Таксис
Такси ( (от древнегреческого τάξις táxis) «расположение, порядок»; [1] пл. : налоги / ˈ t æ k s iː z / ) [2] [3] [4] Это движение организма такой в ответ на раздражитель, как свет или присутствие пищи. Налоги — это врожденная поведенческая реакция. Такси отличается от тропизма (реакция на поворот, часто рост к стимулу или от него) тем, что в случае таксиса организм обладает подвижностью и демонстрирует направленное движение к источнику стимула или от него. [5] [6] Иногда его отличают от кинезиса — ненаправленного изменения активности в ответ на раздражитель.
Классификация
[ редактировать ]Налоги классифицируются в зависимости от типа стимула и от того, является ли реакция организма движением к стимулу или от него. Если организм движется к раздражителю, такси является положительным, а если он удаляется, такси отрицательны. Например, жгутиковые простейшие рода Euglena движутся к источнику света. Эта реакция или поведение называется положительным фототаксисом, поскольку фототаксис относится к реакции на свет, и организм движется к раздражителю.
Терминология, основанная на типе стимула.
[ редактировать ]Было идентифицировано множество типов такси, в том числе:
- Аэротаксис (стимуляция кислородом )
- Анемотаксис ( ветер ) [7]
- Баротаксис (под давлением )
- Хемотаксис или «поиск градиента» ( химическими веществами ) [7]
- Дуротаксис (по жесткости )
- Электротаксис или гальванотаксис ( электрическим током ).
- Гравитаксис или геотаксис (под действием силы тяжести )
- Гидротаксис (по влаге )
- Магнитотаксис (по магнитному полю )
- Фототаксис ( световой )
- Реотаксис (за счет потока жидкости )
- Термотаксис (из-за изменения температуры )
- Тигмотаксис (при физическом контакте )
В зависимости от типа имеющихся органов чувств таксис можно классифицировать как клинотаксис , при котором организм постоянно исследует окружающую среду, чтобы определить направление раздражителя; тропотаксис , при котором двусторонние органы чувств используются для определения направления раздражителя; и телотаксис , когда одного органа достаточно, чтобы установить ориентацию стимула.
Терминология, заимствованная из направления такси.
[ редактировать ]Существует пять типов налогов, основанных на передвижении организмов.
- Клинотаксис возникает у организмов с рецепторными клетками , но не с парными рецепторными органами. Приемные клетки могут располагаться по всему телу, но чаще ближе к передней стороне. Организм обнаруживает раздражители , поворачивая голову в сторону и сравнивая интенсивность раздражителя. Тогда направление их движения зависит от более сильного стимула: движение либо к желаемому стимулу, либо от нежелательного. [7] Когда интенсивность раздражителей сбалансирована одинаково со всех сторон, организм движется прямолинейно. Движение мясной мухи и бабочки личинок отчетливо демонстрирует клинотаксис.
- Тропотаксис проявляется организмами с парными рецепторными клетками, сравнивающими силу сигналов и поворачивающимися к самому сильному сигналу. [7] Движение хариусных бабочек и рыбьих вшей отчетливо демонстрирует тропотаксис.
- Для телотаксиса также необходимы парные рецепторы. Движение происходит в том направлении, где интенсивность раздражителей сильнее. Телотаксис хорошо виден в движении пчел , когда они покидают улей в поисках пищи. Они уравновешивают раздражители солнца и цветов , но приземляются на тот цветок, чей стимул для них наиболее интенсивен.
- Менотаксис описывает поддержание организмами постоянной угловой ориентации . Наглядной демонстрацией этого являются пчелы, возвращающиеся в свой улей ночью, и движение муравьев относительно солнца.
- Мнемотаксис — это использование памяти для отслеживания следов, которые организмы оставляют, путешествуя к дому или обратно.
