Az élő organizmusok adaptív reakcióinak különböző formáit két csoportra osztják. Az instink az állandó és időszakos környezeti jelenségekhez való alkalmazkodásként fejlődtek ki.

A második csoport egyesíti azokat a viselkedési tipusokat, amelyeket az állatok az egyéni életben tapasztaltak, pontosabban az, hogy az egyes vadállatok saját elméjükkel értettek meg és szenvedtek. Ezek a reakciók segítenek a testnek alkalmazkodni a váratlan, gyorsan változó életviszonyokhoz.

Az adaptív aktivitás mindkét formája egymást követő sorozatokat foglal magában, amelyek célja az organizmusok számára kedvező eredmények elérése. Az ilyen tevékenységek programozása veleszületett és megszerzett tevékenységen belül azonban különféle módokon hajtható végre.

Darázs és Aplis csiga aranytojás

Az ösztönös tevékenység általában merev programokon alapul. A rovarok életét tanulmányozva, a kiemelkedő francia természettudós J. Fabre felhívta a figyelmet a sárga szárnyas darázs - a gömb - ösztönös viselkedésének érdekes formájára.

Ezekben a darazsakban a fejlődés egy bizonyos szakaszában, a belső hormonális változások és környezeti tényezők (elsősorban a levegő hőmérséklete és a napi hossz) hatására megindul a tojás érése. Továbbá el kell halasztani őket. A húsevő darázs viselkedésének ez a stádiuma az ösztönös tevékenység tipikus példája.

A darázs azzal indul, hogy egy alakot egy magányos helyen ásnak. Ezután elrepül vadász vadászatra, amely táplálékként szolgálhat a lárvák számára, mihelyt a tojások kelnek ki. Az sfex számára egy játék egy krikett. A Sfex egy tücsköt észlel, és erőteljes szálakkal megbénítja az idegcsomókban. A lyukba húzva, a darázs elhagyja a bejárat közelében, ő maga megy le a lyukba, hogy ellenőrizze a helyzetet.

Miután megbizonyosodott arról, hogy nincsenek idegen emberek a lyukban, a darázs ott húzza ragadozóját, és a tojását a mellére fekteti. Azt is húzhat még néhány tücsköt a lyukba, hogy a bejáratot velük lezárja. Aztán elrepül, és nem tér vissza erre a helyre.

Ha alaposan megvizsgálja a darázs viselkedésének minden szakaszát, észreveszi, hogy minden mozgása az egyedi eredménynek alárendelt egyedi program szerint történik - a tojásrakás. J. Fabre tudós sokszor tolta vissza a tücsköt, amelyet a darázs a lyuk ellenőrzésekor a bejáratnál hagyott. Ebben az esetben, miután kijött a lyukból, és észrevette, hogy a zsákmány túl messze van, a darázs újra megragadta, a bejárathoz húzta, majd a lyukba süllyedt, de egyedül. A darázs fáradhatatlanul megismételte az összes műveletet: elhúzta a tücsköt, aztán leengedte, megvizsgálta a nyércét, hogy visszatérjen utána.

Tehát egy darázs viselkedésében tevékenységének minden korábbi eredménye, amely egy mérföldkő eredmény elérésére irányul, meghatározza a későbbi cselekvés fejlõdését. Ha a darázs nem kap jelet az előző szakasz sikeres befejezéséről, akkor soha nem folytatja a következőt.

Mindez arra utal, hogy a darázs viselkedését szigorú programnak megfelelően építik fel. Ezt belső igény, motiváció váltja ki. A program végrehajtását azonban az állat adaptív tevékenységének szakaszos és végső eredményei határozzák meg. Mi ez, a következő megfigyelések mutatják. Miután a darázs befalazta a bejáratot, szó szerint elpusztíthatja erőfeszítéseit a szeme előtt. A tojások sorsa már nem érdekli a darázsot, mivel küldetése befejeződött.

