![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1542/image_eIn2130vB85fAo5.jpg)
Όλη η ποικιλία των μορφών προσαρμοστικών αντιδράσεων των ζωντανών οργανισμών χωρίζεται σε δύο ομάδες. Τα ένστικτα έχουν αναπτυχθεί ως προσαρμογές σε σταθερά και περιοδικά περιβαλλοντικά φαινόμενα.
Η δεύτερη ομάδα ενώνει τους τύπους συμπεριφοράς που έχουν βρει τα ζώα στην ατομική ζωή, πιο συγκεκριμένα, ότι κάθε θηρίο έχει κατανοήσει και υποφέρει με το δικό του μυαλό. Αυτές οι αντιδράσεις βοηθούν το σώμα να προσαρμοστεί σε απρόσμενες, ταχέως μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης.
Και οι δύο μορφές προσαρμοστικής δραστηριότητας περιλαμβάνουν διαδοχικές σειρές δράσεων που στοχεύουν στην επίτευξη ευεργετικών αποτελεσμάτων για τους οργανισμούς. Ωστόσο, ο προγραμματισμός τέτοιων δράσεων εντός έμφυτης και επίκτητης δραστηριότητας μπορεί να πραγματοποιηθεί με διαφορετικούς τρόπους.
Χρυσά αυγά σφήκας και σαλιγκάρι Aplis
Κατά κανόνα, η ενστικτώδης δραστηριότητα βασίζεται σε άκαμπτα προγράμματα. Μελετώντας τη ζωή των εντόμων, ο εξαιρετικός Γάλλος φυσιοδίφης J. Fabre επέστησε την προσοχή σε μια ενδιαφέρουσα μορφή ενστικτώδους συμπεριφοράς της κίτρινης φτερωτής σφήκας - sphex.
Σε ένα συγκεκριμένο στάδιο ανάπτυξης σε αυτές τις σφήκες, υπό την επίδραση εσωτερικών ορμονικών αλλαγών και περιβαλλοντικών παραγόντων (κυρίως θερμοκρασία αέρα και διάρκεια ημέρας), αρχίζει η ωρίμανση των ωαρίων. Υπάρχει επίσης ανάγκη να αναβληθούν. Αυτό το στάδιο συμπεριφοράς της σαρκοφάγης σφήκας είναι ένα τυπικό παράδειγμα ενστικτώδους δραστηριότητας.
Η σφήκα ξεκινά σκάβοντας ένα συγκεκριμένο σχήμα σε ένα απομονωμένο μέρος. Στη συνέχεια, πετάει για να κυνηγήσει το παιχνίδι, το οποίο θα χρησιμεύσει ως τροφή για τις προνύμφες μόλις εκκολαφθούν από αυγά. Το παιχνίδι για το sfex είναι ένα γήπεδο κρίκετ. Το Sfex ανιχνεύει κρίκετ και το παραλύει με ισχυρά τσιμπήματα στους νευρικούς κόμβους. Τραβώντας τον στην τρύπα, η σφήκα τον αφήνει κοντά στην είσοδο, η ίδια κατεβαίνει στην τρύπα για να ελέγξει την κατάσταση.
Αφού βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ξένοι στην τρύπα, η σφήκα σέρνει το θήραμά της εκεί και γεννά τα αυγά της στο στήθος της. Μπορεί επίσης να σύρει μερικά άλλα γρύλια στην τρύπα για να σφραγίσει την είσοδο μαζί τους. Τότε πετάει μακριά και δεν θα επιστρέψει σε αυτό το μέρος.
Εάν εξετάσετε προσεκτικά όλα τα στάδια της συμπεριφοράς μιας σφήκας, θα παρατηρήσετε ότι όλες οι κινήσεις του αναπτύσσονται σύμφωνα με ένα μοναδικό πρόγραμμα που υπόκειται σε ένα μόνο αποτέλεσμα - την ωοτοκία. Ο επιστήμονας J. Fabre πολλές φορές ώθησε πίσω το κρίκετ, το οποίο άφησε η σφήκα στην είσοδο κατά την επιθεώρηση της τρύπας. Σε αυτήν την περίπτωση, αφού βγήκε από την τρύπα και παρατήρησε ότι το θήραμα ήταν πολύ μακριά, η σφήκα το άρπαξε ξανά, το τράβηξε στην είσοδο και στη συνέχεια κατέβηκε στην τρύπα, αλλά και πάλι μόνη. Η σφήκα επανέλαβε ακούραστα όλες τις ενέργειες: έσυρε το κρίκετ, έπειτα το έριξε, έλεγξε το βιζόν, για να επιστρέψει ξανά μετά από αυτό.
