Viikkotehtävä 1

1. Jos kerran aivojen absoluuttinen tai suhteellinen koko ja aivokuoren rypistyneisyys korreloivat älykkyyden kanssa, niin täytyykö delfiinejä sitten pitää yhtä älykkäinä kuin ihmisiä?

Delfiineillä on todetusti suuremmat ja poimuttuneemmat aivot kuin ihmisillä. Ne osaavat kommunikoida keskenään, oppivat monimutkaisia asioita ja reagoivat jopa viittomankielisiin käskyihin.

Älykkyyttä on monenlaista. Ihmisen älykkyyttä tuskin voidaan verrata delfiinin älykkyyteen, koska älykkyys on sidonnainen ympäristöön. Ihminen ei pärjäisi vedessä yhtä hyvin kuin delfiinit. Vedessä elävien eläimien aivojen anatomia eroaa maalla elävien aivoista. Delfiineille on kehittynyt osa-alueita, joiden avulla ne pärjäävät juuri vedessä hyvin. On huomattu, että juuri  korkeamman älykkyyden alueet puuttuvat vedessä eläviltä.

Lähde:  http://www.sarkanniemi.fi/akatemiat/delfiinit_oppi.html

2. Lepotilassa hermosolun sisällä on huomattavasti suurempi konsentraatio K+ -ioneja kuin ulkopuolella. Miksi sisäpuolen potentiaali sitten on negatiivinen ulkopuoleen verrattuna?

Solun lepokalvojännite on -70mV. Lepokalvojännitteeseen vaikuttavat K+ ja Na+ -ionien konsentraatiot sekä K+/Na+ ATPaasi. Solukalvolla on paljon kaliumia läpäiseviä kanavia, joiden ansioista kalium virtaa solusta ulos. Natrium kanavia on hieman vähemmän ja tämän johdosta Na+ virtaus soluun on pienempi. Näitä konsentraatio eroja ylläpitää K+/Na+ ATPaasi, joka kuljettaa 3 natriumia solusta ulos ja samalla 2 kaliumia soluun sisälle. Negatiivista varausta solun sisälle muodostavat myös suuret anionit, jotka eivät pysty läpäisemään solukalvoa. Näitä anioneita ovat mm. aminohapot proteiineissa sekä ATP:n fosfaattiosat.

Lähde: Tortora, Derrickson: Principles of Anatomy & Physiology

3. Kaapeliteoria kertoo, että paksummissa aksoneissa (kuten mustekalan jättiläisaksoni) aktiopotentiaalit kulkevat nopeammin. Selkärankaisten aksonit on usein päällystetty sähköisesti eristävällä myeliinitupella, jolloin aksoni voi olla ohuempi nopeuden kärsimättä. Mihin perustuu aksonin myeliinitupen hyöty?

Myeliinituppi nopeuttaa aktiopotentiaalin kulkua aksonissa. Aktiopotentiaali etenee sähkökentässä myeliinitupessa siten, että solukalvon jänniteherkät ionikanavat eivät aukea. Myeliinituppeen muodostuu sähkökenttä, joka depolarisoi Ranvierin kuroumassa olevat jänniteherkät Na+ -kanavat. Ranvierin kuroumassa ionivirtaus saa aikaan aktiopotentiaalin seuraavan myeliinitupen yli. Tällaista johtumistapaa kutsutaan saltatoriseksi eli hyppiväksi. Myelinisoitu aksoni myös kuluttaa ATP:tä vähemmän, sillä ioneita liikkuu tällöin vähemmän solukalvon puolelta toiselle.

Lähteet:

Tortora, Derrickson: Principles of Anatomy & Physiology

Tfy-99.2710 Opetusmoniste 2012