|
|
Органы чувств у животных
Важное место среди основных органов чувств большинства животных занимают органы, реагирующие на прикосновение, давление и механические раздражители. В простейшем случае эти органы расположены в коже, что, безусловно, полезно, поскольку за счет этого поддерживается тесный контакт с окружающей средой. Но чувствительность к механическим раздражениям служит и многим другим, гораздо более специальным целям. Натяжение одних мышц, расслабление других, изменение положения костей, сухожилий и суставов - все это является источником непрерывного потока очень подробной и нужной информации, по которой человек, как и все высшие животные, судит о своей позе и движениях. У насекомых с их внешним скелетом тем же целям служат иные приспособления. На члениках их ног часто обнаруживают "подушечки" из чувствительных волосков или группы крошечных колоколовидных органов. При нормальном положении эти волоски касаются следующего сегмента ноги таким образом, что любой изгиб членика слегка сдвигает или сгибает волоски, вызывая раздражение в чувствительных нервах.
Чувствительные к прикосновениям органы регистрируют механическое давление, возникающее за счет силы тяжести, что позволяет насекомому ощущать собственный вес и даже вес груза. При помощи тех же органов насекомое судит о положении своего тела. Тот же в принципе способ, но с помощью иного механизма используют пауки, находя в паутине место, куда попало насекомое: натягивают ногами нити сети и таким образом узнают направление, в котором ощущается наибольшее сопротивление.
Удержание тела в прямостоячем положении - проблема, общая для многих животных. В ее решении также участвуют органы, ощущающие прикосновение и давление. Остроумная модификация тех же органов используется для определения направления гравитации. У позвоночных это достигается с помощью маленьких твердых камнеподобных телец во внутреннем ухе, называемых, отолитами. Более тяжелые, чем окружающая ткань, отолиты покоятся на подушечках из чувствительных волосков, от которых они отделены слоем слизи. Когда животное наклоняется, волоски сгибаются в ту или иную сторону, вызывая раздражение нервных окончаний. У многих ракообразных отолиты не создаются самим организмом, а представляют собой песчинку, которую животное подбирает каждый раз заново при смене панциря.
Наиболее простым и любопытным способом продемонстрировал функцию этих песчинок изобретательный австрийский зоолог XIX века Алоиз Крейдл. Он поместил креветку в аквариум с железными опилками вместо песка. Креветка закончила линьку с крупинкой железа в органе равновесия. Каждый раз, когда животное попадало в поле сильного магнита, оно переворачивалось на спину и делалось совершенно беспомощным.
Иначе сохраняют равновесие в воде некоторые водные насекомые. Они удерживают около себя пузырек воздуха, заключенный в пространство между водоотталкивающими волосками. Расстояние между волосками не настолько велико, чтобы дать пузырьку ускользнуть, но вполне достаточно, чтобы позволить ему непосредственно соприкасаться с окружающей водой. Имея по одному такому "воздушному карману" с обеих сторон тела, насекомое ощущает наклон: погруженная в воду сторона тела будет испытывать слегка возросшее давление; оно сожмет пузырек, и вода проникнет чуть глубже в карман; чувствительные волоски отметят это и передадут насекомому информацию о том, что его тело изменило положение.
С помощью чувствительных волосков насекомые получают информацию и о других явлениях, например, улавливают малейшие колебания воды. Водяной клоп гладыш обнаруживает добычу следующим способом: поднявшись к поверхности воды и словно повиснув вниз головой, он с помощью волосков на длинных тонких ногах улавливает рябь, расходящуюся от плавающих или упавших в воду мелких насекомых. В аквариуме гладыш точно так же реагирует на тонкую проволоку, вибрирующую у поверхности воды. Поразительно, как насекомое при таком, казалось бы, примитивном способе ориентации и без всякой помощи зрения точно находит источник колебаний.
Бульдоговая летучая мышь Темминка (Molossops temminckii)Еще лучше гладыша это делают жуки-вертячки. Когда они скользят по поверхности воды, их усики находятся точно на ее уровне. Усики снабжены подушечками из чувствительных волосков, которые отмечают не только рябь, возникающую при движении других насекомых, но и присутствие неподвижных объектов - таких, как камни или плавающие веточки. Специально создавая рябь, вертячка способна, по-видимому, регистрировать ее отражение от этих препятствий.
