Органы чувств амфибий: слух, вкус, обоняние

Слуховая система амфибий

Исследования, в том числе нейрофизиологов, исключили не так давно бытующие предположения о том, что земноводные не слышат ни собственных, ни чужих звуков. Да и разве могут амфибии быть глухими, если их репродуктивное, защитное и общественное поведение сопровождается звуковой сигнализацией? А она у земноводных довольно разнообразна. Чаще к сигнальной информации прибегают бесхвостые амфибии – лягушки, жабы. Их звуки по своему биологическому значению довольно разнообразны – брачные крики, сигналы бедствия, предупреждающие, территориальные, сигналы освобождения и т.п. Другие особи прекрасно слышат эти сигналы и соответствующим образом на них реагируют. Примером может служить подражательная реакция лягушек на сигнал предупреждения – звук шлепка, который раздается, когда одна из них в случае опасности прыгнет в воду. Другие лягушки, которые сидят в стороне и непосредственно не подвергаются нападению, заслышав звук шлепка прыгнувшей с берега лягушки, реагируют на него как на сигнал тревоги. Они тот час прыгают в воду и ныряют, как будто сами заметили приближение опасности. Лягушки также воспринимают предупреждающие крики – звуковые сигналы, издаваемые особями в состоянии испуга.

Итак, слух у земноводных, действительно есть, а целесообразная слуховая система устроена с учетом конкретного «земно»-«водного» образа жизни представителей определенных видов. Так, у лягушки слуховая система позволяет воспринимать и затем анализировать звуковые сигналы по трем каналам. В воздухе звуковые волны улавливаются клетками внутреннего уха, через барабанную перепонку и ушную косточку. Звуки, распространяемые в почве, воспринимаются костями и мышцами конечностей и через кости черепа передаются во внутреннее ухо. В воде звуковые волны легко проникают в тело особи и быстро достигают внутреннего уха без специальных каналов. А хвостатые амфибии, которые тесно связаны с водой, барабанной перепонкой не обеспечены.

Главным участником восприятия и передачи сигнальной информации в слуховой системе земноводных является звуковой анализатор, который наделен поразительной чувствительностью. Он способен следить за совсем незначительными, но быстрыми колебаниями давления окружающей среды. Анализатор фиксирует мгновенные, даже микроскопические сжатия и расширения среды, которые распространяются во все стороны от места их возникновения.

Органы вкуса

Поскольку амфибии потребляют совсем не аппетитную, на наш взгляд, пищу, то зачем им нужны вкусовые органы? Но оказывается, они способны не хуже, чем такие органы у многих животных, различать четыре типа вкусовых веществ – сладкое, горькое, кислое и соленое. Органы вкуса земноводных, которыми служат луковицеобразные тельца, сосредоточены в их носовой полости, в слизистой оболочке неба и языка. Они являются периферической частью сложной системы вкусового анализатора. На уровне хеморецепторов, воспринимающих химические раздражения, происходит первичное кодирование вкусовых сигналов. А вкусовые ощущения определяются центральными «мозговыми» структурами анализатора.

Каждая вкусовая луковица отвечает за восприятие 2–4 их типов. Например, лягушка благодаря сложнейшей системе своих вкусовых анализаторов, мгновенно и безошибочно отличит попавшего в рот жука, несмотря на его хитиновый панцирь, от сухого листочка или щепочки. Несъедобные предметы она тот час выплюнет. Как показали эксперименты, способность отличать на вкус съедобный предмет от несъедобного лучше у наземных амфибий, чем у водных.

Многие представители мира живого, порой даже те из них, от кого мы меньше всего этого ожидаем, наделено высокочувствительным обонянием. Оказывается даже грибы и микроорганизмы умеют различать запахи! Самые чувствительные органы обоняния животных могут ощутить одну-единственную «пахучую» молекулу среди 10 триллионов молекул без запаха. У червей органы обоняния находятся на голове, у клещей – на конечностях, моллюски воспринимают запах жабрами, ящерица и змеи – посредством языка, а амфибии наделены для этого обонятельными мешками. Благодаря расположенным в них рецепторам мешки обладают способностью к хеморецепции как воздуха, так и воды. Например, воздух попадает туда через ноздри, а далее отправляется в легкие. Такая обонятельная система достаточно целесообразна. Она является составной частью дыхательной системы, поэтому анализируется весь воздух, потребляемый при дыхании. Обонянием зачастую амфибии пользуются для ориентации в пространстве, во время охоты. Представителям отдельных видов оно помогает найти и съесть даже неподвижную добычу. Некоторые саламандры, охраняющие свою икру, способны обнаружить по запаху и съесть неоплодотворенные икринки. Делают они это инстинктивно, повинуясь внутренней врожденной программе. Ведь иначе икринки, не получив жизненного продолжения, погибают, а развившаяся на них инфекция распространяется на новорожденных головастиков. Это показывает – как все, что заложено в организм, мудро и целесообразно!

