Почему мы должны дышать?
Все мы неосознанно знаем, что должны дышать. Но почему необходимо дышать всем живым растениям и животным? Причина очень проста. С помощью дыхания мы из воздуха получаем кислород. Без этого газа жизнь не может существовать. Когда мы выдыхаем воздух, он уже другой, чем при вдыхании. Проходя через нашу дыхательную систему, часть кислорода поглощается, одновременно объем углекислого газа и воды увеличивается.
Природа имеет постоянный запас кислорода для нашего дыхания. Фактически из года в год происходят небольшие изменения в количестве кислорода и углекислого газа, находящихся в воздухе. Это происходит потому, что углекислый газ, который мы выдыхаем, поглощается растениями. Они выделяют кислород, вкотором мы нуждаемся. Дыхание состоит из двух частей: наружного и внутреннего дыхания. Наружное дыхание — это то, о чем большинство из нас думает, когда мы говорим о дыхании. Оно состоит из вдоха и выдоха. Вдыхание означает втягивание воздуха через рот, нос или одновременно через то и другое. Выдыхание означает удаление воздуха через те же каналы, но воздуха, в котором примерно пятая часть кислорода заменена на равный объем углекислого газа. Это происходит в легких.
Внутреннее дыхание — противоположность внешнему. Кислород, взятый из воздуха легкими, доставляется в ткани тела красными кровяными клетками. В тканях этот кислород сжигает определенные пищевые продукты, делая их пригодными для использования организмом. Кровь забирает отходы, включая воду и углекислый газ. Они возвращаются кровью в легкие для выдоха. Из-за того что изменения в соотношении газов (кислорода и углекислого газа) происходят как в легких, так и в тканях, требуется большая площадь поверхности, чтобы осуществлять этот обмен. Площадь легких у взрослых, например, равна примерно 3 кв. м. Большая часть этой площади сохраняется в резерве, так как мы потребляем в 8-10 раз больше кислорода во время работы, чем, когда мы отдыхаем. Если нам нужно больше кислорода, мыдышим глубже или чаще.
Разные живые существа дышат с разной частотой. Это зависит от объема кислорода, в котором они нуждаются. Новорожденный ребенок дышит с частотой один раз в секунду, а в возрасте 15 лет дыхание происходит уже около 20 раз в минуту. Слон дышит 10 раз в минуту, собака — 25 раз в минуту.
Что заставляет сердце биться?
Большинство из нас знает, что сердце — это насос. Оно перекачивает кровь в нашем теле, делая таким образом возможной жизнь. Но что это за изумительный насос! С каждым ударом сердце выталкивает около 100 кубических сантиметров крови. За день это составляет около 10 000 литров крови, которая перекачивается через кровеносные сосуды. За среднюю продолжительность жизни сердце перекачивает около 250 миллионов литров крови! Каждый удар человеческого сердца происходит примерно за 0,8 секунды. Сердце делает около ста тысяч ударов в день и столько же отдыхает между ударами.
В целом этот отдых составляет 6 часов за весь день. То, что мы называем «ударом» сердца, есть сокращение и расслабление мышц. Во время сокращения кровь выталкивается, во время расслабления в сердце поступает новая порция крови. Но это происходит не простым путем, как, например, вы можете разжать или сжать кулак. Сокращение происходит волнообразно, начинаясь внижней части сердца и двигаясь вверх.
Что обеспечивает биение сердца? Исходит ли откуда-нибудь импульс для сокращения и расслабления? Или это происходит самостоятельно? Это один из самых загадочных вопросов биологии, и многое здесь еще остается в тайне. Давайте я расскажу вам об одном интересном эксперименте, который известен сотни лет.
Предположим, вы взяли куриное яйцо и поместили его в инкубатор на 26 часов. Теперь откроем его и при помощи увеличительного стекла изучим те пленки в яйце, из которых позднее разовьется сердце цыпленка. Вы увидите, что эти пленки бьются! Даже до того, как пленки стали сердцем, они уже бьются!
А теперь предположим, вы убираете эти пленки и позволяете им расти в благоприятной среде. Если вы разрежете растущее сердце на шесть частей, каждая часть будет продолжать сокращаться с той же частотой. Как это объяснить? Мы не знаем. Все, что мы можем сказать, это то, что сердце имеет определенную характеристику автоматического сокращения. А один из секретов жизни — почему бьется сердце — остается загадкой!
Что такое наследственность?
Каждый организм, будь то растение, рыба, животное или человек, имеет сходство со своими родителями, но тем не менее отличается от них. Например, дети могут походить на одного родителя или на другого, но обычно они имеют некоторые черты каждого из родителей. Все дело в том, что родители передают детям определенные свойства, а дети «наследуют» их. Итак, наследственность — это изучение того, как потомство приобретает сходство со своими родителями. Единицу наследственности называют «ген».
Гены — это большие молекулы, найденные в ядрах как клеток спермы, так и яйцеклеток. Внутри ядра каждой клетки находятся длинные тонкие спирали или нити. Они называются хромосомами и несут гены. Поскольку хромосомы встречаются парами, их гены тоже парные. Хромосомы клетки могут содержать сотни тысяч пар генов. Каждая генная пара контролирует один или несколько признаков организма, таких, как цвет волос, форма носа, размер тела и т. д.
Существует много законов наследственности, что означает, что процесс происходит в определенных направлениях. Например, каждый признак, который наследуется, зависит от простого «фактора», а каждый фактор ведет себя независимо. Поскольку определенные признаки наследуются от родителей, это не означает, что любая другая особенность также неизбежно будет унаследована.
Другими словами, факторы или гены не имеют отношения другу другу. Некоторые гены несут доминирующие, а другие несут признаки рецессивные. Например, гены определяющие кудрявость волос, доминируют над генами прямых волос. Когда оба родителя кудрявые, они обычно имеют и кудрявых детей. Но если каждый родитель несет рецессивный ген прямых волос, некоторые дети могут быть с прямыми волосами. Ученые изучили такие человеческие признаки, как цвет глаз, волос и кожи, так что они обычно могут сказать, как такие признаки унаследуются людьми, чьи семейные истории известны в течение нескольких поколений.
Как мозг хранит информацию?
Хранение информации — это память, а запоминание тесно связано с обучением. Психологи издавна старались объяснить, как люди запоминают и почему они забывают многие вещи, которые они учили. Но ни один еще не нашел ответы на эти вопросы. Согласно одной теории, когда человек учит что-то, происходят некоторые физические изменения. В мозгу остается определенный след. Соответственно воспоминания, или следы, могут покидать мозг, просто угасать со временем. Ваше отношение к тому или иному событию тоже влияет на то, будете ли вы его помнить или нет.
Вообще люди склонны забывать вещи, которые неприятны или огорчительны, и помнить то, что приятно. Мозг может заучить различные виды заданий. Высокоорганизованный мозг может заучить более сложные задания. В простейшем мозгу обучение очень примитивное. Люди показывают наибольшие умственные способности. Но как и где мозг хранит информацию, которую мы называем памятью? Как мы уже сказали, ученые еще не могут полностью объяснить это.
Человеческий мозг очень сложен по своему строению. Кора человеческого мозга — это извитая, сморщенная, спутанная поверхность большей части головного мозга. Когда эти области возбуждали слабым электрическим током, у человека высвобождались приобретенные знания. Эти стимулы заставляли мозг воспроизводить знания, которые были заложены в него в прошлом. Известно, что повреждение определенных областей головного мозга приводит к потере памяти. Но являются ли они теми местами в мозге, где хранится информация, мы не знаем. Также мы не знаем, как информация хранится.