Принципы эхолокации достигают необычайного развития в наиболее специализированном из известных нам "механических" органов чувств - в органе слуха. Слух - явление само по себе поразительное, и, несомненно, стоит задержаться, чтобы сказать о нем несколько слов. То, что мы воспринимаем как звук, в действительности волны давления, которые возникают в результате какого-либо движения и распространяются в среде, например в воздухе или воде. Если ударить по камертону, его концы начнут колебаться; эти колебания передадутся окружающему воздуху, возбуждая быстро чередующиеся волны высокого и низкого давления. Волны достигают барабанной перепонки, та в свою очередь начинает колебаться и посылает сигналы, которые, попадая в мозг, воспринимаются как звуки. Мембрана телефонной трубки - это просто вибратор, передающий звуковые колебания нашему уху; то же самое можно сказать и о громкоговорителе.
Не всегда ухо представляет собой такую мембрану. Комары слышат при помощи "перышек" на усиках. У настоящих саранчовых "барабанные перепонки" расположены на ногах, а у ночных бабочек - по бокам туловища. Вообще, у насекомых орган слуха устроен Гораздо проще, чем у позвоночных. Насекомые, по-видимому, не способны различать высоту звука, но весьма чувствительны к изменениям его интенсивности. Большую роль играют в их жизни ритмически повторяющиеся звуки. Так, самцы кузнечиков привлекают самок ритмическим стаккато; эту песню можно успешно имитировать звуком любой высоты в диапазоне их слуха, лишь бы он начинался или обрывался достаточно резко. Магнитофонное воспроизведение продолжительного, плавно нарастающего и затихающего свиста не вызывает никакой реакции у самок этого вида, но если на самом громком месте ленту разорвать и соединить чистым куском, то проигрывание любой из двух частей записи привлечет самку.
Чувствительность насекомых к различным участкам звукового спектра не одинакова, а некоторые из них способны слышать и в ультразвуковом диапазоне. Подобно тому, как пчела видит ультрафиолетовый свет, ночные бабочки слышат ультразвуковые колебания, и это помогает им обнаруживать своих врагов - летучих мышей, издающих звуки, которые лежат в основном в ультразвуковом диапазоне.
Большинство позвоночных слышат очень хорошо. Даже рыбы, до самого последнего времени считавшиеся совершенно глухими, не только обладают хорошо развитым слухом, но даже общаются с помощью звуков. Лягушки и жабы, многие пресмыкающиеся и, разумеется, птицы и млекопитающие издают такое разнообразие звуков, без которых поле и лес казались бы совершенно необитаемыми. Большая часть этих звуков служит средством общения и указывает на хорошо развитую способность животных различать высоту звука.
Какой бы критерий мы ни выбрали, "чемпионами по слуху" будут, несомненно, летучие мыши. Звуки, издаваемые ими, долгое время оставались неизвестными нам, поскольку они лежат на две или три октавы выше того, что способен услышать человек. Только очень немногие люди слышат звуки с частотой выше 20 000 колебаний в секунду, в среднем же верхний предел частоты восприятия человеческого уха составляет приблизительно 14 000 колебаний в секунду. А летучие мыши издают и слышат звуки с частотой до 100 000 колебаний в секунду и выше. Более того, эти звуки очень громкие: если бы мы их слышали, они воспринимались бы как звук двигателя реактивного истребителя с близкого расстояния. Для летучих мышей, тихим летним вечером охотящихся за ночными бабочками, и для их жертв, которые слышат летучих мышей и пытаются ускользнуть от них, летний вечер отнюдь не тих. Он наполнен адскими пронзительными звуками; каждая летучая мышь издает ряд очень коротких криков продолжительностью менее сотой доли секунды.
Для летучей мыши важен не сам звук, а его отражение: эхо от деревьев, стен и даже летающих насекомых, подобно эхолокатору подводной лодки, информирует летучую мышь о препятствиях на ее пути и о возможной добыче в воздухе. Механизм использования эхолокатора у разных летучих мышей различен. Одни испускают широкий рассеянный пучок звуковых колебаний, другие - узкий, направление которого постоянно меняется. Мы знаем, что этот звукоизлучающий аппарат включает в себя уши, рот, а у некоторых видов и нос. Блокировка любого из этих органов приводит к тому, что животное теряет способность к ориентации. Но как именно уши и мозг летучих мышей обрабатывают поступающую звуковую информацию, все еще остается тайной; их слуховой аппарат очень сложен.
|
|
Дыхание животных
Скелет животных
Обмен веществ - основная функция жизни животных
Экстремальные формы тела животных
Кожный покров животных