Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень Сивоглазов Владислав Иванович
5. Вид: критерии и структура
Вспомните!
Какие уровни организации живой природы вам известны?
Что такое вид?
Какие другие систематические категории вам известны?
В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит представление о виде. Что же такое вид и насколько реально его существование в природе?
Первое представление о виде было создано ещё Аристотелем, который определял вид как совокупность сходных особей. Сам термин «вид» (species) в переводе с латыни означает «образ». Это слово точно определяет тот основной критерий, который использовали исследователи вплоть до XIX в. при определении видовой принадлежности любого организма. Известный учёный К. Линней, создавший учение о виде, считал, что вид состоит из многих схожих особей, дающих плодовитое потомство.
В современной биологии видом называют совокупность особей, обладающих сходными морфологическими и физиологическими признаками, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определённый ареал (область обитания), имеющих общее происхождение и сходное поведение.
Биологический вид – это не только основная таксономическая единица в биологической систематике. Это целостная структура живой природы, которая репродуктивно изолирована от других подобных структур и имеет свою собственную судьбу. Целостность этой системе придают, во-первых, процессы взаимодействия между отдельными особями. Взаимоотношения между организмами разных поколений, между родителями и детьми, самцами и самками, особенности территориального поведения – всё это определяет внутреннюю структуру вида. Не всегда видовые признаки обеспечивают выживание отдельной особи, но они всегда благоприятны для вида в целом. Например, пчела, потерявшая жало, погибнет, но при этом защитит остальных особей.
Вторая причина сохранения единства и целостности вида – это репродуктивная изоляция, т. е. невозможность скрещивания с особями другого вида. Так осуществляется защита генофонда вида (всей совокупности генов вида) от притока чужеродной генетической информации. Существуют различные факторы, препятствующие межвидовому скрещиванию. Например, в Калифорнии растут два близких вида сосны. У одного из них пыльца высыпается в начале февраля, а у другого – в апреле, поэтому между этими видами существует сезонная изоляция. У высших животных брачное поведение имеет характерные видовые особенности, поэтому самки одного вида не реагируют на ухаживание самцов другого близкого вида – это пример поведенческой изоляции (рис. 12).
Наличие репродуктивной изоляции в природных условиях является решающим фактором в определении вида как генетически закрытой биологической системы.
Характерные признаки и свойства, которыми одни виды отличаются от других, называют критериями вида.
Критерии вида. Существует несколько основных критериев вида.
Морфологический критерий заключается в сходстве внешнего и внутреннего строения организмов. Долгое время этот критерий был главным, а порой единственным. С его помощью легко определяются особи неблизких видов. Различить кошку и мышь сможет даже маленький ребёнок, мышь и крысу – любой взрослый человек, а вот отличить домовую и малую мышь сможет только специалист. Существуют специальные определители, которые основаны на морфологических особенностях организации. Однако внутри вида всегда существует структурная изменчивость между разными особями, поэтому порой бывает достаточно сложно определить вид конкретной особи.
Генетический критерий. Иногда среди очень похожих особей обнаруживаются группы, которые не скрещиваются друг с другом. Это так называемые виды-двойники, которые встречаются практически во всех крупных систематических группах и отличаются друг от друга числом хромосом. Например, среди насекомых существуют два широко распространённых вида наездников, которые до последнего времени рассматривались как единый вид (рис. 13).
Рис. 12. Разные типы брачного поведения двух близких видов чаек
Рис. 13. Виды-двойники. Насекомые наездники (А, Б), имеющие разные кариотипы (В): 2n = 10 и 2n = 14
Каждый вид имеет определённый набор хромосом – кариотип, который отличается числом хромосом, их формой, размерами, строением. Различное число хромосом в кариотипе разных видов и видовые отличия геномов обеспечивают генетическую изоляцию при межвидовом скрещивании, потому что вызывают гибель гамет, зигот, эмбрионов или приводят к рождению бесплодного потомства (лошак – гибрид коня и ослицы). Именно использование генетического критерия позволяет надёжно различать виды-двойники.
