Органы чувств это важнейшие каналы связи организмов со средой
![]()
|
Оглавление ВВЕДЕНИЕ Среди множества факторов и условий, формирующих жизнь на Земле, вода и суша больше других различаются по своей плотности и влажности, вследствие чего различия между животными, обитающими в воде и на суше, наиболее существенны. Развитие органов чувств, их особенности и функционирование непосредственно связаны со свойствами среды жизни, которую они «исследуют». У организмов в водной среде возник, например, такой орган, как «боковая линия». Рыбы используют ее для улавливания импульсов от движения воды. Водным животным присуще «химическое чувство», определяющее изменение химизма среды. У наземных животных это чувство разделяется на вкус и обоняние. Для многих млекопитающих, особенно для тех, которые ведут ночной образ жизни, наиболее важным чувством оказывается именно обоняние.Огромное значение для обитателей суши имеет слух, который развивался и совершенствовался по мере развития голосовых органов и звуковой сигнализации. Особая форма коммуникативных связей у животных возникла на основе ультразвуков и развития эхолокации. Этот способ исследования среды и общения свойствен некоторым группам животных как на суше, так и в водной среде. Классическим примером этого в первом случае служат летучие мыши, у которых возник сложный аппарат для эхолокации, помогающий им добывать корм ночью путем ловли летающих насекомых и свободно передвигаться во тьме пещер.Другой пример дают обитатели вод — дельфины, локационные способности которых поражают своим совершенством и в настоящее время усиленно изучаются. Зрение в наибольшей степени развито у сухопутных животных, что связано с малой плотностью воздуха по сравнению с водой. Органы зрения по-разному устроены у беспозвоночных и позвоночных животных, но и у тех и у других они могут обеспечивать исключительную остроту и высокую разрешающую способность. Органы чувств — это важнейшие каналы связи организмов со средой. Глава1 органы чувств Органы чувств — это анатомические образования, которые воспринимают внешние раздражения (звук, свет, запах, вкус и др.), трансформируют их в нервный импульс и передают его в головной мозг. Живой организм постоянно получает информацию об изменениях, которые происходят за его пределами и внутри организма, а также из всех частей тела. Раздражения из внешней и внутренней среды воспринимаются специализированными элементами, которые определяют специфику того или иного органа чувств и называются рецепторами. Органы чувств служат живому организму для взаимосвязи и приспособления к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды и ее познания. Согласно учению И. П. Павлова, каждый анализатор является сложным комплексным механизмом, который не только воспринимает сигналы из внешней среды, но и преобразует их энергию в нервный импульс, проводит высший анализ и синтез. Каждый анализатор представляет собой сложную систему, которая включает следующие звенья: 1) периферический прибор, который воспринимает внешнее воздействие (свет, запах, вкус, звук, прикосновение) и преобразует его в нервный импульс; 2) проводящие пути, по которым нервный импульс поступает в соответствующий корковый нервный центр; 3) нервный центр в коре большого мозга (корковый конец анализатора). Все анализаторы делятся на два типа. Анализаторы, осуществляющие анализ и синтез окружающей среды, называются внешними или экстерорецептивными. К ним относятся зрительный, слуховой, обонятельный, тактильный и др. Анализаторы, осуществляющие анализ явлений, которые происходят внутри организма, называются внутренними или интерорецептивными. Они дают информацию о состоянии сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, органов дыхания и др. Одним из главных внутренних анализаторов является двигательный анализатор, который дает информацию в мозг о состоянии мышечно-суставного аппарата. Его рецепторы имеют сложное строение и расположены в мышцах, сухожилиях и суставах. Известно, что некоторые анализаторы занимают промежуточное положение, например вестибулярный анализатор. Он находится внутри организма (внутреннее ухо), но возбуждается внешними факторами (ускорение и замедление вращательных и прямолинейных движений). Периферическая часть анализатора превращает определенные виды энергии в нервное возбуждение, при этом для каждого из них существует собственная специализация (холод, тепло, запах, звук и т. д.). Таким образом, при помощи органов чувств человек получает всю информацию об окружающей среде, изучает ее и дает соответствующий ответ на реальные воздействия. глава2 орган зрения Орган зрения (глаз) – воспринимающий отдел зрительного анализатора, служит для восприятия световых раздражений. У рыб глаз не имеет век и состоит из шарообразного хрусталика, приближенного к плоской роговице и расположенный сбоку головы. Характерные особенности рыбьего зрения: близорукость; возможность видеть в нескольких направлениях одновременно. Зрение рыбы монокулярно – каждый глаз видит самостоятельно. Недостатком такого зрения служит неточная оценка расстояния. Для того чтобы разглядеть что-либо обеими глазами, рыба быстро поворачивается. Двумя глазами она видит очень узкую конусообразную площадь, находящуюся впереди. ![]() Рис.1. Углы зрения рыбы Глаз рыбы имеет три оболочки:
