Kiegészítés a középszintű biológia érettségihez

4.2. Kültakaró (2. B) 1

4.3. A mozgás (3. B) 2 4.3.1 vázrendszer 2

4.3.2. izomrendszer 3

4.4. A táplálkozás (4. B; 5. B) 5

4.5. A légzés (7. B) 7

4.6. Az anyagszállítás (8. B) 9

4.7. A kiválasztás (6. B) 12

4.8. A szabályozás 13 4.8.1. idegrendszer 13

4.8.4 a hormonrendszer 21

4.8.5 az immunrendszer 23

Védőoltások 23

2. Egyed alatti szerveződési szint 25 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek 25

2.1.2 szervetlen molekulák 25

Szerves molekulák 25

2.3. Sejtalkotók (az eukarióta sejtben) 28

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 30 6.1 Molekuláris genetika 30

6.2. Mendeli genetika 31

Példák 33

6.2.2.mennyiségi jellegek 34

6.1.2 A mutáció 35

5. Egyed feletti szerveződési szintek 36 5.1. Populáció 36

5.2. Életközösségek (társulások) 39

5.3. Bioszféra 40

5.4. Ökoszisztéma 41

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 42 6.3 Populációgenetika és evolúciós folyamatok 42

Az evolúció bizonyítékai 44

6.4. A bioszféra evolúciója 45

A rendszerezés alapjai 47

A biológiai szerveződés 47

Sejtes szerkezet nélküliek- A vírusok 47

Sejtes szerkezetűek— Prokarióták országa 48 Baktériumok törzse 48

A szaporodás 49

A baktériumok jelentősége 49

A baktériumok által okozott megbetegedések 49

Védekezés a baktériumos megbetegedés ellen 49

Sejtes szerkezetűek— egysejtű eukarióták 49

Többsejtű eukarióta szervezetek 50 Szerveződési formák 50

Az állati sejt és a főbb szövettípusok jellemzői 50 A sejt részei és szerepük 50

Az állatok szövetei 50

Az állatok, mint heterotróf szervezetek 51 A kültakaró 51

A váz és mozgásrendszer 52

A táplálkozás szervrendszere 52

A légzés szervrendszere 53

Az állatvilág önreprodukciója 53

Az állatvilág önszabályozása 54

Az állatok örökölt magatartása 55

Az állatok tanult magatartása 55

Viselkedési típusok 55 Az állatok kommunikációja 55

Az állatok létfenntartó viselkedése 56

Az állatok társas viselkedése 56

Az állatok szexuális viselkedése 56

A növények és anyagcseréjük 56

A növényi test szerveződése 57 A fotoszintetizálók szerveződési szintjei 57

A növényi szövetek 57

A növények szervei 57 Létfenntartó szervek 57

A növények ivaros szaporodása 57

A növények ivartalan szaporodása 58

Ivartalan szaporítási módok: 58

A növények rendszertani csoportjai 58

A gombák teste és életműködése 59 Gyakorlati jelentőségük 59

A zuzmók 59

4.2. Kültakaró (2. B) 1/60

4.2. Kültakaró (2. B) 1. _ A bőr keresztmetszetének vázlata

Az emberi bőr a szervezetünk első védelmi rendszere.

Három réteg építi fel: hám, irha, bőralja. Szerepe: elhatárolás, kapcsolatteremtés.

Többrétegű elszarusodó laphámjának mélyebb rétege az élőhám. Ezek a sejtek állandó osztódással termelik az

újabb és újabb sejteket, melyek kifelé tolódva egyre távolabb kerülnek a hám alatt található irharétegtől, ami a lassú

pusztulásukhoz vezet (elszarusodó réteggé válnak). E folyamat közben ellaposodnak, és a védelmet biztosító szaru hal-

mozódik fel bennük, végül pedig lekopnak. Az élőhám sejtjei UV-sugárzás hatására sötét színű festéket (melanint) ter-

melnek, mely védi a sugárzástól az élőhám alatti sejteket.

Az elszarusodó hám sejtjei szoros záródásukkal, a felszaporodó szaruval megakadályozzák a kórokozók behatolá-

sát, de védenek a savak és a lúgok ellen is.

A bőr középső rétege az irha. Alapja lazarostos kötőszövet, melyben számtalan vérér található. Ezek a tápanyagel-

látás mellett a hőszabályozásban is nélkülözhetetlenek. Az irhában szőrtüszőket találunk. A bőrből kiemelkedő, elszaru-

sodó hámsejtekből felépülő szőrszálat az erekkel körülvett szőrhagyma képezi. Melynek anyaga elsősorban egy fehérje,

a keratin. A szőrtüszőbe nyílnak a faggyúmirigyek, melyek zsíros váladékukkal védik, fényezik a szőrszálat. A szőrtü-

szőhöz simaizmok kapcsolódnak (szőrmerevítő izmok).

A verejtékmirigy egyszerű csöves, külső elválasztású mirigy a vérből vizet, ionokat, sót kismolekulájú szerves

anyagokat is kiválaszt, melyet a bőr felszínére ürít. Azzal, hogy a leadott víz elpárolgása jelentős mennyiségű hőt von el

a testtől, fontos szerepet játszik a szervezet hőszabályozásában.

A hámban, és főleg az irhában mechanikai és hőreceptorok találhatók. A bőr minden részében találhatunk fájda-

lomérzékelő szabad idegvéződéseket.

A bőralja lazarostos kötőszövetében több-kevesebb zsírszövetet találunk. A bőralja feladata a tápanyagok és a

zsírban oldódó vitaminok raktározása, valamint a mechanikai és a hővédelem.

4.3. A mozgás (3. B) 4.3.1 vázrendszer 2/60

4.3. A mozgás (3. B) 4.3.1 vázrendszer

A csontváz biológiai funkciói: a mozgási szervrendszer passzív része (kedvező ingerek felkeresése, kedvezőtlenek

elkerülése), az egész test alakját adja, mechanikai védelem, szivacsos állományban vörös csontvelő→ vérképzés.

2. _A gerincoszlop tájékai Magyarázza a gerincoszlop kettős S alakját

Az emberi gerincoszlop jellegzetes alakja az

egyedi élet során fokozatosan alakul ki. Születéskor

csak a keresztcsonti görbület van meg, a többi a ki-

alakulás sorrendjében:

– nyaki görbület a fejtartással,

– háti görbület az üléssel,

– ágyéki görbület a járással alakul ki.

3. _A mellkas felépítése

4. _Az agykoponya és az arckoponya csontjai

Az arcüreg szerepe: elősegíti (a homloküreggel és az

ékcsonti üreggel) az orron áthaladó levegő melegíté-

sét, párásítását.

A csont kémiai összetétele: a csontnak nagyon

keménynek és szilárdnak, ugyanakkor rugalmasnak

kell lennie. A csontba beépült szervetlen kalcium-

foszfát adja a keménységet, a szerves anyagok pedig a

rugalmasságot biztosítják.

Főleg idősebb korban bekövetkező csontrendsze-

ri betegség a csontritkulás. Csökken a csontok szer-

vetlen anyag tartalma, sűrűsége, és ezért azok elgyen-

gülnek. A csontsűrűség harmincéves korunkig nő, ezt

követően lassan csökkenni kezd. Ha a szervezet nem

jut elég ásványi anyaghoz (Ca2+

, PO-3

4 ), vagy az

anyagcseréje rosszul szabályozott, a csontok egyre tö-

rékenyebbek lesznek.

Alak és felépítés szerint megkülönböztetünk

csöves és lapos csontokat. Mindkettő fő tömegét a

tömör csontállomány alkotja. Belül található a sziva-

csos állomány, mely az erőhatásoknak megfelelően

kialakuló és elrendeződő csontlemezekből épül fel.

A csontgerendák jelentősen fokozzák a csont teher-

bíró képességét.

A lapos csontok belső terét teljesen kitölti a szi-

vacsos állomány, a csöves csontoknak csak a végein

lehet megtalálni. A csöves csontok nevüket a csont

középső részén lévő csontüregről kapták, melyet a

sárga csontvelő tölt ki.

4.3. A mozgás (3. B) 4.3.2. izomrendszer 3/60

5. _Hosszú csöves csont (combcsont) szerkezete 6. _A csigolya részei

A gerincoszlop csigolyákból áll (32-37 db). Az egymás feletti

csigolyák izületi nyúlványokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz,

közöttük porckorongok vannak. A tömör csigolyatestről hátrafelé a

csigolyaív található, rajta izületi-, haránt-, és tövisnyúlvány van. A

csigolyaív zárja körül a csigolya-lyukat, ezek egymás felett adják a

gerinccsatornát, ez védi a gerincvelőt, melynek idegei két csigolya

között lépnek ki a csatornából.

7. _Az izület vázlatos felépí-

tése

8. _A gerincesek ötujjú végtagtípusának csontjai

A csontkapcsolatok csoportosítása

Folyamatos Megszakított

Merev „Félmerev” Mozgékony

Összenövés Varratos Porcos Ízületes

medencecsont,

keresztcsont,

szegycsont

koponyacsontok (kivéve az állkapocscsontot)

csigolyatestek között,

a szegycsont és a bordák

között

ujjpercek között, csuklóízü-

let, vállízület, csípőízület

4.3.2. izomrendszer

9. _A vázizom felépítés

Koponya izmai

gyűrű alakú záróizmok→ testnyílásoknál (száj és szem körül),

mimikai izmok

Nyak izmai: fejbiccentő izom, csuklyás izom→ a fej egyensúlyozását

és mozgatását biztosítják.

Törzs izmai: testünk felületén helyezkednek el, kivéve rekeszizom.

bordaközi izmok, mellizom, hasizmok→ törzs és végtagok

mozgatása (légzés→ bordaközi izmok, rekeszizom),

gát izmok→ a medencét alulról zárják, közreműködnek az

ürítési funkciók akaratlagos szabályozásában, a szülésben, a

szexualitásban és alátámasztják a hasűri szerveket.

Végtagok hajlító- és feszítő izmai→ a felső végtagon a feszítőizmok

vannak kívül, a hajlítók pedig belül; az alsó végtagon a feszítők vannak

elől, a hajlítók pedig hátul.

A vázizmok akaratlagos mozgásai agykérgi funkciókhoz kö-

töttek.

4.3. A mozgás (3. B) 4.3.2. izomrendszer 4/60

Ismertesse miért fontos a bemelegítés

A szervezet nyugalmi állapotban, vagy kis intenzitású mozgástevékenység közben teljesítőképességének alig egy

harmadát használja ki. Ilyenkor a szív ritkábban húzódik össze, a vérkeringés csökkent mértékű, a légzés felszínes. Az

izmok, izületek merevek, hidegek, korlátozott mozgás-kiterjedésűek, vérellátásuk nem megfelelő. Az idegrendszeri irá-

nyító központok és a perifériás idegek (a végtagokban lévők) kevésbé ingerelhetők. A szervezet ilyen állapotban káro-

sodás nélkül, nagy intenzitású mozgástevékenységre nem képes.

A bemelegítés hiánya teljesítménykorlátozó tényező, mert az ideg-izom tevékenység, az izomkoordináció ala-

csonyszintű. Ez hibás gyakorlat-végrehajtásban nyilvánul meg, szélsőséges esetben izomrostok, izületi szalagok szaka-

dásához, különböző húzódásokhoz vezethet. Légző-görcsök, oldalszúrás lesz kellemetlen velejárója a mozgásos tevé-

kenységnek bemelegítés hiányában, hiszen a szervezetet gyors, hirtelen, adott esetben extrém terhelésnek tesszük ki, és

nem adunk lehetőséget az alkalmazkodási folyamatok létrejöttének.

Ahhoz, hogy a szervezet károsodásmentesen, nagyobb erőkifejtéssel járó mozgások elvégzésére alkalmassá váljon,

idős korban 10-15 perc szükséges. Ezt az időt fokozatosan növekvő intenzitású mozgások végzésével kell eltölteni,

vagyis a szervezetet be kell melegíteni.

Ismertesse hogyan szűntethető meg az izomláz

Edzetlen szervezetben a hosszantartó, erőteljes izom-összehúzódás csökkenti a vérellátást. Oxigénhiányos állapot

lép fel. Oxigén hiányában a glükóz tejsavvá bomlik le anaerob erjedéssel. A felhalmozódó tejsav ingerli az izom érző-

ideg-végződéseit = izomláz.

Forró fürdő, szauna az erek tágításával javítja a vérellátást, csökkenti a tejsav mennyiségét, ami eloxidálódik vagy

glikogénné alakul a májban és a vázizomban. Az izomláz még gyorsabban elmúlik váltott hideg-meleg vizes fürdéskor

és könnyű testmozgástól, mert ezek serkentik a vérkeringést, fokozzák az oxigénszállítást.

4.4. A táplálkozás (4. B; 5. B) 5/60

4.4. A táplálkozás (4. B; 5. B)

10. _A bélcsatorna vázlatos felépítése

Táplálkozás: az élőlények anyagcseréjéhez szükséges

tápanyagok megszerzése, felvétele.

Tápanyagok: az életjelenségek fenntartásához szükséges

anyagok összessége [Nagy mennyiségben szükségesek (alap

tápanyagok): fehérjék (építő), zsiradékok, szénhidrátok (ener-

giát szolgáltatnak); Kis mennyiségben szükségesek (védő táp-

anyagok): vitaminok, ásványi anyagok.]

Táplálék (élelmiszer): a tápanyagok és az emészthetetlen

salakanyagok együttese. (Az állatok mindig táplálékot vesznek

fel.)

A táplálkozás folyamati: tápanyagok felvétele a táplá-

lékkal, emésztés, felszívás, salakanyagok eltávolítása.

A tápcsatorna feladata a felvett táplálék emésztése, felszí-

vása és az emészthetetlen salakanyagok elválasztása, ürítése.

Tápcsatornánkban a táplálék perisztaltikus mozgással ha-

lad, miközben makromolekuláit külső elválasztású mirigyek ál-

tal termelt emésztőenzimek bontják le felszívható összetevőire

(=sejten kívüli emésztés)

Az emésztőrendszer részeit biológiai funkciói

I. Előbél

A szájüregben a fogak által felaprított táplálék keveredik a

nyállal, amit három pár nyálmirigy (nyelv alatti-, állkapocsalat-

ti- és fültőmirigy) termel. Amiláz enzim: keményítő bontását

kezdi (enyhén lúgos pH-n)

A falat a garaton és a nyelőcsövön át a gyomorba jut.

A gyomor, fali mirigyei termelik a gyomornedvet, ami só-

savat és enzimeket tartalmaz. Pepszin: a fehérjék bontását

kezdi el (fehérje →polipeptid). Kimozin: kicsapja a tejfehérjéket

(=kazeint).

II. Középbél = vékonybél (5 m)

Patkóbél: ide nyílik a hasnyálmirigy és a máj által termelt epe közös kivezető csöve.

Máj Az epe az epehólyagban raktározódik. Szerepe a zsírok (lipidek) kolloid formában tartása = emulgeálás

A máj glikogént raktároz→ tartalék tápanyag (állati keményítő); ugyanakkor hidrolizálva azt, szőlőcukrot jut-

tat vissza a vérbe.

A test anyagait a szervezet szükségleteinek megfelelően átalakíthatja (glükóz, tejsav ↔lipidek; lipidek↔ nem

esszenciális aminosavak stb.).

Jelentős szerepet tölt be a fehérjeképzésben. Itt alakul ki a vérplazma fehérjéinek jelentős része (albuminok, globuli-

nok többsége, véralvadási fehérjék).

A máj sejtjeiben lezajló folyamatok a szerves anyagok eloxidálásával jelentős mennyiségű energiát szabadíta-

nak fel.

A méregtelenítés (a szervezet számára káros anyagok lebomlása) is a májban következik be.

A lépben széteső vörös vérsejtek anyagai egy részének átalakítása is a májban következik be, melynek során

epefesték keletkezik. Ez a szintén itt képződő epesavakkal, a vízzel és az ionokkal együtt alkotja az epét.

Hasnyálmirigy Szigetsejtjei belső-elválasztású mirigyként hormonokat termelnek, pl. inzulin) külső elválasztású mirigyként hasnyálat

termel, aminek enzimjei:

tripszin: folytatja a fehérje bontását peptidekre (di-, tripeptid)

amiláz: keményítő →maltóz

lipáz: zsírokat → glicerinre és zsírsavakra

nukleáz: nukleinsavakat →nukleotidokra bontja A hasnyál NaHCO3 (nátrium-hidrogénkarbonátot) tartalmaz, ami a gyomorsavat közömbösíti, a vékonybélben lúgos pH lesz.

Éhbél, csípőbél: a bélfalban található mirigyek váladéka a bélnedv. Enzimjei befejezik az emésztést, itt történik a

felszívás.

Erepszin: a peptideket→aminosavakra bontja.

Maltáz, laktáz, szacharáz: a diszacharidokat → monoszachariddá bontják.

Lipázt és nukleázt is tartalmaz.

A vékonybél nyálkahártyáján át szívódnak fel a kisméretű tápanyag-molekulák. A felszívási felületet növelik a körkörös

bélredők, a rajtuk levő bélbolyhok (aktív, lüktető mozgást végeznek), és a felszívó hámsejtek mikrobolyhai = kefesze-

gély. Az aminosavak és a monoszacharidok a vérkapillárisokba, a zsírok a nyirokkapillárisokba kerülnek.

4.4. A táplálkozás (4. B; 5. B) 6/60

III. Utóbél

A csípőbél a vakbélnél szájadzik a vastagbélbe, ami a vékonybelet keretbe foglalja (felszálló-, haránt- és leszálló-

ág), majd a szigmabélen át a végbélhez vezet. A vastagbélben erjesztő és rothasztó baktériumok élnek (cellulóz bontá-

sát, B- és K-vitamin képződését végzik, bélgázok keletkeznek). Itt történik a víz, sók és vitaminok felszívása. A béltar-

talom besűrűsödik székletté alakul. A széklet a végbélben gyűlik össze, nyomást gyakorol a bélfalra. Az ürítést sima- és

harántcsíkolt záróizmok szabályozzák reflexes úton. A tápcsatorna védelmét a kórokozókkal szemben a bélfalban levő nyiroktüszők és nyirokszervek: orr-, szájpad- és nyelvmandulák, valamint a

féregnyúlvány végzik. Baktériumölő hatású a nyál és a gyomorsav is. A tápcsatorna mozgását és mirigyeinek működését a vegetatív idegrendszer és a hormonrendszer végzi. A bélfal is termel hormonokat. Pl. a

gasztrin a gyomornedv, a szekretin a hasnyál elválasztását serkenti. 11. _Kétgyökerű fog felépítése

12. _Fogképlet: 2 metsző 1 szem 2 kisőrlő 3 nagyőrlő

13. _Az emésztőnedvek termelődési helye és szerepük

Emésztőnedv

neve

Kiválasztó mirigyek Kémhatás Az emésztő enzim neve Az emésztőnedv sze-

repe Nyál 3 pár nyálmirigy (nyelv

alatti, állkapocsalatti, fül-

tőmirigy)

Lúgos Amiláz Szénhidrátok emészté-

sének megkezdése.

Rágás és nyelés meg-

könnyítése (mucin).

Gyomornedv A gyomor nyálkahártyájá-

nak mirigyei.

Savas (HCl) Pepszin Fehérjék emésztésének

megkezdése (denaturá-

lás).

Táplálékkal bekerült

mikrobák elpusztítása.

Hasnyál Hasnyálmirigy Lúgos Tripszin, lipáz, amiláz, nukleáz. Folytatja a tápanyagok

lebontását.

Epe Máj Lúgos Nem tartalmaz enzimet Zsírok emulgeálása

Vékonybélnedv A vékonybél falának miri-

gyei.

Lúgos Erepszin (fehérjebontó enzimek

összessége, aminosavakig képes

bontani), szénhidrátbontók,

lipidbontók, nukleinsavbontók.

Befejezi a lebontást.

A táplálkozás szabályozása

A táplálékfelvételt az éhségérzet, a folyadékfelvételt a szomjúságérzet szabályozza. Az agy hipotalamusz nevű ré-

szében van a táplálkozásszabályozási központ és a szomjúságközpont. (A táplálkozási központ izgalma kellemes, nyu-

godt hangulatot okoz, van, aki ezért eszik túl sokat. Ennek a központnak az elektromos ingerlésével az is elérhető, hogy

a kísérleti állat a teli tál mellett éhen hal.) éhségérzetet elsősorban a vér glükóztartalmának a csökkenése okoz, de éh-

ségérzetet vált ki a gyomor üres állapotú perisztaltikája (korgás) is. A szomjúságérzetért a vér ozmotikus koncentráció-

jának növekedése, valamint a vértérfogat csökkenése a felelős.

Feltételes reflexek is kiválthatnak éhséget vagy szomjúságot: az ebédlő látványa, a tányércsörgés, a plakáton egy

üveg gyöngyöző üdítőital képe stb.

A nyálelválasztás ingere a látvány mellett a szájba kerülő falat nyomása, íze. Száraz táplálék esetén több nyál ter-

melődik. Táplálkozás idején a nyál enzimekben gazdagabb, evések közötti időben hígabb. A nyálelválasztásra és a

gyomornedv-elválasztásra a feltételes reflexek nagy hatással vannak.

A gyomornedv elválasztását már a szájba kerülő táplálék megindítja. A gyomortartalom mechanikai hatása, a fű-

szerek és a hús ízanyagai fokozzák a nedvelválasztást. A gyomorban termelődnek olyan helyi hatású hormonok, ame-

lyek a vér közvetítésével fokozzák a táplálékkal éppen nem érintkező gyomorsejtek nedvelválasztását is, sőt a követke-

ző bélszakaszt is előkészítik az emésztésre.

A vékonybélben további hormonok termelődnek, amelyek a nedvelválasztást, illetve a perisztaltika sebességét sza-

bályozzák.

4.5. A légzés (7. B) 7/60

4.5. A légzés (7. B)

14. _ A légzőrendszer felépítése

A sejtlégzéshez szükséges O2 felvétele, illetve a keletkezett

CO2 leadása a légzőszerv feladata.

I. A felső légút az orrüreggel kezdődik. Nyálkahártyája csilló-

szőrös hengerhámsejtekből áll. Feladata:

előmelegíti, megszűri a levegőt

páratartalmát növeli

szaglás (szaglóhám, kemoreceptorok)

hangképzés (rezonátor üreg)

Felületét orrkagylók és a koponyacsontokba haladó orrmelléküregek

(pl. arcüreg, homloküreg) növelik.

Garat: itt kereszteződik a légút a tápcsatornával. A fertőzésektől a

légutat nyirokszervek (mandulák védik).

Gége: a hangadás szerve, vázát a gégeporcok képezik (izmok moz-

gatják).

pajzsporc (ádámcsutka)

kannaporcok (a hangszalagokat mozgatja, amik a hangrést zár-

ják közre)

gégefedő (nyeléskor zárja a gége bemeneti nyílását)

gyűrűporc

A hangszalagok (3) különleges nyálkahártyá-

val borított simaizom redők. A pajzsporcról (1)

erednek és a kannaporcon (2) tapadnak meg.

Felülnézetben jól látszik, hogy csak az egymás

felé néző széleiken nem rögzítettek, közöttük egy

háromszög alakú nyílás, a hangrés található. A hang-

rést a gége harántcsíkolt izmai a kannaporcok moz-

gatásával szűkíteni illetve, tágítani tudják.

A gyűrűporc kiszélesedő részén áll hátul a két kis kannaporc. A kannaporc és a pajzsporc széle, valamint a két

kannaporc között harántcsíkolt izom van: a kannaporcok mozgathatók, forgathatók. A két hangszalag a pajzsporc csúcsi

részének belsejétől fut az egyik és a másik kannaporcig. A gége belső részét nyálkahártya béleli. Úgy képzeljük el, hogy

a hangszalag a nyálkahártya alatt van, és így a gége belső falától a hangszalagig és vissza egy nyálkahártya-kettőzet ha-

lad, ez a hangredő (4). A hangszalagoktól kifelé, a pajzsporc széle felé tehát a gége hengeres ürege zárt, a két hangsza-

lag között viszont nyitott. A nyitott részt hangrésnek (5) nevezzük.

Hangadáskor a kannaporcokat mozgató izmok segítségével mozgatjuk a hangszálakat, és ezzel a hangredőt, így a

tüdőből kiáramló levegő útját hol elzárjuk, hol szabadon hagyjuk. A levegő a hangredő mögött hol feltorlódik, hol sza-

badon áramlik. A hangadásban nemcsak a gége működése kap szerepet, hanem fontos a száj- és orrüreg rezonanciája,

valamint a nyelv, az ajkak és a fogak alakja, helyzete is, amely egyéni színt ad hangnak.

II. Alsó légutak

A gégétől kezdődnek a légcsővel (10 cm). Vázát C-alakú porcok merevítik. Csillószőrös hám béleli (mechanikai szeny-

nyeződések eltávolítása). Két főhörgőre ágazik el, amik a két tüdőfélbe vezetnek.

A tüdő páros szerv a jobboldali három- a baloldali két lebenyből áll (a hely a szívnek kell). A főhörgők lebenyi hör-

gőkre, majd további hörgőkre ágazódnak el. A legvékonyabb csövecskék a hörgőcskék falában nincs már C-alakú

porc, a szőlőfürt-szerűen elhelyezkedő léghólyagocskákhoz vezetnek. A léghólyagok falában kapilláris érhálózat van,

egyrétegű laphám béleli. Itt játszódik le a külső légzés= diffúziós gázcsere a légzőszerv levegője és a testfolyadék (vér)

között. Az összes légzőfelület kb. 100 m2-es. A tüdőt a mellhártya rögzíti a mellkashoz. Zsigeri lemeze a tüdő felszíné-

hez, fali lemeze a mellkas falához tapad. A két lemez között párcsepp savós folyadék van (vákuum, negatív mellűri

nyomás). A tüdő passzívan követi a mellkas térfogatváltozásait.

1 2

3

4 5

4.5. A légzés (7. B) 8/60

Belégzéskor a légzőizmok [rekeszizom, külső

bordaközi izmok (nőknél) hasizmok (férfiaknál)]

összehúzódnak a mellkas térfogata a tüdővel együtt

nő, a nyomás csökken. A tüdőbe levegő áramlik be

a légutakon át a külső légtérből (nyomás-

kiegyenlítődés). A kilégzés passzív, a légzőizmok

elernyednek. (Erőltetett kilégzésnél a belső borda-

közi izmok és a hasizom is segít.)

Az ember tüdeje normális légzéskor átlagosan

0,5 liter levegőt cserél. Erőltetett kilégzéssel még

körülbelül 1 liter levegőt lehet kifújni, ez a kilégzé-

si tartalék. Ez után is marad a tüdőben még körül-

belül 1 liter levegő, az úgynevezett maradék leve-

gő, amelyet nem lehet felhasználni, mert élettani

körülmények között nem lehet a tüdőt teljesen ösz-

szenyomni. (Még a mellüregből kivett tüdő is tar-

talmaz annyi levegőt, hogy fajsúlya a víznél ki-

sebb.) Ha normális kilégzés után erőltetetten belélegzünk, akkor körülbelül három liter levegőt tudunk beszívni. Ez a

normális légzési térfogatból és a belégzési tartalékból tevődik össze.

Az erőltetett belégzés utáni erőltetett kilégzéssel tehát összesen körülbelül 4 liter levegőt tudunk kifújni, ezt ne-

vezzük vitálkapacitásnak. Ezek az értékek edzéssel, sporttal megnövelhetők.

Percenként átlagosan 16-szor veszünk levegőt. Félliteres légzési térfogattal számolva 8 liter a légzési perctérfo-

gat. (Ennek csak 20 %-a oxigén!) fokozott terhelés idején ez az érték jelentősen megnőhet. Az edzetlen ember inkább a

légzésszámot tudja gyorsan megnövelni, az edzett pedig inkább a légzés mélységét növeli.

A légúti reflexek (tüsszentés, köhögés, be- és kilégzés) központjai az agytörzsben vannak. Akaratunktól független,

vegetatív idegrendszeri szabályzás történik. Az ingert felvevő receptorok a tüdőben és az érrendszerben találhatók. In-

gerként szerepelhet a nyomás változása a tüdőben, a vér pH-jának, hőmérsékletének, CO2 és O2 koncentrációjának

megváltozása.

Magyarázza, miért jár gyakran együtt a torokgyulladás középfülgyulladással.

Nátha, torokgyulladás kapcsán - általában lázas állapotban - középfülgyulladás is kialakulhat. A dobüreg "szel-

lőzőcsöve", az Eustach-kürt belső nyálkahártyája is begyullad, beduzzad, ami bezárja ezt a járatot, és a dobüregben

pangó, gyulladásos váladék felgyülemlik. Ez a dobhártya feszülését váltja ki, mely igen erős fájdalmat okoz, így társul a

náthához a középfülgyulladás.

maradéklevegő (1 liter)

kilégzési tartalék (1 liter)

normális légzés (0,5 liter)

belégzési tartalék (2,5 liter)

vitálkapacitás (4 liter)

4.6. Az anyagszállítás (8. B) 9/60

4.6. Az anyagszállítás (8. B) 15. _A hajszálerek és a nyirokkeringés

A vér valójában nem érintkezik közvetlenül a szövetek sejtjeivel, hanem közöt-

tük a sejt közötti állomány folyadéka, a szövetnedv létesít kapcsolatot.

A nagy vérkör hajszálereiből az érfalon át a vérplazma egy része a benne

oldott tápanyagokkal és oxigénnel együtt kijut a sejtek közé.

A kapillárisok ugyanakkor szén-dioxidot, különböző bomlástermékeket és

vizet vesznek föl a szövetnedvből. Tény, hogy a hajszálerekből több folyadék

lép ki, mint amennyi visszaáramlik. A szövetnedv többlete, a nyirok, először a

szövetek között vakon kezdődő nyirokhajszálerekbe kerül. A nyirokerek egyre

nagyobb erekké egyesülnek, és tartalmuk végül egy nagy vénába ömlik, vagyis

ismét a vérbe jut. A nyirokkeringés ezzel fenntartja a szövetnedv és a vér állan-

dó térfogatát.

Ha a nyirokerek nem vezetik el a szövetnedv fölöslegét, akkor ez felhal-

mozódik a szövetek között és vizenyő, más szóval ödéma alakul ki. Ez leggyak-

rabban a lábakon figyelhető meg hosszas álldogálás után vagy melegben. Ödé-

ma alakulhat ki sérüléskor vagy a keringési rendszer elégtelen működése követ-

keztében is.

16. _Anyagkicserélődés a nagyvérköri kapillárisokban 17. _Ember nyirokkeringése és nyirokszervei

A nyirokerek mentén

kisebb-nagyobb nyiroktü-

szők, nyirokcsomók van-

nak. Ezeknek a kórokozók

elleni védekezésben van

szerepük (megszűrik a raj-

tuk átáramló folyadékot):

bennük történik a fehérvér-

sejtek osztódása és érése.