Έτσι, στη συμπεριφορά μιας σφήκας, κάθε προηγούμενο αποτέλεσμα της δραστηριότητάς του, που στοχεύει στην επίτευξη ενός ορόσημου, καθορίζει την ανάπτυξη της επόμενης δράσης. Εάν η σφήκα δεν λάβει σήμα για την επιτυχή ολοκλήρωση του προηγούμενου σταδίου, δεν θα προχωρήσει ποτέ στο επόμενο.
Όλα αυτά δείχνουν ότι η συμπεριφορά της σφήκας είναι χτισμένη σύμφωνα με ένα αυστηρό πρόγραμμα. Προκαλείται από εσωτερική ανάγκη, κίνητρα. Αλλά η εφαρμογή του προγράμματος καθορίζεται από τα σταδιακά και τελικά αποτελέσματα της προσαρμοστικής δραστηριότητας του ζώου. Τι είναι, δείχνουν οι ακόλουθες παρατηρήσεις. Αφού η σφήκα περιτοιχιστεί στην είσοδο, μπορείτε κυριολεκτικά να καταστρέψετε τις προσπάθειές της μπροστά στα μάτια της. Η μοίρα των αυγών δεν ενδιαφέρει πλέον τη σφήκα, καθώς η αποστολή της έχει ολοκληρωθεί.
Αυτό το όλο πρόγραμμα καθορίζεται από κληρονομικούς μηχανισμούς. Σε τελική ανάλυση, οι απόγονοι της σφήκας δεν θα συναντηθούν ποτέ με τους γονείς τους και δεν θα μάθουν τίποτα από αυτούς. Ωστόσο, αυτοί οι κληρονομικοί μηχανισμοί τίθενται σε ισχύ μόνο παρουσία ορισμένων περιβαλλοντικών παραγόντων. Εάν οι σφήκες δεν τις βρουν, ας πούμε μαλακό χώμα για βιζόν, ολόκληρη η αλυσίδα των ενεργειών μπερδεύεται και σπάει. Και τότε ένας ολόκληρος πληθυσμός σφήκες σε αυτό το άθλιο μέρος πεθαίνει.
Φαίνεται ότι χτίζονται όλες οι μορφές ενστικτώδους δραστηριότητας.Αυτό επιβεβαιώθηκε από επιστήμονες που μελετούσαν σε όλες τις ηπείρους και στην άβυσσο των θαλασσών και των ωκεανών τους τρόπους και τις συνήθειες των φτερωτών, τετράποδων, φολιδωτών, καρφίτσες, που κινούνται στη γη και τους άλλους γείτονές μας στον πλανήτη.
Όσο ευρύτερη αποκαλύφθηκε στον άνθρωπο η πολλαπλότητα της ενστικτώδους συμπεριφοράς των ζώων, τόσο πιο συναρπαστικά προσελκύθηκε από τον εαυτό του από το μεγαλύτερο μυστικό της ζωής. Σε τι βασίζονται οι εσωτερικές ιδιότητες του ένστικτου του σώματος; Μετά την ανακάλυψη το 1951-1953. J. D. Watson, F. Crick και M. Wilkins της δομής του DNA, αυτό το ερώτημα έχει συγκεκριμενοποιηθεί και τώρα ακούγεται έτσι: πώς κωδικοποιείται η έμφυτη συμπεριφορά στα γονίδια και πώς το ελέγχουν;
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1542/image_PrDiUOjoyhYp3fPl7V6P4lf.jpg)
Η πιο ζωντανή και ενημερωτική απάντηση σε αυτό το ερώτημα δόθηκε από μια ομάδα Αμερικανών νευροεπιστημόνων με επικεφαλής τον E. Candel. Εξέτασαν την ίδια μορφή συμπεριφοράς στα θαλασσινά σαλιγκάρια απλιζίας όπως στο sfex - ωοτοκία. Η ωοτοκία των αυγών απλής, λένε οι συμμετέχοντες σε αυτά τα πειράματα, είναι ένα σκοινί που περιέχει περισσότερα από ένα εκατομμύριο αυγά. Μόλις υπό την επίδραση των συστέλλοντων μυών του αγωγού του ερμαφροδιτικού αδένα, όπου συμβαίνει η γονιμοποίηση, τα αυγά αρχίζουν να ωθούνται προς τα έξω, το σαλιγκάρι σταματά να κινείται και να τρώει. Αυξάνεται η αναπνοή και ο καρδιακός ρυθμός.