Az egész programot örökletes mechanizmusok határozzák meg. Végül is a darázs leszármazottai soha nem fognak találkozni szüleikkel, és tőlük semmit sem fognak tanulni. Ezek az örökletes mechanizmusok azonban csak bizonyos környezeti tényezők jelenlétében lépnek hatályba. Ha a darazsak nem találják meg őket, mondjuk a lágy talajt a menekülteknek, akkor az egész cselekedet összezavarodik és megszakad. És akkor egy darazsak teljes lakossága meghal ezen a rosszindulatú helyen.

Úgy tűnik, hogy az ösztönös tevékenység minden formája épül.Ezt tudósok megerősítették, akik az összes földrészen és a tengerek és óceánok mélységében megvizsgálták a szárnyas, négylábú, pikkelyes, madárszerű, földi mozgó és a többi bolygó szomszédainak manőjét és szokásait.

Minél szélesebb körben derült fényre az állatok ösztönös viselkedésének sokfélesége, annál vonzóbbá tette magát az élő természet legnagyobb titka. Melyek a test ösztöneinek belső tulajdonságai? Az 1951-1953-as megnyitás után. J. D. Watson, F. Crick és M. Wilkins a DNS szerkezetéről, ezt a kérdést konkretizálták, és most így hangzik: hogyan kódolják a génjeiben a veleszületett viselkedést, és hogyan tudják ellenőrizni?

A legeredményesebb és legátfogóbb választ erre a kérdésre az amerikai idegtudósok egy csoportja adta, amelyet Candel E. vezet. Ugyanazt a viselkedési formát vizsgálták az aplizia tengeri csigákban, mint az sfexben - a tojásrakás. A kísérletek résztvevői szerint a aplizia tojások tojása több mint egymilliót tartalmaz. Amint a hermaphroditikus mirigy csatornájának összehúzódó izmai alatt, ahol megtermékenyül, a tojásokat ki kell húzni, a csiga mozog és eszik. Légzése és pulzusa növekszik.

A csiga a szájával megragadja a tojászsinórt, és a fejét mozgatva segíti a vezetékből való kihúzást, majd egy gombócba csavarja. Végül a fej mozgatásával az állat a falazatot szilárd alaphoz rögzíti.

Kandel E. és I. Kupferman a hasi ganglionban (azaz a neuronok felhalmozódásában) találtak aplisia ún. Axillary idegsejteket. Kivonatot kaptunk tőlük és bejuttattuk más csigák testébe. Kiderült, hogy ebből a kivonatból származó egyes anyagok annyira hatalmasak voltak a puhatestűek viselkedésében, hogy a csiga azonnal elkezdett tojást tojni, még akkor is, ha még nem érkezett meg érettségük. Sőt, a megtermékenyített csigák, miután megkaptak egy ilyen kivonatot, külön mozogtak a tojásrakási rituáléktól.

A tudósokat érdekli azok az anyagok, amelyek képezik az axilláris sejtek kivonatának aktív alkotórészét. Kiderült, hogy 4 peptid (azaz aminosavak rövid láncai), amelyeknek egyikét GOY-nek hívták - a tojásrakási hormonnak. Csak jegyezze meg, hogy ez a felfedezés nem volt teljes meglepetés. Más biológiailag aktív anyagok mellett a peptideket most a legintenzívebben vizsgálják.

Valójában ezek az apró fehérjék, amelyek elhanyagolható mennyiségben hatnak, a test szinte minden létfontosságú folyamatát szabályozzák: táplálkozást, légzést, szekréciót, szaporodást, hőszabályozást, alvást stb. A különböző szövetekből izolált peptidek száma már meghaladta az 500-at. szintetizálódnak az idegszövetben és közvetlenül szabályozzák a viselkedést.

Az „axilláris” aplizia peptidek szerepe is ugyanaz volt. Az amerikai tudósok 7 neuront találtak az aplsia idegrendszerben, amelyeken ezek a peptidek a legerősebb és szelektívebbek. A biológusok szerint ez a 7 sejt parancsnokként működik. Más szavakkal, ellenőrzik az aplisia fennmaradó idegsejtjeit, amelyek a funkcionális rendszer részét képezik, amely biztosítja a tojásokat. Bármilyen aplosis során ezek az sejtek „axilláris” peptidek hatására egyidejűleg elektromos impulzusokat generálnak, és elektromos „beszédük” hangja ebben az esetben teljesen más, mint más esetekben, amikor ezek az idegsejtek elektromos „hangot” adnak.