Физиологический критерий отражает сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида: одинаковые способы питания, размножения, сходные реакции на внешние раздражители, одинаковые биологические ритмы (периоды спячки или миграции). Например, у двух близких видов плодовой мушки-дрозофилы половая активность наблюдается в разное время суток: у одного вида – по утрам, у другого – в вечерние часы.
Биохимический критерий определяется сходством или различием строения белков, химического состава клеток и тканей. Например, отдельные виды низших грибов отличаются друг от друга способностью синтезировать разные биологически активные вещества.
Экологический критерий характеризуется определёнными формами взаимоотношений организмов данного вида с представителями других видов и факторами неживой природы, т. е. теми условиями, в которых этот вид встречается в природе. В Техасе близкие виды дуба растут на разных почвах: один вид встречается только на известняковой почве, другой – на песчаной, а третий растёт на выходах магматических пород.
Географический критерий определяет область распространения, т. е. ареал, вида. У разных видов размер ареалов сильно отличается. Виды, занимающие обширные площади и встречающиеся повсеместно, называют космополитами, а обитающие на небольших территориях и не встречающиеся в других местах, – эндемиками.
Таким образом, для определения видовой принадлежности организма необходимо использовать все критерии в совокупности, потому что отдельные критерии у разных видов могут совпадать.
Структура вида . Реально в природе особи любого вида внутри ареала распределены неравномерно: где-то они образуют скопления, а где-то могут вообще отсутствовать. Такие частично или полностью изолированные группировки особей одного вида называют популяциями (от лат. populus – народ, население), т. е. в естественных условиях любой вид состоит из совокупности популяций.
Популяция – это совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определённую территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от особей других подобных совокупностей.
Именно популяция является элементарной единицей эволюции.
Вопросы для повторения и задания
1. Дайте определение понятия «вид».
2. Расскажите, какие биологические механизмы препятствуют обмену генами между видами.
3. В чём причина бесплодия межвидовых гибридов? Объясните это явление, используя свои знания о механизме мейоза.
4. Какие критерии используют учёные для характеристики вида? Какие критерии вы считаете наиболее важными при определении вида?
5. Что такое ареал вида?
6. Охарактеризуйте по основным критериям вид Кошка домашняя.
7. Дайте определение понятия «популяция».
Подумайте! Выполните!
1. Почему один вид от другого можно отличить только по совокупности разнообразных критериев? Какие критерии вам кажутся наиболее важными?
2. Известны ли вам примеры, когда формулировка «вид как генетически закрытая система» оказывалась не верна? (Вспомните материал о селекции из курса 10 класса.)
3. Проведите исследование. Выясните, какие виды, обитающие в вашей местности, являются эндемиками, а какие – космополитами. Подготовьте отчёт о проделанной работе в виде стенда.
4. Как вы считаете, можно ли слова «популяция» и «популярный» считать однокоренными? Объясните свою точку зрения.
5. Приведите доказательства, свидетельствующие о том, что виды объективно существуют в природе.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Из книги Допинги в собаководстве автора Гурман Э Г6.2.4. Структура шерсти Эксперт-кинолог во время выставочной экспертизы не упускает возможность не только осмотреть, но и пощупать собак. Для него важна фактура шерсти оцениваемых животных, особенно лидеров. В большинстве стандартов пород четко оговорены блеск, жесткость
Из книги Ступени эволюции интеллекта автора Сергеев Борис ФедоровичКритерии Даже беглый анализ особенностей поведения современных животных, стоящих на разных уровнях развития, позволяет заметить, что эволюция живых организмов шла путем постепенного усложнения их взаимоотношений со средой. Вместе с усложнением поведения
Из книги Непослушное дитя биосферы [Беседы о поведении человека в компании птиц, зверей и детей] автора Дольник Виктор РафаэльевичБогатство и бедность - ложные критерии «Бедность» и «богатство» - понятия расплывчатые даже в экономике и социологии. Для эколога они вообще непригодны, а демографам мешают понимать простые законы природы. Вот уже второе столетие, со времен Мальтуса, они силятся понять:
