«КАЧECTBA СУЩЕСТВУЮТ ЛИШЬ ПОСТОЛЬКУ, ПОСКОЛЬКУ ПРИНЯТО СЧИТАТЬ СЛАДКОЕ - СЛАДКИМ, ГОРЬКОЕ - ГОРЬКИМ, ГОРЯЧЕЕ - ГОРЯЧИМ, А ЦВЕТ - ЦВЕТНЫМ. ОДНАКО РЕАЛЬНО СУЩЕСТВУЮТ ЛИШЬ АТОМЫ И ПУСТОТА».

ДЕМОКРИТ, 460 - 370 ГГ. ДО Н. Э. «ТЕТРАЛОГИИ»

 

 

Органы чувств животных не похожи на человеческие. Одни животные видят свет, невидимый для нас. Другие слышат звуки, которые не воспринимает наше ухо. Некоторые животные чувствительны к магнитному полю Земли и к электрическому полю. Дельфины воспроизводят трехмерную картину окружающего мира, гораздо более детальную, чем видит человек, однако при этом они используют эхолокаторы, улавливающие отражения звуков, издаваемых ими самими.

Картина «атомов и пустоты», создаваемая дельфином путем преобразования отраженных эхосигналов, почти наверняка сильно отличается от той, которая создается у нас с помощью глаз и головного мозга. Вероятно, мы никогда не сможем воспринимать мир таким, каким его видит дельфин, но, изучая поведение животных, мы можем выяснить, на какие раздражители они реагируют и как их органы чувств помогают им выжить. Демокрит был бы удивлен такими скромными успехами в изучении жизни животных.

 

 

 

 

Одни животные обходятся ограниченным полем зрения, другим необходимо широкое, а третьим - оба.

 

Способы обеспечить круговой обзор

У большой ушастой совы шея такая гибкая, что она может поворачивать голову практически на 270°. Эта птица обладает очень острым зрением, но поле зрения у нее не очень широкое, и возможность поворачивать голову восполняет ограниченность обзора.

 

 

Глаза у совы расположены на передней части головы. Это дает ей возможность сфокусировать одновременно оба глаза на одном и том же объекте. Такая бинокулярная система очень важна для точной оценки величины жертвы и расстояния до нее. Но чтобы посмотреть, что происходит сзади или сбоку, птице приходится поворачивать голову или все тело.

Другая трудность состоит в том, что глаза у совы неподвижны. Большинство сов охотятся и охраняют свою территорию ночью, при довольно слабом свете луны и звезд. Поэтому им необходимы большие глаза, которые пропускали бы как можно больше света. Глаз совы имеет продолговатую форму благодаря сильно увеличенным роговице, зрачку и хрусталику.

 

Видеть то, что вокруг

Антилопам-бубалам необходимо ощущать приближение опасности сзади, особенно когда они кормятся, опустив головы. Глаза у них расположены по обеим сторонам головы, и у каждого имеется свое поле зрения. Обоими глазами они охватывают практически полную окружность. Из-за того что у бубала поля переднего зрения перекрываются лишь на узком пространстве, его бинокулярное зрение ограничено. Однако широкое монокулярное поле зрения позволяет животному совершать постоянный круговой обзор.

 

Ведя наблюдение в двух направлениях

Хамелеон - одно из немногих животных, глаза которых способны двигаться независимо друг от друга, что позволяет им смотреть одновременно в двух разных направлениях. Большие глаза этих маленьких ящериц, обитающих в Африке и на Мадагаскаре, почти целиком покрыты кольчатым веком, в центре которого имеется отверстие для зрачка. Глаза расположены по обе стороны головы, так что хамелеон может одним глазом высматривать насекомое, а другим следить за приближением врагов, например хищных птиц.

 

 

Способность хамелеона поворачивать только глаза, а не всю голову дает ему большое преимущество, так как основную часть жизни он проводит, балансируя на ветвях деревьев высоко над землей.

Как только хамелеон обнаруживает жертву, оба его глаза поворачиваются и сосредоточиваются на объекте. В этом положении поля зрения обоих глаз перекрываются, создавая точное трехмерное изображение. Когда насекомое оказывается достаточно близко, хамелеон выбрасывает свой длинный липкий язык и хватает его.