В среднем, рыба хорошо видит в прозрачной, освещенной солнцем воде, однако некоторые виды приспособились видеть в сумерках и в мутной воде. Такие виды рыб имеют особое строение глаз. Однако и в прозрачной воде максимальная видимость у рыбы — 10-14 метров. Наиболее точная видимость — в пределах 2 метров. Рыбы, живущие в особых условиях, например, глубоководные виды, часто имеют отличное от большинства рыб строение органов зрения, либо не имеют их вообще. Оказавшись на воздухе, рыба не видит почти ничего. Глаза амфибий, в сравнении с рыбами, приобрели рад особенностей, связанных с полуназемным образом жизни. Поскольку амфибии живут как в водной среде, так и в воздушно-наземной, появилась необходимость в защите глаз от пересыхания и загрязнения. С этой целью у них впервые появляются подвижные веки, сверху и снизу, и мигательная перепонка в переднем углу глаза. Также появляется слезная железа, которая постоянно омывает глазное яблоко. Изменилось и само строение глазного яблока. В отличии от рыб, у амфибий выпуклая роговица и линзовидный хрусталик. Благодаря такому строению их зрение стало более дальнозоркое. Глаза рептилий свидетельствуют об их образе жизни. У разных видов мы наблюдаем своеобразное строение органов зрения. Для их защиты у рептилий имеются различные приспособления. Они снабжены подвижными веками, из них сильнее развито нижнее и является более подвижным. Также у них сохраняется мигательная перепонка. У змей и гекконов верхнее и нижнее веки срастаются и становятся прозрачными. Это своеобразное приспособление связанное с обитанием в пустынных местностях. Орган зрения у птиц развиты очень хорошо. Это единственный класс у которого нет видов с недоразвитыми глазами. Их глаза имеют относительно крупное глазное яблоко, особенно у сумеречных и ночных видов. Хрусталик представляет собой прозрачное двояковыпуклое тело с жёстким наружным и мягким внутренним слоями. Он фокусирует свет на сетчатке. Сетчатка — относительно гладкая изогнутая многослойная структура, содержащая фоточувствительные клетки палочки и колбочки с соответствующими нейронами и кровеносными сосудами. Птицы характеризуются своей “остротой” зрения. Это обусловлено большим количеством фоторецепторов. У разных птиц на 1 мм2 находится от 50тыс. до 300тыс. Большинство птиц обладает монокулярным зрением(150), только у сов оно в большей мере бинокулярное. Как и у рептилий, у птиц сохраняется верхнее и нижнее веки, а также мигательная перепонка. Органы зрения млекопитающих отличаются сравнительно простым строением. В противоположность слуху и обонянию зрение у млекопитающих развито сравнительно слабо, но обезьяны и многие звери открытых пространств в этом отношении представляют исключение. С другой стороны, роющие млекопитающие имеют недоразвитые глаза: у слепыша они скрыты под кожей, а у сумчатого крота совсем атрофировались. Наряду с этим у млекопитающих развиваются новые прогрессивные приспособления — бинокулярное зрение, т. е. фокусирование обоих глаз на одном предмете, дающее стереоскопическое зрение, в то время как у большинства позвоночных каждый глаз смотрит отдельно. Соответственно экологическим особенностям, строение и функция глаз резко различны у млекопитающих, ведущих ночной и дневной образ жизни. У ночных животных резко повышается чувствительность зрения, что достигается мощным разрастанием хрусталика, заполняющего большую часть глазного яблока. Благодаря этому получается концентрация рассеянного света на небольшом количестве чувствительных клеток. У дневных животных прогрессивно развивается зоркость зрения, что достигается обратным приспособлением. В связи с усложнением строения органов зрения у позвоночных животных, также усложнялась и аккомодация. Аккомодация – это процесс наведения фокуса на объект позвоночными животными. Аккомодация птиц и млекопитающих происходит за счет изменения кривизны хрусталика, тогда как у рыб и амфибий — путем смещения хрусталика навстречу или прочь от сетчатки. Последние используют специальные