Движение (биология)

Движение (в биологии) — одно из проявлений жизнедеятельности, обеспечивающее организму возможность активного взаимодействия со средой, в частности, перемещение с места на место, захват пищи и т.д.
Движение — результат взаимодействия внешних по отношению к организму сил (вниз — сила тяжести, назад — сопротивление среды) и собственных сил (обычно вперёд или вверх — напряжение мышц, сокращение миофибрилл, движение протоплазмы). Является объектом исследования биомеханики.

У большинства бактерий движителями служат бактериальные жгутики, а у одноклеточных эукариот — жгутики, реснички или псевдоподии. У ряда примитивных многоклеточных (трихоплакс, ресничные черви) и многих планктонных личинок многие движения осуществляются за счёт работы ресничек покровного эпителия. У большинства многоклеточных животных осуществляются при помощи специальных органов, строение которых своеобразно у разных животных и зависит от типа их локомоции и условий окружающей среды (наземная, водная, воздушная). Но и в этих случаях движение организма и его частей — результат немногих типов клеточной подвижности. 

Для некоторых животных (например, гидроидных полипов) и многих растений характерны ростовые движения.

Формы клеточной подвижности 
 Псевдоподии (ложноножки) обеспечивают амёбоидное движение (медленное перетекание цитоплазмы, связанное с изменением формы клетки) 
 Реснички и жгутики обеспечивают ресничное и жгутиковое движение
 Миоциты (клетки мышечной ткани) обеспечивают мышечное сокращение

Кроме этих основных форм, существуют и другие, слабее изученные (скользящее движение грегарин, миксобактерий и нитчатых цианобактерий, сокращение спазмонем сувоек и др.).

Двигательный аппарат и органы локомоции многоклеточных животных 
 Специальные придатки тела, с помощью которых животные цепляются за неровности субстрата (щетинки, чешуйки, щитки) или прикрепляются к нему (присоски).
 Конечности, представляющие систему рычагов, приводимую в движение сокращениями мышц (наиболее распространённая конструкция).

Органы могут использоваться организмами, имеющие свободу движения. При отсутствии таковой (у прикреплённых водных животные — губки, кораллы и др., ведущих неподвижный образ жизни), используют реснички и жгутики для того, чтобы приводить в движение окружающую их среду, доставляющую им пищу и кислород.

Целенаправленные движения возможны лишь при согласованной работе значительного числа мышц или ресничек, координация которых, как правило,  осуществляется нервной системой.

Классификация

По путям перемещения (движения) 
 По субстрату, то есть по твёрдой или жидкой опоре (ходьба, бег, прыжки, ползание, скольжение)
 Свободное в воде — плавание
 Свободного в воздухе — летание, планирование, парение
 В субстрате (бурение)

По активности

Пассивное 
В воде и воздухе движение может быть и пассивным:
 перемещения на большие расстояния некоторые пауки выпускают паутинки и уносятся воздушными течениями.
 парение, наблюдаемое у птиц, использующих воздушные течения
 Некоторые водные животные имеют приспособления, обеспечивающие поддержание их тела во взвешенном состоянии (вакуоли в наружном слое протоплазмы радиолярий, воздушные пузыри в колониях сифонофор и т. п.).

Активное 
 В воде осуществляется:
 с помощью специализированных гребных устройств (от волосков и жгутиков до видоизменённых конечностей водяных черепах, птиц, ластоногих)
 изгибаниями всего тела (большинство рыб, хвостатых земноводных и др.)
 реактивным способом — выталкиванием воды из полостей тела (медузы, головоногие моллюски и др.).
 В воздухе — летание — свойственно большинству насекомых, птиц и некоторым млекопитающим (летучие мыши). Передвижение по воздуху т. н. летучих рыб, лягушек, млекопитающих (белки-летяги и др.) — не летание, а удлинённый планирующий прыжок, осуществляемый при помощи таких поддерживающих приспособлений, как удлинённые грудные плавники, межпальцевые перепонки ног, складки кожи и др.

Эволюция 
В ходе эволюции типы движения животных усложнялись. Возникновение жёсткого скелета и поперечнополосатой мускулатуры было одним из важных этапов эволюции. В результате усложнилось строение нервной системы, появилось разнообразие движений, расширились жизненные возможности организмов.

Движения человека 
Являются наиболее важным способом его взаимодействия с окружающей средой и активного воздействия на неё.