Насекомое на ветке, недосягаемой для хамелеона, не может считать себя в безопасности, потому что ящерица запоминает его положение. Даже если хамелеону придется сделать крюк, он все равно приблизится к жертве с нужной стороны и схватит ее, как только сможет дотянуться языком.

 

Долгое ожидание и быстрый бросок

Передние ноги богомола, медленно передвигающегося хищного насекомого, который живет в тропиках и субтропиках, снабжены большими шипами. Богомол сидит совершенно неподвижно, ожидая, пока жертва - бабочка или мелкое насекомое - приблизится к его мощным передним ногам; тогда он бросается вперед и за доли секунды хватает жертву.

Но сначала богомолу необходимо точно установить местонахождение жертвы. В этом ему помогает пара больших, широко расставленных сложных глаз, расположенных на передней части головы. Каждый глаз состоит из множества тесно прилегающих друг к другу цилиндрических светочувствительных сегментов, накрытых шестиугольными хрусталиками. Эти глаза создают грубое мозаичное изображение, но особенно чувствительны к любому движению.

 

 

Изображения, возникающие в каждом глазу, перекрываются и создают трехмерную картину, что позволяет богомолу определять расстояние до объекта. Как только жертва оказывается на достаточно близком расстоянии и фокусируется в определенном участке (всегда в одном и том же) его поля зрения, он выбрасывает вперед передние ноги и хватает добычу.

Маленьким паукам-скакунам, которых можно встретить повсюду, тоже необходимо точно оценивать расстояние, чтобы не промахнуться. У этих пауков 4 пары простых глаз, или глазков.

Вместе они превышают по объему мозг паука. Они обеспечивают трехмерное зрение с высоким разрешением, которое позволяет точно сфокусироваться на жертве в момент нападения.
 

 

Уберечься от хищников и добывать пищу животным помогает многочисленность глаз и острота зрения.

 

Множество глаз видят опасность

Когда морской гребешок кормится. лежа на дне и раскрыв створки раковины, его глаза постоянно обозревают все вокруг. Каждый глаз имеет по 2 сетчатки: одна чувствительна к повышению интенсивности света, другая - к понижению. У морского гребешка есть механизм, усиливающий чувствительность каждого глаза при недостаточной освещенности.

 

 

В отличие от мидий и сердцевидок, гребешок способен плавать, выталкивая воду из полости раковины вблизи замка. Он продвигается в направлении, в котором открываются створки.

Хотя глаза гребешка воспринимают только изменение интенсивности света и тени, этого достаточно, чтобы заметить опасность и захлопнуть створки.

Если гребешок обеспокоен тем, что видит, он может быстро отпрянуть в безопасную зону, поочередно открывая и закрывая створки раковины и используя глаза для ориентации в воде.

 

Совершенное зрение беспозвоночных

Среди беспозвоночных самыми совершенными глазами обладают осьминог, кальмар и каракатица, причем у некоторых видов глаза - самые крупные в мире животных. Глаз взрослого 18-метрового гигантского кальмара достигает размеров футбольного мяча.

Эти животные относятся к головоногим моллюскам; строение их глаз близко к нашему, хотя в процессе эволюции они развивались совершенно независимо. Хотя имеется и существенное различие: у человека для более четкой фокусировки изменяется форма хрусталика, а у головоногих хрусталик для этого перемещается назад и вперед, что очень похоже на способ фокусировки в проекторе для слайдов.

 

 

У большинства наземных животных роговица глаза представляет собой выпуклую прозрачную оболочку, помогающую преломлению входящих лучей света, с тем чтобы они сошлись в одной точке на хрусталике. Чем больше кривизна роговицы, тем больше света она преломляет. Роговица уравновешивает преломление света при переходе из наружной среды в жидкую среду внутри глаза, После того как роговица сфокусировала свет, проникший в глаз, хрусталик преломляет проходящие через него лучи света, фокусируя изображение на сетчатке - экране из светочувствительных клеток, выстилающих заднюю стенку глаза.

Морским животным не нужно уравновешивать преломление света при переходе из воздушной среды в водную. У осьминога и кальмара роговица играет незначительную роль в фокусировке, которую практически полностью осуществляет хрусталик.

