У земноводных с органами зрения связан мозг

Земноводные имеют более развитые органы чувств, чем рыбы. Благодаря органам чувств, земноводные могут свободно ориентироваться на суше и в воде. Взрослые особи земноводных и их личинки имеют сейсмосенсорную систему, осязание, слух, зрение и вкус, что играет важную роль в их жизни. У видов земноводных, которые ведут преимущественно наземный образ жизни, главную роль играют органы зрения.

Сейсмосенсорная система или органы боковой линии имеются у всех личинок и взрослых животных, ведущих водный образ жизни. Они расположены по всему телу, особенно много их на голове. Отличительной чертой земноводных по сравнению с рыбами является то, что органы боковой линии располагаются на поверхности кожного покрова. Поверхностный слой кожи содержит осязательные тельца, представляющие собой скопления чувствительных клеток с подходящими к ним нервными окончаниям. В эпидермальном слое кожи всех земноводных имеются свободные окончания нервов чувствительности. Именно им присуще распознавание температур, тактильные и болевые ощущения.

Некоторые из них отвечают за ощущение влажности окружающей среды, а также изменения её химического состава. Ротовая полость и язык земноводных имеют скопления чувствительных клеток, которые оплетены нервными окончаниями. Они, по всей видимости, выполняют функцию ощущения положения пищи во рту, а не вкусовых рецепторов. У земноводных очень слабо развит вкус, что подтверждается поеданием ими насекомых с едкими выделениями и резкими запахами. Например, клопов, жужелиц, муравьев и других.

Обонятельные органы земноводных представлены парными капсулами. Поверхность внутри капсул выстлана обонятельным эпителием. Их сообщение с наружным миром происходит посредствам наружных ноздрей. Обонятельные капсулы имеют внутренние ноздри, которые сообщаются с полостью ротоглотки. Амфибии, как и все наземные позвоночные животные, используют вышеописанную систему обоняния для восприятия запахов и для осуществления дыхания. В ротовой полости земноводных расположены органы вкуса. Предполагается, что лягушки ощущают только соленое и горькое.

Органы зрения земноводных имеют ряд особенностей, которые связаны с полуназемным образом жизни. Верхнее и нижнее веки защищают подвижные глаза от грязи и высыхания. Однако у них еще имеется и третье веко или мигательная перепонка в переднем углу глаза. Секрет слезной железы омывает глазное яблоко. В отличие от рыб, у амфибий выпуклая роговица и линзовидный хрусталик. Примечательно, что в воде роговица становится идентична рыбной, то есть плоской. О различии цветов амфибиями информации нет.

Передний мозг амфибий образует два полушария, внутри которых располагаются латеральные желудочки с сосудистыми сплетениями. Спереди от переднего мозга лежат крупные обонятельные луковицы. Они слабо отграничены от полушарий и у бесхвостых амфибий срастаются между собой по средней линии. Поступающие из обонятельных луковиц сигналы анализируются в переднем мозге, который по существу является высшим обонятельным центром. Крыша переднего мозга образована первичным мозговым сводом – архипаллиумом. В нем находятся нервные волокна (белое вещество), а в глубине, под ними, лежат нервные клетки. На дне переднего мозга имеются скопления нейронов — полосатые тела.

Сразу за полушариями переднего мозга располагается промежуточный мозг с хорошо развитыми верхним мозговым придатком — эпифизом и нижним мозговым придатком — гипофизом. В общих чертах промежуточный мозг сходен с таковым у рыб.

Наиболее крупным отделом головного мозга у амфибий является средний мозг. Он имеет вид двух полусфер, покрытых корой. В его состав входит зрительный тракт как продолжение зрительных нервов и здесь происходит интеграция зрительного анализатора с другими сенсорными путями и формируется центр, выполняющий сложные ассоциативные функции. Т.о., средний мозг служит ведущим отделом центральной нервной системы, где происходит анализ получаемой информации и вырабатываются ответные импульсы, т.е. у амфибий, как и у рыб, имеется ихтиопсидный тип мозга.

1 – полушария переднего мозга.
2 – обонятельные доли.
3 – обонятельные нервы.
4 – промежуточный мозг.
5 – средний мозг.
6 – мозжечок.
7 – продолговатый мозг.
8 – спинной мозг.

Мозжечок у большинства хвостатых и бесхвостых амфибий небольших размеров и имеет вид поперечного валика у переднего края ромбовидной ямки продолговатого мозга. Слабое развитие мозжечка отражает несложную моторную координацию земноводных. Большую часть мозжечка составляет срединная часть (тело мозжечка), где происходит интеграция сигналов от мышечных рецепторов и вестибулярной системы.

У амфибий, как и у рыб, мозжечковые нервные волокна соединены со средним мозгом, стволом и спинным мозгом. Вестибулярно-мозжечковые связи определяют способность животных координировать движения тела.

Продолговатый мозг в основных чертах сходен с продолговатым мозгом рыб. От ствола мозга отходит 10 пар черепно-мозговых нервов.

Биология и медицина

Органы зрения земноводных

Органы зрения хорошо развиты у подавляющего большинства земноводных; лишь у живущих в почве червяг и постоянных обитателей подземных водоемов — европейского протея, подземной саламандры — Typhlotriton spealaeus и нескольких других видов — маленькие глаза слегка просвечивают сквозь кожу или не видны. По сравнению с рыбами роговица глаз амфибий более выпукла, а хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы с более плоской передней поверхностью. Аккомодация осуществляется лишь перемещением хрусталика при помощи мышечных волокон ресничного тела. Глаза личинок, как и рыб, не имеют век. Во время метаморфоза образуются подвижные веки — верхнее и нижнее — и мигательная перепонка (обособляется от нижнего века). Секрет желез внутренней поверхности век и мигательной перепонки предохраняет роговицу от высыхания; при движении век с поверхности глаза удаляются осевшие посторонние частицы.