Különösen nagy számban

fordulnak elő nyirokszervek

azokon a helyeken, ahol

kórokozók juthatnak be a

szervezetbe. Ilyenek például

a felső légutak és a tápcsa-

torna elején a mandulák.

Nyirokszerveink közé tartozik a vakbélhez kapcsolódó féregnyúlvány is.

18. _A vér mikroszkópos képe Vér: folyékony sejtközötti állományú kötőszövet. Az ember vértér-

fogata: 5-5,6 dm3. Ennek jelentős részét a víz és a fehérjék alkot-

ják. Az alakos elemek térfogata közel fele a vértérfogatnak. A víz-

ben mozoghatnak az alakos elemek, a vízzel áramlanak a fehérje-

molekulák, benne szállítódnak a különböző sejtekből (pl. bél-, mi-

rigy-, idegsejtekből stb.) bekerült ionok, anyagok. Az erek fala a fe-

hérjék számára átjárhatatlan, így a fehérjék jelentős szerepet játsza-

nak a vér ozmotikus nyomásának kialakításában, a kémhatás dina-

mikus állandóságának biztosításában.

A vér gyengén lúgos (pH-ja 7,4), egy része a vérraktárakban (lép,

máj) tárolódik.

Vérplazma: a vér sejtközötti állománya. a vér térfogatának át-

lagosan 55%-a vérplazma. Ennek 90%-a víz. Az ionok közül a ma-

gas Na+- és Cl- -koncentráció a legjellemzőbb. Ezek mellett –bár

jóval kisebb mennyiségben – a K+, Ca2+, Mg2+, HCO3-

(hidrogénkarbonát) stb. jellemzőek.

Alakos vagy sejtes elemek:

Vörösvérsejt Vérlemezke Fehérvérsejtek Szerepe légzési gázok (elsősorban oxigén) szállí-

tása

véralvadás belső védekezés

Képződési helye vöröscsontvelő vöröscsontvelő vöröscsontvelő, nyirokrendszer

Számuknak a

normál érték-

tartománytól való

eltérés okai, és

következményei

A vérszegénység nem vérhiány, tehát

nem a vér mennyiségének csökkenését je-

lenti, hanem azt, hogy kevés benne a he-

moglobin. Vagy a vörösvérsejtek száma

csökken, vagy bennük a normálisnál ki-

sebb a hemoglobin-tartalom. A vérsze-

génység leggyakoribb oka, hogy a táplá-

lék nem tartalmaz elegendő vasat, ami a

hemoglobin egyik fontos alkotóeleme.

Közismert betegség a vér-

zékenység, amikor a vér

csak igen lassan vagy egy-

általán nem alvad meg.

Oka lehet a vérlemezkék

számának csökkenése

vagy működési zavara.

Ha a csontvelő kóros működése miatt a

keringő vérben a fehérvérsejtek száma a

normálisnak többszörösére nő, fehérvé-

rűségről, más néven leukémiáról beszé-

lünk. Ezek a fehérvérsejtek éretlenek,

működésképtelenek. A leukémiás bete-

gek jelentős részét ma már gyógyítani

tudják.

4.6. Az anyagszállítás (8. B) 10/60

Ismertesse a vérzéscsillapítás módjait.

Gyengén vérző sérülések körül a bőrt – ha szennyezett – megtisztítjuk vízzel, majd jódtinktúrával bekenve fertőt-

lenítjük. A sebet magát bejódozni nem szabad. A sebre többrétegű steril gézlapot teszünk. Kisebb sérüléseknél ezt egy-

szerűen ragtapasszal rögzítjük, nagyobbaknál pólyával többszörösen körültekerjük.

A testfelülethez közel sok helyütt futnak kisebb-nagyobb vénák. Ha nagyobb gyűjtőér sérül, a vér folyamatosan fo-

lyik a sebből. A vérvesztés megakadályozására ilyenkor nyomókötést kell elhelyezni: a sérülést steril gézlapokkal borít-

juk, erre nagyobb géz- vagy vattacsomót teszünk, és szoros pólyát tekerünk rá, hogy a vérzést elnyomja.

Kevés artéria fut a testfelület közelében, ezért verőeres vérzés ritkábban fordul elő. Onnan ismerhető fel, hogy a

sebből lüktetve élénkvörös vér spriccel. A nyomókötés elhelyezéséig először a seb szív felőli oldalán a vért szállító arté-

riát kézzel el kell nyomni, hogy a nagyobb vérveszteséget meggátoljuk. Utána nyomókötést kell készíteni.

19. _A tüdő és a szív elhelyezkedése a mellüregben 20. _A szív külső felépítése

21. _A szív szerkezete 22. _Kis- és nagyvérkör

Az ember keringési rendszerének központja a szív.

Falát szívizomszövet alkotja, amit kívülről a szívbu-

rok, belülről a szívbelhártya határol.

A szív táplálását az aortából eredő két koszorús

artéria látja el. A szív falában több ágra, majd kapillá-

risokra oszlanak, végül a vénás vér a jobb pitvarba

kerül. A szívet a szívsövény osztja jobb és bal

szívfélre. A jobb szívfélben CO2-dús a vér, a bal szívfélben O2-dús a vér.

A szívben a vér egyirányú áramlását a szívbillentyűk biztosítják.

A zsebes billentyűk: az aorta és a tüdőartéria kezdetén 3-3 db. Megakadályozzák a vérnek a kamrába való vissza-

áramlását.

A vitorlásbillentyűk: a pitvar-kamra határán, szemölcsizmok mozgatják ínhúrok segítségével. (a jobb- 3 csúcsú, a

baloldali 2 csúcsú.) megakadályozzák a vér visszaáramlását a pitvarba a kamrák összehúzódásakor.

A vér útja a szívben:

A kisvérkör (tüdővérkör): jobb kamra→ tüdőartéria (CO2-dús)→ tüdőkapillárisok (gázcsere) →tüdővénák

(O2-dús)→ bal pitvar.

A nagyvérkör (testvérkör): O2-dús vért szállít a szövetekhez. Bal kamra→ aorta→ artériák→ kapillárisok (gázcse-

re)→ vénák (CO2-dús)→ alsó- és felső üres véna→ jobb pitvar.

4.6. Az anyagszállítás (8. B) 11/60

Vérnyomás

A vérnek az erek falát feszítő nyomása a vérnyomás. Az érrendszer különböző részein a vér nyomása eltérő érték,

az artériáktól a vénák felé folyamatosan csökken. A vérnyomásmérés eredménye egy kettős számadat. Ez onnan szár-

mazik, hogy a szívösszehúzódáskor az artériákban nagyobb nyomással áramlik a vér, mint a szív elernyedésekor. A

egészséges emberek vérnyomása az életkorral kissé nő, fiataloknál a felkar artériájában mérve átlagosan 16/12 kPa

(120/90 Hgmm) körüli érték.

Ismertesse a lép helyét és szerepét.

A lép a hasüreg baloldalán, a gyomor mögött található hosszúkás szerv, melybe nyirokerek nem lépnek. Míg a nyirok-

hálózat a nyirokban, addig a lép a vérben lévő idegen anyagokat „szűri ki”.

Részt vesz az elöregedő vérsejtek lebontásában.

A lép kötőszövetes burkán belül kétféle rendszert találunk. A vörös pulpa (pulpa: valamely szerv belső puha állománya) üregei-

ben a vörös vérsejtek és a falósejtek tárolódnak. Itt történik az elöregedő sejtek lebontása. A fehér pulpa tüszőiben –

ahogy a nyirokcsomóban is- nyiroksejteket (limfocitákat) találunk.

Magyarázza a véreloszlás megváltozásának élettani funkcióját.

A szervek tápanyag- és oxigénigénye nagyon változó. Felesleges lenne állandóan annyi vért keringetni, amennyi

minden szövet maximális igényét kielégíti.

Ehelyett a szervezet az egyik szerv igényeinek növekedésekor a másik szervtől, szervrendszertől vonja el a vért,

azaz a keringés átrendeződik. A keringés átrendeződésének két alapvető, az egész szervezetre kiterjedő típusa van, de

egyéb kombinációk is előfordulnak. Az egyik az úgynevezett szimpatikus hatás, amikor a szervezet erőit a menekülés

érdekében mozgósítani kell (veszély, verseny, felelés). Ilyenkor a mozgásszervek, az érzékszervek, az idegrendszer kap

több vért, a kültakaró a tápcsatorna, a szaporodási szervrendszer kevesebbet.

A másik az úgynevezett paraszimpatikus hatás, amikor a szervezet energiatartalékai feltöltésére, pihenésre készül

fel. Ilyenkor a kültakaró, a táplálkozás, a szaporodás szervrendszere kap több vért, az izmok, az agy kevesebbet.

Minden szövet hajszálereinek egy része az artériás szakaszon simaizommal elzárható. A keringésátrendeződés úgy

megy végbe, hogy a simaizmok egyes szövetekben elzárják, másutt pedig megnyitják a hajszálerek egy részét. Ez a fo-

lyamat teszi alkalmassá az ereket a hőszabályozásra.

Percenkénti összehúzódások száma a PULZUSSZÁM.

4.7. A kiválasztás (6. B) 12/60

4.7. A kiválasztás (6. B) Kiválasztás: a szervezet számára már hasznosíthatatlan anyagok eltávolítása.

Elválasztás: a szervezet számára fontos anyagok termelése.

23. _A kiválasztó szervrendszer 24. _A vese szerkezete 25. _A nefron felépítése és érrendszere

Az ember kiválasztó szerve a páros vese. A vér állandó összetételének szabályozását

végzi. Eltávolítja a bomlástermékeket, a felesleges sókat és vizet, szabályozza a kémhatást. A

vese kötőszövetes tokkal borított bab alakú szerv. Homorú részén található a vesekapu, itt lép

be a veseartéria és itt lép ki a vesevéna, valamint a húgyvezeték.

26. _Vesetestecske felépítése A külső kéregállományban vesénként

kb. 1 millió vesetestecske található, ami ér-

gomolyagból és kettősfalú Bowmann-tokból

áll. A hajszálérgomolyagból vérplazma szű-

rődik át a Bowmann-tokba. A szűrlet fehér-

jét nem tartalmaz. A vérplazmát a hajszálér-

gomolyagban uralkodó nagy nyomás préseli

a tokba. A túlnyomás azért jön létre, mert a

belépő artéria nagyobb átmérőjű a kilépő ar-

téria kisebb keresztmetszetű. A kilépő artéria

az elvezető csatornarendszer körül még egy-

szer kapilláris hálózatra oszlik szét. Ide szí-

vódnak vissza az elsődleges szűrletből a még

használható anyagok, a szűrlet töményedik,

vizelet képződik (kb. napi 1,5 liter).

Az elvezető csatornarendszer részei:

Elsődleges kanyarulatos csatorna

(a kéregállományban): visszaszí-

vódnak a glükóz (szőlőcukor),

aminosavak, ionok, karbamid (N-tartalmú fehérje-bomlástermék). A Na+ ionnal együtt a víz nagy része is visszakerül a ka-

pillárishálózatba.

Henle-kacs (a velőállományba hatol ;hajtűkanyar): itt csak, Na+ -visszaszívás történik.

Másodlagos kanyarulatos csatorna (a kéregállományban): Na+, Cl-, H+ és víz visszaszívása.

Egyenes gyűjtőcsatorna: több vesetestecskéből származó vizeletet gyűjti össze, itt fejeződik be a só és víz visszaszívódása, kiala-

kul a vizelet végleges koncentrációja. A gyűjtőcsatornákból álló vesepiramisok alkotják a vese velőállományát. A vizelet a pira-

misok csúcsán található, vesepapillán át a vesekehelybe, a vesemedencébe, majd a húgyvezetékben át folyamatosan kerül a

húgyhólyagba, ahol összegyűlik. A vizelet ürítése a húgyhólyagból a húgycsövön át történik. Az ürítés reflexes folyamat, kettős-

gyűrű alakú záróizomzat szabályozza.

A vese elvezető csatornarendszerének bizonyos sejtjei kiválasztó működést is végeznek. Festékanyagokat, gyógyszermaradvá-

nyokat, ionokat, karbamidot juttatnak a vizeletbe.

Indokolja a folyadékbevitel jelentőségét a vesekőképződés megelőzésében. A sok húst tartalmazó étrend, a krónikus folyadékhiány és a kemény csapvíz kőképződéshez vezethet a vesékben, a húgyveze-

tékekben és a hólyagban. (Tízből kilenc esetben a kövek kalciumot tartalmaznak.)

Segítség: fogyasszunk kevesebb húst, több ballasztanyagot, gyümölcsöt és zöldséget! A bennük található magnézium ellensú-

lyozza a kalciumot. Igyunk meg napi két liter magnéziumban gazdag és kalciumszegény vizet! Heti egy pohár sör 53 százalékkal

csökkenti a vesekő kockázatát!

Ha mindkét vese beteg és működésképtelenné válik, akkor a

szervezetben a káros anyagcseretermékek felhalmozódnak és

mérgezik a sejteket. Az ilyen állapot halálhoz vezet, ha a vese

működését nem sikerül pótolni művesekezeléssel. A beteg ember

vérét keresztülvezetik a művesén, majd visszajuttatják a keringési

rendszerbe. Ha ezt a folyamatot néhány órán keresztül folytatják,

a vér teljesen megtisztul, így a kezelést elegendő hetente két-

három alkalommal elvégezni.

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 13/60

28. _Az idegsejt szerkezete

KÖZPONT KÖZPONT

vezérelt rendszer szabályozott rendszer

jel

vis

sza

jele

nté

s

jel

zavaró jel

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer

27. _A vezérlés és a szabályozás folyamata

Az irányítás két alapformája a

vezérlés és a szabályozás.

Vezérlés: egyirányú kapcsolat a

központ és az irányított rendszer kö-

zött. Az irányított rendszer nem befo-

lyásolja a központ működését.

Szabályozás: akkor valósul

meg, ha az irányított rendszer, műkö-

dési jellemzőit bizonyos határok kö-

zött kell tartani, és ehhez állandó visszajelentésre van szükség az irányított rendszer működéséről. A szabályozás kétirá-

nyú kapcsolatot jelent a központ és az irányított rendszer között. A kétirányú kapcsolat szabályozókört hoz létre. A másodlagos „zavaró” jelek az eredeti szabályozókörön kívülről érhetik a működő rendszert, megváltoztatják működését.

Ilyen eset fordulhat elő, ha valamitől megijedünk, és vérnyomásunk emelkedik. A vérnyomást megváltoztató hatás a zavaró jel. (Za-

varójelek persze nemcsak a külső környezetből eredhetnek, hanem a belső környezetből is.)

A hibajel ellentétes előjellel kerül vissza a működő rendszerbe (optimálisnál nagyobb vérnyomás esetén vérnyo-

más-csökkentési parancs, értágítás; optimálisnál kisebb vérnyomás esetén vérnyomás-növelési parancs, érszűkítés). Ezt

a szabályozási elvet és módszert negatív visszacsatolásnak nevezik. Pozitív visszacsatolás: a hibajelnek megfelelő, azonos előjelű hatással módosítja a rendszer működését (növekedésre növelés,

csökkenésre csökkentés). Pl.: petesejt kilökődésének irányítása.

Az idegsejteket kívülről sejthártya határolja, belsejüket sejtplazma tölti ki. A sejtmag a sejttestben található.

A sejttestből erednek az idegsejt nyúlványai. A

faágszerűen elágazó rövid nyúlványok a dendritek.

Az idegsejteknek rendszerint egy vagy kettő

hosszú nyúlványa, úgynevezett axonja van. A legtöbb

idegsejt axonját velőshüvely szigeteli el a környezeté-

től. A velőshüvellyel borított axont nevezzük ideg-

rostnak. Az axonok végén elágazó végfácska látható.

A végfácska axonvégződései létesítenek kapcsolatot

más sejtekkel. Az idegsejt csak egy irányban vezeti

az ingerületet, a sejttest, illetve a dendritek felől az

axon felé.

Az ingerület az inger hatására létrejövő anyagcsere-

változás.

A külső vagy a belső környezetből származó hatáso-

kat összefoglaló néven ingereknek nevezzük.

Nyugalmi állapotban a membrán belső oldalán

az anionok (fehérje anionok) vannak túlsúlyban a kat-

ionokhoz képest. A sejthártya polarizált, külső és belső felszíne között feszültség (potenciálkülönbség) mérhető, átlagosan –70 mV

(millivolt) körüli érték.

Amennyiben az inger erőssége nem ér el egy minimális értéket (küszöbértéket), akkor nem alakul ki feszültségvál-

tozás (ún. akciós potenciál). (Az akciós potenciál szakaszai: depolarizáció, repolarizáció.) Ingerküszöb: a membránnak

az a legkisebb változása (depolarizációja), amelyik kiváltja a feszültségváltozást. Minden vagy semmi törvénye: ha az

inger nagysága eléri az ingerküszöböt, mindig ugyanolyan nagyságú és irányú potenciálváltozás jön létre, ellenkező

esetben nem alakul ki feszültségváltozás (akciós potenciál).

29. _Szinapszis felépítése

Szinapszis: az ingerület átadásának helye (idegsejtnek idegsejttel vagy más

sejttel kialakított működési kapcsolata). A két sejthártya közvetlenül nem

érintkezik, közöttük vékony szinaptikus rés húzódik. A végbunkóban apró

szinaptikus hólyagok vannak, ezek ingerületátvivő anyagokat tartalmaznak.

Az axon ingerületének hatására az átvivőanyag exocitózissal a szinaptikus

résbe ürül, majd megkötődik a fogadó sejt membránján.

A serkentő szinapszisokban az ingerületátvivő anyag kötődésének hatására

depolarizálódik a membrán és tovaterjedő akciós potenciál alakul ki. A gátló

szinapszisokban az átvivőanyag a következő sejtmembrán polarizált állapotát

fokozza, vagyis hiperpolarizációt idéz elő.

A neuronoknak működés szerint három fő fajtája van: az érző idegsej-

tek, melyek inger felvételére specializálódtak (a szervezetet kívülről érő,

vagy belső állapotát jelző hatásokra kerülnek ingerületbe, ingerületük az

axon útján a központi idegrendszerbe jut). Az összekötő vagy asszociációs

idegsejtek kapcsolatot teremtenek két vagy több idegsejt között. A mozgató

idegsejtek valamilyen végrehajtó szervvel, azaz izommal vagy miriggyel állnak kapcsolatban. Ingerületük hatására az

izom összehúzódik, illetve a mirigysejt leadja váladékát.

sejttest

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 14/60

30. _Az idegsejtek fajtái és kapcsolatai (a reflexív vázlata)

Az ingerek felvételére

speciális sejtek, a

receptorsejtek szolgálnak.

Azt az ingert, amire egy re-

ceptor a legérzékenyebb,

adekvát ingernek nevezzük.

Külső környezetből

származó inger például a

fény, vagy egy forró tárgy

magas hőmérséklete. Az

előbbit a szem, az utóbbit a bőr érző idegsejtjei fogják fel. A belső környezet hatása többek között a vérnek az erek falá-

ra gyakorolt nyomása, a vérnyomás, amit a nagyobb artériák falában levő idegsejtek érzékelnek. Az érző idegsejtekben

az ingerek hatására tovaterjedő elektromos jel, ingerület alakul ki.

A gerincvelő és az agy együttesen a központi idegrendszert alkotják. Mag: az idegsejtek sejttestjeinek csoportja a

központi idegrendszerben. Pálya: az idegrostok kötegei a központi idegrendszeren. A szürkeállomány sok idegsejttestet

tartalmaz, a fehérállomány pedig velőshüvelyes idegrostokból áll. Az idegrendszer központi része csontos tokban, agy-

gerincvelői folyadékkal és agyhártyákkal védetten helyezkedik el. Az idegrendszer többi része, az idegek és a dúcok a környéki idegrendszerbe tartoznak. Dúc: idegsejtcsoportok a

környéki idegrendszerben. Ideg: kötőszövettel elkülönített idegrostok a környéki idegrendszerben.

31. _ Gerincvelő felépítése

A gerincvelő a csigo-

lyák által határolt ge-

rinccsatornában húzó-

dik.

Keresztmetszetén

szabad szemmel is jól

láthatóan két rész kü-

lönböztethető meg. A

belső, sötétebb színű

szürkeállományban fő-

ként az idegsejtek sejt-

testei és rövid nyúlvá-

nyai, míg a külső, vilá-

gosabb fehérállomány-

ban az idegrostok fut-

nak. A szürkeállomány hátulsó szarvában és központi részén asszociáci-

ós sejtek, elülső szarvában mozgatósejtek oldalsó szarvában pedig, de csak a háti és az ágyéki szakaszon központi vege-

tatív sejtek sejttestei találhatók. A mozga-

tósejtek a vázizmokat mozgatják. A köz-

ponti vegetatív sejtek axonjai csak a kör-

nyéki idegrendszerben lévő vegetatív dú-

cokig érnek el. Itt szinapszissal kapcso-

lódnak a mozgatósejtekhez. A vegetatív

mozgatósejtek a belső szervek izmainak

és mirigyeinek működését szabályozzák.

A gerincvelőben érzősejtek nincse-

nek. Az érzősejtek sejttestei a csigolya-

közti dúcokban vannak. Az érzősejteknek

két axonjuk van. Az egyik a receptorból

vezet a sejttesthez, a másik pedig a hátsó

gyökéren keresztül a gerincvelő hátulsó

szarvába. A csigolyaközötti dúcok a hátsó

gyökérben helyezkednek el. Az érzősejtek

potenciálváltozása a gerincvelőben több-

nyire asszociációs sejtekre tevődik át.

A mellső gyökéren át a gerincvelő

mozgató- és vegetatív rostjai lépnek ki. A

gerincvelői idegekben érző-, mozgató- és vegetatív rostok vannak. A gerincvelőbe lépő és onnan kiinduló idegrostok 31

pár gerincvelői ideget alkotnak.

A fehérállományban az agy és a gerincvelő között kapcsolatot teremtő idegrostok haladnak.

A központi idegrendszer az életműködéseket reflexekkel szabályozza. Reflex: a külvilág és a belső környezet in-

gereire adott válasz.

A receptortól a végrehajtó szervig vezető neuronsort reflexívnek, reflexpályának nevezzük.

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 15/60

Eleinte csak a receptorból a végrehajtó szerv felé futó potenciálváltozást ismerték. Ma már ismerjük a reflexköz-

pontból a receptorokhoz vezető rostokat is, amelyek többnyire a receptorok ingerküszöbét állítják be. A végrehajtó

szervekből is kiindulnak idegrostok a központi idegrendszer felé, amelyek a szabályozókörök visszajelentő működését

látják el. A reflexívek helyett tehát ma már inkább reflexköröket mondunk.

Gerincvelői reflexek

A gerincvelő, amellett, hogy összeköttetést teremt a testrészek és az agy között, számos reflexműködés központja

is. Ezek között vannak védekező reflexek, a testtartás fennmaradását szolgáló reflexek, és a belső szervek működését

szabályozó reflexek.

32. _Izomeredetű reflex 33. _Bőreredetű vázizomreflex

A vázizomreflexeknek két típusuk van:

Az izomeredetű reflex működik például akkor, amikor álldogálás közben a térdünk megbicsaklik. Ilyenkor a hir-

telen megnyúlt izomból egy érző idegsejt közvetítésével ingerület érkezik a gerincvelőbe. Az ingerület áttevődik

a térd feszítőizmához futó mozgató idegsejtre. Az ingere válaszként az izom összehúzódik, térdünk kiegyenese-

dik, így sikerül megőriznünk a testhelyzetünket.

A bőreredetű vázizomreflexek (pl. keresztezett, hajlító, feszítő reflex) a bőr receptoraiból indulnak ki. Általában

erős nyomás vagy fájdalom váltja ki. Az ingerelt végtagot a gerincvelő hajlítással távolítja el az ingerforrástól. A

másik végtagon viszont feszítőreflex alakul ki, így a testhelyzet megtartható.

34. _Vegetatív reflexek

Vegetatív reflexek szabályozzák a bélcsatorna, a légző-

szervek, a vérkeringés szerveinek, a kiválasztó- és ivarszer-

veknek a működését.

Például, amikor az utóbél megtelik, a béltartalom nyomja a

bélfalban található érzőideg-végződéseket, ezekben ingerület

keletkezik. Az ingerület az érző idegroston keresztül a ge-

rincvelőbe jut, majd egy további idegsejt közvetítésével eléri

a bélfalban található idegsejt-csoportosulást, vagyis dúcot. A

dúcban találhatók azoknak a mozgató idegsejteknek a sejttes-

tei, amelyek axonja a bélfal izomzatában végződnek. Ingerü-

let hatására tehát a bélfal izomzata összehúzódik, ami a bél-

tartalom továbbítását eredményezi.

35. _Az idegrendszer felosztása működése szerint

A szomatikus idegrendszer a vázizmokhoz kapcsolódó mű-

ködéseket szabályozza.

A vegetatív idegrendszer a belső szervek, zsigerek működé-

sét hangolja össze.

A szomatikus idegrendszer működése jórészt tudatos, a ve-

getatív idegrendszeré nem.

Az agyvelő tagolódása Az agyvelő szerkezete lényegesen eltér a gerincvelőétől. A neuro-

nok sejttesteit tartalmazó szürkeállomány itt alapvetően kétféle módon

rendeződik. Az agy felszínét pár milliméter vastagon borító réteg az

agykéreg, a pályákat tartalmazó fehérállományba ágyazódó részek pedig

a magok. Az agyvelő fehérállományát alkotó pályák a központi ideg-

rendszer különböző részei között létesítenek kapcsolatot.

A gerincvelő folytatásába eső agyrészek közös neve agytörzs, ame-

lyet a nyúltagy, a híd és a középagy alkot. A híd háti oldalánál található

a kisagy. A középagyat fölfelé a köztiagy követi, ennek folytatása pedig

a legnagyobb agyrész, az erősen barázdált felületű nagyagy.

A hajlító, feszítő

izmok közötti átke-reszteződés ábrá-

zolása hiányzik az

ábráról.

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 16/60

36. _Az agy felépítése

37. _Az agy oldalnézetben

Agytörzs

Az idegi működések legfőbb központja, az agy a koponyacsontok által határolt üregben helyezkedik el. Alsó része a gerincvelővel közvetlen

összeköttetésben álló agytörzs. Ezen a területen találhatók az alapvető életműködéseket, a szívműködést, a vérnyomást, a légzést szabályozó közpon-

tok. Az agytörzs emellett részt vesz a testtartás szabályozásában, és itt van a köhögés, a hányás, a nyelés stb. reflexközpontja is.

Köztiagy Az agytörzs fölött található a köztiagy, amelynek két része a javarészt szürkeállományból felépülő talamusz és hipotalamusz. A talamusz az ér-

zőműködések, így a látás, a hallás, az ízlelés stb. fontos központja. A hipotalamusz a létfenntartó működések legfőbb irányítója. Közvetlen összeköt-tetésben áll az agyalapi miriggyel, hatással van a hormonális rendszer működésére is.

Nagyagy Az agy legterjedelmesebb része, a nagyagy két féltekéből áll. A féltekék lebenyekre tagolhatók. Felszínüket barázdák és tekervények tagolják,

nagyobbítják. A jobb és a bal félteke között a kérgestest teremt kapcsolatot. A nagyagy felszínét néhány milliméter vastag szürkeállomány, az agyké-

reg borítja.

Agykéreg: a nagyagy külső, szürkeállományból felépülő, barázdált felszínű része. Az agykéreg az idegi működé-

sek legfelső központja. Itt tudatosulnak a külső és a belső környezetből származó ingerek, vagyis itt alakul ki az érzet.

Innen indulnak ki azok az idegrostok, amelyek a tudatos, akaratlagos mozgásokat, például a járást, a beszédet szabá-

lyozzák. Emellett az agykéreg sejtjei teszik lehetővé a gondolkodást, a tanulást, az emlékezést. Az ember idegrendszerének fejlettsége messze meghaladja az állatokét. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy a féltekék felülete nem sima,

hanem tagolt. Az agykéreg teljes területének csak egyharmada található az agy felületén, kétharmada a barázdák mélyén húzódik. A tagolt felszínű agykéregben egyes becslések szerint 10 milliárd idegsejt található.

Kisagy Az agytörzs mögött található kisagynak a nagyagyhoz hasonlóan két féltekéje van, felszínét szürkeállományból felépülő kéreg borítja.

A kisagy a mozgatóműködések egyik fontos központja, összerendezi, összehangolja mozgásunkat.

Az alkohol hatására a kisagy működése zavarokat szenved, ezért a részeg emberek járása dülöngélővé, bizonyta-

lanná válik, a mozdulatok darabosak, összerendezetlenek lesznek. Agyidegek A gerincvelőhöz hasonlóan az agyba is érkeznek, illetve az agyból is lépnek ki idegek. A környéki idegrendszerhez tartozó 12 pár agyidegből

10 pár az agytörzs területén ered, 1-1 pár pedig szemet, illetve az orr szaglóhámját köti össze az aggyal. Az agyidegek is tartalmazhatnak érző-, moz-

gató- és vegetatív rostokat.

A bőrérzékelés

38. _Az egyes testrészek tapintó receptorainak képviselete az agykéregben

A bőr tapintás érzékelésére szolgáló receptoraiból származó ingerületek az

érzőneuronok idegrostján, a gerincvelői idegeken át a csigolyaközti dúcba, majd onnan

a hátsó gyökéren a gerincvelőbe jutnak. Az elágazó axonok egyik ága gerincvelői ref-

lexet alkotva beléphet a szürkeállomány hátsó szarvába, a másik ága pedig a fehérál-

lomány hátsó kötegében halad fölfelé. Az ingerület a nyúltvelőben szinapszis révén

másik idegsejtre adódik tovább, ennek axonja pedig átkereszteződik a test túlsó oldalá-

ra. A talamuszban zajló ingerület-feldolgozás, ismételt szinaptikus átkapcsolódás után

az ingerület a nagyagy fali lebenyének agykérgi régiójába jut, ahol kialakul az érzet. A

fali lebeny hátsó részén az egyes testrészek képviselete szabályos elrendeződést mutat.

Jól kimutatható, hogy a nagy receptorsűrűségű testtájak (pl. kézujjak, ajkak) az agyké-

regben is sokkal nagyobb kiterjedésű képviselettel bírnak, mint a kevésbé érzékeny ré-

szek (pl. a hát).

A tapintást és a nyomást érzékelő receptoroknak fontos szerepük van a testtartás

szabályozásában és a testhelyzet érzékelésében. A receptorok működése révén általá-

ban becsukott szemmel is pontos képünk van testhelyzetünkről. Állás és járás közben a talpbőr receptoraiból, ülve vagy

fekve a csípőtájék, a comb és a hát receptoraiból származó ingerületek nyújtanak információt.