A parancsneuronok elindítása mellett az axilláris sejtekből származó négy peptidnek más szakmái is voltak, amelyek szorosan kapcsolódtak össze egyetlen végső cél - a tojásrakás - érdekében. Az egyik peptid lassítja a pulzust. Egy másik levágja a hermaphroditikus mirigy vezetékét úgy, hogy a zsinór kijön. A harmadik elnyomja a csiga étvágyát, hogy a nyálkás anya ne étkezzen a saját utódjával.

F. Strumwasser és munkatársai további 2 peptidet izoláltak a cochlea reproduktív rendszeréből. A peptidnek A és B peptidnek nevezték őket.Őket kényszerítették az axilláris sejteket az éppen leírt négy peptid szekretálására. Ennek a felfedezésnek köszönhetően világosabbá váltak a funkcionális tojásrakási rendszer elindításának mechanizmusai.

Így megerősítést nyert, hogy a peptidek képezik az idegsejtek „összeillesztését” egy működő asszociációba, a lehetséges neuronvegyületek közül kiválasztva azokat, amelyekre hatással vannak, és beépítve őket a funkcionális rendszerekbe. Az idegsejtekkel együtt a peptidek a perifériás sejteket is a nemzetközössé egyesítik. Az egész hatalmas sejtcsoport peptiddel összehangolt tevékenysége eredményeként hasznos viselkedési eredményt érnek el.

Úgy tűnik, hogy itt minden logikus és átgondolt. Valójában azonban egy nagyon fontos kérdés maradt megoldatlan, amíg az idegtudósok nem kezdtek dolgozni a dekódolt génekkel.
Kinek a "sorrendje" alapján kezdték szigorú sorrendben a teljes négy peptidet axillary sejtek szekretálni? Az A és B peptidek hatására? Természetesen. De elvégre ezek az anyagok csak egy titokzatos mechanizmust indítottak el az axilláris sejtekben. Szóval hogyan viselkedik?

Ez a kérdés nagyon fontos. Végül is megérte ezt a szekvenciát és az arányosságot a peptidek elosztásában, és arra épült, hogy az aplizia ösztönös viselkedésének kemény programozására épüljön fel, legalábbis valamilyen módon, hogy megtörténjen, és nem tojást tojott. Nyilvánvaló, hogy ez történne a sphex-szel is, ahol a peptidek egy csoportjának „kézírását” szintén kitalálni lehet.

Az idegtudósok először azt sugallták, majd azt bizonyították, hogy egy funkcionális csoportból származó peptidek szintézisének jellege ugyanazt a gént vagy legalább több gént bízza meg, de szorosan összekapcsolódik a szabályozási mechanizmusok közös jellege.

Géntechnológiai módszerekkel az amerikai kutatók azonosították és teljes mértékben megteremtették a három aplisia gén nukleotid szekvenciáját. Az első "szorosan meghatározott sorrendben" nyomta ki az axilláris sejtek négy peptidjét. Két másik gén szintetizálta az A és a B peptideket. Ezen gének nukleotidszekvenciájának elemzése kettős helyeket derített fel. Ez azt jelzi, hogy mindhárom gén ugyanazon prekurzorból származik. Az evolúció során valószínűleg mutálódott. Például e gén példányainak száma megnőhet (ismétlődő). A már kialakult géneket befolyásoló új mutációk miatt elindították saját evolúciójukat. Ennek eredményeként a gének megkettőződése új peptidcsaládok kialakításán keresztül a testfunkciók számának növekedéséhez vezetett, például a veleszületett viselkedési programokhoz.