В сетчатке есть палочки и колбочки; у видов с сумеречной и ночной активностью первые преобладают. Общее число фоторецепторных клеток у хвостатых амфибий колеблется в пределах 30-80 тыс. на 1 мм2 сетчатки, а у бесхвостых (Rana и др.)-до 400-680 тыс. У многих земноводных развито цветовосприятие. Показано, что цвето-различение обеспечивается в так называемом ядре Беллонци (промежуточный мозг), тогда как основная информация поступает в зрительную кору (tectum opticum). В сетчатке группы рецепторов (палочки и колбочки) связаны с биполярными клетками через поперечные и амакриновые нейроны; группы биполяров передают полученную информацию на детекторы — ганглиозные клетки. Выяснено, что ганглиозные клетки сетчатки лягушек представлены несколькими функциональными типами. Одни реагируют на попавшие в поле зрения мелкие округлые предметы — пищу (детекторы формы), вторые контрастируют изображение, выделяя его на общем фоне (детекторы контраста), третьи (детекторы движения) реагируют на перемещения -пищи-, а четвертые — на быстрое и общее затенение поля зрения (расценивается как сигнал опасности — приближение врага). Существуют и -дирекционные- нейроны, регистрирующие направление движения -пищи-; они связаны с базальным ядром промежуточного мозга. Таким образом, первичная обработка (классификация) зрительных сигналов в отличие от других позвоночных у амфибий происходит уже в сетчатке. Собираемая информация небогата. Неподвижные земноводные воспринимают лишь движение мелких объектов или приближение врага; все остальное представляется им индифферентным -серым фоном-. При движении они начинают различать и неподвижные объекты. Благодаря положению глаз у многих бесхвостых земноводных общее поле зрения равно 360* при значительном секторе бинокулярного зрения, позволяющего оценивать расстояние до перемещающего пищевого объекта, что дает возможность успешно ловить мелкую подвижную добычу. На основе изучения механизмов зрения лягушки созданы фототехнические устройства, распознающие мелкие объекты.

Нервная система, органы чувств (равновесия, зрения, слуха), поведение и регенерация у земноводных

Нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб. Но у них лучше развит передний мозг (рис. 190). В нем развиты полушария, отвечающие за сложные формы поведения. А мозжечок у земноводных развит слабее, так как их движения достаточно однооб­разны.

Из органов чувств у земноводных имеются органы, характерные как обитателям водоемов, так и наземным животным. Например, у земноводных, как и у рыб, встречается боковая линия. У лягушек она развивается только на стадии личинки (головастика), а у видов, посто­янно обитающих в водоемах (некоторые хвостатые земноводные), со­храняется в течение всей жизни. Глаза земноводных приспособлены к обитанию на суше: они помогают животным ориентироваться в окру­жающей среде и находить объекты питания. Но воспринимают глаза только двигающиеся предметы. От пересыхания глаза защищены ве­ками (верхним, нижним и мигательной перепонкой). Глаза у лягушек выпуклые и расположены над поверхностью головы. Это позволяет им, находясь в воде, наблюдать за тем, что происходит над ее поверх­ностью.

Органы слуха земноводных способны воспринимать звуки, распро­страняющиеся в наземной среде. Поэтому, кроме внутреннего уха, они имеют еще и среднее. В его состав входят слуховая косточка и барабанная перепонка. Она отделяет заполненную воздухом полость среднего уха от внешней среды. Звуковые колебания через барабанную перепонку и слуховую косточку передаются на внутреннее ухо, в котором располо­жены чувствительные клетки, воспринимающие звуки. С внутренним ухом сообщается и орган равновесия. Чувствительные клетки, служащие вкусовыми рецепторами, расположены на языке и в ротовой полости. Чувствительные клетки кожи способны воспринимать различные химические вещества, механические раздражители, изменения тем­пературы. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Особенности поведения земноводных. Как и у рыб, поведение земноводных, в первую очередь, основано на инстинктах (охотничьих, защитных, связанных с заботой о потомстве и т.д.), однако довольно легко формиру­ются и условные рефлексы.

Регенерация хорошо выражена у хвостатых земноводных (особенно у личинок), у которых могут восстанавливаться хвост, конечности, части кишечника, легкие, спинной мозг и т.д. А у взрослых лягушек, жаб и других бесхвостых земноводных способность к регенерации выражена слабее.

В головном мозгу земноводных развиты полушария, органы чувств приспособле­ны к жизни на суше.

У земноводных с органами зрения связан

Ищите способы, как восстановить зрение при близорукости в домашних условиях?

Для лечения суставов наши читатели успешно используют Око-плюс. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

Близорукость – это сложное заболевание, причины ее возникновения и развития до сих пор не выяснены до конца.

У нее множество форм, каждая из которых имеет отличные от других разновидностей группы риска и протекание.

В свете этого кажется непростой разработка какой-то универсальной профилактической и лечебной гимнастики.

Но не все так плохо: несмотря на многообразие проявлений близорукости, есть некоторые базовые методики, которые помогут снизить шанс развития недуга в любом случае.

Описание заболевания

Органы зрения человека как вида за тысячелетия эволюции приспособилось к более четкому различению ближних предметов, в то время как дальнее зрение всегда отставало.

Это было связано с тем, что в ходе жизнедеятельности человеку приходилось чаще иметь дело с мелкими предметами, расположенными на близком расстоянии.

Тем не менее, человек сохранил некоторую остроту своего зрения и при различении относительно далеких предметов.

Близорукость же – это заболевание, при котором способность различать дальние предметы теряется почти полностью, они становятся нечеткими, размытыми, а на тяжелых стадиях болезни их изображение вообще сливается в одно сплошное пятно.

Это связано с тем, что световые лучи, поступающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а до нее, и на сетчатку попадает уже размытое изображение.