A bőrben található hőreceptoroknak szerepük van a hőszabályozásban.

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 17/60

39. _Kétpontküszöb térkép

A függőleges tengely milliméterben fejez ki két

olyan bőrpont közti távolságot, melyet a vizsgált

személy még két különálló pontként érzékel.

40. _Az egyes testrészek izmainak képviselete az agykérgi mozgatómezőben

Vázizmaink működését a zsigerek izomzatától eltérően tudatosan, akarattal

tudjuk befolyásolni. Gondoljuk csak végig a következő esetet! A tűzhelyen felejtettünk egy

edényt, amelyből kifutott az étel. Hogy a nagyobb bajt megelőzzük, gyorsan odanyúlunk, és leemel-jük a tűzről a lábast. A meleg tárgy érintésekor el kellene kapnunk a kezünket, nemhogy megfogni

és arrébb vinni az edényt! Miben különbözik a jelenség a védekező reflextől? Agykérgünkben, az úgynevezett mozgatómezőben olyan idegsejtek talál-

hatók, amelyek vázizmaink működését szabályozzák az agytörzs és a gerincvelő

mozgató idegsejtjein keresztül. Az agy sejtjei között vannak olyanok, amelyek

serkentik, és olyanok, amelyek gátolják a mozgató idegsejtek ingerületvezeté-

sét. Serkentő hatás esetén az izom összehúzódik, a gátlás az izom elernyedésé-

vel jár. Esetünkben a védekező reflex kialakulását az agykéreg bizonyos idegsejtjei megakadályoz-

zák, ugyanakkor más idegsejtek serkentik azoknak az izmoknak az összehúzódását, amelyek segít-

ségével arrébb tesszük a lábast. A mozgatómező a homloklebenyben található. A kutatóknak sikerült pontosan feltérképezni-

ük, hogy melyik területe milyen izmok működését irányítja. Az agykéregben nagyon sok idegsejt

működteti kezünk, ajkunk, szemünk izmait. Ezzel szemben a kevésbé kifinomult mozgásokat végző törzs-, hát-, láb- és karizmokat kis számú idegsejt vezérli.

41. _A mozgatóműködések szabályozása

A mozgatómező bal oldalán található idegsejtek a jobb testfél

izmait irányítják és fordítva. A kéregből kiinduló, a nagyagy fehérál-

lományában haladó idegrostok az agytörzs területén átkereszteződnek,

a bal oldaliak a jobb, a jobb oldaliak pedig a baloldalra kerülnek, és

ezután érik el a gerincvelőt.

A legegyszerűbb mozdulatok is nagyon sok idegsejt együttmű-

ködését igénylik. Gondoljunk csak arra, hány izmunk összehangolt te-

vékenysége szükséges a járáshoz vagy az egészen egyszerű tornagya-

korlatok kivitelezéséhez.

Mint minden tudatos tevékenységben, a mozgatóműködések sza-

bályozásában is nagyon fontos szerepe van a tanulásnak. A kisgyer-

mek, amikor járni tanul, minden mozdulatára, lépésére ügyel, figyel-

mét teljesen leköti ez a tevékenység. Később a már begyakorolt moz-

dulatokat a legkisebb erőfeszítés nélkül végzi, mellette más feladato-

kat is képes végrehajtani. Ez azzal függ össze, hogy a már elsajátított,

megtanult mozdulatok kikerülnek az agykéreg közvetlen irányítása

alól, a kéreg szerepét az agy alsóbb központjai veszik át. Az agykéreg

szerepe ilyenkor már csak a mozgás beindítására korlátozódik.

Az agykéreg mozgatómezőjében bekövetkezett bármilyen sérülés

(pl. baleset, agyvérzés stb.) a beidegzett terület izomműködésének za-

varaival, súlyosabb esetben bénulásával jár. A mozgatómező idegsejt-

jeinek károsodása, ami főleg idősebb korban következik be, mozgás-

zavarokat eredményez. Ezek közül leggyakoribb a fokozott izomfe-

szülés miatt fellépő remegés a végtagokban.

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 18/60

42. _Szem felépítése

A látás érzékszerve a szem, amely a kopo-

nyacsontok védelmében, a szemgödörben helyez-

kedik el. A szemet tarthatjuk a legfontosabb ér-

zékszervünknek, mivel a birtokunkba jutó infor-

mációk túlnyomó többségét (mintegy 90%-át) lá-

tásunk révén szerezzük.

A szemgolyó fala háromrétegű. A legkülső

réteg az erős, kötőszövetes ínhártya, ennek külső

felszínén tapadnak a szemmozgató izmok. A

szemmozgató izmok egészséges működése esetén

a két szemgolyó mozgását idegrendszerünk rend-

kívül finoman összehangolja: két szemünkkel

mindig ugyanabba az irányba nézünk.

Az ínhártya elülső folytatása az átlátszó,

domború szaruhártya. A szem képalkotásában

fontos, hogy a szaruhártya rendkívül nagy fénytö-

résű, domború gyűjtőlencseként a fénysugarakat

erősen megtöri. A szemgolyó középső rétege a

szövetek vérellátását szolgáló érhártya. A szaru-

hártya szélénél az érhártya gyűrűszerű megvasta-

godása hozza létre a sugártestet. Belőle ered a

szem színét adó szivárványhártya, amelynek

középső, kerek nyílása a pupilla. A pupillán keresztül jut a fény a szemgolyó belsejébe. A szivárványhártyában aprócs-

ka simaizmok találhatók, amelyek összehúzódásakor és elernyedésekor, a pupilla szűkítésével, illetve tágításával szabá-

lyozható a szembe jutó fény mennyisége. Sötétben a pupilla kitágul, erős fényben pedig kicsinyre szűkül.

A szemgolyó legbelső rétege az ideghártya, más néven retina. Ez tartalmazza a fényingert felvevő

receptorsejteket. A szemgolyó belsejét kitöltő átlátszó, kocsonyás anyag az üvegtest. A pupillán bejutó fénysugár útjá-

ba illeszkedik a szemlencse, amelyet a lencsefüggesztő rostok körben a sugártesthez rögzítenek.

43. _A szem működése közelre és távolra nézéskor 44. _A szemlencse és a lencsefüggesztő rostok

A szaruhártya

és a szemlencse,

mint gyűjtőlen-

csék, fordított állá-

sú, kicsinyített ké-

pet vetítenek az

ideghártyára, ahol

a képnek megfelelő

mintázatban a

receptorsejtek in-

gerületet keltenek.

Az egészséges

szemlencse anyaga

rendkívül rugalmas. Amikor közelre nézünk, a gyűrű alakú sugártest

izomzata összehúzódik, a lencsefüggesztő rostok ellazulnak, és lehetővé

teszik, hogy a szemlencse saját rugalmassága folytán domborúbbá váljon. A domborúbb lencse erősen töri a fényt, és a

közelebbi tárgyakról érkező fénysugarakat gyűjti össze az ideghártyán, ezért ezeket látjuk élesen. A sugártest izmainak

elernyedésekor a lencse kifeszül, domborúsága csökken, ezért a távolabbi tárgyakat látjuk élesen.

A szem segédberendezései a könnymirigyek és a szemhéjak. A szemhéjak, valamint a peremükön sorakozó pilla-

szőrök védik a szemet a mechanikai sérülésektől, segítenek távoltartani a szemgolyó felszínétől a szennyeződéseket.

A folyamatosan termelődő könny nedvesen tartja a szemgolyó felületét, megakadályozza kiszáradását, ezáltal biz-

tosítja az optikai sajátságok, a törőképesség fenntartását. Ezenkívül a könny elpusztítja az ide kerülő baktériumokat. A

könnyet a szemhéjak terítik szét a szaruhártya és az ínhártya felszínén. A folyamatosan képződő könny feleslegét a bel-

ső szemzugban eredő vékony könnycsatorna az orrüregbe vezeti. Ezzel magyarázható, hogy erős könnyezéskor, például

sírás alkalmával orrunkat gyakran kell fújni.

45. _A fül felépítése

A hallás a hangnak, vagyis a levegő

rezgéseinek érzékelése. Fülünk három

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 19/60

részre tagolódik. A külső fül a porcos fülkagylóból és a külső hallójáratból áll. Ezek a levegő rezgéseit terelik a középfül

felé. A középfül a dobhártyával kezdődik. Ez a vékony, rugalmas lemez választja el a külső hallójáratot a levegővel telt

dobüregtől. A dobüreget a garattal vékony járat, a fülkürt köti össze. A dobüregben három, ízülettel összekapcsolódó

hallócsontocska található: a dobhártyához rögzülő kalapács, majd az üllő, és végül a kengyel. A kengyel talpa a belső

fülbe vezető nyílást, az ovális ablakot fedi be. A külső fülön bejutó hanghullámok megrezegtetik a dobhártyát, majd a

rezgések végighaladnak a hallócsontocskákon, és fel is erősödnek. A rezgés végül a belső fület kitöltő folyadékot hozza

hullámzásba.

A belső fülben csigaházszerűen föltekeredő cső, a csiga található. Itt vannak az érzékszőrökkel rendelkező

receptorsejtek, a szőrsejtek. Az érzékszőrök fölé vékony fedőhártya nyúlik. A hang beérkezésekor a csiga folyadéka

mozgásba jön, ennek hatására az alaphártya kileng, az érzékszőrök a fedőhártyának ütköznek. Ennek a mechanikai in-

gernek a hatására alakul ki az ingerület. A csiga alapjánál a magas, a csiga csúcsa közelében pedig a mély hangok kel-

tenek ingerületet. Az ingerület az agyidegek közé tartozó hallóideg, majd a hallópálya idegrostjain a talamuszba jut, on-

nan pedig tovább a halántéklebenyben található hallóközpontba.

46. _Egyensúlyérzékelés — A tömlőcske és a zsákocska belső felépítése

A belső fülben, a három félkörös ívjáratban, valamint a töm-

lőcskében és a zsákocskában helyezkednek el a testhelyzet

érzékelésében szerepet játszó receptorok. A fül ezért a hallás

és az egyensúlyozás érzékszerve is.

Az egyensúlyérző szerv a csigához hasonlóan hártyás

falú, és belsejét folyadék tölti ki. A félkörös ívjáratok a tér

három irányának megfelelően, egymásra merőlegesen he-

lyezkednek el. Alsó, kiszélesedő részükben találhatók az ér-

zékszőrrel ellátott receptorok. A félkörös ívjáratok a fej

gyorsuló, illetve lassuló mozgásait, elfordulását érzékelik. A

fej elmozdulása ugyanis megváltoztatja belsejükben a folya-

dék áramlását, ami a receptorokban ingerületet kelt. A fej ál-

landósult térbeli helyzetét a tömlőcske és a zsákocska fogja

föl. Ezeknek a képződményeknek a belsejében apró mész-

kristályok vannak, amelyek nyomják az érzéksejteket.

Amikor fejünket elfordítjuk, a mészkristályok más irányból nyomják az érzékszőröket, így becsukott szemmel is

érzékeljük fejünk megváltozott helyzetét. Az egyensúlyérző szerv receptoraiban keletkezett ingerületet érző idegsejtek

továbbítják a központi idegrendszerbe. Egyrészt a nagyagy fali lebenye, másrészt a mozgás szabályozásában fontos kis-

agy felé.

Testünk helyzetének érzékelésében, egyensúlyunk megtartásában a szemeinkből, törzs- és lábizmainkból, valamint

talpbőrünkből érkező információk is fontosak. Ezt könnyen ellenőrizhetjük, ha becsukott szemmel, fél lábon állva pró-

bálunk egyensúlyozni egy puha párnán.

Kémiai érzékelés

A szaglás receptorsejtjei az orrüreg felső részének nyálkahártyájában, a szaglóhámban találhatók. A

receptorsejtekben az orrnyálkahártyát borító folyadékrétegben oldódó anyagok keltenek

ingerületet. Az ingerület a szaglóidegen keresztül a talamuszt megkerülve, közvetlenül a

homloklebeny kérgi részébe, a szaglóközpontba jut, ott keletkezik a szagérzet.

Az ízérzékelés receptorai nyelvünkön találhatók. A

nyelv nyálkahártyájának kiemelkedései, a szemölcsök

némelyike mikroszkopikus méretű ízlelőbimbókat tartal-

maz. Az ízlelőbimbókban receptorsejtek vannak. Innen

az ingerület agyidegek rostjain jut a talamuszba, majd át-

kapcsolás után a fali lebenybe.

Vegetatív működések idegi szabályozása

A vegetatív idegrendszer a szervezet belső állapotáért, egyensúlyáért felelős. A zsigeri szerveket, az önfenntartó

életjelenségeket (légzés, keringés, táplálkozás, kiválasztás) szabályozza akaratunktól független módon. Működése szo-

rosan kapcsolódik a hormonális szabályozáshoz.

A vegetatív reflex: a zsigeri receptorokból származó érzőimpulzus az érződúcon át, a gerincvelő szürkeállomá-

nyában a középső szarv területén kapcsol át a központi vegetatív neuronra. Ennek axonja (a dúc előtti rost) mindig át-

kapcsol egy környéki vegetatív dúcban. A dúc utáni rost simaizmot vagy mirigyet idegez be (34. ábra).

A vegetatív idegrendszer két ellentétes hatású részre osztható: szimpatikus, paraszimpatikus idegrendszer. A zsige-

ri szervekre mind a két rendszer hat.

A vegetatív idegrendszer magasabb központjai az agytörzsben (légzési, keringési, emésztési) a hipotalamuszban

(éhség, jóllakottság, testhőmérséklet szabályozó központok) vannak, amik a limbikus rendszer és az agykéreg ellenőr-

4.8. A szabályozás 4.8.1. idegrendszer 20/60

zése alatt állnak. A vegetatív működések összefüggnek az érzelmi, pszichés működésekkel is. Például izgalmi és düh

reakciók, tartós megterhelés, stressz hatására neurózis kialakulása.

47. _A szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszer

Szimpatikus rendszer Paraszimpatikus rendszer

Feladata:

A szervezet fokozott igénybevételekor (megterhelés, stressz) a

tartalékok mozgósítása→ vészreakció.

Az agy és a vázizomzat fokozott működését segíti→ lebontó

anyagcsere folyamatok

A szervezet kimerül raktárait, ener-

giakészletét tölti fel→ felépítő anyag-

csere-folyamatok

A dúc előtti rostok kilépési helye a központból

a gerincvelő hát-ágyéki szakasza az agytörzs (agyidegek)

és a gerincvelő keresztcsonti szakasza

Szervekre gyakorolt hatás

Szimpatikus vészreakciók Paraszimpatikus hatás

Pupilla tágul szűkül

Tápcsatorna perisztaltika, mirigy működése lassul gyorsul

Szívfrekvencia nő csökken

Légzésszám

hörgőcskék

nő

tágul

csökken

szűkül

Vázizom-, tüdő-, koszorúerek tágul szűkül

A többi artéria (bőr, has)

ezért a vérnyomás

szűkül

nő

tágul

csökken

Glikogénraktár a májban, izomban

ezért a vércukorszint

lebomlik

nő

felépül

csökken

4.8. A szabályozás 4.8.4 a hormonrendszer 21/60

4.8.4 a hormonrendszer A hormonokat belső-elválasztású mirigyek (idegsejtek) termelik. Ezeknek a

mirigyeknek nincsenek kivezető csöveik, váladékuk közvetlenül a vérbe kerül.

A vér útján jutnak el a célsejtekig, amik speciális membrán-receptorokkal érzé-

kelik. A célsejtek anyagcsere-intenzitását befolyásolják, serkentik (+), vagy gá-

tolják (-), enzimeken keresztül. A hormonok hathatnak a viselkedésre is.

Hatásuk lassabb, de tartósabb, mint az idegi szabályozásé. Az idegrend-

szerrel együttműködve szabályozórendszert alkot. Központja az agyalapi mi-

rigy.

Az ember belső elválasztású mirigyei: az agyalapi mirigy, a pajzsmirigy,

a mellékvese, a hasnyálmirigy és az ivarmirigyek (petefészek és here).

48. _Az ember belső elválasztású mirigyeinek elhelyezkedése

49. _A pajzsmirigy elhelyezkedése

A pajzsmirigy a gége előtt és két oldalán található

szerv. Hormonja, a tiroxin a sejtek anyagcseréjét szabá-

lyozza. Hatására nő a sejtek oxigénfogyasztása, energia-

termelése és a fehérjék felépítése. A tiroxinnak ezért fon-

tos szerepe van a növekedésben és a fejlődésben.

A pajzsmirigy sejtjeinek hormontermelését az agyalapi mirigy szabályozza. Ha a vérben alacsony a tiroxin mennyisége, akkor

fokozódik a hipofízisben a pajzsmirigyserkentő hormon termelődése. A vér tiroxintartalmának emelkedése viszont gátolja a serkentő

hormon képződését. A két hatás eredményeként többé-kevésbé állandó lesz a tiroxin mennyisége a vérben. A pajzsmirigyserkentő

hormon termelődését a hipotalamusz is befolyásolja. Ez jól példázza a hormonális és az idegi szabályozás együttműködését.

A pajzsmirigy működésének zavarai meglehetősen gyakran okoznak különböző panaszokat, betegségeket. A tiroxinhiány kö-

vetkeztében súlyosan károsodik az anyaméhben fejlődő magzat, testi és szellemi visszamaradottsággal járó aránytalan törpenövés,

úgynevezett kreténizmus alakul ki. Felnőttekben csökken a sejtlégzés, ezzel együtt az energiatermelés, ami testsúlynövekedéssel, ál-

talános testi és szellemi levertséggel párosul. A hormonhiánynak többféle oka lehet. Ezek közül az egyik az, ha a táplálék nem tar-

talmaz elegendő jodid-iont. A tiroxin ugyanis jódtartalmú vegyület, így képződéséhez jód szükséges. Ezért a konyhasót „jódozzák”,

vagyis kálium-jodidot kevernek hozzá. A hormonhiány másik oka lehet, hogy az agyalapi mirigy sejtjei nem termelnek elegendő

pajzsmirigyserkentő hormont. A tiroxin túltermelése következtében a sejtekben fokozódnak a lebontó folyamatok, a testsúly csökken,

állandó hőemelkedés jelentkezik. Az ilyen betegek ingerlékenyek, pulzusuk szaporább, szemgolyójuk kidülled. A háttérben legtöbb-

ször az agyalapi mirigy túlzott hormontermelése áll. A jódhiányos táplálék, illetve a serkentő hormon fokozott termelődése egyaránt

a pajzsmirigy megnagyobbodásával, úgynevezett golyva, strúma kialakulásával járhat együtt.

A hasnyálmirigy külső és belső elválasztású sejteket is tartalmazó, úgynevezett kettős elválasztású mirigy. Az emésztőnedvet

termelő sejtek között, szétszórtan, szigetszerűen hormontermelő sejtcsoportok láthatók.

Váladékuk, az inzulin fokozza a sejtek cukorfelvételét a vérből, ezzel csökkenti a vér szőlőcukor tartalmát, a vércukorszintet. A

felvett szőlőcukrot a máj, a harántcsíkolt izomszövet és a zsírszövet sejtjei átalakítják és elraktározzák, míg a többi sejt lebontja. Az

inzulin termelődését a vércukorszint szabályozza. Ha magas a vérben a szőlőcukor koncentrációja, több hormon kerül a hasnyálmi-

rigyből a vérbe, így hamarosan ismét normális lesz a vér cukortartalma.

Az inzulintermelés zavaraira vezethető vissza az egyik leggyakoribb anyagcserezavar, a cukorbetegség. A cukorbeteg embe-

rekben a hasnyálmirigy általában nem termel elegendő inzulint, ezért vércukorszintjük magas. Ennek ellenére sejtjeik tápanyaghi-

ányban szenvednek, mivel nem tudják felvenni a vérből a szőlőcukrot. Vizeletükben szőlőcukor mutatható ki, mert veséjük nem ké-

pes visszaszívni a szűrletből a teljes cukormennyiséget. Súlyos esetben a magas vércukorszint eszméletvesztéssel járó rosszullétet

okozhat. A cukorbetegség főleg idősebb korban alakul ki, de van örökletes, veleszületett formája is. Enyhébb esetekben olyan gyógy-

szereket adnak a betegnek, amelyek serkentik a hasnyálmirigy működését. A súlyosabb betegek minden nap inzulininjekcióra szorul-

nak. Mindkét esetben szigorú, szénhidrátokban szegény diétát írnak elő az orvosok.

A mellékvesék a vesék csúcsán található hormontermelő szervek. Bennük képződik a szervezet készenléti, izgalmi állapotának

kialakításáért felelős hormon, az adrenalin. Amikor nehéz fizikai munkát végzünk, veszélyhelyzetbe kerülünk vagy megijedünk,

megnő vérünkben az adrenalin koncentrációja. Ennek hatására szívműködésünk fokozódik, vérnyomásunk, légzésszámunk emelke-

dik, működő izmainkba több vér áramlik. Májsejtjeinkből nagy mennyiségű szőlőcukor kerül a vérbe, vagyis vércukorszintünk meg-

nő. Ugyanakkor zsigeri szerveink, így bélcsatornánk, vesénk vérellátása és működése csökken. Mindez azt jelenti, hogy szervezetünk

4.8. A szabályozás 4.8.4 a hormonrendszer 22/60

alkalmazkodik a fizikai megterheléshez, felkészül a fokozott igénybevételre. A mellékvese adrenalintermelését az idegrendszer sza-

bályozza.

Az állandó idegfeszültségben élő, túlhajszolt emberek vérében magas az adrenalin koncentrációja. A fokozott megterhelés miatt

szívük, érhálózatuk hamarabb elhasználódik, szívműködési, keringési panaszok jelentkeznek náluk, súlyosabb esetben szívinfarktus

is felléphet. Bélrendszerük csökkent mértékű vérellátása a nyálkahártya sérüléséhez, fekélyek kialakulásához vezethet. A helytelen

életmód, a pihenés és kikapcsolódás hiánya mellett a korszerűtlen táplálkozás, a túlzott alkoholfogyasztás és a dohányzás is gyorsítja

az elváltozások kialakulását. A legveszélyeztetettebbek ebből a szempontból a 30–45 év közötti, nagyvárosban élő férfiak.

A here hormonja, a tesztoszteron szabályozza az ivarsejtek képződését, de szerepe van a férfiakra jellemző, úgynevezett má-

sodlagos nemi jellegek, például a testalkat, a testszőrzet, a hangmagasság stb. kialakításában is. Emellett befolyásolja a magatartást,

az érzelmi életet is. A here hormontermelését az agyalapi mirigy serkentő hormonjai szabályozzák. A tesztoszteron a serdülőkortól

folyamatosan termelődik, szintje a vérben többé-kevésbé állandó. Ennek az a magyarázata, hogy a férfiak agyalapi mirigyében is

többé-kevésbé egyenletesen képződnek az ivarmirigyekre ható serkentő hormonok. A tesztoszteron hatására befejeződik az ivarszer-

vek érése, megindul a hímivarsejtek termelése. Fokozott fejlődésnek indul a csontrendszer és az izomzat, a csípő keskeny, a váll szé-

les lesz. A gége gyors növekedése miatt a hang mélyül. Kialakul az erőteljesebb testszőrzet, megjelenik a szakáll és a bajusz. A férfi-

ak anyagcseréje gyorsabb, ezért a nőknél kevésbé hajlamosak a hízásra. A tesztoszteron fokozza az izomzat növekedését, a férfias

izomerő kialakulását. Ezt a hormont, illetve származékait a sportolók teljesítményének fokozására, „doppingszerként” alkalmazták,

sőt alkalmazzák ma is, annak ellenére, hogy ezt a törvények szigorúan tiltják. A tiltás oka az, hogy a szerek használata mind férfiak-

ban, mind nőkben súlyosan károsítja az ivarszervek működését, helyrehozhatatlan anyagcserezavarokhoz, súlyos egészségkárosodás-

hoz vezet.

Az érett magzatban képződő hormonok hatására fokozódik az anya hipotalamuszában az oxitocin termelése. Az oxitocin a

méh simaizomzatának összehúzódását idézi elő, ami elindítja a szülést.

Menstruációs ciklus hormonális szabályozása A női ivarszervek ciklusos működését a hipotalamusz alakítja ki, amely a serdülőkortól kezdve átlagosan 28 napos ritmus szerint

működik, és hormonjai révén befolyásolja a hipofízis, azon keresztül pedig a petefészek hormontermelését.

A ciklus elején az agyalapi mirigyben

növekvő mennyiségben termelődő tüszőser-

kentő hormon hatására megindul a tüszőérés.

Az érő tüsző hámsejtjei szteránvázas ösztro-gén hormonokat termelnek. Az ösztrogének

koncentrációja a vérplazmában fokozatosan

nő, hatásukra a méh nyálkahártyája regenerá-

lódni kezd a menstruáció után. Amikor az

ösztrogénkoncentráció elér egy bizonyos ér-

téket, hatására a hipofízisben hirtelen nagy-

mértékben megemelkedik a sárgatestserkentő

hormon termelése. Ez idézi elő a tüszőrepe-

dést és a sárgatest kialakulását, majd serkenti

a sárgatest hormontermelését. A tüsző ma-

radványából kialakuló sárgatest ösztrogén

mellett progeszteront is termel. Az ösztro-

gén ugyanakkor negatív visszacsatolással hat

az agyalapi mirigy tüszőserkentő hormonjá-

nak képződésére. Így a sárgatestben képződő

ösztrogén visszacsatolás útján gátolja a tü-

szőserkentő hormon termelését, ezért a ciklus

alatt újabb tüsző már nem érik meg. A pro-

geszteron hatására a méhnyálkahártya meg-

vastagszik, vérellátása fokozódik, ezzel al-

kalmassá válik a beágyazódásra és az embrió

táplálására. Ezen felül gátolja a méhizomzat

összehúzódását. Így a terhesség kialakulásá-

ban és fennmaradásában is alapvető szerepe

van. A progeszteron további hatása, hogy

visszacsatolással gátolja a sárgatestserkentő

hormon termelődését a hipofízisben. Ha

megtermékenyítés nem következik be, akkor

a sárgatest elsorvad, az ösztrogén és a pro-

geszteron koncentrációja lecsökken a vérben,

és bekövetkezik a menstruáció.

A hormonális fogamzásgátlás módszere

az agyalapi mirigyre irányuló visszacsatolá-

son alapul. Ezek a készítmények ösztrogén-

és progeszteronszerű anyagokat tartalmaznak

kis mennyiségben, és ezeknek a hormonok-

nak a hatását utánozzák. A szervezetbe jutó

ösztrogén a tüszőserkentő hormon termelését

gátolja, a progeszteron pedig a

sárgatestserkentő hormon képződését. Ezért a

petefészekben nem történik tüszőérés és ovuláció. Ugyanakkor a méhnyálkahártya szerkezete ciklusosan változik.

4.8. A szabályozás 4.8.5 az immunrendszer 23/60

50. _A falósejtek szerepe a kórokozók elleni véde-

kezésben

4.8.5 az immunrendszer

A szervezet védekezik a belső környezet állandóságát veszélyeztető, úgynevezett testidegen anyagokkal szemben.

Idegen anyag lehet egy másik szervezetből átültetett szövet vagy szerv, rendellenes osztódású daganatképző sejt, bakté-

rium vagy vírus, nagy molekulájú fehérje vagy poliszacharid.

A védekező reakciót kiváltó anyagokat összefoglaló néven antigéneknek nevezzük. Az antigének ellen a szer-

vezet védekező rendszere, más szóval az immunrendszer lép fel.

Az antigének felismerésének és elpusztításának folyamata az immunválasz. A védekező rendszer szervei és sejtjei elszórtan, az egész szervezetben megtalálhatók. Közéjük tartoznak például a

nyirokcsomók és a vörös csontvelő. Az antigének felismerésében és közömbösítésében a fehérvérsejteké, köztük is a nyi-

roksejteké a vezető szerep.

I. A kórokozók ellen az első védelmi vonalat, a testfelszínt borító bőr, illetve a külvilág anyagaival közvetlenül

érintkező belső szervek – tápcsatorna, légzőszervek, kiválasztó és ivarszervek – üregeit bélelő nyálkahártya jelenti. A

nyálkahártya hámrétegből és az alatta húzódó kötőszövetből áll. A külső és a belső testfelszínek szorosan illeszkedő

hámsejtjei gátolják a kórokozók átjutását a mélyebben fekvő szövetekbe. A nyálkahártya mirigyei ezen felül olyan vá-

ladékokat termelnek, amelyek elpusztítják a felszínükön megtelepedő mikroorganizmusok jelentős részét. A légutak

nyálkahártyájának váladéka például gyengén savas kémhatású, ami gátolja a baktériumok és a gombák jelentős részé-

nek az anyagcseréjét. Emellett a nyálkában olyan enzimek is vannak, amelyek lebontják a belélegzett levegővel bejutó

és a nyálkába beleragadó baktériumok sejtfalát,

és ezzel elpusztítják azokat.

A második védelmi vonalat a nyálkahár-

tyák kötőszövetében található fehérvérsejtek je-

lentik. Ha valahol megsérül a bőrünk vagy bel-

ső szervünk hámrétege, a seben keresztül gyak-

ran kórokozók, például baktériumok jutnak

szervezetünkbe, és gyorsan szaporodni kezde-

nek. A baktériumsejtekből felszabaduló anyag-

csere-termékek, a sérült szöveti sejtek anyagai

felhalmozódnak a seb körüli kötőszövetben.

Hatásukra megnő a környező hajszálerek

áteresztő képessége, és a vérből fehérvérsejtek

(granulociták, monociták), valamint nagyobb meny-

nyiségű folyadék lép ki a fertőzött területre. A

seb körül bőrpír, pirosas duzzanat, gyulladás

alakul ki. A kötőszövetben a fehérvérsejtek

(granulociták és a monociták) átalakulnak állábas fa-

lósejtekké. Endocitózissal felveszik, majd

lizoszómáik segítségével lebontják a baktériu-

mokat, a sérült szöveti sejteket. A kórokozók

elpusztításában főként a granulociták vesznek részt. Előfordul, hogy a sérült szövetek törmelékeiből, az elpusztult fe-

hérvérsejtekből és baktériumok maradványaiból sárgás színű genny alakul ki a seb környékén. A fentiekben ismertetett

védekező mechanizmus lényegében minden kórokozó esetében hasonlóan játszódik le, vagyis nem fajlagos.

II. A meghatározott antigén ellen irányuló antitestes és sejtes immunválaszban aktiválódott segítő és ölő T-sejtek, illet-

ve B-sejtek egy része memóriasejtté alakul. Ezek a hosszú életű sejtek egy következő fertőzés alkalmával azonnal fel-

ismerik az antigént, és beindítják ellene az immunválaszt. Az antigén felismerése és a nyiroksejtek aktiválása így sokkal

rövidebb időt vesz igénybe. Ennek eredményeként az antigének nem tudnak elterjedni a szervezetben, nem alakíthatnak

ki betegséget.