Из книги Микробиология: конспект лекций автора Ткаченко Ксения Викторовна1. Структура ВИЧ относится к семейству ретровирусов.Вирион имеет сферическую форму, диаметром 100–150 нм. Кубический тип симметрии. Наружная (суперкапсидная) оболочка вируса состоит из бимолекулярного слоя липидов, который имеет происхождение из клеточной мембраны клетки
Из книги Общая экология автора Чернова Нина Михайловна7.2. Структура биоценоза Структура любой системы – это закономерности в соотношении и связях ее частей. Структура биоценоза многопланова, и при изучении ее выделяют различные
Из книги Формы научения и способы дрессировки собак для поиска взрывчатых веществ, взрывных устройств, оружия и боеприпасов автора Гриценко Владимир Васильевич1.2. Структура поведения Совокупность возможного поведения животного называют поведенческим репертуаром. Единицей поведения считается поведенческий акт. Поведенческий акт представляет собой совокупность элементов поведения животного от момента возникновения
Из книги Диагностика и коррекция отклоняющегося поведения у собак автора Никольская Анастасия Всеволодовна4.1. Критерии дифференциальной диагностики Для постановки окончательного диагноза недостаточно простого наблюдения за животным и беседы с хозяевами. Таким образом, перед нами встает задача дифференциальной диагностики. С определенными ограничениями и поправками на
Из книги Экология автора Митчелл ПолСООБЩЕСТВО: СТРУКТУРА От каких процессов зависят численность и разнообразие видов в том или ином сообществе? Какие процессы определяют структуру сообщества? До какой степени структура сообщества определяется локальными процессами, происходящими внутри сообщества
Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович Из книги Стой, кто ведет? [Биология поведения человека и других зверей] автора Жуков. Дмитрий Анатольевич Из книги Мы бессмертны! Научные доказательства Души автора Мухин Юрий ИгнатьевичСтруктура сна Ночной сон состоит из нескольких циклов, каждый из которых длится примерно полтора часа и включает в себя две качественно различные стадии, которые называются «медленный сон» и «быстрый сон». Стадии быстрого и медленного сна есть не только у человека, но и
Из книги Генетика человека с основами общей генетики [Учебное пособие] автора Курчанов Николай АнатольевичКритерии истинности Оценив все возможные и имеющиеся в наличии исходные данные для последующих размышлений, мы наконец подошли к вопросу, «как это работает» - как создается и функционирует жизнь. И, соответственно, подошли к необходимости выдвигать теории, которые на
Из книги Тайны пола [Мужчина и женщина в зеркале эволюции] автора Бутовская Марина Львовна3.3. Структура хромосом Каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК, связанную с белками-гистонами и негистоновыми белками. В настоящее время принята нуклеосомная модель организации хроматина эукариот (Kornberg R., 1974; Olins А., Olins D., 1974).Согласно этой модели, белки-гистоны (они
Из книги Биологическая химия автора Лелевич Владимир ВалерьяновичГлава 4. Критерии половой принадлежности у человека Заложенная древнегреческой культурой традиция доминирования мужчин над женщинами вне дома (прежде всего, речь идет о социальной жизни и политике) существенным образом повлияла на развитие научных представлений об
Из книги автораГлава 9. Рыцарь и прекрасная дама: критерии мужской и женской привлекательности Внешняя привлекательность: модель множественной приспособленности Эмпирические данные свидетельствуют о том, что естественный отбор может оказывать влияние на социальное восприятие
Учебник для 10-11 классов
Еще Ч. Дарвин указывал, что изоляция очень важный эволюционный фактор, так как она приводит к расхождению признаков особей в пределах одного вида и предотвращает скрещивание особей разных видов между собой.
Географическая изоляция. Рассмотрим, какими способами осуществляется в природе изоляция, ведущая к расхождению признаков в популяции. Наиболее частой является пространственная, или географическая, изоляция. Сущность ее заключается в разрыве единого ареала, на котором обитал вид, на не сообщающиеся между собой части. В результате отдельные популяции обосабливаются, поэтому свободное скрещивание индивидуумов из разных частей ареала оказывается либо невозможным, либо крайне затрудненным.