Отличаются большим разнообразием:
 Движения, связанные с вегетативными функциями
 локомоции
 трудовые
 бытовые
 спортивные
 связанные с речью и письмом.

«…все внешние проявления мозговой деятельности действительно могут быть сведены на мышечное движение» И. М. Сеченов .
Все движения человека можно разделить на рефлекторные и произвольные.

.
Произвольные движения возникают, как результат реализации программ, формирующихся в двигательных функциональных системах центральной нервной системы. Полное выпадение произвольных движений называют параличом, а ослабление - парезом.
Выполняемые по желанию программы, формирующиеся в двигательных функциональных системах, окончательно не изучены.  Произвольными называют движения по желанию, а непроизвольными  - возникающие независимо от желания человека. Например, произвольное мочеиспускание и непроизвольное выделение мочи
 при недержании мочи. 
Относительно частей тела человека, выполняющего движения, выделяют активные и пассивные движения. Активными являются движения, кото­рые человек совершает самостоятельно (спонтанно или по заданию), пассивные движения — изменения в пространстве положения частей тела пациента, осуществляемые обследующим, при пассивном
отношении больного к этим движениям.

Изучение 
Можно выделить два направления в изучении движения животных и человека:
 выявление биомеханических характеристик опорно-двигательного аппарата, кинематическое и динамическое описание натуральных движений
 нейрофизиологическое — выяснение закономерностей управления нервной системой движением

Мышцы, осуществляющие движение, рефлекторно управляются импульсами из центральной нервной системы.

Основные локомоторные движения, будучи унаследованными (безусловно рефлекторными), развиваются в ходе индивидуального развития и вследствие постоянных упражнений. Овладение новыми движениями — сложный процесс формирования новых условнорефлекторных связей и их упрочения. При многократных повторениях произвольные движения выполняются согласованнее, экономичнее и постепенно автоматизируются. Важнейшая роль в регуляции движения принадлежит сигналам, поступающим в нервную систему от расположенных в мышцах, сухожилиях и суставах проприорецепторов, сообщающих о направлении, величине и скорости совершающегося движения, активирующих рефлекторные дуги в разных частях нервной системы, взаимодействие которых и обеспечивает координацию движения.

Движения у растений

Пассивные (гигроскопические) 
Связаны с изменением содержания воды в коллоидах, составляющих оболочку клетки.

Играют большую роль для цветковых растений при распространение семян и плодов.

Примеры:
 У растущей в пустыне Аравии иерихонской розы в сухом воздухе веточки свёрнуты, а в сыром развёртываются, отрываются от субстрата и переносятся ветром
 Плоды ковыля и журавельника благодаря гигроскопичности зарываются в землю
 У жёлтой акации зрелый боб высыхает, две его створки спирально скручиваются, а семена с силой разбрасываются.

Активные 
В основе активных движений — явления раздражимости и сократимости белков цитоплазмы растений, а также ростовые процессы. Воспринимая влияния окружающей среды, растения реагируют на них усилением интенсивности обмена, ускорением движения цитоплазмы, ростовыми и др. движениями. Воспринятое растением раздражение передаётся по цитоплазматическим тяжам — плазмодесмам, а затем уже происходит ответ растения как целого на раздражение. Слабое раздражение вызывает усиление, сильное — угнетение физиологических процессов в растении.

Медленные (ростовые) 
К ним относятся:
 тропизмы (раздражение действует в одном направлении и происходит односторонний рост, в результате чего возникает изгиб органа — геотропизм, фототропизм, хемотропизм и др.)
 настии (ответ растения на действие раздражителей, не имеющих определённого направления — термонастии, фотонастии и т. д.)

Быстрые (сократительные) 
Часто называют тургорными, являются результат взаимодействия аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) с сократительными белками. Т. о., механизм сократительных движений растений почти тот же, что и при сокращении мышц человека, движения слизевика или зооспоры водоросли.

К активным сократительным движениям относятся перемещения в пространстве некоторых низших организмов — таксисы, вызываемые, как и тропизмы, односторонним раздражением. К таксисам способны снабженные жгутиками бактерии, некоторые водоросли, антерозоиды мхов и папоротников. Многие водоросли (хламидомонады) обнаруживают положительный фототаксис, антерозоиды мхов собираются в капилляры, содержащие слабый раствор сахарозы, а папоротников — раствор яблочной кислоты (хемотаксис).