Védőoltások

Az immunrendszer memóriáján alapulnak a védőoltások. Az úgynevezett aktív immunizálás során elölt vagy le-

gyengített kórokozót juttatnak a szervezetbe. Az oltóanyaggal bevitt antigén ellen lejátszódik az immunválasz. Termé-

szetesen a betegség nem alakul ki, vagy csak egészen enyhe lefolyású. Az antigén hatására ugyanakkor létrejönnek a

memóriasejtek, amelyek a valódi kórokozóval történő fertőzéskor gyorsan aktiválódnak, osztódnak, és közömbösítik a

kórokozókat.

A szervezetben lejátszódott immunválasz eredményeként kialakul az immunitás, a védettség. Ez lehet természetes,

ha az ember átesik egy fertőző betegségen, és szervezete ily módon ismeri meg a kórokozó antigénjeit. A védőoltások-

kal mesterséges védettséget alakítanak ki.

Az orvosi gyakorlatban sokszor alkalmazzák a passzív immunizálást, amikor kész ellenanyagot juttatnak a szer-

vezetbe. Az ellenanyag megakadályozza a kórokozó elszaporodását, vagy segít a már kialakult betegség leküzdésében.

A módszert elsősorban legyengült immunrendszerű, többnyire idős emberek vagy súlyosan fertőzött betegek esetén al-

kalmazzák. Passzív immunitás természetes körülmények között is kialakulhat. Az anyaméhben fejlődő magzat a méhle-

pényen keresztül antitesteket kap az anyától, születés után pedig az anyatejjel jutnak ellenanyagok a csecsemő szerveze-

tébe.

A láz Számos betegség kísérő tünete a normálisnál magasabb testhőmérséklet, a láz. A kórokozók vagy méreganyagaik

hatására a hipotalamusz működése úgy változik meg, mintha a testhőmérsékletet a szokásosnál magasabb értéken kelle-

ne tartania. A láz kialakulásának kezdetén, a normális testhőmérséklet ellenére, a beteg libabőrös lesz, fázik, didereg,

sokszor erős vacogás, úgynevezett hidegrázás is kialakul. Mindezt a fűtőközpont sejtjeinek ingerülete okozza. Amikor a

4.8. A szabályozás Védőoltások 24/60

0 ( + )

↓ 0

A( )→A B ←B( )

AB

↑ AB (-)

52. _Vércsoportok gyakorisága Magyarországon

51. _A Rh-pozitív és A Rh-negatív vörösvérsejt

53. _Kicsapódási reakció a vérben

testhőmérséklet elérte a hipotalamusz sejtjei által meghatározott magasabb értéket, vagyis kialakult a lázas állapot, a be-

teg közérzete javul, megszűnik a hidegérzet. A magas láz károsítja a szervezetet, ezért a hónaljban mért 38 oC-os lázat

már csillapítani kell. Ez történhet gyógyszerrel, langyos fürdővel, vagy a csuklóra, bokára, illetve a nagyobb testfelüle-

tekre helyezett vizes borogatással.

A VÉRCSOPORTOK (legjelentősebbek az AB0- és az Rh- vércsoportok)

Az AB0- vércsoportrendszer

Az AB0-vércsoportrendszer kialakításában is a vörösvértestek sejthártyájának anyagai vesznek részt. Akinek vö-

rösvértestei „A” jelű szénhidrátot tartalmaznak, az A-vércsoportú, akinek „B” jelű szénhidrátot, az B-vércsoportú. Az

AB-vércsoportúak esetében mindkét vércsoport-antigén megtalálható a vörösvértesteken. A 0-vércsoportú egyénekben

a vörösvérsejtek membránja sem A-, sem B-antigént nem tartalmaz. Az AB0-vércsoportrendszer érdekessége, hogy

mindenkinek a vérplazmájában megtalálhatók a saját szervezetéből hiányzó vércsoport-antigén elleni antitestek.

Vércsoport O A B AB

Vörösvértest-fehérje

/Antigén a vörösvértest felszínén/ nincs

A B A és B

Vérplazmafehérje

/Antitest a vérplazmában/

(anti A és anti B)

(anti B)

(anti A)

nincs

Rh-vércsoportrendszer

Az emberek jelentős részének (kb. 85%)

vörösvértestei tartalmaznak egy „Rh” jel-

zésű összetett fehérjét (D-antigén). Ezek a

személyek Rh-pozitív (Rh+) vércsoportú-

ak. Az emberek 15%-ának vörösvérsejtje-

in nincsen ilyen antigén, ők Rh-negatív

(Rh-) vércsoportúak.

Az AB0- vércsoportrendszerben öröklötten kialakulnak az antitestek is. Az Rh-vércsoportrendszerben viszont anti-

testek csak akkor jönnek létre, ha Rh-negatív ember Rh-pozitív vért kap. Ilyenkor az Rh-antigén ugyanolyan immunre-

akciót indít el az Rh-negatív ember szervezetében, mintha kórokozó jutott volna a testébe.

Vérátömlesztés

Vérátömlesztéskor a vörösvérsejtek membránjában található antigén hatású anyagoknak van jelentőségük.

Rh-negatív vérű emberek kizárólag Rh-negatív vért kaphatnak. Az Rh-pozitív vérű emberek viszont szükség esetén Rh-

negatív vért is kaphatnak.

Vércsoport Rh-antigén a vörösvér-

testben

Antitest a vérplaz-

mában

Rh-pozitív

(85%)

Van Nincs

Rh-negatív

(15%)

Nincs Nincs

2. Egyed alatti szerveződési szint 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek 25/60

2. Egyed alatti szerveződési szint 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek

Biogén elemek

Az élő anyagban kiugróan magas a szén (C), az oxigén (O), a hidrogén (H), a nitrogén (N) és a foszfor (P)

előfordulása. Ezek adják az élő szervezetek tömegének 98-99%-át. Ez érthető is, hiszen a felsorolt elemek atom-

jai a szerves vegyületek és a víz építőkövei.

A nátrium és a kálium: a sejtek ingerületi folyamataiban játszik fontos szerepet.

Kalcium az állatok meszes vázának anyaga, de többek között fontos az izomszövetek működésében, a vér-

alvadásban és a sejtek ingerlékenységében is.

Magnézium a növények zöld színanyagának, a klorofillnak az alkotórésze, és a kalciumhoz hasonlóan el-

engedhetetlen az izmok működéséhez is.

Vas a vér vörös színű festékanyagának, a hemoglobinnak a felépítésében vesz részt, amelynek feladata az

oxigén szállítása.

2.1.2 szervetlen molekulák

Víz (szervetlen vegyület)

Az élő szervezetek vegyületei közül legmagasabb a víz (H2O) aránya, a sejtek tömegének átlagosan 65-

75%-a. Ennek oka, hogy a sejteket felépítő anyagi rendszerek legtöbbje vizes oldat. A vízmolekula poláris, és

hidrogénkötés kialakítására hajlamos, ezért számos szerves és szervetlen vegyület jól oldódik benne. A víz nem-

csak közege a sejtekben lejátszódó kémiai átalakulásoknak, hanem fontos reakciópartner is. Egyik kiindulási

anyaga például a fotoszintézisnek, és terméke a sejtlégzésnek. Fontos, hogy a víznek nagy a fajlagos

hőkapacitása, ezért az élő szervezetekben is van hőmérséklet-kiegyenlítő szerepe. Szerves molekulák

2.1.3 lipidek

54. _Lipidek (zsírok) képződése

Szerkezetük: a glicerinhez és 3 zsírsav kapcsoló-

dik. A zsírsavak hosszú láncai apoláris jellegűek.

Vízben nem, csak zsíroldószerekben, pl.: benzin

(foltok tisztítása), alkohol (injekció előtt a bőrfelület

zsírtalanítása, tisztítása) oldódnak. Zsírszerű anyagok

oldódnak bennük: pl.: a paprika színanyaga (pörkölt ké-

szítésénél a paprikát a zsírba rakjuk).

A zsírban oldódó vitaminokat a szervezet a májban

vagy a zsírszövetben hosszabb ideig tudja raktározni,

ezért utánpótlásukról nem szükséges naponta gondos-

kodni.

Szerepük: raktározott tápanyagok (bőr alatti és a

hasüregi kötőszövetben, csontvelőben), védik a létfon-

tosságú szerveket, hőszigetelő, oldószer (bennük fino-

man eloszlatva, pl. zsírban oldódó vitaminok, színezőanyagok stb. szívódnak fel).

Foszfatidok (foszfolipidek)

A lipidek közé tartoznak. Molekuláikban a glicerinhez két zsírsav molekula (apolárisak→ vízben nem oldó-

dó) és egy foszforsav (poláris→ vízben oldódó) kapcsolódik. A foszforsavhoz ezenkívül egy poláris jellegű, nit-

rogéntartalmú szerves molekularészlet is csatlakozik. A foszfatid molekula zsírsavakat tartalmazó része apoláris,

többi része poláris jellegű. Ennek köszönhetően a foszfolipidek kettős oldódásúak, azaz apoláris és poláris oldó-

szerekben egyaránt oldódnak. A sejtek határoló hártyáinak, a membránoknak (sejthártya, sejtalkotók membrán-

jai) a kialakításában vesznek részt.

55. _Foszfatid molekula szerkezete 56. _Foszfatidok oldódása

Szteroidok

A szteroidok a lipidek közé tartozó szerves vegyületek. Biológiai szempontból fontosak, mert vannak köz-

tük a sejtek anyagcseréjét szabályozó hormonok (pl. ivari hormonok), vitaminok (pl. D-vitamin) és a zsírok

emésztésében fontos epesavak.

2. Egyed alatti szerveződési szint Szerves molekulák 26/60

57. _A szteránváz szerkezete

Az epesavak kettős oldódású anyagok, amelyek molekulái megkötődnek a

béltartalomban található apoláris zsírcseppek felszínén, és oldatban tartják azokat,

stabilizálják az emulziójukat. Az epesavak apoláris részükkel a zsírmolekulákkal,

poláris részükkel pedig a vízmolekulákkal lépnek kölcsönhatásba. A zsírcseppek

aprózódását a bél keverő mozgásai segítik elő. Az emulgeált zsírcseppek nagy felü-

letük miatt jobban hozzáférhetővé válnak a vízben oldódó enzimek számára. Ilyen

módon az epesavak teszik lehetővé, hogy a zsírokat bontó lipázok kifejthessék ha-

tásukat. Epe hiányában ugyanis az apoláris zsírmolekulák a béltartalom vizes közegében nagyobb cseppekké áll-

nának össze.

2.1.4 szénhidrátok

Egyszerű szénhidrátok: egyetlen cukormolekulából állnak. Legjelentősebb a 6 szénatomos szőlőcukor (glü-

kóz), valamint az 5 szénatomos ribóz és dezoxiribóz.

Szőlőcukor (glükóz) összegképlete: C6H12O6

Szőlőcukor (glükóz) szerkezete (6 tagú gyűrű) A ribóz és dez|oxi|ribóz szerkezete (5 tagú gyűrű)

Összetett szénhidrátok: kettő vagy több egyszerű cukormolekula összekapcsolódásával keletkeznek víz ki-

lépése közben (diszacharidok, poliszacharidok).

Tulajdonságok összehasonlítása: Monoszacharidok

egyszerű cukrok Poliszacharidok

nem cukorszerű szénhidrátok Képződés

napenergia

6CO2 + 6H2O klorofill C6H12O6 +6H2O

n C6H2O6 → (C6H10O5)n+(n-1)H2O

Ízük édes nem édes Vízben való oldékonyság oldódnak nem, vagy csak rosszul oldódnak

Fontosabb képviselőik szőlőcukor (glükóz), gyümölcscukor keményítő, cellulóz, glikogén Emészthetőség Felszívódnak , nem kell bontani. keményítő→ szőlőcukorrá bomlik

glikogén → szőlőcukorrá bomlik

cellulóz—csak a baktériumok

enzimjei bontják (emészthetetlen rost-

anyag→ élelmi rost) Természetes előfordulásuk vér, gyümölcsök, zöldésgek, méz stb. keményítő→ növények tartalék

tápanyaga (mósosult szárban az ún.

gumóban, pl. burgonya;

szemtermésekben, pl.: rizs, búza)

glikogén → állati keményítő; májban

izmokban

cellulóz—növények vázanyaga, a

sejtfalat építifel.

2. Egyed alatti szerveződési szint Szerves molekulák 27/60

2.1.5 fehérjék Fehérjék alapegységei, az aminosavak. A fehérjék felépítésében 20-féle aminosav vesz részt, amelyek csak

az oldallánc szerkezetében különböznek egymástól.

58. _Aminosavak általános képlete 59. _A peptidkötés kialakulása

A fehérjékben az aminosavak peptidkötéssel kap-

csolódnak egymáshoz. A molekulákban sok, legalább

50-60, esetenként több száz aminosav kapcsolódik ösz-

sze egyetlen polipeptidlánccá. A fehérjék tehát makro-

molekulák.

Egy polipeptidlánc térbeli szerkezetét az határozza

meg, hogy a felépítésében részt vevő aminosavak milyen sorrendben kapcsolódnak egymáshoz.

1.3. Fizikai, kémiai alapismeretek Enzimek

A sejtek anyagcsere-folyamatai során átalakuló anyagok többsége a szervezeten kívül változatlan marad. A

szervezetek energiaigényének jelentős részét a szőlőcukor lebontása fedezi. A szőlőcukor oxidációja szén-

dioxidra és vízre nagy energia-felszabadulással jár. A szőlőcukor az élő szervezetek sejtjeiben uralkodó, arány-

lag alacsony hőmérsékleten kevéssé reakcióképes, nem alakul át szén-dioxiddá és vízzé oxigén jelenlétében. A

jelenség magyarázata, hogy ilyen alacsony hőmérsékleten a szőlőcukor molekulák nem rendelkeznek az átalaku-

láshoz szükséges energiatöbblettel, nincsenek aktivált állapotban.

60. _Az aktiválási energia alakulása katalizátor nélkül és katalizátorral

Az átalakulás sebessége növelhető a hőmérséklet emelésével

vagy katalizátor alkalmazásával. Magasabb hőmérsékleten a mo-

lekulák nagyobb hányada rendelkezik az átalakuláshoz szükséges

energiatöbblettel, az aktiválási energiával. Ez az út az élő szer-

vezetekben nem járható, hiszen a magas hőmérséklet roncsolja a

sejtek szerkezetét. A katalizátorok viszont azáltal növelik az át-

alakulás sebességét, hogy olyan reakcióutat nyitnak meg, amely-

nek kisebb az aktiválási energiája. A biokémiai átalakulásokat fe-

hérjemolekulák, enzimek katalizálják. Az enzimeknek köszönhe-

tően az anyagcsere-folyamatok viszonylag nagy sebességgel ját-

szódnak le a sejtekben uralkodó alacsony hőmérsékleten, és köz-

reműködésükkel gyorsan átalakulnak az egyébként stabil szerves

molekulák is.

61. _Az enzimreakciók mechanizmusa

Az enzimek a fe-

lületükön található

aminosav-oldalláncok

révén, felszínükön különböző anyagokat kötnek meg. Csak olyan mo-

lekulák kapcsolódhatnak, amelyek térszerkezete ezt lehetővé teszi. A

kötődő kiindulási anyagok reakcióba lépnek egymással, átalakulnak

termékké. A reakció végén a termékek leválnak az enzimről, mert

térszerkezetük már nem illeszkedik az aktív centrumhoz. A termékek

leválása után az enzim újabb kiindulási anyagokat köthet meg, újabb

átalakulást katalizálhat.

Minden olyan körülmény (testhőmérséklet, ozmotikus viszo-

nyok, kémhatás megváltozása), amely módosítja az enzimek szerke-

zetét, megváltoztatja az enzimek működését, és ezzel együtt a sejt

anyagcseréjét.

A fehérjék előfordulása: enzimek (minden sejtben),

összhúzékony fehérjék (izom), vázanyagok (csontok), receptorfehérjék (szaglóhám), szállítófehérjék (hemoglo-

bin), tartalék tápanyagok, antitestek (vérplazmában), jelölő fehérjék (vörös vértestek felszínén), véralvadás sza-

bályozó fehérjék.

2. Egyed alatti szerveződési szint 2.3. Sejtalkotók (az eukarióta sejtben) 28/60

A fehérjéket alkotó aminosavakból nyolcat nem képes az emberi szervezet előállítani. Ezeket nevezzük nél-

külözhetetlen vagy esszenciális aminosavaknak. Egyetlen esszenciális aminosav átmeneti hiánya is súlyosan be-

folyásolhatja a fehérjeszintézist. Főleg állati eredetű élelmiszerek tartalmazzák.

2.1.6 nukleotidok ,nukleinsavak

A nukleinsavak a sejtek információtároló és -közvetítő vegyületei. Felépítő egységeik, a nukleotidok [egy öt

szénatomos cukorból (pentóz; penta- jelentése: öt-), egy foszforsavból és egy nitrogéntartalmú szerves bázisból képződnek].

62. _Nukleotid 63. _DNS molekula

A dezoxribonukleinsav (DNS) nukleotidjaiban az öt

szénatomos cukor a dezoxiribóz. A DNS-molekulák két

polinukleotid-láncból állnak, amelyek egymás körül felteke-

redve jellegzetes kettőscsigavonal-szerkezetet alkotnak. A

szerves bázisok a hélix (hélix = csigavonal) belsejében rejtőz-

nek. A DNS-molekulák között a nukleotidok kapcsolódási sor-

rendje, a bázissorrend jelenti a különbséget. Az egyik

polinukleotid-lánc bázissorrendje egyértelműen meghatározza

a másik lánc bázissorrendjét.

A két polinukleotid DNS lánc kettős spirált alkot. A két

lánc párhuzamos, mert a nagyobb méretű bázissal szemben ki-

sebb méretű bázis van. A két lánc között a befelé forduló bázi-

sok komplementer (=egymást kiegészítő) bázispárokat hoznak

létre H—kötéssel (adenin=timin, guanin≡citozin)

A DNS befelé forduló alakú, azaz a biológiai hatást hordozó bázisok védetten állnak, nem hozzáférhetőek (információvé-

dett).

Működéskor enzimek hatására szétnyílik:

fehérjeszintézisnél→ m RNS (hírvivő RNS) képződése, azaz transzkripció (átírás),

sejtosztódásnál→ DNS megkettőződése

64. _Kromoszómaszerkezet változása a sejtciklus alatt Eukarióta sejtmagban a DNS kettős spirálja fehérjékre tekeredve

kromatinállományt (kromatinfonál) hoz létre, ami még hozzáférhető

az enzimek számára (ilyen formában történik az mRNS átírás és a

DNS megkettőződése).

Sejtosztódáskor azonban a DNS-láncok még jobban fel-

tekerednek fehérjék segítségével, így mikroszkóppal látható

tömör kromatidák jönnek létre.

2.3. Sejtalkotók (az eukarióta sejtben)

A sejtciklus Az osztódóképes eukarióta sejtek élete, a sejtciklus két

részre, a nyugalmi szakaszra és az azt követő sejtosztódásra

tagolható. A nyugalmi szakasz elején a sejt növekszik, tömege,

térfogata gyarapodik, mert benne intenzív anyagcsere-

folyamatok zajlanak. Amikor eléri a megfelelő méretet, DNS-állománya

megkettőződik. A nyugalmi szakasz végén a sejt felkészül a hamarosan

bekövetkező sejtosztódásra.

A sejtciklus alatt jellegzetes változások történnek a sejtmag DNS-

állományában. A nyugalmi fázisban a magplazma csaknem egynemű. A

kromoszómák ilyenkor laza, kinyúlt állapotban vannak. Bázissorrendjük

így íródhat át RNS-re, vagy szolgálhat mintaként a megkettőződéshez.

(Ezért az ilyen kromoszómaszerkezetet funkciós formának nevezzük.) A DNS-

állomány megkettőződése után az utódmolekulák kettős hélixei nem

válnak el egymástól, hanem az ún. befűződési pontban együtt maradnak.

A sejtosztódás elején fénymikroszkópban is látható testecskék jelennek meg a magban. (A funkciós formájú kromo-

szómák ugyanis fehérjemolekulák segítségével feltekerednek, rövidülnek, kialakulnak a szállításra alkalmas transzportkromoszómák.)

65. _Kromatidák kialakulása

2. Egyed alatti szerveződési szint 2.3. Sejtalkotók (az eukarióta sejtben) 29/60

A sejtosztódás során a megkettőződő DNS-állomány a kromoszómában két egymással tartalmilag is

egyenértékű részletet alkot. Ezek a kromatidák, amelyek mindegyike egy-egy kettős hélixből és fehérjékből áll.

Egy kromoszómán belül a két kromatida DNS-e azonos bázissorrendű, mivel egyetlen kiindulási DNS-molekula

megkettőződésével alakultak ki. A két kromatida többnyire csak egyetlen ponton kapcsolódik egymáshoz.

A transzportkromoszómák két kromatidából épülnek fel, amelyek a befűződési pontban kapcsolódnak egy-

máshoz.

A sejtciklus nyugalmi szakaszát követően az eukarióta sejtek kétféleképpen osztódhatnak, mitózissal vagy

meiózissal. A mitózis számtartó osztódás, ami azt jelenti, hogy a folyamat alatt nem változik a sejtek kromoszó-

maszáma. A meiózis számfelező osztódás, az osztódás végén kialakult utódsejtek kromoszómaszáma pontosan

fele a kiindulási sejtekének.

2.3. A sejtosztódás formái

A sejtek osztódási ciklusa: nyugalmi szakasz, DNS-megkettőződés, nyugalmi szakasz, osztódás.

66. _Mitózis

A mitózis számtartó osztódás, azaz nem jár a kromoszómaszám megváltozásával. Az osztódás előszakaszában a kromoszómák feltekerednek. A kromoszómák befűződési pontjuknál kapcsolódnak az osztódási orsó

fonalaival. Megkezdődik a maghártya feldarabolódása. A középszakaszban a kromoszómák a sejt középső síkjába rendeződnek. A maghártya eltűnik.

Az utószakaszban a kromoszómák kromatidái a befűződési pontnál elválnak egymástól, és a húzófonalak segítségével a sejt ellentétes

pólusaira vándorolnak. A végszakaszban a két pólusra került kromoszómák körül kialakul a két sejtmaghártya, majd ezt követően megtörténik a citoplazma

kettéválása is. A mitózis végeredménye két egyforma, a kiindulási sejttel megegyező kromoszómaszámú utódsejt. A fo-

lyamat lényege, hogy a sejtciklus nyugalmi szakaszában megkettőződött DNS tartalmú kromoszómák kromatidái

elválnak egymástól, és megoszlanak a két utódsejt között.

Mitózissal osztódnak például az egysejtű eukarióta élőlények sejtjei, a hajtásos növények

osztódószövetének sejtjei és az állatok szöveti sejtjei.

67. _A meiózis

A meiózis az eukarióta sejtek

számfelező osztódása, melynek során

a kétszeres kromoszómakészletű, sej-

tekből egyszeres kromoszómakészletű,

utódsejtek képződnek. Az osztódást meg-

előzi a DNS-állomány megkettőződése a nyu-galmi szakaszban. A meiózis folyamata két fő-

szakaszra tagolható.

Az I. főszakasz előszakaszában megkez-dődik a kromoszómák kialakulása. A homológ

kromoszómák befűződési pontjuknál összekap-

csolódnak egymással, más szóval párokba ren-deződnek. A szakasz végére kialakul az osztódá-

si orsó és megkezdődik a maghártya feldarabo-

lódása is. A középszakaszban az osztódási orsóhoz

kapcsolódó homológ kromoszómapárok a sejt

egyenlítői síkjába rendeződnek. A maghártya el-tűnik. Az utószakaszban a húzófonalak hatására

a homológ kromoszómapárok tagjai válnak el

egymástól. A sejt két pólusára két kromatidából álló kromoszómák vándorolnak. A végszakasz-

ban kialakul a két utódsejt maghártyája, és ket-

téválik a citoplazma is. Az I. főszakasz végére két utódsejt alakul ki. Az utódsejtek kromoszó-

makészlete egyszeres. Kromoszómáikat két

kromatida építi fel. Az I. főszakaszt hosszabb-rövidebb nyugalmi állapot követheti, azonban ez

alatt nem történik DNS-megkettőződés. A II. főszakasz előszakaszában ismét ki-

alakulnak a transzportkromoszómák és megjele-

nik az osztódási orsó is. A szakasz végén meg-kezdődik a maghártya feldarabolódása. A középszakaszban a kromoszómák a húzófonalak segítségével a sejt középső síkjába rendeződnek.

Az utószakaszban a kromoszómák kromatidái elválnak egymástól, a sejt két pólusára egyetlen kromatidából álló kromoszómák vándorolnak.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.1 Molekuláris genetika 30/60

A végszakaszban kialakulnak az utódsejtek. A négy utódsejt mindegyike haploid, és kromoszómáik egyetlen DNS kettős hélixet tartalmaz-

nak, tehát a különböző génekből egy-egy példány van bennük.

Meiózissal képződnek az állatok hím ivarsejtjei és petesejtjei, a növények spórái. A spórákból mitózissal

jönnek létre a növények ugyancsak haploid (egyszeres kromoszómaszámú) ivarsejtjei.

Genetikai változatosság eredete

Megtermékenyítéskor a haploid (egyszeres kromoszómaszerelvényű)

ivarsejtek egyesülnek egymással, sejtmagjuk összeolvad. A megtermékenyí-

tett petesejtben, a zigótában kialakul a testi sejtekre jellemző diploid (két-

szeres kromoszómaszerelvényű) állapot. A zigóta kétszeres kromoszóma-

készletének egyik fele a hím ivarsejtből származó apai, másik fele a pete-

sejtből származó anyai eredetű kromoszómákból áll. Az apai és anyai erede-

tű kromoszómák ugyanannak a génnek eltérő bázissorrendű változatait, al-

léljait tartalmazhatják.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.1 Molekuláris genetika

6.1.1 alapfogalmak

Gén: a DNS egy szakasza, amely meghatározza egy fehérje aminosav-sorrendjét.

Genotípus: a működő gének összessége.

Fenotípus: a megjelenő látható tulajdonságok együttese.

Kromoszóma: Fehérjékkel összekapcsolódó DNS-molekula a sejtmagban. A kromoszómák sejtenkénti száma a

fajra jellemző.

Homológ kromoszómapár: az apai és az anyai eredetű kromoszóma homológ kromoszómapárt alkot. A

homológ kromoszómapár tagjai alakra és nagyságra külsőleg teljesen azonosak, azonos helyen azonos

gének vannak, de génváltozataik különbözők is lehetnek. Az azonos színnel jelölt szakaszok allélpá-

rokat jelölnek.

Allélok: egy adott tulajdonságot meghatározó gének különböző változatai.

Az ivaros szaporodásból következően minden tulajdonság génje kétszeresen van meg a genotí-

pusban (anyai gén + apai gén). Az egy bizonyos tulajdonságot örökítő két gén allélpárt alkot.

Homozigóta valamely génre nézve az az egyed, amely diploid sejtjeiben két azonos allélt (gén-

változatot) tartalmaz (pl. AA vagy aa).

Heterozigóta valamely génre nézve az az egyed, amely diploid sejtjeiben eltérő allélokat tartal-

maz (pl. Aa).

Domináns az allélpár tagjai közül az, amelyik elnyomja a másik, a recesszív (lappangó) allél hatását.

Recesszív az allélpár tagjai közül az, amelyiknek elnyomja a hatását a domináns (uralkodó) allél.

Az ember szöveteit felépítő, úgynevezett testi sejtekben 46 kromoszóma látható, amelyek nagyságuk és

alakjuk szerint párokba rendezhetők. A kromoszómák között vannak olyanok, amelyek férfiakban és nőkben

azonosak, ezek az úgynevezett testi kromoszómák. Az ember szöveti sejtjeiben 22 pár, azaz 44 testi kromo-

szóma van. A testi kromoszómák

mellett még két ivari kromoszó-mát találunk. Az elnevezés arra

utal, hogy ezeknek – más tulajdon-

ságok kialakítása mellett – alapvető

szerepük van az ivar meghatározá-

sában. A nők sejtjeiben két egyfor-

ma (XX) ivari kromoszóma van. A

férfiak X és Y ivari kromoszómái alakjuk-

ban és méretükben is jelentősen eltérnek

egymástól, azaz nem azonos tulajdonságokra vonatkozó génsorozatokból állnak.

68. _NS megkettőződése

A DNS-szintézise, megkettőződése a sejtosztódást előzi meg. A DNS

kettőshélix-szerkezete magában hordozza a megkettőződés lehetőségét, hi-

szen mindkét szála mintaként szolgálhat egy-egy új polinukleotid-lánc kép-

ződéséhez. A DNS-szintézis kezdetén a két polinukleotid-lánc felnyílik, és a

két lánc eltávolodik egymástól. Ezt követően a szintézist irányító enzim

mindkét szál mellett megkezdi az új polinukleotid-láncok felépítését. Az en-

zim a bázispárképzés szabályainak megfelelően dezoxiribóz-tartalmú

nukleotidegységeket épít be: adeninnal szemben timint, guaninnal szemben

citozint és fordítva. A megkettőződés energiaigényét ATP hidrolízise fedezi.

A szintézis végére kialakul a kettőshélix-szerkezet. A képződött DNS-

molekulák egyik szála régi, a másik új. Ha a másolás közben nem történik

hiba, két teljesen megegyező bázissorrendű kettős hélix jön létre.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.2. Mendeli genetika 31/60

A fehérjeszintézis lépései

69. _Az információátadás menete a sejtben

Átírás (transzkripció): A sejt-

magban a DNS kettős spirálja az

adott génszakaszon szétcsavarodik

enzim hatására. A működő szálról ki-

egészítő mRNS (meszendzser vagy

hírvivő) másolat készül enzimek se-

gítségével. Az mRNS-molekula a sejtmaghártya pórusán át a fehérjeszintézis helyére a riboszóma felületéhez

vándorol, és ott megkötődik.

A tRNS (transzfer vagy szállító RNS) az aminosavakat a riboszómákhoz juttatja. Itt a bázishármasok sor-

rendje aminosav-sorrendre fordítódik át = tralszláció (lefordítás). A kész fehérje leválik a riboszómáról.

Genetikai kód A genetikai kód az a jelrendszer, amely megfelelteti egymásnak a nukleinsavak bázisait és a fehérjék ami-

nosavait. A fehérjeszintézis során 20-féle aminosav épülhet be a polipeptid-láncba, de a nukleinsavak molekulái-

ban csak négy különböző bázis található. Ha a genetikai kódban egy bázis jelentene egy aminosavat, akkor csak

4-féle aminosav beépítésére lenne lehetőség. Ha két bázis jelölne egy aminosavat, a különböző lehetőségek szá-

ma 16 lenne. A három bázisból álló jel már 64-féle lehetőséget kínál.