В каждой изолированной популяции могут случайно возникать мутации. Вследствие дрейфа генов и действия естественного отбора генотипический состав изолированных популяций становится все более и более различным.
Причины, ведущие к возникновению географической изоляции, многочисленны: это образование гор или рек, перешейков или проливов, истребление популяций в определенных районах и т. д.
Вследствие невозможности скрещивания особей из различных изолированных популяций в каждой из них возникает свое направление эволюционного процесса. Это со временем приводит к значительным отличиям в их генотипической структуре и ослаблению и даже полному прекращению обмена генами между популяциями.
Экологическая изоляция. Другой путь, приводящий к расхождению популяции, - экологическая изоляция. Она основана на различиях в предпочтении животных или растений селиться в определенном месте и скрещиваться в строго определенное время года. Некоторые лососевые рыбы, например, нерестятся не ежегодно, а через год. Причем в одно и то же нерестилище в четный год приходит нереститься одна популяция рыб, а в нечетный год - другая. По этой причине представители разных популяций не могут скреститься и популяции оказываются изолированными.
Другой тип экологической изоляции связан с предпочтением живыми организмами конкретного местообитания. Севанская форель - пример такой изоляции. Разные популяции форели нерестятся в устьях различных ручьев и горных рек, впадающих в озеро, поэтому свободное скрещивание между ними крайне затруднено. Экологическая изоляция, таким образом, препятствует скрещиванию особей из разных популяций и служит, так же как и географическая изоляция, начальным этапом расхождения популяций.
Биологические механизмы, препятствующие скрещиванию особей разных видов. Существуют сложные механизмы, препятствующие скрещиванию особей разных видов, живущих на одной территории. Особенно важное значение в осуществлении такой изоляции имеют различия в поведении животных.
Несходство в брачных песнях, ритуалах ухаживания, выделяемых запахах, предпочитаемых местах обитания - все это надежно предохраняет особей разных видов от спаривания. Многие виды, кроме того, обладают различиями в строении половых органов, что является дополнительной преградой к скрещиванию. У растений наблюдается неспособность пыльцы одних видов прорастать на рыльцах пестиков других видов. В том случае, если оплодотворение все-таки происходит, наблюдается гибель зигот по генетическим причинам. В тех случаях, когда все барьеры оказываются преодоленными и все же рождается гибридное потомство, оно часто оказывается бесплодным из-за нарушений мейоза в связи с различиями в строении и числе хромосом.
Итак, различные типы изоляции, с одной стороны, создают предпосылки к расхождению популяций и к последующему видообразованию, а с другой - способствуют сохранению генетической структуры вида.
>> Изолирующие механизмы
1. В чем причина отличия организмов, обнаруженных Ч. Дарвином на Галапагосских островах, от близкородственных форм на материке?
2. Какие природные факторы изолируют некоторые популяции
организмов от других популяций того же вида?
Дарвин обнаружил, что различия между популяциями одного вида проявляются в форме адаптации к различным условиям жизни. В свете современных знаний это означает, что у особей в популяциях формируются некоторые генетически закрепленные свойства, отличающие их друг от друга и обеспечивающие наилучшую приспособленность организмов к условиям той или иной местности. Вот пример. Популяции атлантической сельди в разных районах океана размножаются в разное время года. Необходимым условием выживания молоди сельди является совпадение в сроках вылупления из икры личинок и развития мелкого фитопланктона - их основной пищи. В зависимости от широты местности пик развития фитопланктона происходит весной, летом, осенью или зимой.
Соответственно различают весенне-, летне-, осенне- и зимненерестующих сельдей, популяции которых живут обособленно, имеют небольшие внешние различия, но относятся к одному виду и могут скрещиваться, давая плодовитое потомство.
Могут ли различия между популяциями приводить к их репродуктивной изоляции, к утрате способности особей из разных популяций свободно скрещиваться друг с другом?
Популяции, живущие на разных островах, изолированы друг от друга, и их особи практически не смешиваются. Ясно, что в условиях такой чисто географической изоляции различия в строении или поведении постепенно накапливаются, и это в конце концов может привести к образованию новых видов животных или растений.