Экспериментально доказано, что осьминог способен узнавать и запоминать различные размеры и формы. Например, он отличает вертикальные прямоугольники от горизонтальных. Осьминог устраивает засады на крабов и других мелких животных, прячась в подводных скалах. Дополнительную информацию он получает от высокоразвитого осязания. Кальмар же охотится в открытом море и больше полагается на зрение.

 

Острое зрение большой белой акулы

Большая белая акула нападает снизу и сзади, заставая жертву врасплох. Чтобы совершить такое нападение, ей нужно быстро приблизиться к добыче и держать ее в поле зрения. Для успешной охоты глаза акулы должны мгновенно реагировать на изменения освещенности.

В поисках добычи - тюленей и морских львов - она использует все свои органы чувств. Однако в определении местонахождения жертвы главную роль играет зрение.

Акула, поднимающаяся на поверхность из темных глубин, должна справиться с быстрым изменением освещенности.

Это возможно благодаря тапетуму - слою похожих на зеркало пластинок, расположенных позади сетчатки глаза. Отражая свет на фоторецепторы сетчатки, он повышает ее чувствительность при слабой освещенности. Это необходимо ночным охотникам, чтобы четко видеть, особенно при слабом лунном свете. Днем яркое освещение может стать проблемой. Кошки справляются с этим, сужая зрачок с помощью мышц радужной оболочки.

 

 

Тапетум большой белой акулы значительно улучшает зрение в темных глубинах, однако у нее нет радужной оболочки, которая защищала бы глаз при быстром всплывании на поверхность. Этот недостаток компенсирует имеющийся у нее «занавес» из клеток, содержащих пигмент. Когда акула приближается к поверхности воды, эти клетки автоматически расширяются, прикрывая пластинки тапетума, а когда она возвращается на глубину, они снова сокращаются. Когда акула плавает на мелководье, ей необходимо видеть все, что происходит в освещенной среде над ней и в темноте под ней. В такой ситуации тапетум действует по-разному в каждой половине глаза. Нижняя половина тапетума. отражающая свет, падающий сверху, прикрыта и защищает сетчатку. Верхняя половина, отражающая свет, падающий снизу, открыта для максимального использования света, попадающего на сетчатку, и создания более четкой картины происходящего в темной глубине.

 

Как птицы добывают пищу под водой

Глаз, созданный для работы в воздушной среде, под водой бесполезен. Искривленная, похожая на линзу, роговица, которая обычно фокусирует изображение на сетчатке, под давлением воды уплощается. В результате она становится малоэффективной, так что зрение многих наземных животных не позволяет им охотиться под водой. Тем не менее некоторые обитатели суши используют богатое разнообразие пищи в воде.

 

 

Крачки и пеликаны плохо видят под водой, но они могут заметить рыбу с воздуха и нырнуть за ней под воду. Пингвины и бакланы решают эту проблему иначе. У пингвинов роговица утолщена сильнее, чем у других птиц, так что она действует одинаково хорошо как в воздухе, так и в воде. У бакланов проблема решается не менее эффективно. Хрусталик этих птиц довольно мягкий, так что глазные мышцы легко растягивают и сжимают его. Хрусталик сильно деформируется и даже выпячивается через радужную оболочку в зрачок, что увеличивает его кривизну. Изображение при этом фокусируется на сетчатке, так что баклан может четко видеть жертву и преследовать ее глубоко под водой. Нефтяники, работающие под водой на Северном море, наблюдали баклана, который плыл на глубине около 45 м.

Когда птица оказывается у поверхности, мышцы глаза уплощают хрусталик, чтобы он мог четко фокусировать в воздушной среде. Возможность охотиться как над, так и под водой дает баклану большое преимущество.

 

 

Глаз животного создает изображение, соответствующее его особым потребностям.

 

Четырехглазка обманывает хищников

Расположившись на ветке, нависшей над рекой в тропическом поясе Южной Америки, яркий зеленый зимородок выслеживает в воде маленькую рыбку, готовясь нырнуть за ней. Неожиданно воду взрывает стайка из 30 рыбок, стремительно уплывающих в разные стороны. Удивленная суматохой, птица медлит, момент упущен, и все хитрые четырехглазки скрываются.

Эта удивительная четырехглазковая рыба обладает необычным двухъярусным зрением.