70. _Genetikai kód

A jel háromtagú, vagyis három

egymás melletti bázis határoz meg

egy aminosavat.

A bázishármasok között van-

nak olyanok is, amelyek a fehérje-

szintézis kezdetét (lánckezdő jel) és

olyanok is, amelyek a szintézis végét

(stopjel) jelentik. A bázishármasok je-

lentését a kódszótár tartalmazza. A

kódszótárban egyezményesen nem a

DNS, hanem a fehérjeszintézisben

közvetlenül részt vevő mRNS bázis-

hármasai szerepelnek. A kódszótárból kiolvasható, hogy az aminosavak jelentős részét nem egy, hanem több bá-

zishármas is kódolja.

A genetikai kód

univerzális, vagyis az

egész élővilágban

egységes, vagyis a kü-

lönböző élőlényekben

ugyanaz a bázishár-

mas ugyanazt az ami-

nosavat jelenti. Ez

döntő bizonyítéka az

élőlények egységes

származásának. A ge-

netikai kód további

fontos tulajdonsága,

hogy egyértelmű,

vagyis ugyanannak a

bázishármasnak csak

egyféle jelentése van.

Vesszőmentes,

vagyis a bázishárma-

sok határát nem jelzi semmi. Leolvasása átfedés- és kihagyásmentes, tehát a bázishármasok folyamatosan kö-

vetik egymást az mRNS-en és minden bázis csak egy bázishármashoz, tartozik. Végül a kód degenerált, ami azt

jelenti, hogy egy aminosavat több bázishármas is kódolhat.

6.2. Mendeli genetika

6.2.1 minőségi jellegek

Jelölések és jelentésük

P: szülők (lat. parentes=szülők)

F: utódok (lat. filiales=utód)

F1, F2: az F betűk indexe azt fejezi ki, hogy a szülőktől számítva hányadik utódnemzedékről van szó.

X: a keresztezés jele, eredménye a hibrid.

Domináns-receszív öröklődés

71. _Kódszótár

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.2. Mendeli genetika 32/60

Egyetlen tulajdonságpár öröklődését vizsgáljuk. Pl.: a maghéj jellegében eltérő homozigóta szülők keresz-

tezése egymással.

Sima magvú borsó (domináns tulajdonság, jelöljük a meghatározó allélpárt SS-sel) termőjét,

a ráncos magvú borsó (recesszív tulajdonság, jelöljük a meghatározó allélpárt rr-rel) virágpora porozza be.

Példák az emberi tulajdonságok öröklődéséből:

Rh-vércsoport→ az Rh-pozitív vércsoportot kialakító allél a domináns (Rh-pozitív genotípusa: DD vagy Dd;

Rh-negatív genotípusa: dd),

a hajban megjelenő fehér tincs (ez a domináns jelleg),

domináns jelleg a sötét (barna, fekete) szemszín a világosabbal (kék) szemben.

72. _A fehér hajtincs öröklődése egy családban Az emberi tulajdonságok

öröklődésének vizsgálata→ a

családfaelemzés

A családfán szereplő egye-

dek fenotípusából következtetni

lehet az allélikus kölcsönhatás tí-

pusára (domináns-recesszív, in-

termedier vagy kodominancia),

valamint arra, hogy a gén testi, il-

letve ivari kromoszómán találha-

tó-e. A jelleg öröklődésének is-

meretében meg lehet jósolni,

hogy egy érintett házaspár szüle-

tendő gyermekei milyen valószí-

nűséggel örökölhetik a jelleget.

A családfán a nőket körrel, a férfiakat négyzettel jelölik, az egymást követő generációk külön sorokban sze-

repelnek. A házaspárokat egy vonallal kötik össze, gyermekeiket a következő sorban születésük sorrendjében

balról jobbra ábrázolják. A vizsgált fenotípust mutató egyedeket rendszerint sötét (fekete) színnel jelzik.

Kodominancia: az a jelenség, amikor az allélok heterozigóta állapotban egymás mellett, egymástól függet-

lenül megnyilvánulnak. Ilyen az AB0 vércsoportrendszer és a sarlósejtes vérszegénység is.

Kombinációs táblázaton ábrá-

zolva (Punet- tábla) P: SS X rr

F1

♂

♀ r r

S Sr Sr S Sr Sr

genotípus: 4 Sr; fenotípus: 4

sima

Sr X Sr

F2

♂

♀ S r

S SS Sr r Sr rr genotípus: 1SS: 2Sr: 1rr

fenotípus: 3 sima: 1 ráncos

Genotípus A genotípus elnevezése Fenotípus

SS domináns homozigóta sima héjú

Sr heterozigóta sima héjú

rr recesszív homozigóta recés héjú

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció Példák 33/60

A vércsoportok öröklődése

Az AB0-vércsoportrendszerben az emberek négy alapvető fenotípusba sorolha-

tók. Az A vércsoportúak vörösvértestein A-, a B vércsoportúakén B-, az AB vércso-

portúakén pedig A- és B-antigén található. A 0 vércsoportú egyedek vérében nincs

ilyen típusú antigén. A jelleg kialakításában egy testi kromoszómához kötött gén há-

rom allélja (A, B, 0) vesz részt. Ezek közül az A és a B domináns az 0-val szemben, az

A és a B között viszont kodominancia lép fel. Ennek megfelelően a négyféle

fenotípust hatféle genotípus alakítja ki.

Az ivari kromoszómákhoz kapcsolt öröklődés

Az élőlények ivari jellegét nem egy vagy néhány gén, hanem egy egész kromo-

szóma (embernél a 23. kromoszómapár) határozza meg. Ivari kromoszómák: az ivari

jelleget kialakító kromoszómák vagy szexkromoszómák (a többi kromoszómát testi

kromoszómának nevezzük). Az ember ivarának öröklődése (mindkét ivar keletkezésének valószínűsége 50%):

A vérzékenység öröklődése (színtévesztés öröklődése)→ A véralvadást és a színlátást befolyásoló gének az

X kromoszómán helyezkednek el. (A hibás gént tartalmazó kromoszóma jelölése: Х)

♂

♀

Х Y

X Х X (hordozó

nő)

XY (egészséges

férfi) X Х X(hordozó

nő)

XY (egészséges

férfi)

73. _A vörös-zöld színtévesztés öröklődése

A rendellenesség férfiakban lénye-

gesen gyakoribb, mint nőkben. A színlá-

tásért felelős gének az X kromoszómán

helyezkednek el, és a normális színlátást

biztosító allél (XA) domináns, a színté-

vesztést kialakító allél (Xa) pedig re-

cesszív. Színtévesztő nők csak a homo-

zigóta recesszívek közül kerülnek ki, a

heterozigótákban a domináns allél nor-

mális színlátást tesz lehetővé. Ezzel

szemben a férfiak X kromoszómáján

vagy a domináns, vagy pedig a recesz-

szív allél található, így az előbbi esetben

normális színlátásúak, míg az utóbbiban

színtévesztők, hiszen Y kromoszómájukon nincs ilyen gén. A heterozigóta nők (XAX

a) fiai 50% valószínűséggel

lehetnek színtévesztők, függetlenül attól, hogy apjuk színtévesztő-e vagy sem. Vérzékenység öröklődése

A súlyos véralvadási zavarokkal járó vérzékenység egyik típusa, a hemofília X kromoszómához kötötten

öröklődő recesszív jelleg. A hemofíliás betegekben külső vagy belső sérülések esetén csillapíthatatlan vérzés lép

fel. A normális véralvadás egyik részfolyamatáért az X ivari kromoszómán található gén domináns allélja (XA)

felelős. A recesszív allél (Xa) által kódolt enzim nem működőképes, ezért a vérplazmában a fibrinogén nem ala-

kul át a vér megalvadását okozó fibrinné. Az allélpár hiánya miatt a jelleg férfiakban sokkal gyakoribb, mint

nőkben.

Példák

1. Az albínó jelleg receszíven öröklődik. Milyen valószínűséggel lehet albínó utód fekete színű nőstény és

albínó hím keresztezésekor?

Albínó ♂ genotípusa: aa (recesszív homozigóta)

Fekete ♀ genotípusa: vagy AA (domináns homozigóta), vagy Aa (heterozigóta)

♂

♀

a

a ♂

♀

a

a

A Aa Aa A Aa Aa

A Aa Aa a aa aa

Mind a 4 utód fekete Fekete: 2, albínó: 2

6 fekete: 2 albínó A valószínűség albínó utódra 3 : 1, vagyis 25 %.

2. Kizárható-e apasági keresetnél a B vércsoportú apa, ha az anya vércsoportja AB, a gyermeké pedig A?

Az anya (♀) heterozigóta, genotípusa tehát AB

Az apa (feltételezett, ♂) B vércsoportú, genotípusa lehet: BB homozigóta, B0 heterozigóta.

AB0-

vércsoportrendszer

Fenot

ípus Geno-

típus

A AA,

A0

B BB,

B0 AB AB 0 00

vérzékeny férfi

normális nő

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.2.2.mennyiségi jellegek 34/60

AB X BB AB X B0 ♂

♀

B

B ♂

♀

B

0

A A

B

A

B

A A

B

A

0 B B

B

B

B

B B

B

B

0 Itt nincs A vércsoportú utód.

Intermedier (átmeneti, köztes) öröklődésmenet

A tulajdonságot kialakító allélpár mindkét tagja azonos mértékben fejti ki hatását.

Pl.: a csodatölcsérfélékhez tartozó estike homozigóta piros és homozigóta fehér virágú változatának keresz-

tezése

P P

P

X F

F

♀

♂

P P

F

1

F P

F

P

F

F PF P

F

P

F X

P

F

♀

♂

P F

F

2

P P

P

P

F

F P

F

F

F

Ge-

notípus

A genotípus elne-

vezése

Fenotípus

PP homozigóta piros vi-

rág

PF heterozigóta rózsaszín virág

FF homozigóta fehér vi-

rág

6.2.2.mennyiségi jellegek

A mennyiségi tulajdonságok túlnyomó többségének a kialakulásakor sok gén allélpárjainak a hatás összeg-

ződik. A mennyiségi jellegek kialakulása jelentős mértékben függ a környezettől.

A mennyiségi jellegek megoszlása egy populációban→ Fokozatosan változó jellegek (pl.: magasság)

Modifikáció: a fenotípusnak az életkörülmények hatására létrejött, nem öröklődő módosulata. Pl.: a gyer-

mekláncfű (pitypang) az alföldi tájakon magasra nő, a hegyekben élők kis termetűek.

A -vércsoportú utód lehetséges tehát, ha

az apa genotípusa B0, ezért nem zárható ki az

apasági keresetnél.

harang-

görbe egy

edek

száma

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.1.2 A mutáció 35/60

6.1.2 A mutáció

Mutáció: valamely tulajdonság egyetlen nemzedéken belüli ugrásszerű, öröklődő megváltozása.

1. Génmutáció (a DNS-molekula megkettőződése közben mehet végbe a meiózis során): egyetlen gén szerke-

zete, azaz bázishármasainak sorrendje változik meg.

2. Kromoszómamutáció vagy struktúrmutáció: a meiózis során valamely kromoszóma szerkezete megváltozik

(kiesés, kettőződés, megfordulás, áthelyeződés).

3. A fajra jellemző kromoszómaszám megváltozása (Down-kór).

5. Egyed feletti szerveződési szintek 36/60

5. Egyed feletti szerveződési szintek Egyed feletti szerveződés

Egyedek csoportjaiból álló, összehangolt működésű közösség. A szerveződési szintek egymásra épülnek, a maga-

sabb szintek magukba foglalják az alacsonyabbakat: populáció → társulás → biom (A legnagyobb ökológiai közösség, amelynek

határait elsősorban az éghajlat határozza meg. Hasonló éghajlati igényű társulások összessége. Szárazföldi biom például a trópusi esőerdő, a sivatag, a

mérsékelt övi füves puszta.) → bioszféra.

5.1. Populáció

Az ökológia az élőlények egymás közötti és az élettelen környezettel való kölcsönhatásait vizsgálja. (A szó a gö-

rög oikosz= lakás, környezet szóból származik.)

Élőhely (biotóp): földrajzilag jól elkülönülő hely, amelyben a környezeti tényezők egységesek és megteremtik az

életfeltételeket az ott élők számára.

Populációnak (népességnek) nevezzük az egy fajba tartozó élőlények csoportját, amelyek szaporodási közösséget

alkotnak, és földrajzilag jól elkülönülnek ugyanazon faj más csoportjaitól. [A hóvirág fajba beletartozik az összes hóvirág, ami a Földön megtalálható. Egy-egy fajnak sok népessége lehet.

A Mecsekben élő gímszarvasok és a Zempléni-hegység gímszarvasai például egy fajba, de két külön népességbe tartoznak, hiszen nincs közöt-

tük kapcsolat, nem szaporodnak egymással. A faj és a népesség között tehát az a különbség, hogy a népességbe csak az egy helyen és egy időben élő fajtársak tartoznak. Ezzel szemben az egy fajba sorolt egyedek igen nagy távolságban is élhetnek egymástól. Gímszarvasok például nemcsak Európá-

ban fordulnak elő, hanem Észak-Amerikában is. Ezenkívül a fajba beletartoznak azok az egyedek is, amelyek már elpusztultak. Az ősemberek által

sok ezer évvel ezelőtt elejtett gímszarvasokat is ugyanabba a fajba soroljuk, mint a ma élőket.]

A populációk egyedszámának időbeli változása

Populációk korlátlan növekedése Populációk korlátozott növekedése A populáció akkor éri el maximális szaporodási képességét, ha

élőhelyén egyetlen környezeti tényező sem korlátozza a növekedését

és minden egyed számára optimálisak a szaporodási lehetőségek. Az

egyedszám ilyen típusú változását az ún. korlátlan növekedési görbe

mutatja be.

A populációk korlátlan növekedésének természetesen

előbb-utóbb határt szab a környezeti erőforrások kimerülése.

A tápanyagok mennyiségének csökkenése, a terület szűkös-

sége, különböző káros anyagcseretermékek felhalmozódása

előbb-utóbb korlátozza a populáció gyarapodását. Általában

egyetlen korlátozó tényező is elegendő a növekedési ütem

lassulásához.

A populációk korlátlan növekedési görbéje

A populációk korlátozott növekedésének görbéje

Számos populációra (pl. baktériumok, egyes rovarok,

rágcsálók, nyulak, egynyári növények stb.) megfelelő kör-

nyezeti feltételek mellett rendkívül gyors szaporodási arány-

jellemző. Kedvező körülmények között a populáció egyed-

száma rohamosan nő, elér egy maximális értéket, majd a kör-

nyezeti erőforrások kimerülése miatt gyorsan lecsökken. Ha a

környezeti feltételek újra kedvezőkké válnak, az egyedszám

ismét gyors növekedésnek indul, és hamarosan eléri a korábbi

magas értéket. Az ilyen populációk általában gyorsan és kiszámíthatatlanul változó

környezetben élnek, nemzedékeik gyorsan követik egymást, és a rövid időn

belül szaporodóképessé váló egyedek nagyszámú utódot hoznak. Az ilyen élőlények populációi jellemzően szélsőséges éghajlatú területek (sivatag, taj-

ga, tundra), folyó- és tengerpartok időszakosan elöntött ártereinek lakói. A

frissen elpusztult vagy megsérült élőhelyi területeket (például az erdőirtáso-kat) is elsőként ezek a populációk népesítik be, amelyeket lassan felváltanak

a tartósan megtelepedő populációk.

A természetes életközösségekben az egyedszám a

környezet eltartó képességének megfelelő egyedszám

körül ingadozik (egyensúlyi helyzet alakul ki). Példa: olyan társulások, amelyekben a környezeti feltételek

többé-kevésbé állandóak, például egy tölgyesben vagy egy bükkös-

ben. (Az erdőben a fák meghatározott távolságra állnak egymástól, gyökérzetük akkora helyet foglal el, amennyi a tápanyagellátásukhoz

szükséges. Az ott élő gímszarvasok egyedszáma is csaknem változat-

lan, a populáció nagyságát elsősorban az élőhelyen található táplálék mennyisége szabja meg. A populációt meghatározó élőlények rend-

szerint hosszú életűek, életük alatt több alkalommal hoznak utódot.

Utódaik életben maradási esélyei meglehetősen nagyok.)

Gradáció: túlszaporodás. Például:

gyapjaslepke túlszaporodása (az erdők és gyümölcsösök éjszakai lepkéje)

mezei pocok túlszaporodása,

sáskajárás stb. Az egyedsűrűség csúcsértékének elérése után bekövetkezik az összeomlás. A populáció nagy halandóságot mutat a táplálékhiány, a természetes ellenségek elszaporodása miatt.

5. Egyed feletti szerveződési szintek 37/60

A populációk koreloszlása (korfa)

A populációra jellemző koreloszlást korfán ábrázolják. Stabil kormegoszlás esetén a különböző korosztályokhoz tartozó egyedek

aránya nemzedékről nemzedékre változatlan.

A populáció egyedszáma egy átlagérték körül

ingadozik. Az emberi népességek fiatalodó, hir-

telen szétterjedő populációban a fiatal egyedek

részesedése nagy. Az ilyen népességekre gyors

növekedési ütem jellemző a magasabb halálozá-

si arány ellenére is. A fejlődő országok népessé-

geiben tapasztalható ilyen koreloszlás. A ha-

nyatló populációban az idős korcsoportok része-

sedése nagy, a fiatal korosztályoké csekély. A

népesség egyedszáma ezért folyamatosan csök-

ken, annak ellenére, hogy a halálozási arány

csökken. Hazánk népességére jelenleg ez a kor-

eloszlás jellemző.

5.1.1 A populáció és az élettelen környezet kapcsolata Legegyszerűbb esetben a populációt egyetlen környezeti tényező függvényében figyeljük meg.

Környezet mindaz az élő és élettelen tényező, ami egy élőlényt általában körülvesz és biztosítja annak létét.

I. A környezeti tényezők típusai:

1.) Élettelen: fény, hő, víz, levegő, talaj (sugárzások, stb.);

A talaj kialakulása a földkéreg felszíni rétegében történik. A földkéreg felszíni kőzetei csak hosszú

fizikai, kémiai és biológiai folyamatok során alakulnak talajjá. A fizikai aprózódást a napi hőmérséklet

ingadozása ill. a kőzetrepedésekbe beszivárgott víz feszítő ereje okozza. A törmelék nagy felületen

érintkezik a környező levegővel és vízzel. E közegben játszódik le a kőzetek kémiai mállása. Az így ke-

letkezett agyagos kőzettörmelék csak akkor válik termőképes talajjá, ha biológiai mállás hatására meg-

kezdődik a humuszképződés. Az elpusztult állatok maradványai a talajban elbomlanak. Egy részük sötét

színű szerves anyagokká alakul, ezek összessége a humusz. A talajlakó élőlények táplálkozása mozgása

összekeveri a talajt, így különböző minőségű talajrészecskék alakulnak ki.

2.) Élő: saját populáció és az idegen populáció tagjai.

II. A környezet változása

1.) időbeli

periódikus v. szabályosan ismétlődő (pl. évszakok váltakozása),

előrehaladó

2.) térbeli

horizontális v. vízszintes (A fényviszonyokat megszabja egyrészt a földrajzi szélesség: az Egyenlítőnél erősebb és

több közvetlen fény van, a sarkokra inkább szórt fény jut a féléves nappalokon, majd ezt a fél évig tartó éjszaka követi. A

hőmérséklet az Egyenlítőtől a sarkok felé csökken, ez összefügg a fény beesési szögével. Minél kisebb szögben érkezik a

fény, annál kisebb a nyert hő.)

vertikális v. függőleges (A fényviszonyokat és a hőmérsékletet másrészt a mély tengerektől a magas hegyekig terjedő

tengerszint feletti magasság szabja meg.)

domborzattól (kitettségtől) függő

A tűrőképesség az élőlény tulajdonsága, amely meghatározza, hogy egy-egy élőlény milyen körülményeket tud

még elviselni, és melyekhez nem tud már alkalmazkodni.

– Minimumérték: a környezeti hatások még éppen elviselhető alsó határa

– Maximumérték: a környezeti hatások még éppen elviselhető felső határa

– Optimumérték: az élőlény számára legkedvezőbb körülmények.

Tág tűrésűek: egymástól távoli minimum- és maximumértékkel jellemezhető fajok.

Szűk tűrésűek: egymáshoz közeli minimum- és maximumértékkel jellemezhető fajok.

A hőmérséklet hatása egy népesség életműködéseire

A populációnak valamely környezeti tényező változásaira adott válaszát optimumgörbével jellemezzük.

5. Egyed feletti szerveződési szintek 38/60

Az a populáció, amely széles határok között elviseli a vizsgált környezeti tényező változásait, tág tűrésű. Az, ame-

lyik érzékenyen reagál a környezeti tényező kisebb mértékű változására, szűk tűrésű.

Szűk, átlagos és tág tűrésű népességek tűrőképességi görbéje

Egy populáció elterjedését alapvetően az a környezeti tényező határozza meg, amelyre nézve szűk tűrésű. [A malária

kórokozóját terjesztő foltos maláriaszúnyog a levegő páratartalmát tekintve szűk tűrésű, mert számára a legkedvezőbb a 90% körüli relatív páratarta-lom, ennél szárazabb levegőn populációinak egyedei nem életképesek. A hőmérséklet szempontjából viszont tág tűrésű a foltos maláriaszúnyog, hi-

szen populációi az Egyenlítőtől a sarkkörökig előfordulnak a mocsaras területeken.] A legtöbb környezeti tényezőre nézve tág tűrésű fajok populációi (pl.: vándorpatkány) rendszerint nagy elterjedési

területtel bírnak. A több szempontból is szűk tűrésű populációk élőhelye a speciális környezeti igények miatt erősen be-

határolt. Ebbe a csoportba tartozik például a trópusi esőerdők legtöbb populációja.

Indikátor szervezetek

Vannak olyan populációk, amelyek egy-egy környezeti tényező változására olyan érzékenyen reagálnak, hogy je-

lenlétükkel vagy hiányukkal indikátorként jelzik az adott környezeti tényező hatását. A csalán például tömegesen jele-

nik meg azokon a helyeken, ahol a talaj sok nitrogénvegyületet tartalmaz. Más szóval a csalán jelenléte jelzi a talaj ma-

gas nitrogéntartalmát.

A zuzmók nagyon érzékenyek a levegő kén-dioxiddal való szennyezettségére. Jelenlétük vagy hiányuk egy terüle-

ten pontos jelzője a levegőszennyeződés mértékének. A városok belső, ipar és közlekedés által legjobban szennyezett

területeiről hiányoznak. A zöldövezetekben azonban már megjelennek a kevésbé érzékeny zuzmópopulációk.

5.1.2. A populáció és az élő környezet kapcsolata

1. Populáción belüli kapcsolatok

Alapfogalmak:

Territórium: az állatok fajonként változó jellegű térigénye (gyűjtögetéshez vagy vadászathoz elegendő, általában a

szaporodási területtel is megegyezik), az állat által védett terület.

Rangsor: az állatok társas kapcsolataiban uralkodó alá- és fölérendeltségi viszony, amely legtöbbször a fizikai fö-

lény, tapasztaltság vagy bátorság révén alakul ki.

Önzetlen magatartás vagy altruizmus (szülők gondozói viselkedése; mértéke egyenesen arányos a rokonság foká-

val). Célja az adott tulajdonság fenntartása a populációban.

Agresszió: az egy fajhoz tartozó egyedek valamely értékes erőforrás (pl. táplálék, nőstény, alvóhely) megszer-

zése vagy birtoklása érdekében társaikat fizikailag bántalmazzák, vagy azzal fenyegetik.

Rituális (szertartásos, jelképes) harc: a legtöbb fajban a küzdelem ritualizálódott, vagyis elrettentő pózokban meg-

nyilvánuló fenyegetéssé módosult. (A gímszarvasbikák párviadala az esetek döntő többségében már a bőgési csata során eldől, vagyis a

mélyebb, erősebb hangú bikát meg sem közelítik a vetélytársak. A hangerőre egyforma állatok a párhuzamos séta során mérik fel egymás testi

erejét. A bikák nyaka vastagabbnak látszik a valóságosnál, mert nyaklebernyeg vagy sörény növeli az átmérőjét.)

Behódolás (meghátrálás):

2. Populációk közötti kapcsolatok

A populáció legegyszerűbb élő környezeti tényezője egy másik populáció, amely rá kedvező, kedvezőtlen és sem-

leges hatást fejthet ki (+: kedvező hatás, -: kedvezőtlen hatás, 0: nincs hatás). Ha a két populáció közötti kölcsönhatást

páronként vizsgáljuk, és a sorrendnek nincs jelentősége, akkor összesen hatféle kölcsönhatási típus alakulhat ki:

(++; +-; --; 00; +0; -0)

5. Egyed feletti szerveződési szintek 39/60

Egyi

k

Másik

A kölcsönhatásban

0 + -

0

Semlegesség (a két populáció közt

nincs kapcsolat) "nagy közös asztal"

(kommenzalizmus)

antibiózis

+

"nagy közös asztal"

(kommenzalizmus)

együttélés

szimbiózis

élősködés (parazitizmus)

zsákmányolás-legelés

—

antibiózis élősködés (parazitizmus)

zsákmányolás-legelés

versengés

Szimbiózis v. együttélés (+,+): mindkét fél számára előnyös kapcsolat, a társszervezetek kölcsönösen segítik egy-

más elterjedését. Példák:

Nagyszámú gombafaj gombafonalai például helyettesítik a növény gyökérszőreit, felveszik a talajból a vizet és

az ásványi sókat. A gomba pedig a növény által előállított szerves anyagokat hasznosítja.

A pillangósvirágú növények gyökérgümőiben élő nitrogéngyűjtő baktériumok felveszik és beépítik szerves

anyagokba a levegő nitrogénjét. A társnövény így nitrogénben szegény talajon is jól fejlődhet. A baktériumok

anyagcseréjükhöz szerves anyagokat nyernek a növénytől.

A kevés oldott oxigént tartalmazó trópusi tengerek korallzátonyain a korallállatkák zöldmoszatokkal élnek

szimbiózisban. A moszatok a csalánozók anyagcseréjéből szén-dioxidhoz és nehezen hozzáférhető ásványi

anyagokhoz, például foszfát-ionokhoz jutnak. A korallok a fotoszintézis termékeit, a szerves anyagokat és az

oxigént hasznosítják.

Táplálkozási kölcsönhatás v. (predáció) (+,–): a fogyasztó populációnak előnyös, a fogyasztottnak (lehet növény

vagy állat), hátrányos.

Élősködés v. parazitizmus (+,–) : a táplálkozási kölcsönhatás speciális esete, amikor a fogyasztó faj a fogyasztott-

nak nem a teljes szervezetével táplálkozik, hanem csak részben vagy csak lassanként pusztítja el azt.

A prokarióták közül legismertebb élősködők a kórokozó baktériumok.

A szádorgók fák gyökerén élősködő növények. Szívógyökereiket a gazdaszervezet edénynyalábjainak háncsré-

szébe mélyesztik, és a szerves anyagok oldatait szívják el. Sejtjeikben nincsenek zöld színtestek, heterotróf

anyagcseréjűek.

A peronoszpóra gombafonalai a levél gázcserenyílásain keresztül hatolnak be a gazdanövény szervezetébe,

ahonnan szerves anyagokat vesznek fel.

Versengés v. kompetíció (–,–): kölcsönösen előnytelen kapcsolat.

Hasonló környezeti igényű (különböző fajhoz tartozó) populációk között alakul ki, amennyiben a környezeti erőforrások

valamelyike korlátozott mennyiségben van jelen. A versengő populációk kölcsönösen korlátozzák egymás elterje-

dését, ezért a kölcsönhatás mindkét fél számára hátrányos. A versengés akkor a legerősebb, ha a két populáció kör-

nyezeti igényei azonosak. Például:

Az erdőtársulásban élő fák versengenek a fényért, a talajban levő vízért és az ásványi tápanyagokért.

A rovarevő madarak között versengés alakul ki a közös zsákmányért.

Ha két növényevő populáció egyedeinek ugyanaz a tápláléknövénye. Közös a táplálékforrása a szavanna dögevőinek,

a keselyűknek és a hiénáknak is. Asztalközösség v. kommenzalizmus (+,0): az egyik fél számára előnyös, a másik számára közömbös kapcsolat.

Például:

fák és a törzsükön megtelepedő mohák,

a fa tövének szélárnyékában felnövő kicsi növény és a fa,

a ragadozók és a dögevők (az oroszlán és az általa elejtett és már elhagyott tetemen lakmározó hiénák).

Antibiózis (0,-): az egyik populáció számára közömbös, a másik számára viszont hátrányos.

gombák általi antibiotikumtermelés, amely a baktériumok szaporodását gátolja (antibiotikum: élő szerveze-

tek -gombák, baktériumok- anyagcsere-termékeként létrejött hatóanyag)

diófa által termelt gyökérsavak más növény csírázását gátolják.

(Valójában a negatív hatás kifejtése-különböző anyagok termelése- energia-befektetésbe kerül, a természetben pe-

dig nem jellemző az energia-befektetés haszon nélkül. A gomba a baktériummal azonos tápanyagforrásokat használ, így

antibiózis nélkül versengeni lenne kénytelen, akárcsak a diófa az alatta felnövő másik fával. Így az antibiózis is inkább

az egyik populáció számára előnyös, a másik számára hátrányos +- kölcsönhatás, akárcsak a táplálkozási kölcsönhatás

vagy az élősködés.)

5.2. Életközösségek (társulások)

5.2.1 az életközösségek (társulások) jellemzői

Az életközösségek szerveződési szintjei

5. Egyed feletti szerveződési szintek 40/60

Társulás, életközösség (biocönózis): Egy élőhelyen,

egy időben élő növény- gomba-, mikroorganizmus és állat-

populációk összessége társulást alkot. Az ilyen életközösség-

ben a különböző fajok meghatározott arányban vannak jele,

és az egyes egyedek száma csaknem állandó.

Társulások térbeli szerkezete

A trópusi esőerdők szintezettsége

A társulások fontos jellemzője a térbeli szerkezet. A függőleges elrende-

ződés a szintezettség, amely a növénypopulációk fényért való versengésének

eredménye. A különböző növényzeti szintekben eltérő fényviszonyokhoz al-

kalmazkodott populációk élnek. A trópusi esőerdők legfényigényesebb popu-

lációi az óriásfák, őket követik a középső lombkoronaszint fái, valamint a

lombsátor felső részében megtelepedő fán élő növények és liánok. Az alsó

lombkoronaszint fái, valamint a cserje- és a gyepszint növényei árnyéktűrők. A növénypopulációk vízszintes elrendeződése a mintázat, amely elsősorban a talajból fel-

vehető tápanyagokért és a vízért folyó versengés eredménye.