Το σαλιγκάρι αρπάζει ένα σχοινί αυγών με το στόμα του και, μετακινώντας το κεφάλι του, το βοηθάει έξω από τον αγωγό και στη συνέχεια στρίβει σε ένα κουβάρι. Τέλος, με μια κίνηση του κεφαλιού, το ζώο συνδέει την τοιχοποιία με μια σταθερή βάση.
Οι Ε. Kandel και I. Kupferman βρέθηκαν στο κοιλιακό γάγγλιο (δηλ. Τη συσσώρευση νευρώνων) απλώνουν τα λεγόμενα μασχαλιακά νευρικά κύτταρα. Ένα απόσπασμα λήφθηκε από αυτά και εισήχθη στο σώμα άλλων σαλιγκαριών. Και αποδείχθηκε ότι η δύναμη ορισμένων ουσιών από αυτό το εκχύλισμα πάνω από τη συμπεριφορά των μαλακίων ήταν τόσο μεγάλη που τα σαλιγκάρια άρχισαν αμέσως να γεννούν τα αυγά τους, ακόμη και αν η ωριμότητα τους δεν είχε έρθει ακόμη. Επιπλέον, τα μη λιπασμένα σαλιγκάρια, αφού έλαβαν τέτοιο εκχύλισμα, πραγματοποίησαν ξεχωριστές κινήσεις από το τελετουργικό ωοτοκίας.
Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για τις ουσίες που αποτελούν τη δραστική αρχή του εκχυλίσματος των μασχαλιαίων κυττάρων. Αποδείχθηκε ότι ήταν 4 πεπτίδια (δηλαδή, βραχείες αλυσίδες αμινοξέων), ένα από τα οποία ονομάστηκε GOY - η ορμόνη ωοτοκίας. Απλώς σημειώστε ότι αυτή η ανακάλυψη δεν ήταν απόλυτη έκπληξη. Μεταξύ άλλων βιολογικώς δραστικών ουσιών, τα πεπτίδια μελετώνται πλέον εντατικά.
Σε τελική ανάλυση, αυτές οι μικροσκοπικές πρωτεΐνες, που δρουν σε αμελητέες ποσότητες, ρυθμίζουν σχεδόν όλες τις ζωτικές διαδικασίες του σώματος: διατροφή, αναπνοή, έκκριση, αναπαραγωγή, θερμορύθμιση, ύπνος κ.λπ. Ο αριθμός των πεπτιδίων που απομονώνονται από διαφορετικούς ιστούς έχει ήδη ξεπεράσει τα 500. Πολλές από αυτές συντίθενται σε νευρικό ιστό και ελέγχουν άμεσα τη συμπεριφορά.
Ο ρόλος των «μασχαλιαίων» πεπτιδίων της απλίσιας αποδείχθηκε ο ίδιος. Αμερικανοί επιστήμονες βρήκαν 7 νευρώνες στο νευρικό σύστημα της απλής, πάνω στο οποίο αυτά τα πεπτίδια έχουν το πιο ισχυρό και επιλεκτικό αποτέλεσμα. Σύμφωνα με τους βιολόγους, αυτά τα 7 κύτταρα ενεργούν ως νευρώνες εντολής. Με άλλα λόγια, ελέγχουν τα υπόλοιπα νευρικά κύτταρα απλής που αποτελούν μέρος του λειτουργικού συστήματος που παρέχει την ωοτοκία. Σε κάθε απλότητα, αυτά τα κύτταρα υπό την επίδραση των «μασχαλιαίων» πεπτιδίων αρχίζουν ταυτόχρονα να παράγουν ηλεκτρικά ερεθίσματα και ο ήχος της ηλεκτρικής τους «ομιλίας» σε αυτήν την περίπτωση είναι εντελώς διαφορετικός από ότι σε άλλες περιπτώσεις όταν αυτοί οι νευρώνες δίνουν μια ηλεκτρική «φωνή».