 

 

На самом деле у нее только два глаза и в каждом только по одному хрусталику. Глаза помещаются в верхней части головы и выступают над водой, тогда как сама рыба плавает прямо под поверхностью воды. Каждый ее глаз разделен на верхнюю и нижнюю части, покрытые собственной прозрачной роговицей и светочувствительным фокусирующим экраном - сетчаткой. Ее хрусталики имеют яйцевидную форму. Когда рыба смотрит под воду, свет проходит по длинной оси хрусталика, обеспечивая хорошее ближнее зрение. Когда она смотрит вверх, в воздух, свет проходит по короткой оси хрусталика, обеспечивая хорошее дистанционное зрение.

Увидев близко над собой зимородка, четырехглазка предпринимает разнообразные отвлекающие действия - выпрыгивает из воды и скачет по поверхности, как летающая рыба. Обычно четырехглазки плавают стайками, и, когда они подпрыгивают все сразу, это может сбить с толку любого хищника.

 

Третий глаз следит за временем

На островках вблизи Новой Зеландии обитают любопытные животные, похожие на ящериц, - гаттерии, или туатары.

 

 

Эта примитивная рептилия длиной около 60 см считается живым ископаемым. Она существует на Земле без каких-либо значительных изменений более 150 млн. лет. Сходные с ней рептилии вымерли одновременно с динозаврами.

Замечательная особенность гаттерии - третий глаз, названный теменным, потому что он располагается между теменными костями. У этого глаза имеются хрусталик, сетчатка и нервные волокна, соединяющие его с головным мозгом, и он может функционировать как фоторецептор. Видеть им гаттерия не может, так как он не способен передавать изображение в мозг. Однако он связан с эпифизом, или шишковидной железой, имеющейся у всех позвоночных животных.

Эпифиз вырабатывает гормон мелатонин, выбросы которого увеличиваются ночью и регулируют цикл чередования сна и бодрствования. Считается, что железа контролирует биологические часы организма, определяющие сроки таких процессов, как спаривание и зимняя спячка. Часы запускаются изменениями естественной освещенности, которые гаттерия. возможно, регистрирует третьим глазом.

 

Охотник с тысячей глаз

Стрекозы - быстрые летуны, которые поедают насекомых на лету. Два больших и выпуклых глаза играют главную роль в их охотничьих успехах. Они занимают почти всю голову и обеспечивают круговой обзор. Каждый глаз состоит из более чем 1000 крошечных глаз - шестигранных фасеток с собственными хрусталиками и сетчатками. Через эти сложные глаза стрекоза видит множество изображений, которые складываются в картину, напоминающую газетную фотографию. Каждая фасетка последовательно стимулируется движением, происходящим в ее поле зрения.

 

 

Это «мерцающее зрение» сквозь множество фасеток позволяет стрекозе заметить малейшее движение жертвы. От числа фасеток зависит качество зрения. Муравей, у которого 9 фасеток, видит нечеткое изображение.

 

Глаз лягушки принимает решения

Жизнь обыкновенной лягушки целиком зависит от зрения. Ее зрительный нерв содержит волокна нескольких типов, чувствительные к разным раздражителям и автоматически вызывающие у лягушки ту или иную реакцию, самую важную в данный момент для ее благополучия.

 

 

Поиск пищи зависит от способности лягушки обнаруживать движение. Для того чтобы лягушка выбросила наружу свой язык, «дичь» должна быть небольшой и округлой, но самое главное - она должна двигаться. Большую часть рациона лягушки составляют мелкие подвижные насекомые. Лягушка не обращает никакого внимания на мертвое или неподвижное насекомое.

Часть зрительного нерва, улавливающая движение, помогает лягушке поймать добычу и заметить приближение опасности. На любое движение, не имеющее отношения к жертве, лягушка мгновенно реагирует быстрым прыжком в пруд.

 

В поисках укрытия

Лягушки большую часть времени проводят на суше; это скрытные животные, которые прячутся во влажных местах под камнями или листьями. Умение прятаться связано с другими волокнами зрительного нерва, реагирующими на затемнение: с их помощью лягушка находит укромные места, где она прячется от хищников, например от птиц.

Наконец, еще одно волокно «узнает» форму валунов и кустов, помогая лягушке не заблудиться на своей территории.

 

 

Осязание помогает избегать опасностей, перемещаться и выполнять различные функции.