Такое положение дел может вызываться двумя причинами: неправильными пропорциями размеров глаза или нарушением работы глазной линзы – хрусталика.

Близорукости соответствует отрицательная преломляющая сила органа зрения, «зрение минус X», проще выражаясь.

Слабой близорукости соответствует значение до -3 диоптрий, средней стадии болезни – от -3 до -6, тяжелой стадии – выше -6.

Близорукость, вызванная усиленным преломлением света хрусталиком, встречается нечасто, имеет временный характер и вызывается негативными внешними факторами (осложнение диабета, прием некоторых гормональных средств).

Гораздо более серьезной является близорукость, обусловленная изменением формы глазного яблока. Чаще всего она имеет врожденный характер, и развивается вследствие генетической предрасположенности.

Из-за этого зрение будет деградировать в любом случае, а негативные внешние факторы (неправильная посадка при чтении и письме, перенапряжение глаз и т.д) будут лишь ускорять этот процесс.

Болезнь развивается в возрасте от 10 до 22 лет и в любом случае требует обязательного хирургического вмешательства во избежание развития дальнейших осложнений и даже слепоты.

Профилактика

Но при соблюдении гигиены зрительных органов, выполнении лечебной гимнастики вы тоже добьетесь некоторых положительных результатов.

Во-первых, вы снизите скорость деградации зрения, во-вторых, не дадите перерасти стационарной (если ваши глаза больны таковой) миопатии в прогрессирующую.

Также гимнастика хороша для закрепления тех результатов, которые были достигнуты с помощью хирургической коррекции.

Стоит отметить, что при близорукости запрещены многие виды деятельности, такие как тяжелый физический труд, долговременная тряска (бег, катание на лыжах и т.д), работы, связанные с долговременных глазным напряжением.

Следование этим запретам является неотъемлемой частью профилактики.

Вот те упражнения, которые помогут предотвратить развитие болезни и ее осложнения:

Упражнение 1

Водите глазами, поочередно смотря вверх-вниз и вправо-влево. Это тренирует эластичность глазного яблока и расслабляет его.

Упражнение 2

Сильно зажмурьте глаза, сидите в таком положении минуту-полторы, затем откройте их и посмотрите на дальнюю точку или предмет. Затем снова зажмурьтесь на такое же время. Повторите 10-15 раз.

Упражнение 3

Меняйте фокусировку зрения с дальних объектов на нижние и наоборот. Делайте так несколько раз подряд.

Упражнение 4

Вырежете из картона кружок небольшой дыркой внутри. Прикрепите кружок к глазу. Концентрируйтесь сначала на его контуре, а затем смотрите в дырку.

Для этого нужно, чтобы дырка в кружке была меньшим диаметром, чем диаметр глаза.

Упражнение 5

Сядьте на стул ровно. Затем опрокиньте голову назад и смотрите на потолок в течение полминуты. Затем верните голову в исходное положение и смотрите под ноги такое же время. Повторите упражнение пять раз.

Упражнение 6

Перед сном проводите пальминг. Суть его заключается в том, что вы должны с открытыми глазами представить себе какой-либо цвет, затем резко сменить его в своем воображении на другой цвет, и так до тех пор, пока не переберете всю палитру.

Проделайте такой перебор несколько раз. То же самое можно проводить, представляя не цвета, а другие яркие предметы. Пытайтесь визуализировать все их мелкие детали и очертания.

Здесь принципы те же, но нужно затрачивать больше времени на гимнастику, а также использовать более сложные упражнения.

Стоит предупредить, что человек с близорукостью на некоторых этапах лечения не может выполнять такую гимнастику, поэтому тем, как начать практиковаться, нужно проконсультироваться с врачом.

Итак, для лечения близорукости можно предложить следующий комплекс:

1. Очень быстро моргайте на протяжении 10-15 секунд. Затем дайте глазам немного отдохнуть и повторите упражнение. Всего нужно сделать 4 подхода.
2. Закройте глаза и слегка нажмите указательным, безымянным и средним пальцем на веко каждого из глаз. Нажим должен быть ощущаемым, но не становиться слишком сильным.
3. Нужно поднимать кожу на лбу вверх и пытаться одновременно удержать глаза закрытыми. Такое движение хорошо напрягает глазное яблоко
4. Вытяните руку, выставьте один из пальцев (удобней всего указательный) и медленно приближайте его к носу, не отводя взгляда. Затем также медленно ведите его к исходному положению. Достаточно 5-7 повторений.
5. Подносите мелкие предметы к глазам настолько близко, чтобы их изображение начинало раздваиваться, затем снова их отдаляйте на расстояние вытянутой руки.
6. Читайте текст в какой-либо книге. Закройте глаза и представьте себе его. Постарайтесь воспроизвести текст максимально точно, но не информацию, которую он несет, а именно изображение в книге.
7. Нужно распечатать на принтере две версии проверочных таблиц, знакомых всем по кабинетам офтальмологии. Одна таблица должна быть большого размера, вторая поменьше. Расположите большую таблицу на расстоянии двух метров от себя, сядьте на стул, возьмите маленькую таблицу в руки. Подносите маленькую таблицу к глазам и отдаляйте ее на расстояние вытянутой руки, пытаясь прочитать самые мелкие буквы. Затем фокусируйтесь на большой таблице и пытайтесь прочитать те же буквы.
8. Также полезными упражнениями является вышивание, скорочтение, решение головоломок и составление паззлов.

Дополнительные статьи по теме:

Близорукость – это более серьезное и вредоносное заболевание по сравнению с дальнозоркостью. Поэтому значение профилактики здесь хоть и велико, но зачастую оказывается недостаточным без врачебного вмешательства.

Но это не значит, что ей нужно пренебрегать. Наоборот, нужно уделять ей активное внимание для закрепления лечебного эффекта амбулаторных процедур.