То, что обонянием обладают не только наземные, но и водные амфибии, можно убедиться на следующем опыте. Поместить в аквариум мешочек с кусочками мяса или дождевыми червями и спрятать его под какой-то сосуд, а затем в воду пустить тритона. Он, совершая поисковые движения головой, быстро почувствует съедобное и тот час направится в сторону корма. Эта хвостатая амфибия хорошо отличает несъедобный предмет (камешек) от съедобного (мешочек с червями), но лишается этой способности, если ее ноздри залепить коллоидом. А при переходе на сушу тритон лишь после удаления из носовой полости воды начинает пользоваться «воздушным обонянием».

Обоняние позволяет амфибиям ощущать не только привычные запахи, но и совершенно неожиданные ароматы. Экспериментами с мексиканской жабой одного из видов установлено, что амфибии могут научиться ориентироваться в Т-образном лабиринте и находить прохладное и влажное убежище по сопровождающим воду совершенно посторонним запахам. Они способны освоить широкий запаховый ассортимент, включающий аромат анисового или гераниевого масла, кедрового бальзама, ванилина и др.

Амфибии способны ощущать химические вещества не только с помощью обоняния, но и благодаря химическим анализаторам своей кожи. В одном из опытов в банку с водой, где сидела лягушка, было опущено золотое кольцо. Прошло немного времени и прямо на глазах экспериментаторов брюшко лягушки стало розовым. Вызвано это тем, что в ответ на полученную анализаторами информацию кровеносные сосуды животного расширились и стали просвечивать сквозь тонкую кожицу. Самое интересное то, что золото практически не растворяется в воде, следовательно, химические анализаторы лягушки смогли почувствовать буквально ничтожное количество атомов.

Орган чувств лягушки при охоте

Некоторые данные в книге устарели или являются неточными, автор комментариев и пояснений – Павел Иванович Волков

Лучшему другу, любимой женеСабунаевой Галине Ивановнепосвящается.

Когда я пишу эти строки, передо мной лежат три фотографии: тихая заводь, заросшая камышом, на заднем плане лес, а на переднем — лосиха с лосенком, пьющие воду; на второй — полянка среди низкорослого сосняка и два токующие на ней глухаря; на третьей — заяц, обгладывающий кору с поваленной осинки.Без этих животных фотографии показались бы серенькими, никчемными.А теперь зайдем в лес, в котором не слышно голоса ни одной птицы, или пройдем по берегу реки, в которой не всплеснет ни одна рыба. Грустная картина.В нашей стране охране природы уделяется большое внимание. В. И. Ленин считал охрану природы делом государственной важности. По его указанию в Советском Союзе были организованы первые заповедники. В дальнейшем создавались все новые и новые. Был принят ряд постановлений, регулирующих промысловую и любительскую охоту и рыболовство.В сентябре 1972 года Верховный Совет СССР принял постановление «О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов».Наконец, в марте 1974 года по приказу министра сельского хозяйства СССР учреждена Красная книга СССР. В нее внесены редкие и находящиеся под угрозой исчезновения животные нашей страны. Красная книга Советского Союза, так же как и международная, имеет красные и белые листы.На красных помещены животные, уменьшение численности которых вызывает особенное беспокойство. Это звери: тигр, леопард, снежный барс, кулан, зубр, выхухоль.. . всего 21 вид. И птицы: бородач, краснозобая казарка, улар, кавказский тетерев, белый журавль. всего 26 видов.На белых листах помещены животные тоже нуждающиеся в усиленной охране, но которым пока не грозит исчезновение.Однако одно дело — вынести постановление, а другое дело — проследить за его выполнением. У нас пока еще очень мало штатных инспекторов по охране фауны. Постановление может быть выполнено, если этим делом займется весь народ и, конечно, школьники.Тут огромную помощь могут оказать учителя и особенно преподаватели биологии, прививая детям любовь к природе, любовь к животным.Кое-какую помощь могут оказать и книги.Работая над этой книгой, автор в первую очередь ставил своей задачей заинтересовать юных читателей жизнью животных.В ней рассказывается о том, какие наиболее интересные и удивительные животные населяют нашу планету — Землю — и где они живут; о том, как разумно устроены у них различные органы, какой образ жизни они ведут, как добывают пищу и спасаются от врагов, как общаются между собой.При этом автор пытался объяснить, почему животные такие как они есть и чем вызваны те или другие их поступки.Кое-что читатель узнает о новой науке бионике и о том, какие книги полезно и интересно прочесть юному зоологу.