Примеры
[ редактировать ]- Аэротаксис — это реакция организма на изменение концентрации кислорода, которая в основном встречается у аэробных бактерий. [8]
- Анемотаксис – это реакция организма на ветер. Многие насекомые демонстрируют положительную анемотаксическую реакцию (поворот/полет против ветра) при воздействии воздушного стимула, исходящего из источника пищи или феромонов. [7] Анемотаксический поиск при боковом ветре наблюдается у некоторых обонятельных животных при отсутствии целевого запаха, включая мотыльков, альбатросов и белых медведей. [9] [10] [11] У крыс есть специальные супраорбитальные усы, которые улавливают ветер и вызывают анемотаксическое поворачивание. [12]
- Хемотаксис — это реакция, вызываемая химическими веществами, то есть реакция на градиент химической концентрации. [8] [7] [13] Например, хемотаксис в ответ на градиент сахара наблюдался у подвижных бактерий, таких как E. coli . [14] Хемотаксис возникает также в антерозоидах печеночников папоротников , в ответ на химические вещества , и мхов выделяемые архегониями . [8] Одноклеточные (например, простейшие) или многоклеточные (например, черви) организмы являются мишенью хемотаксических веществ. Градиент концентрации химических веществ, образующихся в жидкой фазе, направляет векторное движение реагирующих клеток или организмов. Индукторы движения в сторону увеличения концентраций рассматриваются как хемоаттрактанты , а хемопелленты приводят к удалению химического вещества. Хемотаксис описан в прокариотических и эукариотических клетках, но механизмы передачи сигналов (рецепторы, внутриклеточная передача сигналов) и эффекторы существенно различаются.
- Дуротаксис – это направленное движение клетки по градиенту жесткости.
- Электротаксис (или гальванотаксис) — направленное движение подвижных клеток вдоль вектора электрического поля . Было высказано предположение, что, обнаруживая электрические поля и ориентируясь на них, клетки могут двигаться к повреждениям или ранам, чтобы их восстановить. Предполагается также, что такое движение может способствовать направленному росту клеток и тканей в процессе развития и регенерации. Это представление основано на существовании измеримых электрических полей, которые естественным образом возникают во время заживления, развития и регенерации ран; а клетки в культурах реагируют на приложенные электрические поля направленной миграцией клеток – электротаксисом/гальванотаксисом.
- Энергетическое такси — это ориентация бактерий на условия оптимальной метаболической активности путем определения внутреннего энергетического состояния клетки. Следовательно, в отличие от хемотаксиса (таксис к определенному внеклеточному соединению или от него), энергетическое такси реагирует на внутриклеточный стимул (например, движущую силу протонов , активность NDH-1 ) и требует метаболической активности. [15]
- Гравитаксис (исторически известный как геотаксис) — это направленное движение (вдоль вектора силы тяжести ) к центру тяжести . Планктонные в личинки камчатского краба сочетают Lithodes aequispinus себе положительный фототаксис (движение к свету) и отрицательный гравитационный (движение вверх). [16] Кроме того, личинки полихеты Platynereis dumerilii сочетают положительный фототаксис (движение к свету, исходящему от поверхности воды) и положительный гравитационный эффект, индуцированный УФ- излучением (движение вниз), образуя соотношение хроматических глубиномеров . [17] Как положительные, так и отрицательные гравитаксы обнаружены у различных простейших ( например , Loxodes , Remanella и Paramecium ). [18]
- Магнитотаксис — это, строго говоря, способность ощущать магнитное поле и координировать движение в ответ. Однако этот термин обычно применяется к бактериям, которые содержат магниты и физически вращаются под действием магнитного поля Земли . В этом случае «поведение» не имеет ничего общего с ощущениями, и бактерии точнее назвать «магнитными бактериями». [19]
- Фаротаксис — это движение в определенное место в ответ на заученные или условные раздражители или навигация по ориентирам. [20] [21]
- Фонотаксис — движение организма в ответ на звук .
- Фототаксис — это движение организма в ответ на свет , то есть реакция на изменение интенсивности и направления света. [8] [22] Отрицательный фототаксис, или движение в сторону от источника света, наблюдается у некоторых насекомых, например тараканов. [8] Положительный фототаксис, или движение к источнику света, выгоден для фототрофных организмов, поскольку они могут наиболее эффективно ориентироваться для получения света для фотосинтеза . Многие фитофлагелляты , например эвглена , и хлоропласты высших растений положительно фототаксичны, двигаясь к источнику света. [8] У прокариот наблюдаются два типа положительного фототаксиса: скотофобаксис наблюдается, когда движение бактерии из области, освещенной микроскопом, когда наступление темноты сигнализирует клетке о необходимости изменить направление и снова войти на свет; второй тип положительного фототаксиса — это истинный фототаксис, который представляет собой направленное движение вверх по градиенту к увеличению количества света. Существует другая классификация ориентации на темные области, называемая скототаксисом.