Как особи разных популяций теряют возможность скрещиваться и обмениваться генами с другими особями тех же видов? Происходит ли это просто в силу географического разобщения или существуют иные механизмы? Ответы на эти вопросы дают ключ к пониманию механизмов видообразования.
Установлено, что и физические факторы среды обитания и биологические свойства организмов могут приводить к ограничениям генного обмена. Это происходит в результате срабатывания изолирующих механизмов различных типов
Рассмотрим некоторые примеры.
На Гавайских островах обитают два вида фруктовых мушек, которые внешне очень похожи. Оба вида живут в одних и тех же местах, питаясь соком одного и того же древесного растения. При этом один вид питается соком, стекающим по стволам и ветвям в верхних ярусах дерева, в то время как другой - лужицами сока на лесной подстилке Скрещивания между этими видами никогда не происходит из-за их пространственной разобщенности. Этот пример показывает, что генетические различия между популяциями могут возникать в результате разной экологической специализации.
Интересный пример поведенческой изоляции демонстрируют различные виды светлячков. Для каждого из обитающих вместе видов характерна определенная световая траектория и типы испускаемых световых сигналов. Траектории могут быть зигзагообразными, прямыми или в форме петли, а световые пульсации - короткими или длинными в виде устойчивых отблесков (рис. 76). При спаривании особи подбирают друг друга, строго ориентируясь на тип светового сигнала. Этот пример показывает, что изоляция между популяциями может закрепляться путем формирования определенных типов поведения - выработки рефлекторных реакций лишь на сигналы того или иного типа.
Цветочную пыльцу некоторых видов растений, например орхидей, разносят лишь определенные виды животных, чье инстинктивное поведение - залог того, что генный обмен будет происходить только среди особей своего вида.
У животных с наружным оплодотворением изолирующие механизмы срабатывают на молекулярном уровне. У морских звезд и некоторых видов моллюсков роль изолирующих факторов играют различия в строении специальных белковых молекул, которые связывают сперму и яйцеклетки, Находясь на поверхности яйцеклеток, эти молекулы реагируют лишь на сперматозоиды «своего» вида, что исключает возможность слияния половых продуктов разных видов. У животных с внутренним оплодотворением эту роль выполняют различия в строении половых органов.
Наконец, у многих животных период размножения начинается при строго определенных сочетаниях внешних факторов (например, температуры и освещенности). Эти факторы действуют на них как сигналы к началу спаривания Разные виды реагируют на одни и те же факторы по-разному благодаря этому сроки размножения у них не совпадают На рисунке 77 показаны различия в сроках размножения у разных видов амфибий, живущих в одних и тех же районах.
Изолирующие механизмы препятствуют развитию организма из зиготы, образовавшейся в результате слияния гамет самца и самки разных видов. Гибриды, возникшие таким образом, обычно быстро погибают или остаются бесплодными. Например, мул - гибрид лошади и осла - стерилен, он не может произвести потомство из-за того, что при его наборе хромосом невозможен мейоз. Бесплодны гибриды зайца-беляка и зайца-русака, куницы и соболя.
Репродуктивная изоляция. Изолирующие механизмы.
1. Что такое изолирующие механизмы? В чем значение изолирующих механизмов?
2. Какие виды изолирующих механизмов вам известны? Приведите примеры.
3. Почему гибриды различных видов организмов стерильны?
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
АЛЛЕРГИЯ И АНАФИЛАКСИЯ.
1. Понятие об иммунологической реактивности.
2. Иммунитет, его виды.
3. Механизмы иммунитета.
4. Аллергия и анафилаксия.
ЦЕЛЬ: Представлять значение иммунологической реактивности, виды, механизмы иммунитета, аллергию и анафилаксию, что необходимо для понимания иммунологической защиты организма от генетически чужеродных тел и веществ, а также при проведении прививок против инфекционных заболеваний, введении сывороток с профилактической и лечебной целями.