Все в мире относительно. А. Эйнштейн

КАРЛИКИ И ГИГАНТЫ

Обычно самыми маленькими существами считают бактерий. Еще меньше вирусы. На острие швейной иголки их можно поместить, по крайней мере, сто тысяч. Однако до сих пор еще не совсем ясно, можно ли считать вирусы существами. Дело в том, что до поры до времени они ведут себя, как большая органическая молекула, и только попав в совершенно определенные условия, начинают жить. Они размножаются и, как все живое, передают свои свойства по наследству.Средняя величина бактерий около двух микрон. Это, примерно, в 300 раз меньше, чем точка на странице этой книги. Вирусы же можно увидеть только в самый сильный электронный микроскоп. Например, диаметр вируса, вызывающего грипп, всего 85 миллимикрон.Большинство простейших одноклеточных животных тоже простым глазом не разглядишь. Нужно, по крайней мере, пятидесятикратное увеличение. Но по сравнению с вирусами это гиганты. Инфузория туфелька в 100000 раз больше, чем вирус, вызывающий заболевание скота ящуром, в то время как самое крупное млекопитающее — синий кит — длиннее самого маленького — землеройки-малютки — только в 750 раз.Среди простейших животных встречаются и «исполины». Их можно увидеть невооруженным глазом. Инфузория трубач, очень похожая на музыкальный инструмент — трубу, достигает длины двух миллиметров. Обычно она ведет «сидячий» образ жизни, прикрепляясь к различным водным растениям.Из многоклеточных животных самые маленькие — коловратки, средний размер этих микроскопических животных около 0,1 миллиметра.Существует много различных видов коловраток. Они распространены по всему земному шару, обитают преимущественно в пресноводных водоемах и часто являются основной частью планктона. Коловратки очищают воду, поедая бактерий и разложившиеся остатки животных и растений, а сами являются хорошим кормом для молоди многих рыб.Очень мелкие животные встречаются среди кишечнополостных, многие виды коралловых полипов меньше булавочной головки. Известны и маленькие актинии. Один из европейских видов не превышает трех миллиметров в длину.Не велика и наша пресноводная гидра. Она редко достигает длины одного сантиметра. Несмотря на крохотные размеры, это свирепый хищник; своими щупальцами, расположенными около рта, она охватывает личинок насекомых и даже новорожденных рыбок.Самое крупное кишечнополостное животное — медуза цианея. Ее колокол достигает двух метров в диаметре, а длина свешивающихся низ щупалец превышает 15 метров.Червей насчитывается 100 000 видов, почти половина из них ведут паразитический образ жизни. Большинство червей-паразитов карлики и не превышают длины 1—2 сантиметра, а некоторых без лупы не разглядишь. Встречаются и паразиты-гиганты. До 8—10 метров вырастает бычий солитер, а в кишечнике китов был обнаружен червь, достигающий 40 метров в длину.Обычный размер дождевых червей 8—10 сантиметров, но на жирных почвах — в парниках, огородах — попадаются дождевые черви с красно-бурой головкой и плоским хвостом, толщиною в палец и длиною 15—20 сантиметров. В тропической Америке и в Австралии водятся гигантские виды дождевых червей. Один из видов австралийских червей достигает длины двух метров и толщины трех сантиметров.Еще длиннее морские черви. Червь линеус, живущий по берегам Атлантического океана, вырастает до 15—20 метров.Карлики и гиганты встречаются и среди ракообразных. Они делятся на две группы: низших и высших. Низшие ракообразные — дафнии, циклопы — очень малы: от одного миллиметра до одного — двух сантиметров. Наибольший из них жаброногий рачок-щитень, его длина 5—6 сантиметров.