big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Исследование физиологических функций в природных условиях и в эксперименте

Эколого-физиологическое исследование, направленное на изучение физиологии животных и человека в естественных условиях для установления физиологического состояния организма или деятельности отдельных его систем, требует не только специальных приемов экспериментирования, но и разработки специальной аппаратуры. Последняя должна отвечать требованиям современной физиологической науки и обеспечивать сохранение или воспроизведение специфических для данного вида организмов реакций, действующих на организм факторов и форм поведения.

Если рассмотреть с этой стороны обстановку обычной физиологической лаборатории и приемы физиологического экспериментирования на целом организме, то нельзя не признать почти полную их непригодность для работы на огромном большинстве диких животных. Всевозможные типы камер, станков, клеток и других фиксирующих или ограничивающих движения животных приспособлений, изолирующих его от окружающей среды и стремящихся выделить только некоторые из факторов этой среды, неизбежно нарушают природные связи животного и требуют создания новых, искусственных, что и выражается в более или менее длительном приучении животных к условиям эксперимента. Обычно это удается, и только ценой нарушения естественных связей животного с внешней средой физиологи получают возможность работать на диких организмах.

Для домашних или полностью одомашненных видов обстановка жилья человека, включая и лабораторию, является более естественной средой существования, и здесь задача физиолога значительно упрощается.

Практически эколого-физиологическое исследование идет по двум направлениям. В первом случае работа ведется в полевых условиях, когда исследователь использует природную обстановку в качестве экспериментального фона. Главной методической задачей здесь является регистрация как элементов двигательного поведения, так и состояния физиологических функций, по возможности без изменений условий среды. Идеальными методами исследования являются в этом случае дистантные методы, начиная от точного и хорошо поставленного визуального наблюдения и кончая дистантной регистрирующей радиоаппаратурой. Примером таких работ могут служить исследования по образованию условных рефлексов у суслика в естественной обстановке (Реймов, 1958). Здесь визуальным методом изучались особенности двигательных реакций на различные ориентировочные, пищевые и оборонительные раздражители, подаваемые экспериментатором вблизи естественного места обитания — норы. Трудность постановки таких опытов с дикими животными очевидна, но она целиком компенсируется ценностью полученных фактов. Дистантные методы исследования и регистрации, основанные на использовании радиоэлектроники, нашли свое применение в спортивной физиологии, космической физиологии и начинают играть важную роль в эколого-физиологических исследованиях как на сельскохозяйственных, так и на диких животных (в кн. Биотелеметрия, 1965) (рис. 1, 2).

Весьма важной в экспериментировании на животном организме является проблема фиксирования животного. Наиболее простые методы фиксирования, как-то: привязывание за лапки, повал (для копытных), станок для собак и т. д., широко применяются в физиологической практике и останавливаться на их описании нет никакой необходимости. Важно заметить, что применение всех этих методов к диким животным сильно изменяет их физиологическое состояние, часто вызывает неугасающую оборонительную реакцию, затрудняющую получение необходимых данных даже и в состоянии относительного покоя животного. Поэтому разработаны такие методы фиксации, которые являются наиболее адекватными для отдельных видов животных и, не вызывая длительной

Телеметрическая установка для регистрации электромиограмм и температуры тела

оборонительной реакции, позволяют быстро изучить животных в условиях практической неподвижности. Например, большинство грызунов, живущих в норах, быстро иммобилизируется при помещении их в узкие трубки, плотно облегающие туловище. Обезьяны и многие птицы (с дневной активностью) иммобилизируются в темноте или в темной камере с маленьким окошком-глазком.

Телеметрическая установка для регистрации дыхания и изучения газообмена у голубя

Стадные животные, например овцы, могут долго оставаться неподвижными при помещении их позади привязанных особей. Исключительно важное значение имеет при этом привыкание животного к обстановке проведения опыта.

В другом случае создаются экспериментальные условия в лаборатории. Специальные камеры позволяют создавать различные сочетания климатических факторов, условий питания, снабжения водой, различные режимы освещения, различные субстраты, на которых помещаются животные. Таким образом имитируются условия подземного существования, комплекс засухи, влияние высоких и низких температур, специальные режимы ограничения доставки пищи и воды, снижения содержания кислорода или барометрического давления в окружающей среде. Наконец, исключительное значение при изучении адаптации приобретает исследование двигательного поведения. Среди функций, которые наиболее часто используются для эколого-физиологических характеристик, наибольшее значение имеет изучение общего обмена веществ как функции, отражающей общую жизнедеятельность организма. Эта функция в равной мере имеет значение как для высших организмов, так и для различных видов беспозвоночных. Важное место занимает исследование питания, которое включает пищедобывательную деятельность и ферментативную и двигательную активность пищеварительного аппарата. Эти проблемы включают как вопросы изучения поведения, так и вопросы, непосредственно связанные с эколого-биохимическими исследованиями. Третья группа вопросов включает изучение поддержания различных сторон гомеостазиса, особенно важных для характеристики высших организмов— позвоночных, но имеющих и немаловажное значение для видов, населяющих территории, физические параметры которых подчас представляются совершенно несовместимыми с жизнью.

Методические приемы эколого-физиологических исследований приобретают за последние годы все большее разнообразие, а самые исследования большую глубину. Физиологи все больше начинают регистрировать не только феноменологическую сторону явлений адаптации, но и стремятся понять лежащие в их основе механизмы. В этом отношении любопытно замечание американского физиолога Шмидт-Нильсена (Schmidt-Nielsen, 1967), указывающего, что использование в работах физиолога и в лабораторной практике необычных животных, т. е. животных — обитателей различных экологических зон, на разных этапах эволюции привело к значительным открытиям в области физиологии и патологии. Вместе с тем эта тенденция требует замены работы в кратковременных экспедиционных условиях, создания стационарных лабораторий в различных природных условиях. Сейчас уже создана целая сеть специальных лабораторий как в СССР, так и за рубежом, ориентированных на изучение человека и животных в условиях Арктики, тропиков, пустынь, а также ряд морских биологических станций.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.