сложность состоит в том,
что и закон отклонения гомеостаза записан в генетическом коде, то есть сами
высшие организмы одновременно подчиняются и закону сохранения и закону
отклонения гомеостаза.
Но прежде чем перейти к подробному рассмотрению этого вопроса, читателю
придется преодолеть небольшие трудности, чтобы ознакомиться с некоторыми
основами строения и функций человеческого тела,-- именно этому и посвящена
следующая глава.
Это тяжеловесное слово -- гипоталамус -- необходимо запомнить Гибрид
нервной и эндокринной системы, место стыковки двух миров -- внутреннего и
внешнего гипоталамус -- это чудо природы
«плюсы» и«минусы» демократии
Геодезист. Кто такой геодезист? Описание профессии. Профессия геодезист Геодезист обучение
Магеллановы облака: кто они?
Перечный соус для стейка Сливочный перечный соус
Как составить грамотное портфолио дизайнеру