Из высших ракообразных самые мелкие — рачки-бокоплавы. Их длина от пяти миллиметров до двух сантиметров. Особенно много бокоплавов водится в Байкале. Эти рачки — первоклассный корм для большинства рыб.Высшие ракообразные: креветки, крабы, речные и морские раки — имеют большое промысловое значение. Средняя длина креветок около пяти сантиметров. Крабы бывают крохотные, не больше горошины, и настоящие великаны. Камчатский краб, из которого у нас на Дальнем Востоке готовятся такие вкусные консервы, достигает в поперечнике одного метра, а размах клешней японского краба-гиганта — 2,5, а то и 3 метра.Очень ценятся как отменный деликатес морские раки — омары, лангусты. Пары клешней омара вполне достаточно, чтобы сытно позавтракать.Различных размеров бывают пауки, клещи, скорпионы.Пауки есть совсем маленькие. Их туловище немногим более макового зерна. У большинства пауков туловище с горошину, а у паука-крестовика — с вишню. В тропических странах водятся огромные пауки-птицееды, с размером туловища больше апельсина.Средняя длина клещей от 0,1 до 1 миллиметра. Это в голодном состоянии, а напившись крови, самки клещей увеличиваются в весе в 200—300 раз. Зато они могут и подолгу голодать. Собачьи клещи выживают, например, без пищи свыше семи лет. Многие виды клещей являются переносчиками опасных человеческих болезней — туляремии, сыпного тифа, энцефалита.Моллюсков известно свыше 100 000 видов.Брюхоногие моллюски живут в морях, пресноводных водоемах и на суше. Их можно встретить и на Крайнем Севере — в Гренландии, на Новой Земле — и в Сахаре. Размеры брюхоногих моллюсков от 2—3 миллиметров до 20—25 сантиметров. Самый крупный из морских моллюсков — морской заяц, длина его 25 сантиметров. Почти такой же величины достигает западноафриканская сухопутная улитка — любимое лакомство местного населения.Широко распространены двустворчатые моллюски. Наибольшее промысловое значение имеют съедобные — устрицы, мидии, морские гребешки. Их средний размер 3—5 сантиметров в поперечнике. В Индийском и Тихом океанах встречаются гигантские двустворчатые моллюски — тридакны. Они достигают полутора метров в диаметре и веса более 200 килограммов.Головоногие моллюски — осьминоги, кальмары, каракатицы — обычно довольно крупные животные. Но встречаются среди них и карлики. Микротеутис, обитающий в Тихом океане, едва достигает двух сантиметров длины. Зато громадной величины достигают глубоководные кальмары. За последние сто лет на побережье Америки, Европы, Японии было выброшено более 80 гигантов длиной от десяти до пятнадцати метров. Самый крупный кальмар, найденный на побережье Новой Зеландии, имел в длину 18 метров. Лежа на земле, он мог бы дотянуться своими щупальцами до шестого этажа! Ученые предполагают, что в глубинах океана живут еще более крупные головоногие. Судя по рубцам от присосок кальмаров на теле кашалота считают, что они были оставлены чудовищами около 30—40 метров длиной!По сравнению с позвоночными животными все насекомые лилипуты. Но если сравнивать насекомых между собой, то среди них тоже можно найти и карликов и великанов. Попробуем сравнить вес гусеницы длиной один сантиметр с весом гусеницы длиной десять сантиметров — и мы увидим, что большая гусеница в тысячу раз тяжелее маленькой. Еще больше разница в весе, скажем, между блохой и жуком-геркулесом.В настоящее время известно более 1 000 000 различных насекомых, и многие из них измеряются миллиметрами или даже долями миллиметров. Поэтому писать о насекомых-лилипутах не имеет смысла — только перечень их занял бы не один десяток страниц в этой книге. Кроме того, каждый год открывают много новых видов насекомых, и те, которые сегодня были самыми маленькими, завтра могут уже не оказаться ими.А вот насекомых-гигантов не так уж много.