Рис. 17.58. Последовательность движений собаки при беге (на примере борзой). А. Позвоночник изогнут дугой, лапы находятся непосредственно под туловищем. Б. Позвоночник полностью выпрямлен (даже несколько прогибается вниз), конечности полностью вытянуты
Когда человек стоит, его вес распределен между двумя ногами. Если правая нога делает шаг вперед, то в первую очередь сокращается икроножная мышца и поднимает пятку. Это приводит к отталкиванию носком правой ноги от земли и появлению движущей силы, направленной вперед. Правая нога продолжает отталкиваться от земли, когда она движется вперед, слегка сгибаясь в колене (рис. 17.59). Тяжесть тела тем временем переносится на левую ногу, которая все еще стоит на земле и служит опорой для тела. Когда правая нога выпрямляется, первой ставится на землю пятка. Вес тела постепенно переносится с левой стопы на правую пятку, а затем, по мере того как тело продолжает двигаться вперед — на пальцы, и обычно большой палец правой стопы отталкивается от субстрата. Теперь, когда вес тела перенесен на правую ногу, левая пятка поднимается и все последовательно повторяется. Так чередуется работа правой и левой ноги, пятки и пальцев, пока человек не остановится.
Рис. 17.59. Последовательная смена положений правой ноги во время одного шага
У растений в опорной функции участвуют четыре типа тканей — паренхима, колленхима, склеренхима и ксилема. Их роль как опорных элементов подробно рассмотрена в гл. 8.
Организм можно определить как физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. Именно эта способность живых систем сохранять стационарное состояние в условиях непрерывно меняющейся среды и обусловливает их выживание. Для обеспечения стационарного состояния у всех организмов — от морфологически самых простых до наиболее сложных — выработались разнообразные анатомические, физиологические и поведенческие приспособления, служащие одной цели — сохранению постоянства внутренней среды.
Впервые мысль о том, что постоянство внутренней среды обеспечивает оптимальные условия для жизни и размножения организмов, была высказана в 1857 г. французским физиологом Клодом Бернаром. На протяжении всей его научной деятельности Клода Бернара поражала способность организмов регулировать и поддерживать в достаточно узких границах такие физиологические параметры, как температура тела или содержание в нем воды. Это представление о саморегуляции как основе физиологической стабильности он резюмировал в виде ставшего классическим утверждения: "Постоянство внутренней среды является обязательным условием свободной жизни".
Клод Бернар постоянно подчеркивал различие между внешней средой, в которой живут организмы, и внутренней средой, в которой находятся их отдельные клетки (у млекопитающих это тканевая, или интерстициальная, жидкость), и понимал, как важно, чтобы внутренняя среда оставалась неизменной. Так, например, млекопитающие способны поддерживать температуру тела, несмотря на колебания окружающей температуры. Если становится слишком холодно, животное может переместиться в более теплое или более защищенное место, а если это невозможно, вступают в действие механизмы саморегуляции, которые повышают температуру тела и препятствуют теплоотдаче. Адаптивное значение этого заключается в том, что организм как целое функционирует более эффективно, так как клетки, из которых он состоит, находятся в оптимальных условиях. Системы саморегуляции действуют не только на уровне организма, но и на уровне клеток. Организм является суммой составляющих его клеток, и оптимальное функционирование организма как целого зависит от оптимального функционирования образующих его частей.
В 1932 г. американский физиолог Уолтер Кэннон ввел термин гомеостаз (от греч. homoios — тот же; stasis — стояние) для определения механизмов, поддерживающих, выражаясь словами Клода Бернара, "постоянство внутренней среды". Функция гомеостатических механизмов состоит в том, что они поддерживают стабильность клеточного окружения и тем самым обеспечивают независимость организма от внешней среды — в той мере, в какой эти механизмы эффективны. Независимость от условий окружающей среды является показателем жизненного успеха, и на этом основании млекопитающих следует рассматривать как преуспевающий класс: они способны поддерживать относительно постоянный уровень активности, несмотря на колебания внешних условий.
