Сотворенная природа глазами биологов - Татьяна Жданова

Долгое время считалось, что из-за примитивности слуховой системы рыбы почти не способны различать звуки. Однако исследования показали, что это вовсе не так. Например, треска не только слышит звуки разной частоты, но и с помощью анализаторов определяет место, где находится их источник. Даже слабые звуки, издаваемые рыбой при схватывании добычи или перетирании пищи челюстями, привлекают других хищников, а миролюбивых рыб повергают в бегство.

Установлено, что рыбы отлично слышат телефонный звонок и реагируют на его звук. В опытах, связанных с обучением рыб, скромные маленькие пескари использовали свой слуховой анализатор для определения нужного звука и получали пищу по свистку или звуку камертона. Причем воспринимали звук от источника, удаленного от них на 30 метров.

Выяснилось также, что эти рыбки могут хорошо различать два тона с интервалом в одну октаву, что не всегда является простой задачей и для человека. Услышать разницу с интервалом в один тон может не всякий. А пескари на это способны! И что удивительно – при звуках скрипки в басовом регистре они начинают как бы «пританцовывать» в такт, ритмично вибрируя грудными плавниками. В этом не уступают им и карпы. При звуках мелодии они «танцуют», плавая то вверх, то вниз. Но как только музыка стихает, тут же успокаиваются. И это все при том, что орган слуха у рыб, казалось бы, очень прост – он представлен только внутренним ухом, заключенным вместе с органом равновесия в хрящевую капсулу.

Но разве можно назвать простой всю анализирующую систему, которой одарены рыбы, если они проявляют такие удивительные способности?

Чувствительный слух человека. Чувства связывают человека с окружающим миром и позволяют с ним взаимодействовать. Большинство из нас уверено, что самое важное из чувств – это зрение. Но слух тоже не менее удивительное и сложно устроенное чувство. Как оно возникает?

Когда звук достигает наших ушей, то барабанные перепонки начинают вибрировать – быстро или медленно, сильно или слабо. Они рассчитаны даже на предельно малую вибрацию, которую создают некоторые звуки – в одну миллиардную сантиметра! И все изменения вибраций несут в себе важную информацию о природе слышимого нами звука.

Подхватывают и усиливают вибрации перепонок три крохотные косточки среднего уха, называемые молоточком, наковальней и стремечком. Затем они передают вибрации дальше, в переднюю часть ушного лабиринта, называемую улиткой. Она содержит около 25 тысяч крошечных волосковых клеток. Те окончательно преобразуют вибрации в электрические сигналы и посылают их в мозг. Такова, хотя и длинная, но очень надежная и быстродействующая цепочка передачи звуковой информации от воспринимающего устройства, каким является ухо, до мозгового центра слухового анализатора.

Наш слух создан так целесообразно, что мы особо чувствительны не к низким, а именно к высоким звукам. Ведь если бы наша чувствительность к низким звукам была также высока, то нас постоянно отвлекали бы внутренние звуки организма, в том числе, бегущей по артериям крови.

Чувство осязания

Осязание – это не единая сенсорная система, а целый комплекс кожных ощущений. Он включает ощущения давления и боли, щекотки и температуры и т. п. Классическим примером служит восприятие нами влажности, которое вызывается смешением ощущений давления и холода. Его можно испытать вообще без какой-либо влажности. Это чувство знакомо любому, кто надевал резиновые перчатки.

Сеть чувствительных анализаторов. При восприятии различных ощущений одни рецепторы регистрируют, например, давление, а другие – температуру. Затем центральный отдел анализаторов мгновенно расшифровывают полученные сигналы, а мозг объединяет эту информацию в единое целое. Поэтому, потрогав предмет, мы вовсе не задумываемся о его свойствах. Ведь вывод возникает как бы сам собой: холодный он или теплый, твердый или мягкий, гладкий или шероховатый. Интересно, что с помощью чувствительных рецепторов температуру можно ощутить, даже не прикасаясь к предмету.

Осязание – необходимое чувство и для многих животных. Так, на показания своего осязательного «радара» во многом полагаются все кошачьи, в том числе и наша домашняя кошка. Его роль играют и шерстинки на лапах, лбу, ушах и, конечно же, длинные тонкие усы над верхней губой. Когда кошка настораживается, они разворачиваются в пространстве с помощью специальных мышц.