 

Волоски, бесценные под землей

У кротов осязательные волоски расположены на обоих концах тела. Вибриссы, окаймляющие мордочку крота и покрывающие кончик его хвоста, погружены в осязательные клетки, чувствительные к прикосновению. Любое движение вибрисс, вызванное колебаниями воздуха или прикосновением, предупреждает животных о приближении либо опасности, либо источника пищи, например ползущего червя.

 

 

Перемещаясь по своим ходам, крот держит хвост вертикально вверх, чтобы вибриссы прикасались к потолку. Считается, что таким образом он получает информацию о форме и ширине хода.

Вальковатое тело слепыша напоминает сморщенную сардельку. Это маленькое роющее млекопитающее покрыто коротким светлым мехом, из которого выступают жесткие осязательные волоски. С их помощью слепыш пробирается в свою нору по вырытым им подземным ходам.

 

Органы боковой линии чуют опасность

Рыбы обладают «шестым чувством», позволяющим им ощутить присутствие других водных животных задолго до визуального или физического контакта. Эта способность определяется наличием так называемой боковой линии, которая улавливает изменения давления, вызываемые движением в воде, на расстоянии, до пяти раз превышающем длину тела самой рыбы.

 

 

Боковая линия состоит из ряда рецепторов давления (или невромастов); они расположены с определенными интервалами в двух каналах, которые тянутся по обеим сторонам тела, а также в каналах, имеющихся в голове. Все эти каналы лежат прямо под кожей и открываются наружу многочисленными порами. Чувствительные волоски тянутся из каждого рецептора в выступ, имеющий желеобразную консистенцию. Вода свободно проходит через поры и по всему каналу.

Любое движение в воде, окружающей рыбу, приводит в движение воду, находящуюся в канале. Желеобразные выступы, изменяя свою форму под напором воды, наклоняют чувствительные волоски. Степень отклонения волосков и его направление зависят от силы и направления движения воды. Информация улавливается рецепторами давления, которые передают ее в центральную нервную систему.

Таким способом рыба может определить перемещение возможной добычи, хищников или партнеров, а также направление течений.

Боковая линия имеет огромное значение для рыб со слабым зрением. Например, двоякодышащие рыбы практически не воспринимают движение и форму и реагируют в основном только на свет и тень. Однако этот недостаток компенсируется высокой чувствительностью к запахам, давлению, вибрации и прикосновению. Боковые линии двоякодышащих имеют причудливые формы и различаются у разных видов; они расположены на голове и воспринимают сигналы из воды.

 

Чувствительная кожа приматов

Кожа большинства животных чувствительна к прикосновениям: лишены этого ее жесткие производные (панцири, рога и т. п.). Даже сравнительно просто организованные животные обладают высокочувствительной кожей. Все, что происходит вокруг, они в основном воспринимают только кожей, так как слух и зрение развиты у них очень слабо.

Клетки, воспринимающие прикосновение, сосредоточены в тех частях тела животного, которые выполняют функции осязания, например кончик хобота у слона. Они стимулируются погруженными в них волосками, или вибриссами, которые сгибаются в ответ на внешнее воздействие.

 

 

В отличие от этого у приматов (людей, человекообразных обезьян и мартышек) особенно чувствительны лишенные волосяного покрова ладони, подошвы ног и язык. На кончике языка человека на участке размером с четверть почтовой марки имеется около 200 осязательных клеток. Благодаря этому язык ощущает прикосновения кончиков двух остро отточенных карандашей как два, даже если расстояние между ними не больше булавочной головки. В коже спины осязательных клеток мало, и два таких кончика ощущаются как один, даже если они разделены расстоянием в 65 мм.

 

 

У приматов осязательную функцию выполняют кончики пальцев. Однако на кончиках пальцев осязательных рецепторов вдвое меньше, чем на языке. Если бы пальцы были слишком чувствительны, они бы не выдерживали грубых контактов.

У некоторых обезьян на цепком (хватательном) хвосте есть участок голой кожи. Эта «пятая конечность» чувствительна к прикосновению так же, как кисти и стопы обезьяны.

 

 

И хищнику, и жертве необходим острый слух, чтобы найти жертву или учуять опасность.

 

Как сипуха слышит ночные шорохи

Несмотря на свое острое ночное зрение, сипуха, охотясь за жертвой в темноте, ориентируется с помощью превосходного слуха. Она слышит малейший шорох и определяет его источник с невероятной точностью.