1. Иммунология - наука о молекулярных и клеточных механизмах иммунного ответа и его роли при различных патологических состояниях организма. К одной из актуальных проблем им-мунологии относится иммунологическая реактивность - важнейшее выражение реактивности вообще,т.е свойства живой системы реагировать на воздействия различных факторов внешней и внутренней среды. Понятие иммунологической реактивности включает в себя 4 взаимо-связанных явления: 1) невосприимчивость к заразным болезням, или иммунитет в собственном смысле слова;2) реакции биологической несовместимости тканей;3) реакции повышенной чувствитель-ности (аллергию и анафилаксию);4) явления привыкания к ядам различного происхождения.
Все эти явления объединяют друг с другом следующие признаки:1) все они возникают в организме при попадании в него чужеродных живых существ (микробов, вирусов) или болезненно измененных тканей, различных антигенов, токсинов.2) эти явления и реакции являются реакциями биологической защиты, направленной на сохранение и поддержание постоянства,устойчивости, состава и свойств каждого отдельного целостного организма;3) в механизме большинства самих реакций существенное значение имеют процессы взаимодействия антигенов с антителами.
Антигены (греч. anti - против, genos - род, происхождение) – чуждые для организма вещества, вызывающие образование антител в крови и других тканях. Антитела - белки группы иммуноглобулинов, образующиеся в организме при попадании в него некоторых веществ (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие.
Иммунологическая толерантность (лат. tolerantia - терпение) - полное или частичное отсутствие иммунологической реактивности, т.е. потеря (или снижение) организмом способности к выработке антител или иммунных лимфоцитов в ответ на антигенное раздражение. Она может быть физиологической, патологической и искусственной (лечебной). Физиологическая иммунологическая толерантность проявляется переносимостью иммунной системой белков собственного организма. В основе такой толерантности лежит «запоминание» клетками иммунной системы белкового состава своего организма. Пример патологической иммунологической толерантности - переносимость опухоли организмом. В этом случае иммунная система слабо реагирует на чуже-родные по белковому составу раковые клетки, с чем может быть связан не только рост опухоли, но и ее возникновение. Искусственная (лечебная) иммунологическая толерантность воспроизводится с помощью воздействий, снижающих активность органов иммунной системы, например, введением иммунодепрессантов, ионизирующим излучением. Ослабление активности иммунной систе-мы обеспечивает переносимость организмом пересаженных органов и тканей (сердца, почки).
2. Иммунитет (лат. immunitas - освобождение от чего-либо, избавление) - это невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней или определенным ядам. Иммунные реакции направлены не только против возбудителей болезней и их ядов (токсинов), но и против всего чужеродного: чужих клеток и тканей, генетически изменившихся в результате мутации собственных клеток, в том числе и раковых. В каждом организме существует иммунологический надзор, обеспечивающий распознавание «своего» и «чужого» и уничтожение «чужого». Поэтому под иммунитетом понимают не только невосприимчивость к заразным болезням, но и способ защиты организма от живых существ и веществ, несущих признаки чужеродности. Иммунитет - это способность организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ.По способу происхождения различают врожденный (видовой) и приобретенный иммунитет.
Врожденный (видовой) иммунитет является наследственным признаком для данного вида животных. По прочности или стойкости его разделяют на абсолютный и относительный. Абсолютный иммунитет является очень прочным: никакие воздействия внешней среды не ослабляют иммунитет (у собак и кроликов не удается вызвать заболевание полиомиелитом при их охлаждении, голодании, травме).Относительный видовой иммунитет является в отличие от абсолютного менее прочным, зависящим от воздействия внешней среды (птицы (куры, голуби) в обычных условиях невосприимчивы к сибирской язве, но если ослабить их путем охлаждения, голодания, то они заболевают ею).
Приобретенный иммунитет приобретается в процессе жизни и делится на естественно приобретенный и искусственно приобретенный. Каждый из них по способу возникновения разделяется на активный и пассивный.