Все упражнения против близорукости строятся на одном принципе: дать глазам разнообразную нагрузку, сохранить эластичность хрусталика и правильную форму глазного яблока.

Вы вольны сами придумывать те или иные тренинги, которые будут удовлетворять этому требованию. Главное – они должны быть безопасными, не перегружающими глаза.

Дополнительная тренировка

Для того чтобы мышцы глаз были в тонусе нужно стимулировать их работу. Одним из способов является фокусировка на специальных картинках. К примеру, на такой:

Полезное видео

Рекомендуем посмотреть это видео:

Помогла статья? Возможно, она поможет и вашим друзьям! Пожалуйста кликните по одной из кнопок:

Для лечения суставов наши читатели успешно используют Око-плюс. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

Зрение земноводных

Зрение земноводных

Организм каждого живого существа обеспечен множеством сложных систем, в том числе для познания окружающей их среды и ориентации в ней. Особое значение имеют нервная система и связанные с работой органов чувств сенсорные системы, а также процессы, связанные с психической деятельностью. Эти, так называемые «окна» в мир, обеспечивают способность животных воспринимать и анализировать внешнюю и внутреннюю информацию, чтобы адекватно на нее реагировать. Благодаря целесообразным системам животные получили в дар ощущение и восприятие, внимание и воображение, память, способность к обучению и даже элементарное мышление (рассудочную деятельность). Последнее характерно не только для млекопитающих, птиц но, как это ни удивительно, для представителей ряда видов в в в насекомых.х.

Назначение нервной системы – воспринимать действующие на организм раздражители и отвечать на них соответствующей реакцией; обеспечивать разнообразнейшую психическую деятельность животного; регулировать работу всех органов, координировать функции организма и обеспечивать его целостность.

Эксперименты с земноводными и наблюдения за их поведением в природных условиях показали, какой высокой чувствительностью наделены их организмы. Амфибии отлично видят и слышат, ощущают в окружающей среде присутствие даже минимальных количеств химических веществ и самых слабых полей. Кроме того, «живые приборы» амфибий способны предсказывать предстоящую погоду, чтобы животные могли строить свое поведение сообразно ее изменениям. Каким образом им это удается?

Важную роль здесь играют замечательные органы организма животных – органы чувств, оснащенные рецепторами. Одни из них относятся к дистанционным – органы зрения, слуха, обоняния, которые способны воспринимать раздражение на расстоянии; другие – вкусовые органы и органы осязания – лишь при непосредственном контакте.

Органы чувств являются частью анализаторов – сенсорных систем, проникающих почти в каждый уголок организма. Именно анализаторы получают разнообразные внешние и внутренние сигналы от рецепторов своих органов чувств. Затем они анализируют эту информацию, формируют определенное решение и передают «указание» различным органам для целесообразных действий. Иногда органы чувств сами являются анализаторами. Но в основном они составляют рецепторный отдел, находящийся на периферии (конце) анализаторов. Проводящие пути от рецепторов и центральные нейроны образуют проводниковый отдел анализатора. Определенные участки мозга, обрабатывающие сигналы от рецепторов, составляют центральную, «мозговую», часть анализатора. Благодаря такой сложной и целесообразной системе, к примеру, зрительного анализатора, производится точный расчет и управление прыжком лягушки и броском ее липкого языка к движущейся добыче. Или анализаторы синхронизируют время для откладывания икры и развития молоди с периодом дождей в засушливых местах обитания амфибий. Живые «приборы» позволяют различать и звуковые сигналы самцов. Если это брачный призыв, то самка устремляется в сторону его звучания. Если же это территориальный сигнал, то другой самец должен покинуть чужой участок.

Бесконечное множество удивительной по сложности и взаимной согласованности работы совершают анализаторы и органы чувств земноводных. Они ответственны за непрерывный синтез различных ощущений, целостное восприятие окружающего мира, координацию действий особи и организацию ее видового и индивидуального поведения. Остается только сожалеть, что на сегодняшний день в строении, действии этих «чудо-приборов» и их систем остается так много неясного.

Зрение амфибий

Зрение – это данная животным способность получать информацию о внешнем мире посредством улавливания излучаемых или отражаемых объектами электромагнитных излучений в диапазоне волн от 300 до 800 нм, которые называют световыми. Земноводные с помощью зрения получают основную часть информации о внешнем мире, которая обрабатывается в «мозговом центре» зрительного анализатора. Особенно оно важно для амфибий, за исключением червяг, обладающих хорошим обонянием, при добывании пищи. Зрение обеспечивает им охоту даже в темноте, поскольку глаза некоторых ночных охотников обеспечены вертикально расположенным зрачком, напоминающим зрачок кошки. В дневное время их «конструкция» позволяет зрачку превращаться в узкую щелку, чтобы защититься от яркого света. У амфибий, подкарауливающих добычу в дневное время над водной поверхностью, зрачок расположен горизонтально.

Зрительная система амфибий позволяет быстро распознавать различные объекты, оценивать опасность и правильно на нее реагировать. При этом защитная реакция может быть довольно простой. Завидев приближающегося врага, лягушка, например, мгновенно прыгает туда, где темнее, – будь то вода или суша. Часто защитная реакция бывает очень сложной и с помощью зрительных анализаторов включает целую цепь поведенческих актов. Сетчатка глаза амфибий кодирует и передает в мозг комплекс качественных признаков окружающего мира. В «мозговом» центре происходит сравнение этой информации об объектах с извлеченными из памяти знаниями. Это могут быть хранящиеся в памяти, наследственно полученные эталоны или сведения, приобретенные опытным путем. Благодаря этому животные могут довольно точно зрительно различать объекты, особенно опасные. Например, жабы после укуса шмеля, осы, пчелы долго помнят их внешность. Они не нападают даже на безобидных насекомых, которые походят на жалящих обидчиков.