A növénypopulációk szintezettségét és mintázatát követve, környezeti

igényeiknek megfelelően helyezkednek el az állatpopulációk is. A hazai töl-

gyesben az erdei vöröshangyák az avarszintben és a gyepszintben keresik táp-

lálékukat, a keresztespók viszont a cserjeszintben és a lombkoronaszintben fe-

szíti ki hálóját. A madarak közül a cinegék a fák lombkoronaszintjében fész-

kelnek, a fülemülék pedig a cserjeszintben.

Társulások időbeli változásai

A térbeli szerkezet mellett időbeli változások is jellemzőek a társulásokra. Az időbeli változások a populációk elté-

rő aktivitásával, élettevékenységével magyarázhatók. Az évszakok váltakozása miatt szabályosan bekövetkező, visszatérő állapotai a

társulásoknak az aszpektusok. A hazai erdőkben tavasszal, lombfakadás előtt virágszőnyeg borítja a talajt. Mire a fák rügyei

kihajtanak, az aljnövényzet virágos növényei termést és magot érlelnek, majd föld feletti részeik elszáradnak. Lombfa-

kadás után a gyepszintben már csak árnyéktűrő fajokat találunk. Őszre a fák és a cserjék termést érlelnek, majd a hideg

elleni védekezésül lehullatják leveleiket.

Feladat: Egy tó feltöltődésének folyamatán keresztül mutassa be az életközösségek előrehaladó változásait.

A társulásfejlődés közismert példája a tavak feltöl-

tődése. A folyók, patakok által szállított hordalék foko-

zatosan feltölti a tómedret. A part menti nádas terjesz-

kedésével a nyílt víztükör egyre kisebb lesz. A nád a

meleg nyári napokon sok vizet párologtat, ezért a tó

vízszintje csökken, a tó helyén mocsaras terület alakul

ki. A folyamat zárótársulás kialakulásával végződik.

Ismertesse a gyomnövény fogalmát, hozzon rá példát. → Gyomnövényeink: a pipacs, a búzavirág, csalán, szarkaláb, stb.

Bioszféra

Bioszféra: a Föld azon helyeinek összessége, ahol élet van.

Civilizációs ártalmak: helytelen életmód, kábítószer-fogyasztás, túlzott gyógyszerfogyasztás, vegyszerek károsító hatá-

sai.

Pusztító emberi beavatkozások: az esőerdők irtása, a monokultúrák hatása, kőolajszennyezés, stb.

Védő emberi beavatkozások: nemzeti parkok, nemzetközi egyezmények.

Globális (az egész Földet érintő) problémák: népességrobbanás, globális felmelegedés, hulladékprobléma, savasodás, a

tengerek-óceánok, édesvizek problémái, az ózonpajzs csökkenése.

5. Egyed feletti szerveződési szintek 41/60

5.4. Ökoszisztéma

Ökoszisztéma, ökológiai rendszer: magában foglalja az életközösséget és környezetét. Az ökoszisztéma részei kö-

zött anyag- és energiaforgalom zajlik.

Az anyagforgalom szempontjából a bioszféra zárt rendszernek tekinthető, mert ökoszisztémái nem hasznosítanak

Földön kívülről származó anyagokat.

A bioszférában zajló folyamatokat a Nap sugárzó energiája tartja fenn, az energiaforgalmat tekintve a bioszféra te-

hát nyílt rendszer.

5.4.1 anyagforgalom

Az ökológiai piramis Táplálékhálózat egy magyarországi mezőn

Termelők, fogyasztók, lebontók

Minden élőlény szerves anyagokat hasznosít életjelenségei során, ezekből építi fel testének anyagait, ezek elégeté-

séből nyer energiát életműködéseihez. A társulásokban a növények képesek a napfény energiáját felhasználva szén-

dioxidból és vízből fotoszintézissel szerves anyagokat és oxigént előállítani. Ezért a növényeket a társulások termelői-

nek nevezzük. A fajok többsége más élőlények szerves anyagaival táplálkozik, vagyis fogyasztó. A növényevők a ter-

melők szerves anyagait veszik fel, ezért őket elsődleges fogyasztóknak nevezzük. A növényevőkkel táplálkozó ragado-

zók a másodlagos fogyasztók. Gyakori, hogy a másodlagos fogyasztókat még további, nagyobb termetű ragadozók ejtik

zsákmányul, ezek a harmadlagos fogyasztók. A tápláléklánc utolsó tagja a csúcsragadozó. A mezők táplálékhálózatában csúcs-

ragadozó például az egerészölyv. Az egymással táplálkozási kapcsolatban álló népességek táplálékláncokat alkotnak. Az álla-

tok azonban rendszerint nem csak egy, hanem többféle népesség egyedeit zsákmányolják. Ezért a táplálékláncok egy-

mással sokszorosan összekapcsolódnak. Így az életközösségekben táplálékhálózatok alakulnak ki.

Az ökoszisztémák anyagforgalma Az ökoszisztémák anyagforgalma körfolyamat, mert a felhasznált anyagok a termelőktől a fogyasztók szervezetébe kerülnek,

majd az élőlények maradványaiból származó anyagokat a lebontók ismét a termelők számára felvehető formába alakítják. Ez azt je-

lenti, hogy az oxigén, a szén-dioxid, a víz és az ásványi anyagok újra és újra felhasználhatók az ökoszisztémákban. A különböző

anyagok körforgása egyszerre zajlik, számos ponton találkozik, és együttesen alakítják ki az ökoszisztémák anyagforgalmi rendsze-

rét.

Szén körforgása

A légkörből fölvett szén-dioxid a növényekben a

fotoszintézis során beépül a szerves anyagokba. A

szerves anyag végighalad a táplálékláncon: a terme-

lőkből az elsődleges fogyasztókba, onnan a másodla-

gos fogyasztókba stb. kerül. A szerves anyagok

mennyisége az egyes táplálkozási szinteken folyama-

tosan csökken, hiszen minden élőlény elégeti szerves

anyagainak egy részét. A lassú égés során képződő

szén-dioxid a légkörbe kerül, így a növények ismét

felhasználhatják fotoszintézisükhöz. A szerves anya-

gok egy része nem jut tovább a tápláléklánc követke-

ző fogyasztó népességéhez, hanem szerves maradvá-

nyok, hulladékok formájában a talajba, a vízbe jut. A

szerves maradványokat a lebontó szervezetek alakít-

ják át szén-dioxiddá, és juttatják vissza a légkörbe.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 42/60

5.4.2 energiaáramlás

Energiaáramlás az életközösségekben

Az ökoszisztémák energiaáramlása egyirányú folyamat. A társulások termelőiben, vagyis a növényekben található

a legtöbb szerves anyag. A belőlük táplálkozó elsődleges fogyasztókban a szerves anyag mennyisége már kevesebb, és

így tovább. Az egymást követő táplálkozási szinteken a népességek egyre kevesebb egyedből állnak. A csúcsragadozók

ezért viszonylag ritkák a növényevőkhöz képest. Az energiaveszteség miatt a társulások folyamatosan energia utánpót-

lásra szorulnak, amit a napsugárzás biztosít. Az életközösségekben az egyik táplálkozási szint szerves anyagainak csak kis hányada, mintegy 10%-a jut át a következő szintre. A mozgásból

és a hőtermelésből adódó energiaveszteség a csúcsragadozók populációiban a legnagyobb, elérheti akár a 90%-ot is!

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 6.3 Populációgenetika és evolúciós folyamatok

Az evolúció egy élőlénycsoport nemzedékről nemzedékre bekövetkező fejlődése. Sokszor azonban nehéz eldönte-

ni, hogy mi és miben fejlettebb, ezért nevezzük a populáció minden továbbható változását evolúciónak. Genetikai

szempontból úgy is mondhatjuk, hogy evolúció a populáció allélgyakoriságának bármilyen megváltozása.

6.3.2 adaptív evolúciós folyamatok

Az adaptáció, alkalmazkodást jelent. Az adaptív evolúció tehát a populáció allélgyakoriságának olyan megváltozá-

sát jelenti, amely a populációt alkalmasabbá teszi az adott környezetben való életre. Az adaptív evolúció létrejöttének

módja az, hogy a mutáció a populációban sokféle allélt hoz létre. Az így létrejövő egyedek sokféleségéből a szelekció

válogat.

Az új környezethez való adaptív evolúciós változás oda vezet, hogy a sok új, vagy akár egyetlen jelentősen új tu-

lajdonságot mutató populáció már nem lesz képes az eredeti populációval szaporodni, tehát az eredetileg egy fajba so-

rolt egyedek az adaptív evolúciós változás során új, a megváltozott körülmények között életképesebb, rátermettebb fajjá

alakulnak át.

A szelekció iránya (amennyiben mennyiségi tulajdonságra irányul) lehet:

a) Stabilizáló szelekció: a populációban az átlagérték tu-

lajdonságokat mutató egyedek szaporodási fölénye a szélső ér-

tékeket mutató egyedekkel szemben. Például a pázsitfüvek esetében

a levélszélesség kedvező az intenzívebb fotoszintézis szempontjából, de szá-

razabb körülmények között hátrányos a nagyobb párologtatás veszélye miatt.

Ugyanitt a keskenyebb levél a párologtatás csökkentése miatt kedvezőbb, de hátrányos a kisebb mértékű fotoszintézis miatt. Ezen az élőhelyen a stabilizáló

szelekció eredményeképpen a közepes levélszélességű egyedek lesznek sze-

lekciós előnyben.

b) Irányító szelekció: a populációkban általában a kör-

nyezeti tényezők tartós változása következtében olyan kiválo-

gatódás, melyben az átlagértéket mutató egyedekkel szemben

a szélső értéket képviselő egyedek szaporodási fölénye figyel-

hető meg. Pl.: a nyírfaaraszoló lepkének világos és sötét színváltozata van. A világos

színezetet egy gén recesszív, a sötét színt pedig a gén domináns allélja határozza meg. A 18. század első felében a lepkének szinte csak világos színű példányai for-

dultak elő Manchester környékén, a sötét színezetű fenotípus gyakorisága 0,001

körüli érték volt. A sötét mintázatú rovarokat ugyanis a nyírfák kérgén és a világos zuzmóval borított felületeken a madarak könnyen észrevették és elfogyasztották.

A sötét színt kialakító domináns allél gyakoriságát a szelekció igen alacsonyan tar-

totta. Az ipari forradalom idején egyrészt szennyezés borította be a fák kérgét, másrészt a légszennyeződés hatására a zuzmók eltűntek. A sötét felszínen a vilá-

gos lepke vált feltűnővé: néhány évtized alatt a környék nyírfaaraszoló-

populációiban a sötét és világos fenotípusok aránya megfordult. A kevéssé szeny-nyezett területeken, illetve azokon a helyeken, ahol a 20. században a környezetvédelmi intézkedések hatására tisztább lett a levegő, a világos színű

nyírfaaraszolók vannak többségben.

Stabilizáló szelekció Irányító szelekció Szétválasztó sz.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 43/60

Mocsaras, nedves élőhelyeken a nagy levélfelületű, széleslevelű pázsitfűfélék szelekciós előnyben vannak a keskenyebb levelűekkel szemben. Ezen az élőhelyen ugyanis a minél intenzívebb fotoszintézis előnyét nem veszélyezteti a nagyobb párologtató felület, hiszen víz, bőségesen rendelke-

zésre áll.

c) Szétválasztó, mikor a szélső értékek részesülnek előnyben, és az átlagost pusztítja. Például a savas és a lúgos pH-

jú talajon élő egyedek előnyben részesülnek a semleges pH-jú talajon élőkkel szemben.

[Mesterséges szelekció→ A szétválasztó szelekcióval - akárcsak a stabilizáló szelekcióval gyakran élnek a mezőgazdasági gyakorlatban. A szar-

vasmarha tenyésztésben például elkülönülnek a tej- illetve a húshozamra szelektált fajták.]

A természetes szelekció eredményeként a populációkban a környezetnek egyre jobban megfelelő fenotípusok terjednek el, így

tehát a népességek alkalmazkodnak környezetükhöz. Az evolúciónak ezt a formáját adaptív evolúciónak nevezzük (adaptáció = al-

kalmazkodás). Az adaptív evolúciós folyamatok eredménye jól megfigyelhető a külön-

böző éghajlatú területeken honos, egymással közeli rokonságban álló – egy

családba tartozó – emlősállatok testfelépítésében. Az emlősök állandó testhő-

mérséklete a hőszabályozás segítségével, a hőtermelés és a hőleadás egyensú-lyának beállításával alakul ki. A testhőmérséklet fenntartásához szükséges hő a

sejtek lebontó folyamataiban szabadul fel, ezért a hőtermelés sebessége a test-

tömegtől függ: minél nagyobb tömegű az állat, annál nagyobb lehet a hőterme-lés mértéke. A hőleadás viszont a testfelületen keresztül zajlik: minél nagyobb

a test felülete annál nagyobb lehet a hőleadás. A hideg területeken honos fajok

rokonaikhoz képest nagyobb tömegűek, de tömegükhöz viszonyított testfelüle-tük kisebb, a felületet növelő, kiálló testrészeik (pl. a fülkagylójuk) kisméretű-

ek. A meleg éghajlaton honos fajoknál ezek a testarányok éppen fordítottak.

A három vizsgált rókafaj (sivatagi, vörös, sarki) közül a meleg éghajla-ton élő sivatagi róka testtömege a legkisebb, nagy füleinek felületén keresztül

pedig jelentős hőleadásra képes. A tajga és a tundra területein élő sarki róka

testtömege nagy, és dús bunda segít megőrizni a megtermelt hőt. Testfelülete a lehető legkisebb, apró fülein is kevés hő távozhat a környezetbe. A vörös róka

a mérsékelt övezetben él. Rókafajok alkalmazkodása élőhelyük hőmérsékleti viszo-

nyaihoz

Az új környezethez való adaptív evolúciós változás oda vezet, hogy a sok új, vagy akár egyetlen jelentősen új tu-

lajdonságot mutató populáció már nem lesz képes az eredeti populációval szaporodni, tehát az eredetileg egy fajba so-

rolt egyedek az adaptív evolúciós változás során új, a megváltozott körülmények között életképesebb, rátermettebb fajjá

alakultak.

6.3.2 nem adaptív evolúciós folyamatok

Vannak teljesen véletlenszerű, a környezethez való alkalmazkodást nem segítő, sőt ritkán az adaptációval ellenté-

tes evolúciós változások is. Ezek a nem adaptív evolúciós folyamatok például a génáramlás, a genetikai sodródás és a

beltenyésztés. Ezek instabil, a genetikai egyensúlytól eltérő populációkat hoznak létre, amelyekre azután fokozottabb

lesz a szelekció hatása. Minthogy a szelekció folytonosan hat, a nem adaptív evolúció hosszú távon nem tud az adaptá-

ció ellen dolgozni.

Génáramlás

Egy faj populációi többnyire nem elszigeteltek egymástól, a szomszédos populációk között kisebb-nagyobb mérté-

kű vándorlás lehetséges. Az elvándorló egyedek új élőhelyük népességében szaporodnak, így megváltozhat mind az

eredeti, mind az új populációban az allélgyakoriság. A be- és kivándorlás következménye a génáramlás.

Genetikai sodródás

A véletlenszerűen, hirtelen bekövetkező allélgyakoriság-változást genetikai sodródásnak nevezzük. Genetikai sod-

ródás történik, ha egy populáció egyedszáma túlságosan lecsökken. Ilyen esemény lehet, ha a populáció eredeti környe-

zetéhez legjobban alkalmazkodó egyedek nagy része valamely véletlen esemény (pl. áradás, vulkánkitörés) miatt el-

pusztul, és éppen a kedvezőtlen sajátságokat kialakító allélok maradnak fenn nagyobb arányban. A genetikai sodródás

előre látható következménye, hogy a populációban a géneknek kevés vagy csak egyetlen allélja marad, ezért a népesség

egyedei nagymértékben homozigóták. A genetikai sokszínűség csökkenése pedig rontja az egyedek alkalmazkodási ké-

pességét a környezet változásaihoz.

A populációk mérete és ezzel együtt genetikai sokszínűsége csökkenhet a kultúrterületek terjeszkedésével, a vadon

élő növényzet felhasználásával (pl. fakitermeléssel), a természetes élőhely méretének csökkenésével, a vadállat-

populációk túlzott mértékű vadászatával. Az 1890-es években a kíméletlen vadászat miatt az északi elefántfóka populá-

ciójának egyedszáma 100 alá csökkent. A kihalás szélére került faj a hatékony természetvédelmi intézkedéseknek kö-

szönhetően megmenekült, populációjának egyedszáma már meghaladja a százezret. A megnövekedett populáció egye-

deinek genetikai vizsgálata során azonban megállapították, hogy génjeik túlnyomó részének csak egyetlen allélváltozata

van.

A populációk egyedszámát csökkentheti akár egy út megépítése is. Az életközösség élőhelyét átszelő közút sok-

sok élőlény számára átjárhatatlan. Ezen élőlények esetén az eredeti populáció két kisebbre esik szét, amelyekben már

előtérbe kerülhet a sodródás.

Beltenyésztés

A populációk genetikai összetételének változásához vezet, ha a populáció egyedei nem véletlenszerűen szaporod-

nak egymással. Szélsőséges esetben gyakori lehet a rokon egyedek egymás közti szaporodása, a beltenyésztés. A belte-

nyésztés során jelentősen nő a populációban a homozigóták gyakorisága. Az ember a háziasított élőlények mesterséges

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 44/60

nincs adaptív evolúció

szelektálása közben gyakran törekszik beltenyésztésre, mert a homozigóta egyedek utódai is megbízhatóan a szüleiké-

vel megegyező tulajdonságúak. Ennek a nemesítési-tenyésztési eljárásnak az a genetikai következménye, hogy a házia-

sított növények és állatok körében a legtöbb génnek csak egy-egy allélja marad meg, ami csökkenti az állomány alkal-

mazkodóképességét. Az emberi társadalmak túlnyomó többségében az erkölcsök és a törvények is tiltják a közeli rokonok házasságát, tehát a belte-

nyésztést. Ennek biológiai értelme az, hogy a rokonházasságok esetén az utódokban jelentősen megnő a homozigóta genotípus kiala-

kulásának valószínűsége. Sok, ritkán előforduló, káros hatású recesszív allél szinte kizárólag heterozigóta egyénekben van jelen, de a

rokonok házassága esetén nagyobb a valószínűsége, hogy utódjukban megjelenik valamely recesszíven öröklődő betegség, különösen

akkor, ha a családban már előfordult valamilyen genetikai ártalom.

6.3.1 ideális és reális populáció

Az evolúciót kiváltó hatások ismeretében foglaljuk össze a genetikai egyensúlyban lévő, úgynevezett ideális popu-

láció feltételeit. Az ideális populációban az allélgykoriság nemzedékről nemzedékre változatlan, mert nincs ami meg-

változtassa, vagyis

nincs mutáció

nincs szelekció

nagy a populáció→ nincs genetikai sodródás,

zárt a populáció→ nincs génáramlás, és

véletlenszerű a párosodás.

Az ideális populáció egy modell, a valóság lényegének ideális tömörítése. Ugyanakkor a természetben a mutáció

és a szelekció kicsi, a populációk mérete elég nagy, a be- és a kivándorlás a mérethez képest nem túl nagy, és a pároso-

dás a legtöbb gén szempontjából véletlenszerű. Ezért az ideális populáció modelljével jól közelíthetjük a valóságot, il-

letve egy-egy feltétel hiányát külön is megvizsgálhatjuk.

Az evolúció bizonyítékai

Közvetett bizonyítékok

Homológ szervek: azonos eredetű, de eltérő funkciójú és felépítésű szervek. (Eltérő életmód→ más szerkezet.)

a) Növényeknél

Gyökérmódosulások (gyökérrel homológ): gyökérgumó (dália), raktározó karógyökér (sárgarépa),

kapaszkodó léggyökér (borostyán), táplálékszállító léggyökér (filodendron).

Szármódosulások (szárral homológ): hajtásgumó (burgonya→ megvastagodott hajtásvég rügyek-

kel), hagyma (alján kis tönk jelenti a szárat, melyből gyökerek és húsos levélalapok erednek); ág-

kacs (szőlő), inda (szamóca), ágtövis (kökény), pozsgás szár levéltövisekkel (kaktusz).

Levélmódosulások (levéllel homológ): levélkacs (borsó→ összetett levél végálló leveleinek módo-

sulása), levéltövis (kaktusz), rovarfogó levél (kancsóka).

b) Állatoknál: gerincesek melső végtagjai (cet uszonya, denevér szárnya, ember keze)

Analóg szervek: különböző eredetű de hasonló funkciójú és alakú szervek (azonos környezeti tényezők hatására)

a) Növényeknél: szúró képletei lehetnek epidermisz- levél- vagy szár eredetűek.

b) Állatoknál: madarak szárnya, denevérek bőrlebenye, rovarok szárnya, repülő gyíkok vitorlája

Divergens és konvergens fejlődés

Divergens fejlődés: egy rokonsági körön belül (családban vagy nemzetségben) különböző környezeti (éghajlati)

körülmények között élő fajok szervei a módosulások

következtében jelentős eltéréseket mutatnak.

A divergens fejlődést jól példázza a szárazföldi

gerincesek közös ősi típusából kialakult sokféle ro-

konsági csoport.

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 45/60

Konvergens fejlődés (a divergens fejlődéssel ellentétes): azonos életkörülmények között élő, különböző rendszer-

tani csoportokhoz tartozó fajok szervezete vagy többnyire egyes szerve messzemenő alaki hasonlóságot mutat.

a) Növények: a kutyatej nemzettség szubtrópusi (sivatagi) fajai teljesen kaktuszszerűek (szemben a mérsékelt

égövi kutyatejekkel). b) Állatok

A halakhoz tartozó cápák, a kihalt hüllők (halgyíkok) és az emlős delfinek külső megjelenésükben rendkí-

vül hasonlók.

A sivatagi életfeltételekhez alkalmazkodó rágcsálók, rovarevők, erszényesek egy részének farka és hátsó

végtagjai egyformán hatalmas ugrásokra képesítő formákban alakultak ki.

A lábasfejű polipok és az emlősök szemének szerkezete meglepően hasonlatosak egymáshoz.

A közeli rokonságban nem álló alkák és pingvinek hasonló testalakja, színe. (Mindkét madárcsoport tagjai mélyen

a víz alá bukva tengeri halakra vadásznak.)

Közvetlen bizonyítékok

Kövület v. fosszília (keményebb részek→ kagylóhéjak, csontok, fatörzsek)

Zárvány (jégbe vagy borostyánba zárt)

Lenyomat (élőlények lágyabb részeinek vagy nyomainak lenyomatai→ levél, ősgyíkmadár, lábnyom)

Lerakódás (élőlény eredetű→ kőszén, kőolaj, mészkő)

6.3.3 biotechnológia

Klónozás: azonos információtartalmú DNS-darabok, sejtek vagy szervezetek mesterséges előállítása. A növények klónozása már ipari méretekben folyik, így ugyanis biztosan fajtaazonos és vírusmentes szaporítóanyagot kapha-

tunk, illetve mag nélküli növényeket is szaporíthatunk (szőlőoltványok, banáncsemete).

Minthogy az ember minden sejtje is azonos információtartalmú, elméletileg elképzelhető, hogy egyetlen ember né-

hány ezer testi sejtjének női méhbe való beültetésével néhány ezer azonos genetikai információjú gyerek születne. Kö-

zöttük korlátlanul lehetne szerveket átültetni, és mind szépek, okosak, tehetségesek lennének. Ennek azonban egyrészt

óriási társadalmi kihatásai lennének, másrészt –a genetikai változatosság csökkenése miatt- biológiailag is előnytelen

lenne (például mindnyájan ugyanarra a betegségre lennének fogékonyak).

Példa a genetikai technológia alkalmazására: inzulintermeltetés, génátvitel haszonnövénybe, klónozott fajták a

mezőgazdaságban.

6.4. A bioszféra evolúciója

A biológiai evolúciót fizikai és kémiai evolúció előzte meg.

A frissen kialakult Föld olvadt anyagai sűrűség szerint rétegződtek, a gázokból pedig kialakult a légkör. Az ősi at-

moszféra összetétele valószínűleg redukáló jellegű volt, az ősidő kőzeteiben levő gázbuborékokból nitrogén (N2), metán

(CH4), víz (H2O), szén-dioxid (CO2), ammónia (NH3), hidrogén (H2) gázokat mutattak ki. Jelenlegi légkörünk főleg nit-

rogénből és oxigénből áll, a CO2 koncentrációja viszont igen alacsony. A változás az élőlények élettevékenységével

hozható kapcsolatba. A légkör és az élővilág története szoros kölcsönhatásban alakult a Föld története során.

Mintegy 3,8 milliárd éve csökkent le annyira a felszín hőmérséklete, hogy a légkörből kicsapódott a víz, amelyből

kialakulhattak az ősóceánok. A víz ásványi anyagokat oldott ki a kőzetekből. A légkörből a vízbe oldódó CO2 jelentős

része a Ca2+

- és Mg2+

-vegyületekkel karbonáttá alakulva üledékként kivált és kőzeteket alkotott (mészkő, dolomit), így

csökkent a légkör szén-dioxid-tartalma.

Az első élő rendszerek, az első primitív sejtek kémiai folyamatok útján jöhettek létre. A sejtek kialakulásához ve-

zető folyamatok összessége a kémiai evolúció. Számos, sokszor megismételt kísérlettel kimutatták, hogy az ősi Föld

körülményei között ibolyántúli sugárzás vagy elektromos kisülések (villámlás) hatására olyan szerves vegyületek kép-

ződhettek, amelyek a mai élőlényekben fontos szerepet játszanak, mint például aminosavak, karbonsavak, szénhidrátok.

A vízben oldott aminosavak a vizsgálat során fehérjeszerű makromolekulákká kapcsolódtak össze. Más kísérletekben a

nukleinsavak alkotói, sőt DNS-hez hasonló polinukleotidok is képződtek. A fehérjeszerű makromolekulák

aminosavsorrendje és a polinukleotidok nukleotidsorrendje véletlenszerű volt. A kísérletek során a szerves anyagok

olyan molekularendszerekké állhattak össze, amelyek már a sejtek bizonyos sajátságait is mutathatták. Az élet keletke-

zésének talán legkevésbé tisztázott szakasza a nukleinsavak genetikai információtároló és –átadó szerepének kialakulá-

sa, valamint a kémiai reakciókat irányító enzimrendszerek összekapcsolódása, vagyis az osztódó és anyagcserét folytató

sejt megjelenése.

A biológiai evolúció az első élő rendszerek kialakulásával kezdődött az ősóceánban. Az élőlények még ezt köve-

tően is sokáig csak a tengerek 10 méternél mélyebb rétegeiben élhettek. A följebb, esetleg a felszínig sodródó szerveze-

6. Öröklődés, változékonyság, evolúció 46/60

teket ugyanis a világűrből érkező sugárzás (főleg az ultraibolya sugárzás) elpusztította. A károsító sugarak elnyeléséhez

a becslések szerint legalább 10 méter vastag vízrétegre volt szükség. Mai légkörünkben az oxigénből képződő ózon ki-

szűri az ultraibolya sugárzást, de az ősi légkör oxigént – és ezért ózont – még nem tartalmazott.

6.4.2 az ember evolúciója

Az ember és az emberszabású majmok összehasonlítása

Szempontok Emberszabású majom Ember

agykoponya 4-500 cm3 1400 cm

3

arckoponya nagyobb kisebb

öreglyuk helye hátul koponya alapján

homlok hátrahajló egyenes

homlokeresz van nincs

szem irányulása előre előre

orr lapított előre néz kiálló, lefelé néz

szemfogak erőteljesebbek kisebbek

fogak száma 32 32

fogsor van hézag metsző- és szemfogak között nincs hé-

zag

fogív párhuzamos széttartó

álcsúcs nincs van

agyvelő- gerincvelő aránya 15: 1 49: 1

agytömeg a testhez viszonyít-

va

0,5-1,6 % 2,07 %

agykéreg idegsejtjeinek száma 1 milliárd 10 milliárd

gerincoszlop ívelt s-alakú

farokcsigolyák száma 5-8 3-5

medencecsont alakja nem kiszélesedett kiszélesedett

mellkas oldalirányban lapított hát-hasi irányban lapított

testtartás nem egyenesedett fel, 4 lábon járás teljesen felegyenesedett, 2 lábon járás

végtagok hossza, erőteljessége melső végtag hosszabb kéz rövidebb, láb hosszabb, erőtelje-

sebb

hüvelykujj kézen, lábon szembefordítható a többi

újjal

talppal nem fordítható szembe

újjak végén lapos körmök lapos körmök

zsigeri szervek eredeti helyzetben lejjebb süllyedt

vércsoportok ua. más eloszlással a, b, ab, 0

kromoszómaszám 48 (24 pár) 46 (23 pár)

szőrzet fejlett csökevényes

érzelmek kifejezése mimikai izmokkal mimikai izmokkal

beszéd nincs van

szerszámkészítés nincs van

terhesség ideje 280 nap 280 nap

utódok száma 1-kevés 1-kevés

posztembrionális fejlődés gyorsabb lassabb

Az ember evolúciója során kialakult nagyrasszok értékükben nem különböznek; a biológiai és kulturális örökség az emberiség

közös kincse.

A rendszerezés alapjai 47/60

A rendszerezés alapjai Mesterséges rendszerek

A biológiai rendszerezés alapegysége a faj (Karl Linné)→ kettős név

P

l.:

Homo sa

piens

b

ölcs

ember

nemzet-

ségnév

fa

jnév

f

ajnév

nemzet-

ségnév

Faj alatti rendszertani kategóriák Faj feletti rendszertani kategóriák

Alfaj kategóriák példák

Változat Ország Állatok

Forma (eltérés) Törzs Gerincesek

Osztály Emlősök

Rend Főemlősök

Család Emberfélék

Nemzettség Homo/emberek

A biológiai szerveződés A faj egyedek formájában létezik.

Többsejtű szárazföldi élőlény

Egyed feletti szerveződési szintek

bioszféra szárazföldi élőlények

biom mérséklet övi lomberdő

társulás (biocönózis) cseres-tölgyes

népesség (populáció) erdei egerek

Az egyed egyed (sejt v. szerve-

zet)

erdei egér

Egyed alatti

szerveződési szintek

szervrendszer a légzés szervrendszere

szerv légcső

szövet porcszövet

sejt porcsejt

Sejt alatti szerveződési szintek

sejtalkotók (önálló

életre nem képesek)

sejtmag

makromolekulák DNS

egyszerű molekulák H2O

atomok, ionok H, Na+

A magasabb szerveződési szintek működései magukba foglalják az alacsonyabb szintűekét, de azokból nem vezet-

hetők le.