Главную пищу сипухи составляют мелкие ночные грызуны (мыши, полевки) и землеройки. Она слышит даже шуршание полевой мыши под землей. Сипуха летает практически бесшумно и может приблизиться к жертве почти вплотную.

Обнаружив добычу, сипуха устремляется вниз, следуя по извилистому маршруту своей жертвы. Она вонзает когти в тело мыши по всей его длине, что совсем непросто, принимая во внимание бесконечные зигзаги, совершаемые полевой мышью. Даже в темноте сова безошибочно схватывает когтями мышь, руководствуясь исключительно шумом, создаваемым ее движением.

 

 

Превосходная звукоулавливающая система сипухи состоит из двух овальных впадин в густом оперении, расположенных по обе стороны клюва. Каждое углубление направляет звуковые волны, поступающие из довольно обширной области, в ушное отверстие.

 

Сравнивая звуки

Для того чтобы поймать движущуюся жертву, сове необходимо сначала определить направление ее движения. Сова может сделать это благодаря тому, что ее уши находятся на разных уровнях. Правое ухо расположено выше левого, а окружающее его углубление наклонено вверх, чтобы улавливать звуки сверху. Углубление вокруг левого уха скошено вниз, чтобы воспринимать звуки снизу.

В результате шумы с различных уровней звучат в каждом ухе по-разному. Сопоставляя их, сова точно определяет местонахождение жертвы.

 

Лисица слышит насекомых под землей

Непропорционально большие уши большеухой лисицы так чувствительны, что она даже слышит, как под землей личинка жука-навозника прогрызает себе путь в навозном шарике.

 

 

Большинство лисиц охотятся, ориентируясь преимущественно с помощью обоняния, и поедают в основном птиц, гнездящихся на земле, мелких грызунов и падаль. Но большеухая лисица охотится с помощью обоняния и питается термитами и жуками-навозниками.

Большеухие лисицы обычно живут небольшими семейными группами, но во время охоты они расходятся по злаковникам и кустарникам и часто бродят вблизи от травоядных животных, например зебр, которые взбудораживают насекомых.

Лисица идет, опустив нос вниз и наставив уши. Услышав возню насекомых под землей, она добирается до них, разрывая землю лапами и зубами.

 

Самцов привлекает жужжащая самка

Самец комара слышит благодаря джонстоновым органам, расположенным у основания каждого из двух его усиков, С их помощью он настраивается на звуки, производимые самкой.

Непрерывное жужжание самки комара хорошо знакомо жителям тропиков и Севера. Его создает самка при полете, хлопая крыльями со скоростью около 600 ударов в секунду. Усики самца вибрируют, настраивая джонстоновы органы на ту же частоту. Разные виды комаров бьют крыльями с разной частотой.

Известны случаи, когда самцы комаров залетали в открытые рты оперных певцов, которые держат очень высокую ноту. В Нью-Йорке наблюдали скопления насекомых над электрической вывеской отеля. Это объясняется тем, что звук работающего трансформатора имеет ту же частоту, что и звуки, создаваемые биением крыльев самки комара. Именно это наблюдение заставило ученых задуматься о слуховых способностях комаров.

 

Уши как система раннего оповещения

Таким животным, как антилопы и олени, для того чтобы определить, с какой стороны поступает звук, не надо поворачивать голову, а достаточно повернуть наружное ухо, или ушную раковину. Это позволяет им практически немедленно установить местонахождение источника звука или услышать подкрадывающегося сзади хищника.

 

 

Олень, услышавший хруст в подлеске, поворачивает уши до тех пор, пока звук не достигнет максимальной громкости. И сети олень поймет, что звук исходит от хищника, он мгновенно исчезает.

 

Как выжить в пустыне

В пустыне очень мало мест, где можно укрыться, поэтому обитающим в ней животным важно вовремя узнавать об опасности. Многие обитатели пустынь - от маленькой кенгуровой крысы на севере Америки до крупной антилопы-аддакса, пасущейся в Сахаре. - полагаются на свой тонкий слух, предупреждающий их об опасности. Их уши снабжены приспособлениями, усиливающими звук.