Большой интерес у ученых вызывает третий лобный «глаз» амфибий, функции которого установлены пока лишь в общих чертах. Холоднокровные животные с его помощью определяют критическую для себя температуру воздуха. Как только она приближается к опасной, подается сигнал, что амфибия должна срочно спрятаться в укрытие. Некоторые ученые считают, что этот замечательный орган, как компас, помогает лягушке найти дорогу домой. Кроме того, он может ощущать световые волны, определяя даже в какой плоскости осуществляются их колебания. Человеческий глаз воспринимает эти волны просто как свет.

Кожа земноводных тоже преподнесла сюрприз – ее анализаторы входят в состав зрительной системы, обеспечивая животному дополнительную чувствительность к свету.

У земноводных с органами зрения связан мозг

Организм каждого живого существа обеспечен множеством сложных систем, в том числе для познания окружающей их среды и ориентации в ней. Особое значение имеют нервная система и связанные с работой органов чувств сенсорные системы, а также процессы, связанные с психической деятельностью. Эти, так называемые «окна» в мир, обеспечивают способность животных воспринимать и анализировать внешнюю и внутреннюю информацию, чтобы адекватно на нее реагировать. Благодаря целесообразным системам животные получили в дар ощущение и восприятие, внимание и воображение, память, способность к обучению и даже элементарное мышление (рассудочную деятельность). Последнее характерно не только для млекопитающих, птиц но, как это ни удивительно, для представителей ряда видов насекомых.

Назначение нервной системы – воспринимать действующие на организм раздражители и отвечать на них соответствующей реакцией; обеспечивать разнообразнейшую психическую деятельность животного; регулировать работу всех органов, координировать функции организма и обеспечивать его целостность.

Эксперименты с земноводными и наблюдения за их поведением в природных условиях показали, какой высокой чувствительностью наделены их организмы. Амфибии отлично видят и слышат, ощущают в окружающей среде присутствие даже минимальных количеств химических веществ и самых слабых полей. Кроме того, «живые приборы» амфибий способны предсказывать предстоящую погоду, чтобы животные могли строить свое поведение сообразно ее изменениям. Каким образом им это удается?

Важную роль здесь играют замечательные органы организма животных – органы чувств, оснащенные рецепторами. Одни из них относятся к дистанционным – органы зрения, слуха, обоняния, которые способны воспринимать раздражение на расстоянии; другие – вкусовые органы и органы осязания – лишь при непосредственном контакте.

Органы чувств являются частью анализаторов – сенсорных систем, проникающих почти в каждый уголок организма. Именно анализаторы получают разнообразные внешние и внутренние сигналы от рецепторов своих органов чувств. Затем они анализируют эту информацию, формируют определенное решение и передают «указание» различным органам для целесообразных действий. Иногда органы чувств сами являются анализаторами. Но в основном они составляют рецепторный отдел, находящийся на периферии (конце) анализаторов. Проводящие пути от рецепторов и центральные нейроны образуют проводниковый отдел анализатора. Определенные участки мозга, обрабатывающие сигналы от рецепторов, составляют центральную, «мозговую», часть анализатора. Благодаря такой сложной и целесообразной системе, к примеру, зрительного анализатора, производится точный расчет и управление прыжком лягушки и броском ее липкого языка к движущейся добыче. Или анализаторы синхронизируют время для откладывания икры и развития молоди с периодом дождей в засушливых местах обитания амфибий. Живые «приборы» позволяют различать и звуковые сигналы самцов. Если это брачный призыв, то самка устремляется в сторону его звучания. Если же это территориальный сигнал, то другой самец должен покинуть чужой участок.

Бесконечное множество удивительной по сложности и взаимной согласованности работы совершают анализаторы и органы чувств земноводных. Они ответственны за непрерывный синтез различных ощущений, целостное восприятие окружающего мира, координацию действий особи и организацию ее видового и индивидуального поведения. Остается только сожалеть, что на сегодняшний день в строении, действии этих «чудо-приборов» и их систем остается так много неясного.

Зрение – это данная животным способность получать информацию о внешнем мире посредством улавливания излучаемых или отражаемых объектами электромагнитных излучений в диапазоне волн от 300 до 800 нм, которые называют световыми. Земноводные с помощью зрения получают основную часть информации о внешнем мире, которая обрабатывается в «мозговом центре» зрительного анализатора. Особенно оно важно для амфибий, за исключением червяг, обладающих хорошим обонянием, при добывании пищи. Зрение обеспечивает им охоту даже в темноте, поскольку глаза некоторых ночных охотников обеспечены вертикально расположенным зрачком, напоминающим зрачок кошки. В дневное время их «конструкция» позволяет зрачку превращаться в узкую щелку, чтобы защититься от яркого света. У амфибий, подкарауливающих добычу в дневное время над водной поверхностью, зрачок расположен горизонтально.

Зрительная система амфибий позволяет быстро распознавать различные объекты, оценивать опасность и правильно на нее реагировать. При этом защитная реакция может быть довольно простой. Завидев приближающегося врага, лягушка, например, мгновенно прыгает туда, где темнее, – будь то вода или суша. Часто защитная реакция бывает очень сложной и с помощью зрительных анализаторов включает целую цепь поведенческих актов. Сетчатка глаза амфибий кодирует и передает в мозг комплекс качественных признаков окружающего мира. В «мозговом» центре происходит сравнение этой информации об объектах с извлеченными из памяти знаниями. Это могут быть хранящиеся в памяти, наследственно полученные эталоны или сведения, приобретенные опытным путем. Благодаря этому животные могут довольно точно зрительно различать объекты, особенно опасные. Например, жабы после укуса шмеля, осы, пчелы долго помнят их внешность. Они не нападают даже на безобидных насекомых, которые походят на жалящих обидчиков.