Εκτός από την εκκίνηση αυτών των νευρώνων εντολής, τα τέσσερα πεπτίδια από μασχαλιαία κύτταρα είχαν επίσης άλλα επαγγέλματα που ήταν στενά συνδεδεμένα για χάρη ενός απόλυτου στόχου - της ωοτοκίας. Ένα πεπτίδιο επιβραδύνει τον καρδιακό ρυθμό. Ένας άλλος κόβει τον αγωγό του ερμαφροδιτικού αδένα έτσι ώστε το καλώδιο να βγαίνει. Το τρίτο καταστέλλει την όρεξη του σαλιγκαριού, έτσι ώστε η λαχταριστή μητέρα να μην δειπνήσει στους απογόνους της.
Ο F. Strumwasser και οι συνεργάτες του απομόνωσαν 2 ακόμη πεπτίδια από το αναπαραγωγικό σύστημα του κοχλία. Ονομάστηκαν πεπτίδιο Α και πεπτίδιο Β.Αυτοί ήταν που ανάγκασαν τα μασχαλιαία κύτταρα να εκκρίνουν τα τέσσερα πεπτίδια που μόλις περιγράφηκαν. Χάρη σε αυτήν την ανακάλυψη, οι μηχανισμοί για την έναρξη ενός λειτουργικού συστήματος ωοτοκίας έχουν καταστεί σαφέστεροι.
Έτσι, επιβεβαιώθηκε ότι ήταν τα πεπτίδια που «συναρμολογούσαν» τα νευρικά κύτταρα σε έναν ενεργό σύνδεσμο, επιλέγοντας από το σύνολο πιθανών ενώσεων νευρώνων εκείνες που υπόκεινται στη δράση τους, και συμπεριλαμβανομένων αυτών σε λειτουργικά συστήματα. Μαζί με τους νευρώνες, τα πεπτίδια συνδυάζουν επίσης τα περιφερειακά κύτταρα σε μια κοινοπολιτεία. Ως αποτέλεσμα της πεπτιδικής συντονισμένης δραστηριότητας ολόκληρου του τεράστιου κυτταρικού συνόλου, επιτυγχάνεται ένα χρήσιμο αποτέλεσμα συμπεριφοράς.
Φαίνεται ότι όλα εδώ είναι λογικά και προσεκτικά. Στην πραγματικότητα, ένα πολύ σημαντικό ζήτημα παρέμεινε άλυτο έως ότου οι νευροεπιστήμονες άρχισαν να εργάζονται με αποκρυπτογραφημένα γονίδια.
Με ποια «σειρά» άρχισαν να εκκρίνονται και τα τέσσερα πεπτίδια από τα μασχαλιαία κύτταρα με αυστηρή σειρά; Υπό τη δράση των πεπτιδίων Α και Β; Φυσικά. Αλλά τελικά, αυτές οι ουσίες ξεκίνησαν έναν μυστηριώδη μηχανισμό στα μασχαλιαία κύτταρα. Πώς δρα λοιπόν;
Αυτή η ερώτηση είναι πολύ σημαντική. Σε τελική ανάλυση, άξιζε αυτήν την ακολουθία και την αναλογικότητα στην κατανομή των πεπτιδίων, και βασίστηκε σε αυτό ότι ο σκληρός προγραμματισμός της ενστικτώδους συμπεριφοράς της απλικίας χτίστηκε, τουλάχιστον με κάποιο τρόπο για να σπάσει, και δεν θα γεννήσει αυγά. Προφανώς, αυτό θα συνέβαινε και με το sphex, όπου το «χειρόγραφο» κάποιων ομάδων πεπτιδίων είναι επίσης μαντέψει.