мышцы, которые меняют расстояние между хрусталиком и сетчаткой. У костных рыб их называют «retractor lentis», и они расслабляются при рассмотрении ближайших объектов, в то время как у хрящевых рыб они называются «protractor lentis» и расслабляются для рассмотрения удаленных объектов. Таким образом, если у костных рыб аккомодация для наблюдения удаленных объектов происходит путем смещения хрусталика прочь от сетчатки, то у хрящевых рыб аккомодация для наблюдения за ближайшими объектами происходит за счет смещения хрусталика навстречу сетчатке. ![]() Рис.2. Бинокулярное зрение Глава3 орган слуха Орган слуха(ухо) – воспринимающий отдел слухового анализатора, служит для восприятия звуковых раздражений. У рыб представлен одним .внутренним ухом и заключен в костную, слуховую капсулу, внутренние стенки которой хрящевые. Как и у всех позвоночных, перепончатый лабиринт заключен в скелетный лабиринт, в точности повторяющий форму перепончатого. Между обоими лабиринтами находится узкое пространство, заполненное особой жидкостью — перилимфой. Таким образом, перепончатый лабиринт находится во взвешенном состоянии. Как и у всех позвоночных, один конец каждого полукружного канала заканчивается расширением — ампулой, а от круглого мешочка отходят эндолимфатический проток, в отличие от акулы заканчивающийся слепо, и полый выступ — улитка (cochlea), которая у рыб всегда слабо выражена. Кроме мелких отолитов, плавающих в эндолимфе, у костистых рыб имеются большие слуховые камни, представляющие собой крупные отолиты, у окуня, как и у большинства костистых рыб, их три. Самый большой слуховой камень располагается в круглом мешочке и заполняет почти всю его полость. Два других камня значительно меньше; один из них лежит в полости улитки, другой — в особом выступе овального мешочка, вблизи ампулы переднего и наружного полукружных каналов. Орган слуха земноводных еще в большей степени, чем глаза, отличается от соответствующего органа рыб и устроен уже вполне по наземному типу. Кроме внутреннего уха, он содержит второй отдел — среднее ухо, или барабанную полость, в котором помещается впервые появляющаяся у земноводных слуховая косточка — стремя. Одним концом стремя упирается в барабанную перепонку, другим — в овальное окно, которое представляет истонченный участок перегородки, разделяющей полости среднего и внутреннего уха. Стремя служит для передачи колебаний барабанной перепонки внутреннему уху, тогда как роль евстахиевой трубы заключается в проведении наружного воздуха в среднее ухо, благодаря чему внутреннее и внешнее давления на барабанную перепонку уравновешиваются, что предохраняет перепонку от разрыва. Как доказывают данные сравнительной анатомии и эмбриологии, полость среднего уха представляет собой видоизменившееся брызгальце, наружная часть которого несколько расширилась и затянулась тонкой барабанной перепонкой, а внутренняя сузилась и превратилась в евстахиеву трубу — узкий канал, конец которого, как и брызгальце, открывается в глотку. Орган слуха содержит внутреннее и среднее ухо, снабженное барабанной перепонкой, слуховой косточкой — стременем — и евстахиевой трубой. Таким бразом, строение его в общем сходно с органом слуха лягушки, но несколько более сложное. Это выражается в больших размерах улитки и в том, что в слуховой капсуле ниже овального окна имеется второе затянутое перепонкой отверстие — круглое окно. Благодаря этому эндолимфа приобретает большую подвижность, что ведет к лучшей передаче ею звуковых колебаний, передаваемых от барабанной перепонки через стремя перепончатому лабиринту. Орган слуха состоит из внутреннего, среднего и наружного уха. Внутреннее и среднее ухо обнаруживает сходство с таковым рептилий, тогда как наружное ухо является важным приобретением птиц. Оно представлено глубоким наружным слуховым проходом, высокими кожными складками и перьями специализированной структуры. Орган слуха млекопитающих имеет чрезвычайно сложное строение и отличается от соответствующего органа нижестоящих классов главным образом следующими свойствами. Во-первых, наружное ухо, или наружный слуховой проход, хорошо развито по сравнению с птицами. Оно представляет собой длинную трубку, окруженную барабанной костью и открывающуюся одним концом наружу, тогда как другой конец его затянут барабанной перепонкой. Во-вторых, как уже указывалось, в среднем ухе имеются три слуховые косточки. Они подвижно сочленены друг с другом и располагаются цепочкой, так что стремя упирается в овальное окно, молоточек — в барабанную перепонку, а между ними лежит наковальня. Благодаря такой подвижной цепочке колебания барабанной перепонки более совершенно передаются