 

 

Чувствительность среднего уха определяется величиной его полости. Чем обширнее полость, тем свободнее вибрирует барабанная перепонка и тем больше усиливается звук. Среднее ухо кенгуровой крысы усиливает звук в 100 раз и очень чувствительно к низким частотам. Этим она отличается от мелких грызунов, которые обычно общаются с помощью высокочастотных звуков.

Но чувствительное ухо кенгуровой крысы позволяет ей слышать даже бесшумные взмахи крыльев нападающей совы.

 

 

Запахи сообщают животным важную информацию: где найти пищу и откуда ждать опасность.

 

Змеи воспринимают вкус и запах вместе

Змея нюхает воздух, «пробуя» его на вкус. Высовывая раздвоенный язык, она собирает запахи на его влажную поверхность. Затем отправляет эти пробы на анализ, прижимая кончик языка к нёбу, где имеются парные чувствительные ямки - якобсонов орган. В этих ямках находятся очень тонкие волоски, которые определяют химический состав проб и направляют информацию в мозг.

В отличие от млекопитающих у змей чувства вкуса и запаха не обособлены. Млекопитающие анализируют содержащиеся в воздухе химические вещества с помощью носа, а вещества, взятые в рот, - с помощью языка. Но то, что млекопитающим, несомненно, представляется различным, другим животным может показаться одинаковым.

Так, например, бензин, обладающий резким запахом, легко испаряется, и при этом его химические составляющие достигают высокой концентрации в воздухе. В отличие от бензина, сахар практически не испаряется и обладает слабым запахом.

 

 

Человек различает бензин по запаху, но сахар он определяет только на вкус. Для некоторых животных вкус и запах перекрываются; они так чувствительны к ряду химических веществ, что обнаруживают их, даже если те содержатся в воздухе в минимальных количествах.

Но насекомым необходим также дифференциальный вкус, чтобы отличать подходящую пищу от ядовитых или вредных веществ. Часто клетки, чувствительные к вкусу, находятся вокруг рта; однако они могут находиться и на лапках, что позволяет насекомым определять, на какой они стоят поверхности.

Анализаторы на лапках важны для бабочек, потому что им необходимо откладывать яйца на то растение, листьями которого могут питаться их гусеницы.

 

Как рыба находит пищу под водой

У некоторых рыб, в том числе у пресноводного карпа и глубоководных макрурусов, имеется множество рецепторов вкуса - хеморецепторов, расположенных во рту, в глотке и вокруг нижних частей жаберных дуг, Каждый рецептор представляет собой скопление 12 - 20 клеток: некоторые из них снабжены миниатюрной щетинкой, напоминающей цветочный бутон. Карп и макрурус добывают пищу в донном иле, используя все эти хеморецепторы, чтобы отличить съедобные объекты от несъедобных, Многие донные рыбы обладают органами вкуса, дополняющими ноздри в поисках пищи. У сомов очень плохое зрение, и они почти целиком полагаются на чувствительные к вкусу мясистые усы, свешивающиеся у них изо рта. А у озерных гурами рецепторы вкуса - так называемые «пальцы» - расположены на плавниках. Морские звезды, живущие в темных глубинах океана, быстро находят остатки мертвых рыб, опускающиеся на дно. Они ощущают запах гниющей пищи, который разносят медленные донные течения, и следуют за ним.

 

 

Две антенны глубоководной креветки, похожие на хлысты, помогают ей в поисках пищи. Жесткая нижняя часть каждой антенны направлена наружу так. что ее тонкая и более подвижная часть, которая вдвое длиннее тела креветки, обращена назад. Из семи видов сенсорных волосков на каждой антенне креветки два обонятельных, а остальные осязательные. Однако у основания антенн имеются хеморецепторы, улавливающие запахи на расстоянии 20 м.

 

Тайные любовные послания бабочек

Однажды в конце XIX в. к Жану Анри Фабру, французскому натуралисту, занимавшемуся в то время изучением самок большой павлиноглазки, прибежал его сын в сильном возбуждении.

«Иди скорее, - закричал он, - я покажу тебе бабочку размером с птицу! Твоя комната забита этими насекомыми». Это была правда - лаборатория была полна самцами бабочки, порхавшими вокруг клетки, где находились самки. Каким-то образом они привлекли к себе эту армию поклонников. Вопрос о том, как самка и самец бабочек находят друг друга, очень долго оставался загадкой для ученых. Жан Анри Фабр впервые высказал мнение, что какую-то роль в этом играет запах.