Большой интерес у ученых вызывает третий лобный «глаз» амфибий, функции которого установлены пока лишь в общих чертах. Холоднокровные животные с его помощью определяют критическую для себя температуру воздуха. Как только она приближается к опасной, подается сигнал, что амфибия должна срочно спрятаться в укрытие. Некоторые ученые считают, что этот замечательный орган, как компас, помогает лягушке найти дорогу домой. Кроме того, он может ощущать световые волны, определяя даже в какой плоскости осуществляются их колебания. Человеческий глаз воспринимает эти волны просто как свет.

Кожа земноводных тоже преподнесла сюрприз – ее анализаторы входят в состав зрительной системы, обеспечивая животному дополнительную чувствительность к свету.

Целесообразное устройство глаз для работы в различных средах

Амфибии обладают универсальным устройством глаз и автоматической системой для их целесообразного применения. Оптической частью глаз амфибий являются роговица, хрусталик и стекловидное тело. В задачу оптики входит фокусирование изображения на световоспринимающих элементах сетчатки. Глаза земноводных устроены с расчетом на работоспособность в двух стихиях. Световые лучи в воздухе преломляются в основном роговицей, а в водной среде – хрусталиком. При этом фокусировка изображения производится как в современных фотоаппаратах. Хрусталик передвигается вдоль оптической оси глаза, то приближаясь к сетчатке, то отодвигаясь от нее.

Для того, чтобы глаза амфибий не подсыхали на воздухе, они предусмотрительно снабжены веками (верхним, нижним и мигательной перепонкой). Сухопутные виды наделены, кроме того, слезными железами, смачивающими роговицу глаз. Прекрасно устроены для работы в обеих средах и фоторецепторы. У животных, проживающих на суше, светочувствительным элементом в фоторецепторах является пигмент родопсин, а у обитателей водоемов с пресной водой – порфиропсин. Последний предназначен для «работы» именно в стоячих желтоватых водах. Сюда плохо проникает коротковолновая часть света, поэтому порфиропсин дан для обеспечения чувствительности в его длинноволновой части. Замечательным свойством глаз, например, у тритонов и саламандр является то, что при погружении животных в водоем для нереста, большая часть родопсина в фоторецепторах автоматически заменяется на порфиропсин. А летом при выходе на сушу родопсин также автоматически занимает свое место. Порфиропсин предназначен также и для головастиков. Но как только они подрастут, к моменту выхода на сушу, фоторецепторы перестроятся на пигмент родопсин.

Приведенные примеры наглядно демонстрируют универсальность устройства глаз земноводных, а также уникальность происходящих в них процессов. Во-первых, они обеспечены достаточно сложными технологиями производства пигментов на оба случая жизни, а, во-вторых, – автоматизированной системой включения производства того или иного светочувствительного элемента. Эта зрительная система, работающая под руководством генетической программы, обеспечивает подачу в рабочую зону необходимого в данное время пигмента и утилизацию уже ненужного. И она же решает всю совокупность проблем по организации и управлению производством.

Роль зрительной системы в управлении движением

Зрительная система земноводных, так же как и многих других животных, играет важную роль в осуществлении целенаправленного движения особей. Например, она помогает виртуозно прыгать по деревьям квакшам-древолазам. Зрительный анализатор, подобно электронной машине, обеспечивает расчет траектории полета квакши и топографические характеристики места ее приземления. Определив перед прыжком форму листа или ветки, он готовит программу точного «приземления» амфибии и мгновенного прикрепления с помощью присосок.

Живые управляющие системы удивительно целесообразны и непостижимо сложны. Создавая веками «умные рукотворные» машины и механизмы, люди лишь недавно стали сознавать, что делают некое упрощенное, приблизительное подобие того, чем обладают животные. Примером такой технической системы, способной к целенаправленным действиям, может служить зенитное орудие, управляемое радаром. Можно проследить определенное сходство в действиях орудия и живой системы – лягушки. Когда цель оказывается в радиусе действия орудия, происходит наведение на нее и выпуск снаряда для поражения. Также и лягушка поворачивается или прыгает в сторону летящего насекомого, с большой точностью выбрасывает язык и настигает добычу. Обе эти системы специально предназначены для конкретной цели и поражают ее независимо от положения и скорости, которые могут варьировать в определенных пределах.

В обоих случаях механизмы, которые обеспечивают попадание, имеют некоторые общие главные элементы: во-первых, это движущаяся или неподвижная мишень; во-вторых, – воспринимающее устройство – сенсорный орган (радар в случае зенитного орудия и глаз у лягушки). Такое устройство необходимо, чтобы установить положение мишени и составляющих ее движения в трехмерном пространстве в определенный момент времени. Мишень как бы передает информацию о себе и своем местонахождении через воспринимающее устройство; в-третьих, – систему обработки информации, или вычислительное устройство. Такая система анализирует полученную информацию и предсказывает положение мишени в последующие моменты. У лягушки для этого служит мозговой отдел системы зрительных анализаторов, а у зенитного орудия – специальное устройство. Они обеспечивают вычисление направленности движения ствола орудия и языка лягушки для поражения мишени. Все расчеты основываются на информации, поступающей от сенсорного органа – в одном случае радара и в другом – глаза амфибии; в-четвертых, обе системы имеют орган действия – так называемый эффекторный орган, непосредственно осуществляющий управляемое действие. В случае орудия – это ствол со снарядом, который при выстреле пересечет траекторию мишени в рассчитанный момент. У лягушки им является липкий язык, выбрасываемый изо рта для контакта с добычей точно в расчетное время и с заданной скоростью.