Sejtes szerkezet nélküliek- A vírusok Az élő és az élettelen határán levő testek. Nanométeres nagyságúak (1 nanométer = 10

-9 méter, azaz a milliméter

milliomodrésze). Alakjuk általában szabályos kristályalakzat. Többségük nukleinsavból (DNS vagy RNS) és fehérjebu-

rokból épül fel.

Teljesen paraziták. Önálló életműködésük nincsen. Minden vírusnak két megjelenési formája van: a gazdasejtben

levő vegetatív vírus, amely élőnek tekinthető, szaporodik, és a gazdasejten kívüli virion, amely semmilyen életjelensé-

get nem mutató kristály.

Kialakulásukhoz élő sejtre volt szükség, tehát a földi élet kialakulása után jelenhettek meg. A vírusok gyakran csak

egyféle sejtet tudnak megtámadni, azaz gazdaspecifikusak.

1. Bakteriofágok: baktériumokat megtámadó és azokat elpusztító vírusok.

2. Növényi vírusok (pl.: mozaikvírus)

3. Állati-emberi vírusok (DNS-vírus, RNS-vírus)

– Állati vírusok által okozott megbetegedések: a kérődzők száj- és körömfájása, veszettség stb.

– Az ember vírusbetegségei: szemölcs, herpesz (sömör), ember himlő (variola), járványos fültőmirigy-gyulladás

(mumpsz), influenza, AIDS (szerzett immunhiányon alapuló tünetegyüttes, amit a HIV vírus idéz elő), rózsahimlő

(rubeola), kanyaró, agyhártyagyulladás (kullancs), stb.

A vírusbetegség kialakulása ellen a vírusmentes környezet a jó ellenálló képesség és a megelőző védőoltás használ.

A kialakult vírusos betegségek ellen ma még gyógyszerekkel nem tudunk védekezni. A sejten kívüli vírus semmi-

lyen anyagot nem vesz fel, a vírussal átprogramozott saját sejtünket pedig a gyógyszerrel nem tudjuk megkülönböztetni

a nem fertőzött saját sejtektől. A vírusok szaporodásához a legkedvezőbb hőmérséklet 35-36 oC. A vírusbetegség idején

jelentkező láz tehát a szervezet célszerű védekezése, ha nem nagyon magas, akkor nem kell feltétlenül csillapítani.

Sejtes szerkezetűek— Prokarióták országa 48/60

Aki átesett már egy adott vírus vagy baktérium által kiváltott betegségen, annak vérében ezután általában több el-

lenanyag vagy védekezősejt marad, így a védekezés rövidebb idő alatt válhat hatékonyabbá, ezért a betegség nem alakul

ki. A fertőzésből a betegség kialakulása tehát több tényezőtől függ. Egyrészt azon múlik, hogy hány vírus vagy bakté-

rium jutott a szervezetbe, hiszen több vírus szaporulata hamarabb eléri a betegséget okozó értéket. Másrészt azon múlik,

hogy milyen gyors az ellenanyag- és védekezősejt-termelés, ez pedig a szervezet általános állapotával van szoros össze-

függésben. Harmadrészt pedig azon múlik, hogy van-e már a fertőzés előtt viszonylag nagy mennyiségű, ezt a kóroko-

zót felismerni képes ellenanyag vagy védekezősejt a szervezetben.

A fertőzéstől (infekciótól) számítva a kórfolyamat első szakasza a lappangás ideje. Ezután az általános tünetek a

jellemzőek: fejfájás, láz, rossz közérzet, hurut, a fehérvérsejtek mennyiségének növekedése, a vörösvérsejtek süllyedési

sebességének növekedése. A speciális, csak az adott betegségre jellemző tünetek csak később jelentkeznek. A betegség

lehet akut (heveny), ha 6 héten belül véget ér, vagy krónikus (idült), ha 6 hétnél tovább tart.

Az epidémia szó tömeges megbetegedést, azaz járványt jelent.

Sejtes szerkezetűek— Prokarióták országa

Prokarióta (pro =elő-, ősi; karion= mag; gör.): sejtjeikben az örökítőanyag nem határolódik el a sejtplazmától mag-

hártyával. A ma élő törzsek közül a baktériumok és a kékbaktériumok (kékmoszatok) prokarióták, az összes többi pedig

eukarióta. A prokariótáknál kisebb élőlény nincs.

Baktériumok törzse

Mikrométeres nagyságúak. (1mikrométer = 10-6

méter, azaz a milliméter ezredrésze.)

Állandó sejtalkotók Járulékos sejtalkotók

maganyag (gyűrű alakú DNS; nem körülhatárolt) tok (védelem)

sejtplazma bakteriospóra (átmentő rendszer)

sejthártya bakteriocsillók

sejtfal (fehérje - szénhidrát) ostor

betüremkedések

A prokarióták az élővilágban előforduló összes táplálkozási típust mutatják, sokféle anyagcsereutat tudnak, de kevésbé

hatékonyan.

A sejtanyagcsere két fő iránya

Felépítés vagy asszimiláció

(redukció, hidrogénbeépítés; energiát igényel) Lebontás vagy disszimiláció

(oxidáció; energia szabadul fel) autotrof

(a prokarióták egy része, a növények többsége)

szervetlenből →saját szerves anyag

heterotróf (a prokarióták többsége, gombák, álla-

tok)

szerves vegy-ből→ saját szer-

ves

erjedés légzés

fotoszintetizáló kemoszintetizáló - paraziták (élősködők) levegő jelenlétében (ecetsavas

erjedés)

(fényenergia) (szervetlen anyagok oxidá-lása)

- szimbionták levegő jelenléte nélkül, (alko-

holos erjedés)

- nitrifikáló baktéri-

um

- szaprofiták (korhadék- rot-

hadéklakók)

- kénbaktérium - denitrifikáló bakté-

rium

szénforrás energiaforrás

Fotoszintetizálók (fotoautotrófok) CO2 fényenergia

Kemoszintetizálók

(kemoautotrófok)

szervetlen anyagok oxidálásából származó energia

Heterotrófok (kemoheterotrófok) szerves vegyületek szerves vegyületek

Sejtes szerkezetűek— egysejtű eukarióták 49/60

A szaporodás

A szaporodás célja a faj fennmaradása. Szaporodáskor az élőlények önmagukhoz hasonló utódokat hoznak létre.

Ivaros szaporodás Ivartalan szaporodás

Előnyök - Két szülő tulajdonságai keverednek, áj

tulajdonságok jelennek meg,

- Változatos utódok keletkeznek, ez se-

gíti az evolúciós folyamatot,

- Az utódok életképesebbek lesznek,

- Egyetlen szülő elegendő a szaporodáshoz,

- Gyors ütemű,

- Rövid idő alatt sok utód keletkezhet,

- Az utódok azonos tulajdonságúak („egyformák”)

Hátrányok - Kevés utód keletkezik,

- Optimális feltételek szükségesek a két

ivarsejt találkozásához,

- A szaporodás üteme lassú.

- Csak egyetlen szülő tulajdonságai öröklődnek,

- Nincs genetikai változatosság, és ez evolúciós gátat

képez,

- Az osztódások során keletkező hibák miatt a génál-

lomány sérül, így a faj előbb-utóbb leromlik, ami a faj

kipusztulásához vezethet.

A baktériumok jelentősége ~ Szennyeződések lebontása – bakteriális szennyvíztisztítók,

~ Talaj anyagforgalma,

~ Élelmiszeripar (tejipar, sütőipar, alkoholtartalmú italok),

~ Gyógyszeripar (antibiotikumok, vitaminok, inzulin, baktériumok enzimje),

~ Mezőgazdaság (silózás),

~ Az ember szimbionta baktériumai.

A baktériumok által okozott megbetegedések

A betegséget okozó baktériumok mind paraziták (, hasmenések, tbc, tetanusz, skarlát, lepra, kolera, pestis). ~ A gyulladás a leggyakoribb baktériumos elváltozás (mandulagyulladás, középfülgyulladás). jel-

lemzője a helyi pirosság, a duzzanat, a meleg tapintat és a fájdalom, sokszor a genny.

~ A gyomorrontás és a hasmenés is sokszor baktériumos eredetű.

~ Vérhas (dysenteria), pestis, lepra, tbc, skarlát,

~ A nemi betegségek közül a gonorrhea (=tripper/kankó), vérbaj (luesz/szifilisz/franc),

~ Tetanusz.

Védekezés a baktériumos megbetegedés ellen

Hasonlóképpen védekezünk, mint a vírusfertőzés ellen. Járványos időben, ha lehet, ne menjünk tömegbe, gyakran

mossunk kezet. (Semmelweis Ignác hívta fel elsőként az orvosok figyelmét a fertőtlenítőszeres kézmosás jelentőségé-

re.) csak ivóvízből igyunk, az ételeket pedig ne tároljuk sokáig.

Kevésbé betegszünk meg, ha egészségesen, vitamindúsan táplálkozunk.

A régebben átélt baktériumos fertőzésekkel szemben is általában ellenálló marad az ember. Ezen alapulnak a bak-

tériumok ellenni védőoltások.

Az antibiotikumok baktericid (baktériumölő) vagy bakteriosztatikus (a baktérium szaporodását gátló) hatásúak. A

baktériumok igyekeznek védekezni az antibiotikumok ellen. Azok a csoportok szaporodnak el, amelyek betegséget

okoznak ugyan, de egyre több antibiotikumra érzéketlenek, vagyis ellenállók (rezisztensek) az antibiotikummal szem-

ben. Különösen akkor alakulnak ki antibiotikumrezisztens baktériumtörzsek (nem rendszertani törzs, csoportot jelent),

ha az antibiotikumot kis adagban szedjük. Ekkor a gyógyszer nem pusztítja el azonnal az összes baktériumot, van idő a

rezisztensek kiválogatódására és elszaporodására. Ezután már a megfelelő adagban szedett szer sem hatásos. Az anti-

biotikumokat tehát mindig kúraszerűen és az orvos által előírt adagban kell szedni.

Sejtes szerkezetűek— egysejtű eukarióták Eukarióta (eu= valódi, karion= mag, gör.): sejtjeiben az örökítőanyag maghártyával körülhatárolt. Csoportosításuk életmód szerint: Növényi életmódú egysejtűek Egysejtű gombák (élesztőgomba) Állati életmódú egysejtűek

- Pl. óriásamőba (Egyfélemagvúak törzse: egy vagy több azonos működésű sejtmagjuk van), - Pl. közönséges papucsállatka (Kétfélemagvúak törzse: sejtjeikben egy kisebb és egy nagyobb sejt-

mag található. A kisebbnek a szaporodásban, a nagyobbnak a többi életműködés irányításában van

szerepe.)

Ostoros moszatok törzse

Valószínű, hogy az ősi ostoros moszatok csoportjában vált el egymástól a növények és az állatok fejlődése. A ma élő ostorosmoszatok (zöld szemesostoros) egysejtűek és mikroszkopikus méretűek.

Ma egyre valószínűbbnek látszik az az elmélet, hogy az ostorosmoszatok ősei olyanállatok voltak, amelyek zöld

színanyagot tartalmazó prokariótákat kebeleztek be, de azokat nem emésztették meg, hanem sejten belüli fotoszintézisre

késztették. Ezt látszik megerősíteni az is, hogy a nemzedékeken át sötétben tartott Euglena elveszíti színtestjeit.

Többsejtű eukarióta szervezetek 50/60

Felépítésük: körülhatárolt sejtmag színtest→autotrof táplálkozás sejtszáj emésztő- és lüktetőűröcske szemfolt ostor

A növényi és az állati lét határán álló élőlények. Fontos szerepük van a vizek tisztulásában és az állatok táplálkozá-

sában.

papucsállatka zöld szemes ostoros amőba élesztőgomba

Mozgás csilló , ostor állábak passzív

Táplálkozás heterotróf mixotróf heterotróf (bekebelezés) heterotróf

Kiválasztás lüktető űröcske lüktető űröcske

Többsejtű eukarióta szervezetek Szerveződési formák

A sejtek feladatmegosztása alapján A sejtek térbeli elrendeződése alapján

Sejttársulás (sejthalmaz) Fonalas

Telepes (álszövetes) Lemezes

Szövetes Test

Szerveződési formák a zöldmoszatok példáján

Egysejtű Járommoszat 42/1

Sejttársulásos Volvox , harmonikamoszat, fogaskerékmoszat

Telepes fonalas Fonalas járommoszat

Teleptestes Csillárkamoszat

A zöldmoszatok törzsének ősi képviselőiből alakulhattak ki a növények. Ennek bizonyítékai a fotoszintézis színanyagai

és termékei (keményítő).

A többsejtű eukarióta szervezetek országai: növények, gombák, állatok.

A gombák "növényi" tulajdonságai A gombák "állati " tulajdonságai

helyhez kötöttek, heterotróf táplálkozásúak,

egész életük során növekednek, nem tartalmaznak zöld színtestet,

sejtjeikben a sejthártyán kívül sejtfal található, sejtfalanyaguk kitin, amely az állatvilágban fordul elő.

spórákkal szaporodnak.

Az állati sejt és a főbb szövettípusok jellemzői

A sejt részei és szerepük

Citoplazma (sejtplazma) Benne membránnal határolt sejtalkotók találhatók, amik felszínéhez kötötten játszódnak

le a biokémiai reakciók a vizes oldatokban enzimek segítségével.

Sejthártya Elhatárolás-kapcsolatteremtés.

Sejtmag Örökítőanyagot tartalmaz, anyagcsere-folyamatok irányítása.

Endoplazmatikus hálózat Fehérjék előállítása, tárolása.

Golgi-készülék A sejt által előállított fehérjék előkészítése (módosítása) a sejtből történő leadásra.

Lizoszóma Szerves molekulák bontása, tárolása.

Mitokondrium A lebontó folyamatok végső szakaszának a helye. A felszabaduló energia ATP

(adenozin-trifoszfát) formájában raktározódik.

Sejtközpont A sejten belüli mozgásokat irányítja.

Állábak, ostor, csillók Aktív mozgást teszik lehetővé.

Az állatok szövetei

Hámszövet

Felületek elhatárolása, borítása. Sejtjei szorosan záródnak. Nem jellemző a sejt közötti állomány. Vérerek nem jutnak a

sejtek közé (diffúzió a kötőszövetek felől). ~ Felépítés szerint: egyrétegű, többrétegű (elszarusodó, el nem szarusodó).

~ Működés szerint: fedőhám, mirigyhám, érzékhám, felszívóhám, pigmenthám.

Kötő- és támasztószövet

Sok sejt közötti állomány.

Kötőszövet

állati típusú anyagcsere

(heterotróf táplálkozás)

Az állatok, mint heterotróf szervezetek 51/60

~ Vér: folyékony sejt közötti állománya a vérplazma, sejtjei a vörösvérsejtek, fehérvérsejtek,

vérlemezkék→ anyagszállítás, védekezés.

~ Lazarostos kötőszövet: szervek rögzítése, üregek kitöltése. Sok vérér és idegvégződés.

~ Tömött rostos kötőszövet (inak)

~ Zsírszövet

Támasztószövet: sejt közötti állománya jóval keményebb, mint a kötőszöveteké→ a test megtámasztása, vázelemek ki-

alakítása: ~ Porcszövet: csak a felületet borító porchártyában futnak vérerek. üvegporc→ ízületek felszíne; ru-

galmas rostos porc→ fülkagyló váza; kollagén rostos porc: csigolyák közötti porckorongok.

~ Csontszövet: az állomány 30-40 %-át kitevő szerves anyagok fehérjék, ezek biztosítják a csont ru-

galmasságát. A szervetlen alkotók között főleg kalciumsókat (Ca(PO4)2; CaCO3) találunk, melyek

a csont szilárdságát, merevségét okozzák.

Izomszövet ~ Harántcsíkolt: gyors összehúzódás, nagy erővel, rövid ideig, akaratunktól függően;

~ Simaizom: lassú összehúzódás, kis erővel, hosszú ideig, akaratunktól függetlenül;

~ Szívizom: gyors összehúzódás, nagy erővel, hosszú ideig, akaratunktól függetlenül.

Idegszövet

Az idegsejt részei: sejttest; dendritek; axon (+ gliasejtekből kialakult velős hüvely→ idegrost).

Inger, ingerület.

Az állatok, mint heterotróf szervezetek A heterotróf táplálkozás az anyagfelhasználás ősibb típusa.

Az autotrófok szerves vegyületei biztosították és biztosítják ma is a heterotróf élőlények fennmaradását.

Belső környezet

Homeosztázis A megfelelő működéshez biztosítani kell a tápanyag-ellátottságot, a légzési gázok szükséges mennyiségét, a testfolya-

dékok megfelelő térfogatát, ozmózisnyomását, a megfelelő ionösszetételét, kémhatását, hőmérsékleték, sőt a védekezési

módokat is.

Ezek dinamikus állandóságát az önfenntartó működések összehangolt tevékenysége tartja fenn.

Az önfenntartó működések összehangolását, az élőlény alkalmazkodását a hormon- és az idegrendszer, azaz az önsza-

bályozó működések irányítják, szervezik. Az egyed fennmaradását az önfenntartó és az önszabályozó szervrendszerek

biztosítják. A faj egyedszámának gyarapodását viszont az önreprodukáló működések eredményezik (növekedés,

egyedfejlődés, szaporodás, öröklődés).

A kültakaró

Szivacsok Sokszögű, lapos, kutikulával fedett sejtekből álló réteg, amelyekbe vázelemek illeszkednek.

Laposférgek Egyrétegű hám, melyen életmódtól függően vékonyabb vagy vastagabb rugalmas burok (ku-

tikula) található.

Gyűrűsférgek Egyrétegű hám, melyet boríthat vékony kutikula. A hámsejtek közötti mirigysejtek váladéka

állandóan nedves, nyálkás felületet eredményez. (A kültakaró az alatta található körkörös és

hosszanti simaizomrétegekkel bőrizomtömlőt alkot.)

Lábasfejűek A kültakaró háti részéből alakult ki a köpeny. Kettős feladata a váz létrehozása és a légzés

biztosítása. A váz szépiacsonttá egyszerűsödött, a köpeny alá került. A hámsejtek között sok

a váladéktermelő mirigysejt.

Rovarok Az egyrétegű hám által képezett valódi külső váz fő alkotója a kitin. A szelvények váza le-

mezekből épül fel, melyeket egymással és a szomszédos szelvényekkel is kitinhártyák kap-

csolnak össze. Így mozoghat a teljes testet beborító váz.

Gerincesek

- Halak El nem szarusodó többrétegű hám, amely alatt, az irhában számtalan mirigy → sikamlós fe-

lület → csökkenti a súrlódást, véd a fertőzéstől.

- Kétéltűek Gyengén elszarusodó többrétegű laphám, az irharétegben nagyon sok mirigy, melyek nagy

mennyiségű –gyakran mérgező- váladékot termelnek. A nedvesség a védekezés mellett fon-

tos szerepet tölt be az állat bőrén keresztül történő légzésben. Az irhában pigmentsejtek

→alkalmazkodás a környezet színéhez.

- Hüllők A hámsejtek elszarusodása védi az állatot, a bőr mirigyeinek kis mennyisége, gyakran teljes

hiánya miatt a test kevesebb vizet veszít, ugyanakkor a fejlettebb légzés miatt nincs szükség

a bőrön keresztüli légzésre.

- Madarak Kültakarójuk felszíne elszarusodó, a hüllők kültakarójához hasonlóan bőrük mirigyekben

szegény, mindössze a farktőmirigy található meg. Testüket a csüd pikkelyei mellett a mada-

rak jellemző szaruképződményei, a tollak borítják. Fontos szerepet tölt be a repülésben, az

állat hőháztartásában, és vízhatlan védelmet biztosít.

- Emlősök Testüket szarufüggelék a szőr borítja. Bőrük hámja elszarusodó, de az irha mirigyekben gaz-

dag. Az irharétegben, nagy számban található a szőrt zsírozó faggyú-, és a hőszabályozás-

ban, kiválasztásban fontos verejtékmirigy. Az utóbbi módosulásaként alakult ki a tejmirigy.

A kültakaró függeléke lehet az újjakon kialakuló karom, a köröm és a pata, illetve a fejen a

szarv és az agancs.

Az állatok, mint heterotróf szervezetek 52/60

A váz és mozgásrendszer

Szivacsok Külső sejtjei mész, kova vagy szaru vázanyagokat termelnek. Aktív mozgásuk nincs, az

aljzaton rögzülnek.

Laposférgek Bőrizomtömlő (körkörös és hosszanti elrendeződésű simaizomrétegek, esetenként serték).

Gyűrűsférgek

Lábasfejűek Bőrizomtömlő, gyors mozgás a rakétaelv alapján. A meszes vázanyagot a köpeny választ-

ja ki.

Rovarok Külső kitinvázhoz belülről tapadó harántcsíkolt izom.

Gerincesek Belső váz. A mésztartalmú csontos vázhoz kívülről tapadnak az izmok

- Halak 113/1 Vázuk lehet porcos vagy csontos. Valódi végtagjaik a mellúszók és a hasúszók. (Nem va-

lódi végtagok a hátúszó, farokúszó, farok alatti úszó → páratlan úszók.) alkalmazkodva a

környezethez az úszók a gyorsfolyású vizek halainál kisebbek, az állóvizeknél nagyobbak,

szélesebbek lettek. A szelvényezett törzsizomzat megkönnyíti a vízben való kígyózó moz-

gást.

- Kétéltűek Az első négylábúak, hiszen a hal páros úszóiból kialakult a kétpár ötujjú végtag. A végtag

tolólábként működik, de a fejlettebb farkatlan kétéltűeknél az ugróláb is kialakul.

- Hüllők A kígyóknál a láb elcsökevényesedett. Krokodilok, gyíkok, teknősök → tolóláb.

- Madarak Az életmódhoz való alkalmazkodás –két lábon járás, repülés – jelentősen módosította az

állat testfelépítését. A test áramvonalassá vált, a vázrendszer mellső végtagja szárnnyá

alakult. A szegycsonton hatalmas csontkiemelkedés alakult ki, mely felületet biztosított a

szárny mozgatását létrehozó mellizomnak. A madarak második pár végtagja járóláb, mely

az életmódnak megfelelően alakul ki. Az alkalmazkodás eredményeként jött létre a lábtő-

és a lábközépcsontok összenövésével a madarak pikkelyekkel borított csüdje is.

- Emlősök Járólábak → alulról tartják a test súlyát.

A táplálkozás szervrendszere

Szivacsok A vízben levő szerves törmelékekkel táplálkoznak (galléros ostoros sejtek, vándorsejtek)

Laposférgek A laposférgek bélcsatornájának egyetlen nyílása van. Ezt szájnyílásnak nevezzük, de ezen

keresztül ürülnek a salakanyagok is. A bélcsatorna nagyon szétágazó, a sejtekhez közel vi-

szi a tápanyagokat, így a szállítást is elvégzi.. az ilyen típusú bélcsatorna a béledényrend-

szer. A béledényrendszerbe emésztőenzimek is bejutnak, vagyis van sejten kívüli emésztés

is, de a sejtek tápanyagdarabokat is fel tudnak venni, vagyis sejten belüli emésztés is van.

Az élősködők bélcsatornája elcsökevényesedett, hiszen emésztett tápanyag vagy tápanya-

gokat tartalmazó vér veszi őket körül. Ők testüregükön át szívják fel a táplálékot.

Gyűrűsférgek A gyűrűsférgek közül a gilisztafélék talajevők, a piócák vérszívók. A tápcsatornájuk elő-

közép- és utóbélre tagolódik, de az emésztő készülék még nem csavarodott fel, csak egy

egyenes cső a testben. A bélfalban mirigysejteket találunk, melyek enzimjei sejten kívül, a

bélcsőben megemésztik a táplálékot.

Lábasfejűek Ragadozók, gyors mozgásúak. Szájnyílásuk körül sokszor papagájcsőrszerű szaruképződ-

mény van. A puhatestűek sejtjei csak a megemésztett, lebontott tápanyagot veszik fel, azaz

sejten kívül emésztenek. Az eddigi csoportokban külön emésztőmirigy nem volt, a bél falá-

ban voltak elszórt mirigyek. A puhatestűeknél jelenik meg az emésztőnedvet termelő kö-

zépbéli mirigy, amely a felszívásban is részt vesz és a nyálmirigy. A fejlábúak nyálmirigye

a zsákmány elpusztításához szükséges mérget termeli.

Rovarok A rovarszájszerv alaptípusa a rágó szájszerv, amely megragadásra és feldarabolásra alkal-

mas. (103)

Gerincesek Tápcsatornájuk azonos módon épül fel. A tápcsatorna elkülönült nyílása a végbélnyílás csak

a méhlepényes emlősökön alakult ki. A halak sok faja, a kétéltűek, hüllők és madarak még

kloákásak.

- Halak A ragadozóknak gyökértelen foguk van. A növényevőknél, a mindenevőknél legfeljebb a

garatfogak aprítják a táplálékot. Nyálmirigyük nincs, hiszen a vízben nincs szükség a ned-

vesítésre. A ragadozóknál kifejlődő gyomor jelentős tágulékonysága miatt gyakran egész-

ben befogadja az áldozatot. A redőzött bélben megemésztődnek, majd felszívódnak a táp-

anyagok. A salakanyagok kloákán vagy végbélnyíláson keresztül ürülnek ki a szervezetből.

- Kétéltűek Az osztály fajai ragadozó életmódúak. A szájban ránőtt (gyökértelen) fogakat, kiölthető,

gyakran a szájüreg elején rögzült ragacsos nyelvet találunk a szájüregbe nyílnak a nyálmiri-

gyek, melyek váladéka nedvesen tartja a száj nyálkahártyáját, ugyanakkor emésztő enzimet

nem tartalmaz. Emésztésük a gyomrukban és a vékonybelükben zajlik, a felszívás pedig a

tápcsatorna teljes hosszában. A salakanyagok a kloákán keresztül ürülnek ki.

- Hüllők Többségük húsevő, de vannak közöttük növényevők és mindenevők is. A teknősök és a

krokodilok kivételével ránőtt fogaik vannak, melyek a táplálék megragadását szolgálják. A

kígyóknak méregfogaik és ahhoz csatlakozó, fehérjetermészetű váladékot termelő méregmi-

rigyeik lehetnek. A tápcsatorna kloákán keresztül nyílik a külvilágba.

Az állatvilág önreprodukciója 53/60

- Madarak Repülő életmód → feji rész jelentős súlycsökkenése (fogak hiánya, fejletlen rágóizmok). A

rágás hiányát igyekszik pótolni sok madárban a begy, valamint a mirigyes és a zúzógyomor.

- Emlősök Fogaik gyökeresek. Ezek: metsző-, szem-, kisőrlő és nagyőrlő fogak (kivétel: rovarevők →

egynemű fogak). Nyelvükkel az ízeket is képesek érzékelni. Háromszakaszos bélcsatorná-

jukhoz a bélfal mirigyei mellett önálló emésztőnedv-termelő mirigyek is csatlakoznak:

nyálmirigyek, hasnyálmirigy és a máj. az emésztést az emésztőnedvek (nyál, gyomornedv,

hasnyál, vékonybélnedv, epe) végzik. A tápanyagok felszívását követően a salakanyagok a

végbélnyíláson keresztül ürülnek ki (kivétel: kloákás emlősök ).

A légzés szervrendszere

Szivacsok A galléros-ostoros sejtek részt veszek a víz pórusokon történő beáramoltatásában, az

oxigén felvételében.

Laposférgek Gázcseréjük a testfelületen át, diffúzióval történik.

Gyűrűsférgek

Lábasfejűek A köpeny dúsan erezett fala alkalmas a gázok cseréjére, így betölti a légzőszerv szerepét.

Rovarok Jellemző légzőszerve a trachearendszer. A kültakaró betüremkedésével kialakuló cső-

rendszer dúsan elágazva a sejtekig juttatja az oxigént, és eltávolítja a széndioxidot. A tor

és a potroh oldalán található nyílásai –a levegő szennyeződéseit megszűrő szőrök rétege

mögött- nyithatók-zárhatók. A csöveket vékony hártya alkotja, melyet rugalmas kitinspi-

rál vesz körül. A gázok mozgatását a potrohizomzat végzi.

Gerincesek

- Halak A nagyfelületű kopoltyúlemezkék dúsan erezett hámján keresztül cserélődnek ki a légzé-

si gázok.

- Kétéltűek Kifejlett egyedei kis felületű tüdővel lélegeznek. Szükségük van a bőrlégzésre, sőt a

szájüreg dúsan erezett hámján keresztül is vesznek fel oxigént. Mivel bordáik elcsökevé-

nyesedtek, nem alakult ki mellkas, nyelik a levegőt.

- Hüllők A tüdő légzőfelülete a kétéltűekéhez képest jelentősen megnőtt azzal, hogy kamrákra ta-

golódott a belső tere: kialakult a redős-kamrás tüdő. Bár a központi ürege még megma-

radt, a légzőszerv gázcserére alkalmas felülete már nagyobb, mint a testfelület. Ez bizto-

sítja a sejtek számára az elegendő oxigént.

- Madarak Légzőszervük a legnagyobb teljesítményű az állatvilágban. A tüdő hatalmas

légzőfelületét a számtalan léghajszálcső (légkapilláris) képezi, melyen keresztül folya-

matos a levegő áramlása. A dúsan erezett csövek egyrétegű hámján keresztül történik

meg a gázcsere. Központi üreg már nincs, a két tüdőfélhez csatlakoznak a légzsákok. A

légzsákok gáztároló szerepe lehetővé teszi a kettős légzést, sőt csökkenti a madártest sű-

rűségét, és fontos szerepet tölt be a hőháztartásban is.

- Emlősök Szivacsos szerkezetű, központi üreg nélküli tüdő, melyben a légzőfelületet a léghólyagok

egyrétegű hámja adja. A légzőmozgásokat a bordaközi izmok és a rekeszizom hozzák

létre.

Az állatvilág önreprodukciója Váltivarúság: a különböző ivarsejtek külön egyedben jönnek létre. A két egyed eltérő nemisége sokszor az állat

külsőjében is megfigyelhető, ez az ivari kétalakúság.

Sok úgynevezett hímnős fajt is ismerünk melynél egyetlen egyedben mind a női, mind pedig a hímivarsejtek kiala-

kulnak. E fajokban természetesen nincs ivari kétalakúság, de a szaporodó két hímnős állat kölcsönösen termékenyíti

meg egymást, biztosítva ezzel az öröklődő tulajdonságok keveredést.

Zigóta: megtermékenyített petesejt.

Külső megtermékenyítés: a két ivarsejt összeolvadása a külső környezetben jön létre.

Belső megtermékenyítés: a két ivarsejt összeolvadása az anyaállat testében jön létre.

Egyedfejlődés: azok az alaki, szervezeti és működésbeli változások, amelyek a zigóta kialakulásától az egyed haláláig

tart.