При этом образуется веер из колеблющихся волосков, которые связаны со сверхчувствительной нервной сетью анализаторов. Благодаря этому кошка ощущает и анализирует все подозрительные вибрации, и в первую очередь те, которые вызываются движениями живого существа. Она даже способна ловить грызунов, оставаясь совершенно неподвижной, – может сторожить сразу несколько нор, улавливая самые ничтожные движения потенциальной добычи.

Изучать осязание любого животного весьма непросто. Но едва ли не наибольшую сложность представляет исследование его у насекомых. Каким же образом осязают мир эти закованные в хитиновый панцирь существа? Известно, что у них тоже существуют анализаторы, определяющие температуру, давление и т. д. Но многое в механизмах их действия остается пока неизвестным.

Насекомые наделены осязанием и для того, чтобы добывать пищу, и для того, чтобы спасаться от опасности. Именно благодаря осязанию не так-то просто прихлопнуть самую обыкновенную, как мы считаем, муху. Ее зрение позволяет заметить угрожающий объект только на расстоянии 40–70 сантиметров, зато она способна отреагировать на малейшее перемещение воздуха, вызванное опасным движением руки, и мгновенно взлететь.

А каким тонким чувством осязания обладает паук! На его педипальпах и ногах расположены осязательные волоски особого строения. С их помощью через вибрацию паутинных нитей паук ощущает даже самые незначительные дуновения воздуха. Он чутко воспринимает и степень натяжения нитей. При изменении состояния паутины паук будет разыскивать свое убежище, двигаясь всегда вдоль наиболее сильно натянутых нитей.

Все это еще раз подтверждает, что в мире живого нет ничего простого – все существа от мала до велика обеспечены сложными высокочувствительными сенсорными системами для активной жизнедеятельности и собственной защиты.

Полезна ли боль? Дарованное нам чувство осязания играет огромную роль. Ведь, утратив его, мы лишаемся, к примеру, ощущения боли, а значит, способности чувствовать опасность.

Боль является врожденным чувством и неизбежным спутником человека с первых и до последних дней его жизни. Если у вас заболела голова или сердце, сильно «дергает» воспаленное место с занозой, вы понимаете, что это – сигналы о неблагополучии в организме. Древние говорили: «Боль – сторожевой пес здоровья». Так что же такое боль?

Боль – это данная животным и человеку психическая и физиологическая реакция на беспокоящее или нестерпимое раздражение чувствительных нервных окончаний при уколе, ударе, порезе, воспалении и т. п.

Согласно одним представлениям болевое ощущение возникает благодаря существованию особых болевых рецепторов, связанных с собственной системой передачи нервных импульсов. Такие рецепторы находятся в коже, мышцах, надкостнице, внутренних органах. На 1 квадратный сантиметр кожи приходится 100 болевых точек, а всего их на поверхности тела человека – около миллиона. По другим представлениям боль может вызвать сильное раздражение любых рецепторов – от прикосновения, тепла, холода и т. д.

Задача высокочувствительных рецепторов – быстро, со скоростью 120 метров в секунду, передать в мозг информацию: на такой-то участок тела сел комар или же упала капля дождя. Но, быстро передав сведения, рецепторы столь же быстро отключаются. И мы забыли бы напрочь об укусе комара или о других болевых раздражениях, если бы не сложные системы, которые, словно гибкая растительность густого тропического леса, пронизывают наше тело. Эти системы, называемые свободными нервными окончаниями, обладают пониженной чувствительностью, и скорость передачи информации у них в сто раз медленнее. Зато, раз включившись, они неспешно, но упорно посылают в мозг свои однообразные сообщения. И только благодаря их настойчивости вы через какое-то время все же обратите внимание на кусающего вас комара или другое неприятное воздействие.

Конечно, комар, если это не полчище кровососущих насекомых, – не так и страшен. Опаснее, если человек по какой-то причине лишен болевой чувствительности. Он может вовремя не среагировать на порез и истечь кровью, незаметно для себя замерзнуть или получить серьезные ожоги, не ощутив губительного действия огня. То же самое относится и к животным.

Таким образом, боль, обеспечивающая сохранение жизни, является благом, которое мы зачастую недооцениваем.