Вычислительное устройство, обрабатывающее информацию является центром этих управляющих систем. Работа устройства управления зенитным огнем вполне известна, а механизмы обработки информации в мозгу лягушки пока таят в себе много неясного. А ведь это пример только одного поведенческого акта из целого комплекса целенаправленных действий лягушки при пищевом поведении. Не менее точный расчет сопровождает молниеносный прыжок этого животного в сторону добычи. И если случается, что он оказался недостаточно точным, то система управления позволяет скорректировать полет. Лягушка успевает развернуться в нужном направлении, орудуя растянутыми перепонками на широко расставленных пальцах лап. И делает она это в последний момент, так как во время прыжка ее глаза закрыты и втянуты внутрь орбит во избежание возможных травм. Лишь вблизи добычи в рассчитанный момент лягушка выставляет вперед лапы, открывает глаза, с высокой точностью корректирует движение тела и только потом осуществляет выброс своего липкого языка.

Какими же удивительно сложными управляющими системами наделена «обыкновенная» лягушка. Как устройство для преследования цели могло стать результатом последовательного самосовершенствования амфибий? Могли ли постепенно возникнуть и сенсорный орган – глаз, и вычислительное устройство – мозговой отдел системы анализаторов, и эффекторный орган – подвижный липкий язык особой конструкции с целесообразным способом крепления во рту, чтобы образовать замкнутую цепь для осуществления серии целесообразных поведенческих актов? По аналогии, могли ли даже за миллиарды лет положенные рядом все необходимые части сенсорного органа зенитной установки (радара), вычислительного устройства и самого орудия со стволом и снарядом, способны постепенно самособраться и самоорганизоваться для целенаправленного поражения мишеней?

Чему может научить людей обычная лягушка?

Исследование зрительных органов лягушки позволило выяснить, что она обладает интересной особенностью – практически видит только движущиеся предметы. То есть глаз лягушки преимущественно отсеивает информацию о неподвижных предметах и настраивается на движущиеся объекты. И таким образом она концентрирует свое внимание на добыче или приближающемся хищнике, сопернике и т.д. Это свойство очень помогает лягушке быстро и адекватно реагировать на возникшую ситуацию. Изучение биониками таких особенностей глаза лягушки позволило построить электронную модель ее зрительного анализатора, которая может узнавать движущиеся предметы и классифицировать их на полезные, вредные и безразличные объекты. В результате был создан прибор ретинатрон, который не реагирует на неподвижные предметы, находящиеся в поле зрения, и обеспечивает наблюдение за движущимися, например самолетами. Рукотворная модель человека по сравнению с миниатюрной системой глаза лягушки представляет собой сравнительно громоздкое сооружение. Модель создана для непрерывного анализа обстановки над аэродромом и фиксирования появление самолетов, идущих на посадку, чтобы избежать их столкновения.

У земноводных с органами зрения связан мозг

Эндокринная система земноводных не отличается от общего типа, свойственного позвоночным. Гормон щитовидной железы играет важную роль в эмбриональном развитии н может быть причиной его замедления до неотении включительно. Гормоны надпочечников регулируют метаболизм. Общая регуляция и приведение состояния организма в соответствие с изменениями окружающей среды обеспечивается гормонами гипофиза во взаимодействии с кортикостероидами надпочечников и гормонами половых желез. Гормоны гипофиза и нейросекреты гипоталамуса регулируют водный и солевой обмен, обеспечивая поглощение воды через кожу.

Центральная нервная система и органы чувств. Переход к наземному образу жизни сопровождался преобразованием центральной нервной системы и органов чувств. Относительные размеры головного мозга земноводных по сравнению с рыбами заметно не возрастают. У бесхвостых мозг несколько крупнее, чем у хвостатых. Вес головного мозга в процентах от массы тела составляет у современных хрящевых рыб 0,06-0,44%, у костных рыб 0,02-0,94, у хвостатых земноводных 0,29-0,36, у бесхвостых 0,50- 0,73% (Никитенко, 1969). Следует отметить, что у современных земноводных мозг, вероятно, несколько уменьшен по сравнению с мозгом предков — стегоцефалов (об этом свидетельствует сопоставление размеров мозговых черепов).

Развитие архипаллиума, сопровождающееся усилением связей с промежуточным и особенно средним мозгом, приводит к тому, что ассоциативная деятельность, регулирующая поведение, осуществляется у земноводных не только продолговатым и средним мозгом, но и полушариями переднего мозга. У хвостатых земноводных уровень нервной деятельности ниже, нежели у бесхвостых; это связано с относительно меньшей величиной головного мозга и тонкостью архипаллиума (около 0,2 мм против 0,6-0,8 мм у бесхвостых). Слабое развитие мозжечка у всех земноводных соответствует простоте (стереотипности) движений.

Слегка сплющенный спинной мозг имеет плечевое и поясничное утолщения, связанные с отхождением мощных нервных сплетений, иннервирующих передние и задние конечности. По сравнению с рыбами усиливается разделение серого и белого вещества, т. е. усложняются проводящие нервные тракты. Спинномозговых нервов у бесхвостых земноводных 10 пар, у хвостатых — в зависимости от числа позвонков — несколько десятков пар. Симпатическая нервная система у земноводных представлена двумя стволами, лежащими по бокам брюшной стороны позвоночного столба. Ганглии этих стволов соединены со спинномозговыми нервами.

Органы чувств обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше. У личинок и у ведущих водный образ жизни взрослых земноводных важную роль играют органы боковой линии (сейсмосенсорная система), осязание, терморецепция, вкус, слух и зрение. У видов с преимущественно наземным образом жизни основную роль в ориентации играет зрение.