Естественно приобретенный активный иммунитет возникает после перенесения соответствующего инфекционного заболевания. Естественно приобретенный пассивный иммунитет (врож-денный, или плацентарный, иммунитет) обусловлен переходом защитных антител из крови матери через плаценту в кровь плода. Защитные антитела вырабатываются в организме матери, плод же получает их готовыми. Таким путем получают иммунитет новорожденные дети по отношению к кори,скарлатине, дифтерии.Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются и частично выделяются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает. Пассивным путем иммунитет в меньшей степени может передаваться и с молоком матери.Искусственно приобретенный иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения заразных болезней. Активный искусственный иммунитет достигается путем прививки здоровым людям культур убитых или ослабленных патогенных микробов, ослабленных токсинов (анатоксинов) или вирусов. Впервые искусственная активная иммунизация была выполнена Э.Дженнером путем прививок коровьей оспы детям. Эта процедура Л.Пастером была названа вак-цинацией, а прививочный материал - вакциной (лат. vacca - корова). Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путем введения человеку сыворотки, содержащей антитела против микробов и их токсинов. Особенно эффективны антитоксические сыворотки против дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены. Применяют также сыворотки против змеиных ядов (кобра, гадюка). Эти сыворотки получают от лошадей, которых иммунизируют токсином.
В зависимости от направленности действия различают также антитоксический, антимикробный и противовирусный иммунитет.Антитоксический иммунитет направлен на нейтрализацию микробных ядов, ведущая роль при нем принадлежит антитоксинам. Антимикробный (антибактериальный) иммунитет направлен на уничтожение самих микробных тел. Большая роль при нем принадлежит антителам, а также фагоцитам. Противовирусный иммунитет проявляется образованием в клетках лимфоидного ряда особого белка - интерферона, подавляющего размножение вирусов. Однако действие интерферона неспецифично.
3. Механизмы иммунитета делятся на неспецифические, т.е. общие защитные приспособления, и специфические иммунные механизмы. Неспецифические механизмы препятствуют про-никновению микробов и чужеродных веществ в организм, специфические механизмы начинают работать тогда, когда в организме появляются чужеродные антигены.
Механизмы неспецифического иммунитета включают ряд защитных барьеров и приспособлений.1) Неповрежденная кожа является биологическим барьером для большинства микробов, а слизистые оболочки имеют приспособления (движения ресничек) для механического удаления микробов.2) Уничтожение микробов с помощью естественных жидкостей (слюна, слезы – лизо-цим, желудочный сок - соляная кислота.).3) Бактериальная флора, содержащаяся в толстом кишечнике, слизистой оболочке полости носа, рта, половых органов, является антагонистом многих патогенных микробов.4) Гематоэнцефалический барьер (эндотелий капилляров головного мозга и сосудистых сплетений его желудочков) защищает ЦНС от попадания в нее инфекции и чужеродных веществ.5) Фиксация микробов в тканях и уничтожение их фагоцитами.6) Очаг воспаления в месте проникновения микробов через кожу или слизистую оболочку играет роль защитного барьера.7) Интерферон - вещество, которое угнетает внутриклеточное размножение вируса. Вырабатывается различными клетками организма. Образуясь под влиянием одного типа вирусов, он активен и в отношении других вирусов, т.е. является неспецифическим веществом.
Специфический иммунный механизм иммунитета включает 3 связанных между собой компонента: А-, В- и Т-системы.1) А-система способна воспринимать и отличать свойства антигенов от свойств собственных белков. Главный представитель этой системы - моноциты. Они поглощают антиген, накапливают его и передают сигнал (антигенный стимул) исполнительным клеткам иммунной системы.2) Исполнительная часть иммунной системы - В-система включает В-лимфо-циты(они созревают у птиц в фабрициевой сумке (лат. bursa - сумка) -дивертикуле клоаки). У млекопитающих и у человека аналога фабрициевой сумки не найдено, предполагают, что ее функ-цию выполняет либо сама кроветворная ткань костного мозга, либо пейеровы бляшки подвздошной кишки. После получения антигенного стимула от моноцитов В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют специфические по отношению к антигену антитела - иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. В-система обеспечивает разви-тие гуморального иммунитета.3) Т-система включает Т-лимфоциты (созревание зависит от вилоч-ковой железы – тимуса). После получения антигенного стимула Т-лимфоциты превращаются в лимфобласты, которые усиленно размножаются и созревают. В результате образуются иммунные Т-лимфоциты, способные распознавать антиген и взаимодействовать с ним. Различают 3 вида Т- лимфоцитов: Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-киллеры. Т-хелперы (помощники) помогают В-лимфо-цитам, повышая активность и превращая их в плазматические клетки. Т-супрессоры (угнетатели) понижают активность В-лимфоцитов. Т-киллеры (убийцы) взаимодействуют с антигенами – чуже-родными клетками и уничтожают их Т-система обеспечивает формирование клеточного имму-нитета и реакции отторжения трансплантата, предупреждение возникновения в организме опу-холей, создавая противоопухолевую устойчивость, и поэтому ее нарушения могут способствовать развитию опухолей.
