Механизмы управления в биосистемах посредством химических агентов

• Автор: Юшка, Альфонсас Антанович
• Шифр специальности: 03.00.02, 05.13.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Вильнюс
• Количество страниц: 126 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Модели реакции биосистемы на химическое воздействие
1.2. Управление в биосистемах с простым циклом репродукции
1.2.1. Модели управления клеточным циклом
1.2.2. Жизненный цикл пчелиной семьи и
управление роением
1.3. Резюме
ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
УПРАВЛЯЮЩЕГО АГЕНТА (ФЕРОМОНОВ МАТКИ) В
ПЧЕЛИНОЙ СЕМЬЕ
2.1. Скорость выделения феромонов матки
2.2. Механизмы элиминации феромонов матки из гнезда
2.2.1. Модель улетучивания феромонов матки
2.2.2. Временной спад привлекательности следов матки
2.2.3. Угасание эффективности пчел-переносчиц
2.3. Последствия удаления матки из семьи
2.4. Сопоставление модели улетучивания феромонов с известными экспериментальными данными
2.4.1. Истощение запаса феромонов в теле мертвой матки
2.4.2. Распределение феромонов матки на поверхности
ГЛАВА III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ
ПОСРЕДСТВОМ ХИМИЧЕСКИХ АГЕНТОВ
3.1. Модели сенсора
3.2. Модели эффектора
Глава IV. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ, ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
И СОПОСТАВЛЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
4.1. Анализ и интерпретация моделей
4.2. Сопоставление моделей с экспериментальными данными
4.2.1. Управление на клеточном уровне
4.2.2. Управление роением в пчелиной семье
Глава V. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Исследование механизмов управления в биосистемах посредством химических агентов является одной из актуальных проблем современной биологии и биофизики. Это обусловлено тем, что такого рода управление лежит в основе многих жизненных процессов и имеет место на всех уровнях биологической организации - от клеточного до межвидового. Объекты, цели и способы управления на разных уровнях различны, однако во всех случаях можно говорить об управлении в том смысле, что при воздействии химического агента на биосистему изменяется ее состояние или поведение. Это изменение состояния или поведения биосистемы можно рассматривать как ее реакцию на соответствующее воздействие или как преобразование интенсивности воздействия в соответствующий сигнал. Управляющий агент может быть внешним по отношению к биосистеме или же вырабатываться, распространяться и восприниматься внутри самой биосистемы; в последнем случае имеет место самоуправление.
Характерным примером реакции биосистемы на внешнее химическое воздействие является хеморецепция. Однако несмотря на обилие экспериментального материала, полученного различными методами на разных уровнях исследования хеморецепции (электроольфак-то- и электроантеннограммы (ЭОГ и ЭАГ), импульсная активность отдельных рецепторных клеток насекомых, поведенческие реакции организма на химический стимул), в настоящее время нет удовлетворительной модели, которая устанавливала бы связь между интенсивностью химического стимула и величиной реакции биосистемы (амплитудой ЭОГ или ЭАГ, частотой импульсации рецепторной клетки или вероятностью той или иной поведенческой реакции организма). Известные модели (например, "психофизический" закон Вебе-

но феромоны при этом участвуют.
Свиту матки в основном составляют молодые пчелы-корми-лицы (специализация рабочих пчел в некоторой мере определяется их возрастом /80/). Но в этой возрастной группе пчел, по-видимому, нет дальнейшей специализации на особи, принимающие участие в образовании свиты и непринимающие /103/. Рабочие этой группы становятся аттендантами случайно и выполняют эту роль временно.
В экспериментах Фелтайша функции переноса феромонов отдельной рабочей пчелой изучались в специальных клеточках /124/. В одной клеточке была матка и рабочие пчелы, в другой - безматочные рабочие пчелы. Эксперимент начинался с контакта между маткой и рабочей пчелой из безматочной клеточки в третьей маленькой клеточке. Рабочая пчела впускалась в эту клеточку через систему отверстий и задвижек в дне клеточки. Пчела, возвращалась в свою первоначальную клеточку этим же путем. Возвращаемая пчела метилась путем обрезки части крыла.
В экспериментах Силен использовалась семья пчел, содержавшаяся в большом наблюдательном улье. В эту семью, население которой составляло около 17500 индивидов в периоды наблюдений, вводились 2000 индивидуально помеченных рабочих пчел.
Для наблюдения выбирались те пчелы из числа меченых ат-тендантов, которые контактировали с маткой по меньшей мере 20 с. Контрольные пчелы того же возраста выбирались случайно, и над ними проводились наблюдения таким же образом. Наиболее интересными типами поведения оказались "обследование" и "антеннация".