внутреннему уху. В-третьих, улитка достигает исключительного развития, закручивается спиралью наподобие раковины брюхоногого моллюска (отсюда и ее название «улитка»), и внутри нее развивается чрезвычайно сложный кортиев орган, содержащий несколько тысяч тончайших волокон, натянутых наподобие струн арфы. Предполагают, что эти волокна, подобно струнам различной длины, резонируют в унисон со звуками различной высоты. В-четвертых, у большинства зверей имеется хрящевая ушная раковина, служащая для собирания звуковых волн. Такое совершенное строение этого органа чувств обусловливает исключительную тонкость слуха млекопитающих. ![]() Рис.3. Эволюция лабиринта позвоночных Глава4 орган обоняния Орган обоняния у рыб представлен парными обонятельными мешками, расположенными в передней части головы. Каждое из них открывается наружу двумя отверстиями (передним и задним), через которые прогоняется вода. Внутри мешочка располагаются складки на которых происходит химическая рецепция. С ротовой полостью мешочки не сообщаются. У амфибий впервые появляются внутренние ноздри – хоаны. Сам обонятельный орган представлен парными обонятельными капсулами. их внутренняя поверхность выстлана обонятельным эпителием. Наружу открываются ноздрями, а в ротоглоточную полость отходят хоаны сообщающиеся с ротоглоткой. Такое строение органа обоняния у амфибий связано с наземным образом жизни, и данная система служит для восприятия запахов и дыхания. Органы обоняния рептилий открываются наружу парными ноздрями, расположенными на конце морды, а в полость рта — парными щелевидными хоанами, лежащими близ средней линии неба. Строение органов обоняния значительно более сложное, чем уамфибий, так как в полость их от наружных стенок вдается вырост—челюстная раковина, которая отчасти под разделяет носовую полость на нижний — дыхательный и верхний — обонятельный отделы. У ящериц очень сильно развит так называемый якобсонов орган, представляющий собой полость, которая сообщается при помощи канала с полостью рта. По-видимому, якобсонов орган служит для восприятия запаха пищи, находящейся во рту. Органы обоняния птиц развиты очень слабо: по-видимому, большинство из них лишены способности воспринимать запах. Но, те у кого сохранилась способность к восприятию запохов (таковыми являются киви), морфологически обонятельные органы отличаются от рептилий большей дифференцировкой обонятельных раковин. У млекопитающих обоняние развито лучше чем у остальных позвоночных животных. Оно играет в их жизни огромную роль. С их помощью млекопитающие опознают врагов и друг друга, ищут пищу. Усложнение этого органа у зверей происходит как в переднем, дыхательном отделе носовой полости, так и в заднем, собственно обонятельном. В дыхательном отделе, который у млекопитающих достигает значительной длины и служит местом, где вдыхаемый воздух согревается, носовые раковины (имеющиеся уже у пресмыкающихся и птиц) достигают чрезвычайно сложного строения. В обонятельном же отделе образуется сложный носовой лабиринт из более или менее значительного числа решетчатых раковин. Заключение В простейшей форме органы чувств представлены отдельными чувствительными клетками, и, таким образом, всецело входят в состав нервной системы. Нервная ткань продолжает составлять важнейшую и наиболее специфическую часть также и самых сложных органов чувств; однако в состав этих последних включаются вспомогательные образования не нервной природы. Глаз не всецело принадлежит к нервной системе (т. е. к совокупности нервных элементов тела), так как включает сложные вспомогательные части не нервной природы, но он остается частью нервно-чувствительного аппарата животного. В силу далеко идущей интеграции всех своих частей: и нервных и вспомогательных, отдельные сложные органы чувств приобретают значительную степень самостоятельности, и очень часто их эволюция оказывает решительное влияние на эволюцию всего нервною аппарата. В развитии органов чувств может быть яснее, чем в развитии любых других органов, проявляются основные пути совершенствования органов, усиления их эффективности и усложнения функций. Этими путями являются: 1) собирание воедино специфических клеток, первоначально разбросанных по всему пласту (сегрегация); 2) объединение их в планомерно построенный орган (интеграция); 3) вовлечение в состав этого органа других типов клеток и тканей и создание за их счет вспомогательных приспособлений. При этом часто оказывается, что очень сходные чувствительные клетки, входя в состав различно устроенных органов, снабженных различными вспомогательными приспособлениями, служат для восприятия совершенно различных раздражений. Список литературы
|