Οι νευροεπιστήμονες πρότειναν πρώτα και στη συνέχεια απέδειξαν ότι η φύση της σύνθεσης των πεπτιδίων από μια λειτουργική ομάδα εμπιστεύεται το ίδιο γονίδιο, ή τουλάχιστον πολλά γονίδια, αλλά συνδέεται στενά με μια ομοιότητα ρυθμιστικών μηχανισμών.
Χρησιμοποιώντας μεθόδους γενετικής μηχανικής, Αμερικανοί ερευνητές έχουν εντοπίσει και αποδείξει πλήρως τη νουκλεοτιδική αλληλουχία για τα τρία γονίδια απλής Το πρώτο "τυπωμένο" με αυστηρά καθορισμένη σειρά τα τέσσερα πεπτίδια των μασχαλιαίων κυττάρων. Δύο άλλα γονίδια συνθέτουν πεπτίδια Α και Β. Η ανάλυση της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας αυτών των γονιδίων αποκάλυψε διπλές θέσεις. Αυτό δείχνει ότι και τα τρία γονίδια προέρχονται από τον ίδιο πρόδρομο. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, ήταν πιθανώς μεταλλαγμένος. Για παράδειγμα, ο αριθμός αντιγράφων αυτού του γονιδίου θα μπορούσε να αυξηθεί (διπλό). Λόγω των νέων μεταλλάξεων που επηρεάζουν τα ήδη σχηματισμένα γονίδια, ξεκίνησαν τη δική τους εξέλιξη. Ως αποτέλεσμα, ο διπλασιασμός των γονιδίων μέσω του σχηματισμού νέων πεπτιδικών οικογενειών οδήγησε σε αύξηση του αριθμού των λειτουργιών του σώματος, για παράδειγμα, προγραμμάτων συγγενείας συμπεριφοράς.
Είναι δύσκολο να υπερεκτιμήσουμε τη σημασία αυτού του έργου για τη βιολογία. Ήταν δυνατό να αναπτυχθεί και να συνεχιστεί η ιδέα ενός ρόλου σχηματισμού συστήματος για τα πεπτίδια. Έγινε σαφές πώς μεσολαβούν στη δράση των «γενικών συλλεκτών» λειτουργικών γονιδιακών συστημάτων σε διαφορετικά κύτταρα. Η εξελικτική πορεία που οδηγεί από γενετικές μεταλλάξεις στον πολλαπλασιασμό και την επιπλοκή των προγραμμάτων ενστικτώδους συμπεριφοράς έχει γίνει πιο ξεκάθαρη.
Ωστόσο, ανεξάρτητα από το πόσο δελεαστικές ήταν αυτές οι υποθέσεις, έπρεπε να επιβεβαιωθούν σε ζώα εκτός από την απλή. Μόνο τότε θα μπορούσε κανείς να μιλήσει για την καθολικότητα στη φύση της αρχής ελέγχου επί της αντίδρασης ολόκληρου του σώματος ενός γονιδίου που κωδικοποιεί μια ομάδα λειτουργικά συνδεδεμένων πεπτιδίων. Και αυτό έχει ήδη γίνει.
Οι Αμερικανοί επιστήμονες Ν. Τούμπλιτς και οι συνεργάτες του απέδειξαν ότι αρκετά διασυνδεδεμένα γονίδια κωδικοποιούν μια ομάδα πεπτιδίων που ελέγχουν το τελικό στάδιο της μεταμόρφωσης του σκώρου καπνού - την έξοδο ενός εντόμου από ένα pupa. Αυτό το σκληρό πρόγραμμα συμπεριφοράς ξεκινά ένα μεγάλο πεπτίδιο. Συντίθεται στο νευρικό σύστημα και αρχίζει να απελευθερώνεται στο αίμα δυόμισι ώρες πριν εκκολαφθεί ο σκώρος. Σκαρφαλώνοντας έξω από τη χρυσαλίδα, το έντομο απλώνει τα φτερά του. Τρία άλλα πεπτίδια ελέγχουν αυτές τις διεργασίες. Δύο από αυτά συμβάλλουν στην πλήρωση των αιμοφόρων αγγείων των αιμοφόρων αγγείων, από όπου ρέει στα αιμοφόρα αγγεία των φτερών και τα εξαπλώνει.Το τρίτο πεπτίδιο δρα στον συνδετικό ιστό των φτερών. Ενώ ισιώνουν, τους δίνει πλαστικότητα και μετά - σταθερή ακαμψία.