Nehéz túlbecsülni e munka fontosságát a biológia szempontjából. Lehetséges volt a peptidek rendszerképző szerepének kifejlesztése és folytatása. Világossá vált, hogy meditálják a funkcionális génrendszerek "általános gyűjtőinek" a különböző sejteken való működését. Világosabbá vált a genetikai mutációktól az ösztönös viselkedésprogramok szaporodásáig és komplikációjáig vezető evolúciós út.

Bármennyire is csábítóak voltak ezek a hipotézisek, mégis meg kellett erősíteni őket az aplisia kivételével. Csak akkor lehetett beszélni a funkcionálisan kapcsolt peptidek egy csoportját kódoló egy gén teljes testreakciójának irányításának egyetemességéről. És ez már megtörtént.

Amerikai tudósok, N. I. Tublitz és munkatársai bebizonyították, hogy számos összekapcsolt gén olyan peptideket kódol, amelyek szabályozzák a dohány lepké metamorfózisának utolsó szakaszát - egy rovar kilépését a bábból. Ez a szigorú viselkedési program egy nagy peptidet indít. Az idegrendszerben szintetizálódik, és két és fél órával a lepkék keltetése előtt kezd a vérbe engedni. A bábból kiszállva a rovar kiszélesíti szárnyát. Három másik peptid szabályozza ezeket a folyamatokat. Közülük kettő hozzájárul az erek erek kitöltéséhez, ahonnan a szárnyak erekbe áramlik és elterjed.A harmadik peptid a szárnyak kötőszövetére hat. Miközben kiegyenesednek, plaszticitást, majd állandó merevséget ad nekik.

1980-tól 1983-ig S. Num professzor (Japán) és Dr. P. Seburg (USA) laboratóriumában meghatározták a preproopiomelanokortin fehérjét nyomtató gén szekvenciáját. Az agyban ezt az óriási molekulát az enzimek több rövid láncra vágják - peptidekké. Állatokban és emberekben a preproopiomelanokortin peptidek egyetlen funkcionális rendszert alkotnak. Mindannyian tisztában vagyunk a cselekvésével. Hála neki, testünk veleszületett reakcióval - stressz - reagál az erős és váratlan ingerekre.

Az egyik preproopiomelanokortin családból származó peptid növeli a glükokortikoid mellékvese hormonok szekrécióját. Ezek viszont növelik az izmok vérkeringését, növelik a kontraktilitást, növelik a vércukorszintjét. Egy másik peptid serkenti a zsír lebontását. A glükóz és a zsírok miatt a tartalék energiát mozgósítják. A harmadik peptid fokozza az inzulin szekréciót és biztosítja a glükóz felhasználását a szövetekben. A negyedik oltja a fájdalmat. Ezért még az izgalom, a stressz és a súlyos sérülések sem észreveszik azonnal. Így a természet lehetővé teszi, hogy az extrém helyzetben lévő élő dolgok befejezzék a fő dolgot, majd "öngyógyuljanak". Végül az utóbbi peptid növeli a figyelmet és az agy ébrenlétét, ami minden élethelyzetben is hasznos.

Tehát az igazán „arany tojás” a tudósoknak szferét és apliziat hozott. Figyelemmel kísérve a húsevő darázs viselkedését a múlt században, J. Fabre felfedezte a veleszületett viselkedés fő külső mintáit. Körülbelül egy évszázad elteltével az amerikai idegtudósok általában felvázolták azt a molekuláris genetikai mechanizmust, amellyel az agy tárolja és végrehajtja a veleszületett viselkedés programjait.

Az ebben az irányban végzett munka azonban csak most kezdődött el. Valójában az emlősök veleszületett viselkedése, amely az agytudomány minden tanulmányának végső célja, valójában soha nem olyan keményen kódolva, mint a sphex, az aplisia vagy a dohány lepke reakciói. A környezeti tényezők jelentősége, amelyet Fabre J. megfigyelt egy ragadozó darázs megfigyelésekor a melegvérű állatok ösztönös viselkedésében, összehasonlíthatatlanul nagyobb. Ennek megfelelően a genetikai kontroll alapelvei bonyolultabbak, plasztikusabbak és bizonyos értelemben már különböznek egymástól.