К сократительным движениям, связанным, вероятно, с сокращениями белкового вещества цитоплазмы, относятся и сейсмонастии. Близко к сейсмонастиям стоят автономные движения. Так, у семафорного инд. растения Desmodium gyrans сложный лист состоит из большой пластинки и двух меньших боковых пластинок, которые то опускаются, то поднимаются, как семафор. При неблагоприятных условиях (темнота) эти движения прекращаются. У биофитума (Biophytum sensitivum) при сильном раздражении листочки складываются, как у мимозы, совершая ряд ритмических сокращений. При этом, по-видимому, происходит распад АТФ и быстрое её восстановление, что и вызывает непрерывные движения листьев под влиянием раздражителей. Листочки кислицы складываются под влиянием сильного света, темноты, повышенной температуры. К вечеру листочки кислицы складываются, а уже ночью происходит их раскрывание, видимо, после того, как восстановится связь АТФ с сократительными белками. У растений, способных к никтинастическим (Acacia dealbata), сейсмонастическим (Mimosa pudica), а также к автономным Движения (биол.) (Desmodium gyrans), имеется высокая активность АТФ. У растений, не способных к движению, она незначительна (Desmodium canadensis). Наибольшим содержанием АТФ отличаются те ткани растений, которые связаны с движением. Прежде господствовало мнение, что движения листьев мимозы связано с потерей тургора и выходом воды в межклетники в сочленениях листа. В. А. Энгельгардт предполагает участие АТФ в осмотических явлениях, связанных с движением листьев мимозы, и дегидратацией её клеток в сочленениях.

Локомоторные движения у растений — активные перемещения в водной среде, свойственные бактериям, низшим водорослям и миксомицетам, а также зооспорам и сперматозоидам.

Вызываются односторонним действием раздражителей (по направлению к раздражителю или от него): света (фототаксис), химических веществ (хемотаксис) и др.

Осуществляется:
 (в большинстве случаев) с помощью жгутиков (жгутиковые водоросли, бактерии, зооспоры неподвижных водорослей, а также низших грибов, сперматозоиды водорослей, грибов, мхов, папоротников и некоторых голосеменных растений)
 (реже) в результате одностороннего выделения слизи (зелёная водоросль Closterium), активных змееобразных изгибов (синезелёная водоросль Oscillatoria, серобактерия Beggiatoa), одностороннего движения протоплазмы (подвижные диатомовые водоросли) или образования протоплазменных выростов (миксомицеты)

Эволюция 
Эволюция растений шла в направлении потери ими способности к локомоторному движению. В вегетативном состоянии подвижны лишь бактерии, некоторые водоросли и миксомицеты: у остальных водорослей и низших грибов Локомоторные движения присущи лишь зооспорам и сперматозоидам, у высших растений (мхи, плауны, хвощи, папоротники, саговники и гинкго) — только сперматозоидам.

См. также 
 Клинокинез
 Двигательная деятельность
 Биомеханика

Примечания

Литература 
 Тимирязев К. А., Избр. соч., т. 4, М., 1949, лекция 9
 Курсанов Л. И., Комарницкий Н. А., Курс низших растений, 3 изд., М., 1945.
 Дарвин Ч., Способность к движению у растений, Соч., т. 8, М. — Л., 1941
 Зенкевич Л. А., Очерки по эволюции двигательного аппарата животных, «Журнал общей биологии», 1944, т. 5, № 3: Энгельгардт В. А., Химические основы двигательной функции клеток и тканей, «Вестник АН СССР», 1957, № 11, с. 58
 Калмыков К. ф.. Исследования явлений раздражимости растений в русской науке второй половины 19 в., «Тр. института истории естествознания и техники АН СССР», 1960, т. 32, в, 7
 Магнус Р., Установка тела, пер. с нем., М. — Л., 1962
 Любимова М. Н., К характеристике двигательной системы растений Mimosa pudica, в кн.: Молекулярная биология. Проблемы и перспективы, М., 1964
 Поглазов Б. Ф., Структура и функции сократительных белков, М., 1965
 Бернштеин Н. А., Очерки по физиологии движений и физиологии активности, М., 1966
 Суханов В. Б., Материалы по локомации позвоночных, «Бюллетень Московского общества испытателей природы», 1967, т. 72, в. 2
 Александр Р., Биомеханика, пер. с англ., М., 1970.

Биологическая терминология
Локомоция