Органы боковой линии есть у всех личинок и у взрослых с водным образом жизни. Они разбросаны по всему телу (более густо на голове) и в отличие от рыб лежат на поверхности кожи. В поверхностных слоях кожи разбросаны осязательные тельца (скопления чувствующих клеток с подходящими к ним нервами). У всех земноводных в эпидермальном слое кожи имеются свободные окончания чувствующих нервов. Они воспринимают температурные, болевые и тактильные ощущения. Часть из них, видимо, реагирует на изменение влажности и, возможно, на изменение химизма окружающей среды. В ротовой полости и на языке имеются скопления чувствующих клеток, оплетенных нервными окончаниями. Однако они, видимо, выполняют не функцию «вкусовых» рецепторов, а служат органами осязания, позволяющими ощущать положение пищевого объекта в ротовой полости. О слабом развитии вкуса у земноводных свидетельствует поедание ими насекомых с резким запахом и едкими выделениями (муравьи, клопы, жужелицы и др.).

Пятнистый древолаз (Dendrobates tinctorius)

Обоняние, видимо, играет заметную роль в жизни амфибий. Обонятельные мешки парные. Наружные ноздри открываются и закрываются действием специальных мышц. Внутренними ноздрями (хоанами) каждый мешок сообщается с ротовой полостью. Поверхность обонятельных мешков увеличивается продольной складчатостью их стенок и боковыми выпячиваниями. Трубчатые железы стенок выделяют секрет, смачивающий слизистую обонятельных мешков. Лишь часть стенок обонятельных мешков выстлана специальным обонятельным эпителием, к клеткам которого подходят окончания обонятельного нерва. Объем обонятельных мешков и площадь, занятая обонятельным эпителием, особенно велики у безногих (червяг) и части бесхвостых (жабы, некоторые квакши). Орган обоняния функционирует только в воздушной среде; в воде наружные ноздри закрыты. Роль обоняния в ориентации и поисках пищи велика у роющих червяг. Хвостатые и бесхвостые земноводные распознают запах местообитания, запах «своего» или «чужого» вида, запах пищи. Чувствительность обоняния меняется в разные сезоны; особенно высока она весной. На запахи у амфибий удается выработать условные рефлексы.

У всех земноводных в области хоан образуются небольшие слепые углубления, стенки которых выстланы чувствующим эпителием и нервируемым ветвями обонятельного нерва. Полость этих углублений заполнена секретом специальных желез. Эти органы называют якобсоновыми и полагают, что они служат для восприятия запаха пищи, находящейся в ротовой полости. У червяг в ямке на голове находится подвижное щупальце, которое Животные постоянно высовывают, как бы ощупывая пространство около головы. Полагают, что оно выполняет функцию не только осязания, но и обоняния.

Органы зрения хорошо развиты у подавляющего большинства земноводных; лишь у живущих в почве червяг и постоянных обитателей подземных водоемов — европейского протея, подземной саламандры — Typhlotriton spealaeus и нескольких других видов — маленькие глаза слегка просвечивают сквозь кожу или не видны. По сравнению с рыбами роговица глаз амфибий более выпукла, а хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы с более плоской передней поверхностью. Аккомодация осуществляется лишь перемещением хрусталика при помощи мышечных волокон ресничного тела. Глаза личинок, как и рыб, не имеют век. Во время метаморфоза образуются подвижные веки — верхнее и нижнее — и мигательная перепонка (обособляется от нижнего века). Секрет желез внутренней поверхности век и мигательной перепонки предохраняет роговицу от высыхания; при движении век с поверхности глаза удаляются осевшие посторонние частицы.

В сетчатке есть палочки и колбочки; у видов с сумеречной и ночной активностью первые преобладают. Общее число фоторецепторных клеток у хвостатых амфибий колеблется в пределах 30-80 тыс. на 1 мм2 сетчатки, а у бесхвостых (Rana и др.) — до 400-680 тыс. У многих земноводных развито цветовосприятие. Показано, что цветоразличение обеспечивается в так называемом ядре Беллонци (промежуточный мозг), тогда как основная информация поступает в зрительную кору (tectum opticum). В сетчатке группы рецепторов (палочки и колбочки) связаны с биполярными клетками через поперечные и амакриновые нейроны; группы биполяров передают полученную информацию на детекторы — ганглиозные клетки. Выяснено, что ганглиозные клетки сетчатки лягушек представлены несколькими функциональными типами. Одни реагируют на попавшие в поле зрения мелкие округлые предметы — пищу (детекторы формы), вторые контрастируют изображение, выделяя его на общем фоне (детекторы контраста), третьи (детекторы движения) реагируют на перемещения «пищи», а четвертые — на быстрое и общее затенение поля зрения (расценивается как сигнал опасности — приближение врага). Существуют и «дирекционные» нейроны, регистрирующие направление движения «пищи»; они связаны с базальным ядром промежуточного мозга. Таким образом, первичная обработка (классификация) зрительных сигналов в отличие от других позвоночных у амфибий происходит уже в сетчатке. Собираемая информация небогата. Неподвижные земноводные воспринимают лишь движение мелких объектов или приближение врага; все остальное представляется им индифферентным «серым фоном». При движении они начинают различать и неподвижные объекты. Благодаря положению глаз у многих бесхвостых земноводных общее поле зрения равно 360° при значительном секторе бинокулярного зрения, позволяющего оценивать расстояние до перемещающего пищевого объекта, что дает возможность успешно ловить мелкую подвижную добычу. На основе изучения механизмов зрения лягушки созданы фототехнические устройства, распознающие мелкие объекты.

Какие особенности зрения у земноводных?

Учитывая, что земноводные ведут полуназемный образ жизни, органы их зрения относятся к наземному типу и сами глаза имеют несколько особенностей, а именно:

• они обладают подвижными веками, благодаря которым осуществляется защита от загрязнений и высыхания, так же кроме двух век (верхнее и нижнее) есть еще третье, называемое еще мигательной перепонкой;
• у них имеются слезные железы, секретом которых омываются глазные яблока;
• роговица глаз у земноводных выпуклая (в отличии от плоских у рыб) , а хрусталик имеет линзовидную форму (у рыб хрусталик круглый);
• адаптация (или аккомодация) зрения осуществляется при смешении хрусталика ресничным мускулом (так же как у акул).