- Реотаксис – это реакция на ток в жидкости. Положительный реотаксис проявляется в том, что рыба поворачивается лицом против течения. В текущем потоке такое поведение заставляет их удерживать свое положение в потоке, а не уноситься вниз по течению. У некоторых рыб наблюдается отрицательный реотаксис, когда они избегают течения.
- Термотаксис – миграция по градиенту температуры. Некоторые слизевики и мелкие нематоды могут мигрировать при удивительно малых градиентах температуры, менее 0,1 °C/см. [23] Очевидно, они используют такое поведение, чтобы достичь оптимального уровня содержания в почве. [24] [25]
- Тигмотаксис — это реакция организма на физический контакт или близость физического разрыва в окружающей среде (например, крысы предпочитают плавать у края водного лабиринта). Считается, что личинки плодожорки используют тигмотаксическое чувство, чтобы находить плоды, которыми можно питаться. [26] Мыши и крысы, населяя рукотворные конструкции, имеют тенденцию держаться близко к вертикальным поверхностям; в первую очередь это проявляется в движении вдоль стыка пола и стены. Усы ( вибриссы ) часто используются для обнаружения наличия стены или поверхности при отсутствии достаточного света у грызунов и кошек, чтобы помочь в тигмотаксисе.
См. также
[ редактировать ]- Биология
- Другой, более широкий контекст
- Таксономия , наука о категоризации или классификации.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Генри Джордж Лидделл; Роберт Скотт (1940). «τάξις» . Греко-английский лексикон . Оксфорд: Кларендон Пресс .
- ^ «такси» - через бесплатный словарь .
- ^ "Таксис" . Словарь Merriam-Webster.com .
- ^ "Таксис" . Dictionary.com Полный (онлайн). nd
- ^ Кендей, Южная Каролина (1961). Экология животных . Prentice-Hall, Inc., Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, стр. 468 стр.
- ^ Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе , Гл. 14. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс. ISBN 978-0-674-03116-6 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Маккензи, Дана (6 марта 2023 г.). «Как животные следуют за своим носом» . Знающий журнал . Ежегодные обзоры. doi : 10.1146/knowable-030623-4 . Проверено 13 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Мартин, Э.А., изд. (1983). Словарь наук о жизни Macmillan (2-е изд.). Лондон: Макмиллан Пресс. п. 362. ИСБН 0-333-34867-2 .
- ^ Кеннеди, Дж. С.; Марш, Д. (1974). «Феромонно-регулируемый анемотаксис у летающих бабочек». Наука . 184 (4140): 999–1001. Бибкод : 1974Sci...184..999K . дои : 10.1126/science.184.4140.999 . ПМИД 4826172 . S2CID 41768056 .
- ^ Невитт, Габриэль А.; Лосекут, Марсель; ВаймерскирхВеймерскирх, Анри (2008). «Свидетельства обонятельного поиска у странствующего альбатроса Diomedea exulans» . ПНАС . 105 (12): 4576–4581. дои : 10.1073/pnas.0709047105 . ПМК 2290754 . ПМИД 18326025 .
- ^ Тогунов, Рон (2017). «Ветровые пейзажи и обонятельный поиск пищи у крупного хищника» . Научные отчеты . 7 : 46332. Бибкод : 2017NatSR...746332T . дои : 10.1038/srep46332 . ПМЦ 5389353 . ПМИД 28402340 .
- ^ Мугнаини, Матиас; Мехротра, Дхрув; Давуан, Федерико; Шарма, Варун; Мендес, Ана Рита; Герхардт, Бен; Конча-Миранда, Мигель; Брехт, Майкл; Клеменс, Энн М. (2023). «Надглазничные усы действуют у крыс как антенны, чувствительные к ветру» . ПЛОС Биология . 21 (7): e3002168. дои : 10.1371/journal.pbio.3002168 . ISSN 1545-7885 . ПМЦ 10325054 . ПМИД 37410722 .