Από το 1980 έως το 1983, στα εργαστήρια του καθηγητή S. Num (Ιαπωνία) και του Δρ. P. Siburg (ΗΠΑ), καθιερώθηκε η αλληλουχία του γονιδίου που εκτυπώνει την πρωτεΐνη προπροπιομελανοκορτίνης. Στον εγκέφαλο, αυτό το τεράστιο μόριο κόβεται από ένζυμα σε αρκετές βραχείες αλυσίδες - πεπτίδια. Στα ζώα και στον άνθρωπο, τα πεπτίδια προπροπιομελανοκορτίνης σχηματίζουν ένα μοναδικό λειτουργικό σύστημα. Όλοι γνωρίζουμε τη δράση του. Χάρη σε αυτήν, το σώμα μας ανταποκρίνεται σε ισχυρά και απροσδόκητα ερεθίσματα με έμφυτη αντίδραση - άγχος.
Ένα πεπτίδιο από την οικογένεια της προπροπιομελανοκορτίνης αυξάνει την έκκριση των γλυκοκορτικοειδών επινεφριδίων. Αυτοί, με τη σειρά τους, αυξάνουν την κυκλοφορία του αίματος στους μύες, ενισχύουν τη συσταλτικότητα τους, αυξάνουν τη γλυκόζη στο αίμα. Ένα άλλο πεπτίδιο διεγείρει τη διάσπαση του λίπους. Λόγω της γλυκόζης και των λιπών, η ενέργεια κινητοποιείται. Το τρίτο πεπτίδιο ενισχύει την έκκριση ινσουλίνης και διασφαλίζει τη χρήση της γλυκόζης από τους ιστούς. Το τέταρτο σβήνει τον πόνο. Αυτός είναι ο λόγος που ακόμη και σοβαροί τραυματισμοί κατά τον ενθουσιασμό, το άγχος, δεν το παρατηρούμε αμέσως. Έτσι, η φύση επιτρέπει στα ζωντανά πράγματα σε ακραία κατάσταση να ολοκληρώσουν το κύριο πράγμα και στη συνέχεια να κάνουν «αυτοθεραπεία». Τέλος, το τελευταίο πεπτίδιο αυξάνει την προσοχή και το επίπεδο εγρήγορσης του εγκεφάλου, το οποίο είναι επίσης χρήσιμο σε οποιαδήποτε κατάσταση ζωής.
Έτσι, τα πραγματικά «χρυσά αυγά» έφεραν τους επιστήμονες sphex και απλίτσια. Παρατηρώντας τη συμπεριφορά μιας σαρκοφάγης σφήκας τον περασμένο αιώνα, ο J. Fabre ανακάλυψε τους κύριους εξωτερικούς νόμους της έμφυτης συμπεριφοράς. Μετά από περίπου έναν αιώνα, οι Αμερικανοί νευροεπιστήμονες έχουν γενικά σκιαγραφήσει τον μοριακό γενετικό μηχανισμό με τον οποίο ο εγκέφαλος αποθηκεύει και εφαρμόζει προγράμματα έμφυτης συμπεριφοράς.
Ωστόσο, η εργασία προς αυτή την κατεύθυνση μόλις ξεκίνησε. Πράγματι, η έμφυτη συμπεριφορά των θηλαστικών, που είναι ο απώτερος στόχος όλων των μελετών της επιστήμης του εγκεφάλου, στην πραγματικότητα δεν είναι ποτέ τόσο σκληρή όσο οι αντιδράσεις του sphex, της απλής ή του σκώρου καπνού. Η σημασία των περιβαλλοντικών παραγόντων που παρατήρησε ο J. Fabre ενώ παρατηρούσε μια αρπακτική σφήκα στην ενστικτώδη συμπεριφορά των θερμόαιμων ζώων είναι ασύγκριτα μεγαλύτερη. Και κατά συνέπεια, οι αρχές του γενετικού ελέγχου είναι πιο περίπλοκες, πιο πλαστικές και με κάποιους τρόπους ήδη διαφορετικές.