Фрактальные структуры и паттерны у гидробионтов при воздействии антропогенных факторов

• Автор: Муравьев, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 03.00.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ФРАКТАЛОПОДОБНЫЕ СТРУКТУРЫ, ОБРАЗОВАННЫЕ ГИДРОБПОНТАМИ, В

НОРМЕ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Современные теории морфоге еза и фракталоподобные структуры

Способы клеточной миграции в морфогенезе

Хемотаксис

Гаптотаксис.

Гальванотаксис

Контактное ориентирование.

Контактное ингибирование движения при образовании фрактаюподобных структур

Термодинамическая модель клеточных взаимодействий.

Изменения в строении клеточной поверхности
Регуляция пространственной организации за счет колебательных процессов
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование фракталоподобных структур на клеточном уровне
Исследование фракталов на органном уровне.
Материал и методы исследования фракталов на уровне популяций
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Результаты исследований влияния патогенных факторов на фракталоподобные структуры на
клеточном уров ш.
Моделирование фракталонодобного роста волокон хрусталика и его аномалий при действии
НЕБЛАГОПРИЯТ1 ЫХ ФАКТОРОВ ОРГАННЫЙ УРОВЕНЬ.
ФОРМИРОВАНИЕ ФРАКТАЛОПОДОБНЫХ СТРУКТУР НА НАДКЛЕТОЧИОМ УРОВНЕ в норме И ПРИ ДЕЙСТВИИ
АНТРОПОГЕННЫХ факторов
Процессы формирования фрактаюв на уровне популяций микроорганизмов изучались на примере структур, образованные свободноплавающими хламидомонадами в нормачьных условиях и в усювиях
физикохимического воздействия на культуру
Влияние техногенных полей, образованных дисплеем, на формирование фрактаюв
Формирование паттернов одноклеточными водорослями в солоноватоводных микроэкосистемах при
начичии токсикантов.
Рост патогенных микроорганизмов посче экспозиции у экрана монитора компьютера и влияние на него автогенератора КВЧ.
ГЛАВА 4. ВЫВОДЫ
ИСПОЛ ЬЗОВ АН Н АЯ Л ИТЕ РАТУ РА. .
Введение


Некоторые бактерии образуют древовидные фракталы, когда сползаются и образуют колонии для формирования спорангиев I i. Ii i. Однако исследования морфогенеза фракталов не ограничивается только теоретическими исследованиями. С каждым годом возрастает количество работ прикладного характера в основном направленных для оценки воздействия антропогенных факторов на фракталоподобный рост и формирование структур обладающих самоподобием i. В некоторых случаях рассматривают фракталоподобные функции, например фракталоподобное движение дафний, по нарушению которого определяют токсичность водной среды ii i. Термин морфогенез. Термин часто употребляется в тех случаях, когда речь идет о возникновении новых органических форм в процессе эволюции. Некоторые исследователи противопоставляют термину морфогенез термин образование пространственной структуры i. Под образованием пространственной структуры подразумеваются формообразовательные процессы статического характера,
например формирование кости, перьев, либо фракталоподобных структур, о которых идет речь. В настоящей работе мы будем употреблять термин морфогенез в соответствии с его этимологией в самом общем смысле, а именно для обозначения любого процесса возникновения или разрушения фракталоподобной формы. При этом мы постараемся найти общие закономерности в морфогенезе фракталов, хотя и рассмотрим, как природу субстрата рассматриваемых форм, так и уровень структурной организации гидробионтов. В нашем случае мы будем рассматривать образование фракталов на клеточном, органном и надклеточном уровне у гидробионтов. Основы теории морфогенеза фракталов и область ее применения. Значительное число природных объектов, в том числе и живых, имеет фракталоподобную структуру. Мы исследуем образование пространственной структуры фракталов потому, что в настоящее время уже появились теоретические предпосылки их формирования . С развитие компьютерного анализа возникла возможность более полного и разнообразного исследования возникновения и реального изучения сложной формы. Это же преимущество дает возможность исследовать на моделях в трехмерном виртуальном пространстве воздействие вредных факторов на морфогенез фракталов i . Понятие фрактала, изменившее многие традиционные представления о формировании структуры, появилось в году. Оно было введено французским математиком Б. Мандельбротом, который в дальнейшем в своей книге Фрактальная геометрия природы развил возникшие ранее идеи, что способствовало широкому распространению идее фракталоподобной геометрии , . Фракталоподобным ростом обладают многие морские и пресноводные организмы с радиальной симметрией, например губки , , некоторые виды фораминифер и моллюски . Существует мнение, что даже некоторые морские сообщества, например макробентос Белого . Сходные данные, указывающие на зависимость построения фракталов морскими организмами от условий окружающей среды, выявлены и другими исследователями i . Ряд тканей и органов многоклеточного организма сформирован по типу фракталов. Фракталоподобную структуру имеет нервная, кровеносная, лимфатическая системы, отдельные крупные клетки организма хрусталик глаза и кости . За последние годы теория фракталов также широко применяется для решения ряда экологических проблем и проблем эволюции водных организмов . Рассматриваемая нами теория использует топологические и аналитические исследования по проблеме так называемой структурной устойчивости. В основу принимается некая форма, геометрически определяемая, например, графиком функции х и требуется выяснить, обладает ли эта функция структурной устойчивостью. Сохраняет ли эта возмущенная функция ту же топологическую форму, если первоначальная функция переводится малым возмущением в . В разработку теории морфогенеза еще ранее немалый вклад внес Уоддингтон , представления которого о креодах и эпигенетическом ландшафтах хорошо укладывается в постулаты структурной устойчивости дифференцируемых функций и отображений. Это означает, что теория носит весьма абстрактный и общий характер и что область ее приложения выходит далеко за пределы гидробиологии или даже других отделов биологии.