- ^ Редди, Гаутам; Мурти, Венкатеш Н.; Вергассола, Массимо (10 марта 2022 г.). «Обонятельное зондирование и навигация в турбулентной среде» . Ежегодный обзор физики конденсированного состояния . 13 (1): 191–213. Бибкод : 2022ARCMP..13..191R . doi : 10.1146/annurev-conmatphys-031720-032754 . ISSN 1947-5454 . S2CID 243966350 .
- ^ Бласс, Э.М. (1987). «Опиоиды, сладости и механизм положительного воздействия: широкие мотивационные последствия». Доббинг, Дж. (ред.). Сладость . Лондон: Springer-Verlag. стр. 115–124. ISBN 0-387-17045-6 .
- ^ Швайницер Т., Йозенханс К. Бактериальные энергетические такси: глобальная стратегия? Арка Микробиол. Июль 2010 г.;192(7):507-20.
- ^ К.Ф. Адамс и Эй.Дж. Пол (1999). «Фототаксис и геотаксис адаптированных к свету зоев камчатского краба Lithodes aequispinus (Anomura: Lithodidae) в лаборатории». Журнал биологии ракообразных . 19 (1): 106–110. дои : 10.2307/1549552 . JSTOR 1549552 .
- ^ Верасто, Чаба; Гуманн, Мартин; Цзя, Хуэйонг; Раджан, Винот Бабу Видин; Безарес-Кальдерон, Луи А.; Пинейро-Лопес, Кристина; Рэндел, Надин; Шахиди, Реза; Михилс, Нико К.; Ёкояма, Сёдзо; Тессмар-Райбл, Кристина; Жекели, Гаспар (29 мая 2018 г.). «Цилиарные и рабдомерные фоторецепторные клетки образуют спектральный датчик глубины в морском зоопланктоне» . электронная жизнь 7 . doi : 10.7554/eLife.36440 . ПМК 6019069 . ПМИД 29809157 .
- ^ Т. Фенчел и Би Джей Финли (1 мая 1984 г.). «Геотаксис у мерцательных простейших Loxodes » . Журнал экспериментальной биологии . 110 (1): 110–133. дои : 10.1242/jeb.110.1.17 .
- ^ Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе , стр. 164–167. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс ISBN 978-0-674-03116-6 .
- ^ фаротаксис в Word Info
- ^ Бэрроуз, Эдвард М. (2011). Настольный справочник по поведению животных: Словарь по поведению, экологии и эволюции животных, третье издание (3, иллюстрированное, исправленное издание). ЦРК Пресс. п. 463. ИСБН 978-1-4398-3652-1 .
- ^ Мензель, Рэндольф (1979). «Спектральная чувствительность и цветовое зрение у беспозвоночных». В Х. Отруме (ред.). Сравнительная физиология и эволюция зрения у беспозвоночных-А: Фоторецепторы беспозвоночных . Справочник по сенсорной физиологии. Том. VII/6А. Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 503–580. См. раздел D: Поведение, специфичное для длины волны, и цветовое зрение. ISBN 3-540-08837-7 .
- ^ Дюсенбери, Дэвид Б. (1992). Сенсорная экология , с.114. WH Фриман, Нью-Йорк. ISBN 0-7167-2333-6 .
- ^ Дюзенбери, Д.Б. Поведенческая экология и социобиология , 22:219–223 (1988). «Избегание температуры ведет на поверхность:…»
- ^ Дюзенбери, Д. Б. Биологическая кибернетика , 60: 431–437 (1989). «Простое животное может использовать сложную систему стимулов, чтобы найти местоположение:…»
- ^ Джексон, Д. Майкл (15 мая 1982 г.). «Поисковое поведение и выживание плодожорок 1-го возраста» . Анналы Энтомологического общества Америки . 75 (3): 284–289. дои : 10.1093/aesa/75.3.284 . ISSN 0013-8746 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Носсаль, Ральф (1980). Ягер, Вилли; Рост, Герман; Тауту, Петре (ред.). «Математические теории топотаксиса» . Биологический рост и распространение . Берлин, Гейдельберг: Springer: 410–439. дои : 10.1007/978-3-642-61850-5_37 . ISBN 978-3-642-61850-5 .
- Вергассола, Массимо; Виллермо, Эммануэль; Шрайман, Борис И. (январь 2007 г.). « Инфотаксис» как стратегия поиска без градиентов» . Природа . 445 (7126): 406–409. дои : 10.1038/nature05464 . ISSN 1476-4687 .