4. Аллергия (греч. allos - другой, ergon - действие) – измененная (извращенная) реактивность организма к повторным воздействиям каких-либо веществ или к компонентам собственных тканей. В основе аллергии лежит иммунный ответ, протекающий с повреждением ткани.
При первоначальном внедрении в организм антигена, называемого аллергеном, заметных изменений не происходит, но накапливаются антитела или иммунные лимфоциты к этому аллер-гену. Спустя некоторое время, на фоне высокой концентрации антител или иммунных лимфоцитов,повторно введенный тот же аллерген вызывает иное действие - выраженные расстройства жизнедеятельности, а иногда и гибель организма. При аллергии иммунная система в ответ на попадание аллергенов активно вырабатывает антитела и иммунные лимфоциты, которые взаимодействуют с аллергеном. Результатом такого взаимодействия является повреждение на всех уров-нях организации: клеточном, тканевом, органном.
К типичным аллергенам относятся различные виды пыльцы трав и цветов, шерсть домашних животных, синтетические изделия, моющие порошки, косметические средства, пищевые вещества, лекарства, различные красители, чужеродная сыворотка крови, домашняя и производственная пыль. Кроме названных экзоаллергенов, проникающих в организм извне различными путями (че-рез дыхательные пути, через рот, кожу, слизистые оболочки, путем инъекций), в больном организме образуются эндоаллергены (аутоаллергены) из его собственных белков под влиянием и различных повреждающих факторов. Эти эндоаллергены становятся причиной многообразных аутоаллергических (аутоиммунных, или аутоагрессивных) болезней человека.
Все аллергические реакции разделяют на две группы:1) аллергические реакции замедленного типа (гиперчувствительность замедленного типа);2) аллергические реакции немедленного типа (гиперчувствительность немедленного типа).В возникновении первых реакций главная роль при-надлежит взаимодействию аллергена с сенсибилизированными Т-лимфоцитами, в возникновении вторых - нарушению деятельности В-системы и участию гуморальных аллергических антител-иммуноглобулинов.
К аллергическим реакциям замедленного типа относятся: реакция туберкулинового типа (бактериальная аллергия), аллергические реакции контактного типа (контактный дерматит), некоторые формы лекарственной аллергии, многие аутоаллергические заболевания (энцефалит, тиреоидит, системная красная волчанка, ревматоидный артрит, системная склеродермия), аллер-гические реакции отторжения трансплантата. К аллергическим реакциям немедленного типа относятся: анафилаксия, сывороточная болезнь, бронхиальная астма, крапивница, поллинозы (сенная лихорадка), отек Г.Квинке.
Анафилаксия (греч. ana - вновь, aphylaxis - беззащитность) - аллергическая реакция немедленного типа, возникающая при парентеральном введении аллергена (анафилактический шок и сывороточная болезнь). Анафилактический шок - одна из наиболее тяжелых форм аллергии. Это состояние может возникнуть у человека при введении лечебных сывороток, антибиотиков, суль-фаниламидов, новокаина, витаминов. Сывороточная болезнь возникает у человека после введения лечебных сывороток (противодифтерийной, противостолбнячной), а также гамма-глобулина с лечебной или профилактической целями.Проявляется повышением температуры тела, возникновением болей в суставах, их отеком, кожным зудом, высыпаниями на коже..Для профилактики анафилаксии используют метод десенсибилизации по А.М.Безредка: за 2-4 часа перед введением необходимого количества сыворотки вводят небольшую ее дозу (0,5-1 мл), затем при отсутствии реакции вводят всю остальную.