Embrionális fejlődés: a zigóta kialakulásától a petéből való kibújásig, a tojásból való kikelésig vagy a megszületésig

tartó fejlődési folyamat.

Posztembrionális fejlődés: az utód világrajöttétől annak haláláig tartó fejlődési folyamat.

Növekedés: olyan mennyiségi változások sora, amelyek sejtosztódással vagy sejtmegnyúlással térfogat- és tömeggya-

rapodást eredményeznek.

Fejlődés: olyan minőségi változások sorozata, amelynek eredményeként új szervek, szövetek alakulnak ki a sejtek mű-

ködésbeli elkülönülése (differenciálódása) következtében.

Szivacsok Többségük hímnős, kölcsönös megtermékenyítéssel, ivarsejtekkel szaporodnak. Ivartala-

nul kettéosztódással, bimbózással képesek nagy telepeket létrehozni.

Laposférgek Szaporodásuk ivarosan ivarsejtekkel történik. Hímnős és váltivarú képviselőik egyaránt

Az állatvilág önszabályozása 54/60

Gyűrűsférgek előfordulnak. Jó regenerálódó képességüket kihasználva ivartalan módon kettéosztódás-

sal is szaporodhatnak.

Lábasfejűek Közvetlen fejlődésű váltivarú állatok, sokszor jól látható ivari kétalakúsággal. A párzás-

kor a hím az egyik karjával helyezi a nőstény köpenyüregébe a hímivarsejteket tartalma-

zó csomagját.

Rovarok Váltivarúak, jellegzetes az ivari kétalakúság és a belső megtermékenyítés. Egyedfejlődé-

sük átalakulással zajlik, vagyis a petéből (tojásból) lárva kel ki.

Gerincesek Kizárólag ivarosan szaporodnak, vált ivarú élőlények, a különböző nemű egyedekre szin-

te mindig jellemző az ivari kétalakúság. A kétéltűeket kivéve közvetlen fejlődésűek. A

vízi környezetben élők a halak és a kétéltűek külső megtermékenyítésűek, a szárazföldi

gerincesek belső megtermékenyítésűek.

- Halak

- Kétéltűek Váltivarúak, ivari kétalakúság (nehezen észrevehető). Jellegzetes párzási tevékenységet

végeznek a vízben. Kocsonyás burokkal rendelkező petéi a vízben fejlődnek ki. Átalaku-

lással fejlődnek (látva állapot). Vegyes táplálkozású lárvájuk, az ebihal vízben él, kopol-

tyúval lélegzik. Az átalakulás után többségük szárazföldi életmódot folytat, és csak sza-

porodni tér vissza a vízbe. Tengeri fajuk nincs.

- Hüllők Váltivarúak. Vízi életmódtól való teljes elszakadás → belső megtermékenyítés. Az utód

embrionális fejlődése szaruhéjú („bőrhéjú”) tojásaikban zajlik (kiv.: krokodil, mészhéj).

Melyben több tápanyag (szikanyag) tárolódik az utód számára, mint a kétéltűek petéjé-

ben. A nőstények mindig a szárazföldön rakják le a tojásokat, melyeket a nap melege költ

ki. A kígyók között találunk néhány „elevenszülő” fajt. A viperák esetében például a nős-

tény ivarjárataiban kelnek ki az utódok a tojásból. Embrionális fejlődésük során –ahogy a

madaraknál és az emlősüknél is- kialakul az utód biztonságosabb fejlődését elősegítő

magzatburok. Nincs lárvaállapotuk, közvetlen fejlődésűek.

- Madarak Váltivarúak, általában jellegzetes ivari kétalakúsággal. A hímek (kakasok) ivarszervei a

herékből, a mellékherékből, az ondóvezetékekből, egyes madaraknál z ondót tároló on-

dóhólyagból áll, tipikus párzószervük viszont nincs. A nőstények (tojók) jobb oldali pete-

fészke és petevezetéke elcsökevényesedik az egyedfejlődésük során. A petefészekben

termelt petesejtek a hasüregen keresztül a petevezetékbe kerülnek, amelynek különböző

szakaszai a tojás egyes rétegeit hozzák létre. Mészhéjú tojásokkal szaporodnak. Egyedfej-

lődésük –mint a többi magzatburkosoknak- közvetlen.

- Emlősök Váltivarúak, gyakori az ivari kétalakúság. Belső megtermékenyítésük fejlett

párzószervekkel történik. Tojásrakó emlősök, erszényesek, méhlepényesek, embrió, mag-

zat, köldökzsinór → 131. o.

Az állatvilág önszabályozása

Hormonok: szövetekben vagy belsőelválasztású mirigyekben termelődő olyan szerves vegyületek, melyek befo-

lyásolják az életfolyamatokat. (A hormonok egymással és az idegrendszerrel kölcsönhatásban az anyagcsere-

folyamatokat, ezzel a növekedést, a fejlődést és a szaporodást befolyásolják.)

A hormonok termelése – így hatásuk is – lassúbb, mint egy idegi hatás, viszont hosszabb ideig képes a sejtekre

hatni. Az ideg- és a hormonrendszer működési egységet alkot (neuroendokrin rendszer).

Hormonális szabályozás Idegi szabályozás

– Növényre, állatra jellemző

– Ősibb

– Lassú

– Tartós

– Vérben, testfolyadékban közvetít

– Inkább a belső egyensúlyt teremti meg

– Csak állatra jellemző

– Újabb

– Gyors

– Rövid

– Idegsejteken közvetít

– Inkább a környezethez való alkalmazkodást biztosítja.

A receptorok a soksejtű állatokban a külső és a testen belüli ingerek felfogására specializálódott sejtek. Egy recep-

tor általában csak egyféle inger felfogására alkalmas. Azt az ingert, amelynek felfogására valamely receptor specializá-

lódott, a neki megfelelő, azaz adekvát ingernek nevezzük. Ha az érzéksejtekhez egyéb kiegészítő segédszervek kap-

csolódnak, kialakulnak az érzékszervek. A receptorok csoportosítása:

Receptor Feladata Adekvát ingere

fotoreceptorok

termoreceptorok

kemoreceptorok

mechanoreceptorok

látás;

hőérzékelés;

szaglás, ízlelés;

hallás

helyzetérzékelés

tapintás

fény.

a hőmérséklet-változás.

kémiai anyagok.

levegőrezgés

a test elmozdulása

nyomás

Az állatok örökölt magatartása 55/60

Az állatok örökölt magatartása Viselkedés (magatartás): a környezetükkel állandó kapcsolatban lévő állatok tevékenységeinek összessége.

Örökölt (veleszületett) mozgásmintázat: az elődöktől örökölt, a környezettől nagymértékben független, automa-

tikus cselekvés.

Jellemzői:

- a viselkedés formaállandósága,

- a fajra jellemző megjelenés,

- a faj minden egyedében azonos megjelenés,

- a megkezdett mozgás megszakíthatatlansága,

- a visszacsatolás hiánya a környezet és a mozgás szabályozása között.

Szabályozása: a kulcsinger (külső tényező) és a belső késztetés (motiváció) együttes hatásával. A kettő aránya vál-

tozhat.

Típusai:

- Feltétlen reflex: egy meghatározott ingerre egy meghatározott öröklött válasz. A faj minden egyede

ugyanúgy végzi→ az ártalmas inger ellen való automatikus viselkedés. Pl.: térdkalács-reflex, nyálelválasz-

tási reflex, (szopási→ egyedfejlődés elején, rovarok, halak→ lefagyási reakció, békák→ menekülési reflex, a kutya szeme felé nyú-

lunk, becsukja a szemét).

- Irányított mozgás (taxis): abban bonyolultabb a reflexnél, hogy az inger nemcsak kiváltja, hanem folya-

matosan irányítja is a magatartást (barna varangy→ különböző méretű négyzet, szürkületben akt ív rovar→ fényforrás, pa-

pucsállatka→CO2 elkerülése, pinceászka→ nagyobb egyedsűrűségű hely felé, légylárva bábozódás előtt→ sötétebb felé,

örvényféreg→ azonos intenzitású fény érje mindkét szemét, a kutya szaglása segítségével követi a vadat).

- Öröklött mozgásmintázat: külső ingerre bekövetkező, szigorú sorrendben lezajló magatartásformák→ a

mozgás beindulása után tehermentesítődik az idegrendszer (madarak fészeképítése, pók hálószövése, emlősök táplálék-

rejtési tevékenysége→ róka – főtt tojás, mókus→ diórejtő tevékenység ).

Az állat valamilyen tevékenységéhez, viselkedéséhez szükség van egy külső tényezőre, a kulcsingerre és a megfe-

lelő belső állapotra, a motivációra. (A kettő aránya az élőlény állapotától függően változhat.)

Az állatok tanult magatartása Tanulás: olyan folyamat, amely során az állat viselkedése tartósan vagy átmenetileg megváltozik valamilyen kör-

nyezeti esemény vagy hatás következtében. Az állatnak a változó környezethez való alkalmazkodását biztosítja.

Szabályozása: a külső ingerek és a belső késztetés (motiváció) együttesen.

Típusai (aszerint, hogy a magatartás hogyan valósul meg az egyed szintjén):

a) Meghatározott időben jelentkező: bevésődés (imprinting): az állatok életének egy bizonyos szakaszában jelentkező

tanulási forma (szülői, szexuális).

b) Általános tanulási mechanizmusok Megszokás: a többször ismétlődő közömbös ingerek „kiküszöbölése”→ az új és a már ismerős események

megkülönböztetése (vízben élő csigafaj, a kutya körmét megfogjuk, először hevesen tiltakozik, majd ha fogva tartjuk, a tiltakozás

erőssége csökken).

Érzékennyé válás: a kellemetlen ingerek hatására már az egyébként közömbös ingerre is erős reakció jön létre. (Pl: ha az

állatorvos valamilyen kellemetlen vizsgálatot végzett a kutyán, akkor az állat már akkor is tiltakozik, ha az orvos beletekint a fülébe.) Társításos tanulás: az állat megtanulja, hogy milyen, egyébként közöbös inger után következik a számára fontos

esemény, vagyis hogy a késztetéseiből származó feszültséget milyen módon csökkentheti.

~ Feltételes reflex: egy feltétlen reflexhez valamilyen közömbös inger társul, és így már a közömbös inger is ki-

váltja a reflexre jellemző választ, és felkészíti a szervezetet arra, hogy a fontos ingerre gyorsan tudjon válaszolni.

Fennmaradásához elengedhetetlen a megerősítés. (Pl.: ha etetés előtt mindig megkocogtatjuk az etetőedényét, akkor ez a

hang társul a táplálékkal, és már a hangra is megjelenik a nyálelválasztás, akkor is, ha az edényben nincs is táplálék.) ~ Operáns tanulás: az állatnak van valamilyen késztetése, és egy véletlenül végzett viselkedés ezt a késztetést

megszünteti, vagy enyhíti. Ilyenkor kapcsolat alakul ki a késztetés megszűnése és a viselkedés között, és az állat

a késztetés megjelenésekor egyre gyakrabban mutatja ezt a viselkedést. Az állat az aktív cselekvésével mintegy

vezérli, irányítja saját magát a tanulás során. (Pl.: galamb-búzaszem, cirkuszi állatok idomítása)

~ Belátásos tanulás: a már megtanult magatartási elemeket új kombinációba rakja az állat. Megerősítés→ fennma-

rad az idegrendszeren belüli kapcsolat.

Viselkedési típusok

Vizsgálódási szempont: mire irányul a viselkedés (létfenntartó, társas, szaporodási vagy szexuális). Ezek mind-

egyikéhez szükség van a kommunikációs viselkedésre, vagyis az információ átadására.

Az állatok kommunikációja

Megvalósulhat kémiai (szaglás), vizuális (látás) és akusztikus (hangadás és hallás) úton.

- Önzetlen magatartás vagy altruizmus (szülők gondozói viselkedése; mértéke egyenesen arányos a rokonság fo-

kával). Célja az adott tulajdonság fenntartása a populációban

- Agresszió: a fajtárs eltávolítására irányul (erő demonstrálása→ csökkenti a tényleges összecsapások számát).

- Szexuális állapot jelzése

- A fajtárs veszélyre figyelmeztetése

- Egyed- és rokonfelismerés

- Területkijelölés

- Kapcsolattartás

- Erőforrások jelzése

A növények és anyagcseréjük 56/60

Az állatok létfenntartó viselkedése

- Tájékozódás→ taxis (inger által kiváltott és irányított helyváltoztató mozgás)

o Passzív (kék dongólégy lárvája, méhfarkas, lazac, költöző madarak)

o Aktív (denevérek)

- Komfortmozgások (légy vagy macska mosakodása, tyúk tollászkodása, verebek porfürdőzése): ha ebben az ál-

latokat megakadályozzuk, előbb-utóbb elpusztulnak. Az állat általában nyugodt körülmények között végzi. Le-

het egyedek közötti tevékenység (madarak egymás fejét vakargatják, majmok egymást kurkásszák) vagy fajok

közötti szimbióta kapcsolat is (a tisztogató halak vagy a tisztogató madarak nagyobb állatok élősködőit fo-

gyasztják). Tágabb értelemben ide sorolható a pihenés is.

- Táplálkozási

o A táplálék felkutatása (nem okoz nehézséget→ giliszta, szilás cet)

Három különböző technika alakult ki gyűjtögetés (őz, cinege), vadászat (egerészölyv, macska), rejtőzködve vá-

rás, illetve csapdaállítás (lesőharcsa, keresztes pók).

o A táplálék megszerzése (a tápláléktól függ)

növényevők,

ragadozók→ támadó viselkedés→ védekező vagy menekülő magatartás (lelapulás,

rejtőszínek, riasztó hatások) Hatékony lehet valamilyen keserű, mérgező, ehetetlen anyag termelése, amelyre feltűnő szín vagy mintázat hívja fel a ragado-

zók figyelmét. A riasztás is hatásos lehet, akár a szín, akár a méret gyors megváltoztatásával, akár kellemetlen anya ürítésével (pl. a

bagolylepke hátsó, vörös szárnypárjának kivillantása a rejtőszín elülső szárnypár alól, vagy a macska szőrzetének felborzolása, vagy

a búbos banka ürülékfecskendezése). A vadászat elleni leghatásosabb védelem a gyors futás. A futás hatékonyságát különböző eltere-

lő műveletek is növelhetik, például ürülék elhagyása, gyors irányváltás, hirtelen mozdulatlanná válás.

o A táplálék elfogyasztása

Az állatok társas viselkedése

A csoportok lehetnek

- Átmenetiek ún. időleges tömörülések→ nyitott közösség (alpesi szalamandrák, varjak, seregélye, halak rajok-

ba verődése, rénszarvascsorda, vadászatra csoportosuló ragadozók).

- Zárt közösségek (egy szaporodási időszakra vagy egész életre)→ rangsor, territórium

Az állatok szexuális viselkedése

Az ivarérettség elérésétől az ivadékgondozás befejezéséit tart.

- Párválasztás

- Udvarlás, nászjáték

- Párzás

- Ivadékgondozás : az ivarosan szaporodó fajokban az utód fennmaradási esélyeit, zavartalan felnövekedését

elősegítő önzetlen magatartásformák összessége.

A növények és anyagcseréjük

A szárazföldi növények ősi zöldmoszatokból alakultak ki.

A növények jelentősége:

- a talaj kialakulása, védelme (eróziótól),

- fotoszintézisükkel szerves anyagot termelnek→ tápláléklánc,

- oxigént termelnek (légzés).

A fotoszintézis folyamata

Két fő szakasza a fényszakasz (fotolízis) és a sötétreakció. (Az ábrán az üres kör körfolyamatot jelez.)

1. Fényszakasz (fotolízis): csak fény jelenlétében

megy végbe. A víz fényenergia segítségével bomlik,

molekuláris (légköri) oxigén keletkezik, a H szállító-

molekulára kerül, ATP (adenozin-trifoszfát→ kémiai

energiaközvetítő) keletkezik.

2. Sötétszakasz: akkor is lezajlik, ha nem éri fény a

növényt. Ekkor a fényszakaszban keletkezett hid-

rogének és az ATP segítségével redukálódik a fel-

vett szén-dioxid. A fotoszintézis végterméke a

szőlőcukor (glükóz).

A fotoszintézis összefoglaló egyenlete: 6CO2+6H2Oklorofillfény

C6H12O6+6O2 szőlőcukor

A növények szőlőcukorból építik fel az összes szénhidrátot. A szőlőcukor lebontásából jutnak olyan két és három szén-

atomos köztestermékekhez, amelyekből a lipidek glicerinje és zsírsava felépíthető. A szőlőcukor lebontásából keletkez-

nek azok a különböző hosszúságú szénláncok is, amelyekre ammóniát kapcsolva aminosavakat állítanak elő a növé-

nyek. A nukleinsavakban található foszforsav a talajból felvett hidrogén-foszfátokból (HPO42-

) keletkezik.

H

O2 CO2

H2O szőlőcukor

fényszakasz sötétszakasz

A növényi test szerveződése 57/60

A növényi test szerveződése A növényi sejt részei: sejthártya, sejtplazma, sejtmag (sejtmaghártya)→ sejtmagvacska (riboszóma-RNS és –

fehérjék), endoplazmatikus hálózat (fehérjeképzés, anyagok átalakítása), Golgi-készülék (fehérjék átalakítása),

lizoszómák (anyagok lebontása, sejten belüli szállítás, tárolás), mitokondrium (energetikai központ), színtest, sejtfal

(cellulóz→ alak, védelem), sejtüreg benne a sejtnedv, zárványok .

A fotoszintetizálók szerveződési szintjei

1. Telepes növények kialakulása:

a) sok sejt mechanikai összekapcsolódásával→ sejttársulás (Volvox-faj)

b) osztódó sejtek együttmaradásával

– egyirányú osztódás→ sejtfonal (békanyál)

– háromirányú osztódással→ teleptest, amelyben a sejtek még nem csoportosulnak szöve-

tekké (csillárka moszat, zuzmók, mohák)

2. Hajtásos növények

A növények közül a legfejlettebbek. Különféle szöveteik és szerveik vannak. Felépítésükre jellemző a szárból és leve-

lekből álló hajtás, valamint a hajtással összefüggő gyökér.

Csoportosításuk:

a) spórás hajtásos növények (harasztok)

b) magvas hajtásos növények (nyitvatermők, zárvatermők).

A növényi szövetek Szövet: azonos eredetű, hasonló alakú és hasonló működésű sejtek csoportja.

1. Osztódó szövet: sejtjei a növény egész életében megőrzik osztódóképességüket (gyökércsúcs, hajtásvégek , csíra,

rügyek, palántanövény, kambium)

2. Állandósult szövet: sejtjei egy idő után beszüntetik osztódásukat.

a) Bőrszövet (általában egy sejtrétegű, sejtjei szorosan záródnak, védelem| föld feletti részek→ párologtatás csök-

kentése, nincs benne zöld színtest, átengedi a fényt, felületén viaszréteg lehet, gázcserenyílások , szőrök | a

gyökér bőrszövete ).

b) Szállító szövet→ szállítónyalábok

– farész (víz, oldott ionok)→ vízszállító sejtek, zárvatermők többségében vízszállító csövek

– háncsrész (a levélben elkészült szerves anyagokat a felhasználás helyére)

A fás szár kialakulása 172: kambium→ évgyűrű (minden évben két rétege van: egy belső, világosabb tava-

szi pászta és egy sötétebb, külső őszi pászta).

c) Alapszövet (a bőrszövet és a szállítószövet között, vékony sejtfal→ anyagáramlás)

– Táplálékkészítő alapszövet (levélben, fiatal szárban, fejlődő termésekben; zöld színtest)

– Víztároló , levegőtároló alapszövet

– Raktározó alapszövet (keményítő, olaj, fehérje)

– Szilárdító alapszövet (vastag sejtfal)

– Kiválasztó alapszövet (tejnedv, hatóanyagok, illóolajok, nektár)

A növények szervei A szervek különféle szövetekből alakulnak ki. Speciális feladatokat látnak el.

Létfenntartó szervek

Gyökér→ Szerepe: felszívás, szállítás, rögzítés, esetleg raktározás.

Szakaszai: osztódási, megnyúlási, felvételi, szállítási.

Szár→ Szerepe: tartja a szerveket→ biztosítja a növény alakját, szállítás (tápoldat, kész szerves anyag).

A szállítónyalábok a kétszikűeknél körkörösen, az egyszikűeknél szórtan helyezkednek el.

A fás szár keresztmetszetének részei: bőrszövet, háncsrész, kambiumgyűrű (a 3. évre záródik), farész, alapszövet.

Levél→ Szerepe: fotoszintézis, gázcsere, párologtatás.

A kétszikű levél keresztmetszetének részei: felső bőrszövet, oszlopos asszimiláló alapszövet, szivacsos asszimiláló

alapszövet, edénynyaláb (felül a farész, alul a háncsrész), alsó bőrszövet a gázcserenyílásokkal (a gázcserenyílások álta-

lában az alsó bőrszövetben vannak, mert a levélre tűző nap túl erős párologtatást okozna, szén-dioxid pedig a levél

mindkét oldalán egyforma mennyiségben van).

A növények ivaros szaporodása

A magvas növények szaporítószerve a virág.

A teljes, kétivarú (benne mindkét ivarlevél megtalálható) virág részei:

Kocsány, vacok, viráglevelek:

a) takarólevelek (védik az ivarleveleket)→ virágtakaró

– csészelevelekből álló csésze (zöld)

– sziromlevelekből álló párta (színes)

– lepel: a takarólevelek nem különülnek el csészére és pártára (tulipán)

b) ivarlevelek

– porzólevél (porzószál, portok→ pollen a hímivarsejttel)

– termőlevél (bibe, bibeszál, magház→ magkezdemény a petesejttel).

A növények rendszertani csoportjai 58/60

Egyivarú a virág, ha egy virágban vagy csak termő vagy csak porzó van.

a) Egylaki növény: az egyivarú virágok egy növényen nőnek. Pl.: kukorica, dió, mogyoró.

b) Kétlaki növény: az egyivarú virágok különböző növényen nőnek. Pl.: fűz, kender.

A termés kialakulása petesejt + hímivarsejt → zigóta (megtermékenyített petesejt) → embrió (csíra)

központi sejt + hímivarsejt → táplálószövet magkezdemény külső burka → maghéj

magház fala

termés fala

A termés (húsos vagy száraz) védi a magot, és elterjedésében segíti.

A mag a virágos növény embrionális alakja, amely átmeneti nyugalmi állapotban levő növénykezdemény. Részei: mag-

héj, sziklevél, csíra (gyökérkezdemény, hajtáskezdemény).

A csírázás

A csírázás a növény embrionális fejlődésének az a szakasza, amelyben a csíra kijut a magból, és csíranövénnyé fejlődik.

a) A csírázás külső feltételei

- Víz: a plazma megduzzad, a maghéj megreped, így a csíranövény gyököcskéje kiléphet, lehetővé válik az

enzimek aktiválódása és a tartaléktápanyagok átalakulása.

- Levegő: felszabadul a csírázáshoz szükséges vegyi energia, anyagcsere-termékek (pl CO2) keletkeznek.

- Hőmérséklet: a mag sziklevelében és a táplálószövetében felhalmozott anyagok felhasználásához szüksé-

ges.

- Fény: a legtöbb növény magja a fény iránt közömbös. (Fényigénylők: pl. fagyöngy, paradicsom, sárgarépa, dohány.

Fényt kerülők: pl. a szántóföldi gyomok.) b) A csírázás belső feltételei: enzimek, hormonok.

- A mag érettsége (az enzimek aktiválódnak) a tartaléktápanyagok oldott vegyületekké alakulnak át, ame-

lyeket a csíranövény felhasznál.

- Csírázást gátló anyagok eltávolítása: tök, dinnye termésében a magvak csírázást gátló anyagokban van-

nak, ezért a magvakat vetés előtt le kell mosni.

- Csírázóképesség időtartama: a raktározott tápanyagok lebontásával kapcsolatos: ~ Hosszabb időtartamú (10-60-80 év): a nehezen bomló, keményítőtartalmú magvaké (pl. búzafélék, ajakosak, mályvafé-

lék).

~ Rövidebb időtartamú (pár nap): a könnyen lebomló fehérjét, zsírt és olajat tartalmazó magvaké (pl. fűzfa, nyárfa).

A növények ivartalan szaporodása

Spórákkal: mohák, harasztok.

Regeneráción alapuló: Regeneráció: a már állandósult sejtek visszanyerik osztódóképességüket, és új sejteket hoznak létre (kopások pótlása, sérülések javítása).

- teleprészletekkel (mohák, zuzmók),

- vegetatív szervekkel

~ gyökérrel (pl. akác, gyermekláncfű)

~ hajtással (pl. a szamóca indája, a gyöngyvirág gyöktörzse, a burgonya gumója, a tulipán hagymá-

ja, a kardvirág sarjhagymája)

~ levéllel ritkán.

Ivartalan szaporítási módok:

~ dugványozás: gyökérrel (rózsa), szárral (muskátli), levéllel (begónia, fokföldi ibolya),

~ bujtás (szőlő, rózsa),

~ szervátültetés: oltás (2-3 rügyes oltóág), szemzés (rügy beültetése→ gyümölcsfák, rózsák).

~ tőosztás (pl. egres)

~ klónozás: azonos információtartalmú DNS-darabok, sejtek vagy szervezetek mesterséges előállí-

tása. A növények klónozása már ipari méretekben folyik, így ugyanis biztosan fajtaazonos és ví-

rusmentes szaporítóanyagot kaphatunk, illetve mag nélküli növényeket is könnyen szaporíthatunk

(szőlőoltványok, banáncsemete).

A növények rendszertani csoportjai A növényvilág fejlődését befolyásolta a fényért, vízért való verseny, a szárazabb élőhelyeken való szaporodás lehetősége.

A növények közül a szárazföldön először a mohák és a harasztok jelentek meg.

Mohák

Valódi szárazföldi növények, azonban szaporodásukhoz feltétlenül vízre van szükségük. Átmenetet képeznek a te-

lepes és a hajtásos növények között. Fejlettebb képviselőiknél (bár a sejtek közötti munkamegosztás még nem végleges)

már megjelennek szövetelemek. A vizet és a tápsókat egész testfelületükön veszik fel. A lombosmoha részei: gyökér-

szerű szőrök, szárszerű, levélszerű képződmények, spóratartó-nyél, spóratartó tok.

Harasztok

Az első igazi szárazföldi növények, mivel már a szaporodásukhoz sincs szükségük vízre. Hajtásos növények, gyökerük,

száruk, levelük van. Ezeket a szerveket valódi szövetek építik fel.

Nyitvatermők

Víztől független szaporodás, virág, mag, megjelenése→ a szárazföldi élethez való hatékonyabb alkalmazkodás.

magkezdemény mag termés

A gombák teste és életműködése 59/60

Zárvatermők

Szárukban kialakulnak a gyorsabb szállítást biztosító vízszállító csövek és a rostacsövek. A változatos megjelenésű le-

velek nagy felülete előnyös a fotoszintézis szempontjából. Gyökérszőrök → hatékonyabb víz- és ionfelvétel.

A virág felépítése is előnyösebbé vált. Megjelent a színes virágtakaró és az illatos nedvet termelő nektáriumok, melyek

elősegítették az állatbeporzást (rovar-, madár-, csiga-, denevérbeporzás)→ biztosabb megtermékenyítés. A virágban a

termőlevél bezárult, így védetté vált a benne lévő egy vagy több magkezdemény. Ezzel együtt a magház falának is részt

kell venni a mag védelmében, vagyis a zárvatermőknél új szerv, a termés jelent meg. A magot körülvevő termésfal vál-

tozatos kialakulása lehetővé teszi az elterjedést, védelmet biztosít, befolyásolja a mag megfelelő fejlődését.

A gombák teste és életműködése Testfelépítésére elsősorban a telepes-fonalas szerveződés jellemző. Testüket kevés kivételtől eltekintve hengeres

gombafonalak építik fel, melyek szövedéket képeznek. Főként spórákkal szaporodnak. Heterotróf élőlények.

Gyakorlati jelentőségük

Szaprofita gombák: az elpusztult növényekkel és állatokkal táplálkoznak, és közben szén-dioxidot szabadítanak fel

az anyagok körforgásában nélkülözhetetlenek.

- Peronoszpóra (élősködő): a szőlő, a burgonya, a dohány kártevője. Nedves, meleg időben terjed jól, ilyenkor

gyakran kell permetezni.

- Fejespenész (szaprofita): nedves helyen, a kenyéren, gyümölcsön laza penészbevonatot képez.

- Élesztőgombák— A kelt tészták elkészítéséhez sütőélesztőt használunk. A sörélesztő, illetve a borélesztő oxigén-

hiányos környezetben erjeszt, a cukorból szén-dioxidon kívül etil-alkoholt állít elő.

- Ecsetpenész: nevét jellegzetes ecsetszerűen elágazó fonalvégeiről kapta. Anyagcsereterméke a penicillin (antibio-

tikum). Az antibiotikumok gombák vagy baktériumok által termelt anyagok, amelyek más gombák vagy bakté-

riumok szaporodását gátolják, esetleg elpusztítják őket. A penicillint termelő gombák rokona a rokfortsajton

élő nemespenész.

- Farontó gombák

- Emberi megbetegedéseket okozó gombák: A gombás köröm vastag, sárgás, nem átlátszó. A lábgombásodás kö-

zös zuhanyzókban, közös papuccsal nagyon könnyen terjed.

- A kalapos gombák (ehető és mérgező) felépítése: tenyésztest (talajban), termőtest (kalap, tönk).

A gombaszedés és fogyasztás szabályai

A legfontosabb ehető és mérgező gombák felismerése

Ehető→ Nagy őzlábgomba Császárgomba Sárga rókagomba Mezei szegfűgomba Erdőszéli csiperke

Mérgező→ Párducgalóca Légyölő galóca Világító tölcsérgomba Kerti susulyka Gyilkos galóca

A zuzmók Gombák és moszatok (kékbaktériumok és zöldmoszatok) együttélésével (szimbiózis) jöttek létre. Telepes élőlé-

nyek.

Úgynevezett pionír növények, a sziklák felületén is megtelepszenek, és zuzmósavaikkal feloldják a kőzetet, talajt

„készítenek” az igényesebb növényeknek. Nagyon igénytelen növények, egyedül a levegő kén-dioxid-tartalmát nem

tudják elviselni. (Kén-dioxid az autók kipufogógázában, a kéntartalmú kőszén égéstermékeiben van nagy mennyiség-

ben.)

Igen érzékenyen reagálnak a levegő szennyezettségére, eltűnésükkel jelzik a kén-dioxid jelenlétét a környezetben.

Az ilyen jelző élőlényeket indikátorszervezeteknek is mondjuk.

Felépítése: felső gombakéreg, gombafonalak és moszatsejtek, alsó gombakéreg.