Но лишь 80 лет спустя химики доказали его правоту и выделили вещество, от которого исходит запах. Количества этого вещества были так малы, что исследователям пришлось собрать выделения полумиллиона насекомых, чтобы получить всего 12 мг.

 

 

Самка павлиноглазки поднимает брюшко и выставляет наружу пару желез, выделяющих пахучее вещество, названное феромоном. Она машет крыльями, разгоняя запах в воздухе, а дальше он распространяется ветром.

 

След феромона

Самец павлиноглазки обладает исключительно острым обонянием. Его перистые антенны покрыты обонятельными рецепторами, состоящими из полого волоска, в котором находятся два нервных окончания, погруженных в жидкость. Запахи проникают в волосок через поры на его поверхности, а затем по маленькой трубочке проходят вниз, где вступают в контакт с особой клеткой - рецептором феромона. На антеннах самца павлиноглазки имеется до 60 000 сенсорных волосков, три четверти которых чувствительны только к феромону, выделяемому самкой. Веяние этого запаха настораживает любого самца павлиноглазки в радиусе 5 км. Антенны самца так чувствительны к феромону, что улавливают присутствие в воздухе даже одной его молекулы.

Делая зигзаги, самец сравнивает интенсивность запаха, улавливаемого его антеннами, и летит в направлении усиления запаха феромона.
 

 

Благодаря ловкости и чувству равновесия горалы нашли убежище высоко в горах.

 

 

Волоски, нервные окончания, перья и рецепторы помогают ориентироваться в пространстве.

 

Ориентация под водой и в воздухе

Водяные скорпионы не очень хорошие пловцы и большую часть времени проводят, прячась среди растительных остатков в илистых прудах и канавах.

Плавая во время охоты, водяной скорпион ориентируется при помощи шести маленьких, наполненных воздухом дыхалец - отверстий на брюшной поверхности. Каждое отверстие затянуто тонкой мембраной. На глубине, где давление воды возрастает, воздух сжимается, и мембрана вдавливается внутрь. Если голова скорпиона ближе к поверхности, чем хвост, дыхальца, расположенные ближе к голове, испытывают меньшее давление, чем находящиеся ближе к хвосту, и передние мембраны вдавливаются слабее, чем задние. Это подсказывает водяному скорпиону, что он движется к поверхности.

 

 

Африканские шпорцевые лягушки находят дорогу домой, используя для этого органы боковой линии, Каждый такой орган окружен микроскопическими волосками, которые сгибаются под давлением воды, омывающей тело, посылая сигналы от нервных окончаний в мозг. Это позволяет лягушке соразмерять свое движение с течением воды и соответственно регулировать его направление.

 

Регуляция полета

Тела птиц покрывают перья нескольких типов. Длинные маховые перья образуют несущую поверхность крыла, т. е. играют важную роль в полете, пуховые обеспечивают теплоизоляцию, а маленькие нитевидные перья возбуждают чувствительные нервные волокна, передавая в мозг сообщения о скорости и направлении ветра.

Полет кузнечика контролируют куполообразные рецепторы, расположенные в жесткой кутикуле, покрывающей его спину. Они работают как детекторы напряжения, воспринимая деформирования наружного скелета во время полета. Сходные рецепторы контролируют мышечную активность насекомого. На каждой стороне тела кузнечика насчитывается не менее 148 пар рецепторов. Регистрируя напряжение и движение, они обеспечивают равномерное распределение мышечной активности, что помогает насекомому не отклоняться в стороны при полете.

У всех летающих насекомых имеются аналогичные системы контроля и поддержания равновесия, дополняемые волосками на усиках и на голове. Эксперименты с саранчой, подвешенной на нитке, показали, что насекомые машут крыльями только в том случае, если легкий ветерок дует им навстречу. Если же волоски на лицевой части головы замазать краской, то ветерок не оказывает на них воздействия, и, когда саранчу освобождают, она не улетает.

 

Сила тяжести и направление движения

Пчела определяет правильность направления с помощью волосков на шее. Они расположены таким образом, что, когда насекомое находится на горизонтальной поверхности, все они оказывают одинаковое давление на голову. Но при изменении положения тела пчелы сила тяжести оказывает большее давление на волоски, находящиеся на разных участках шеи.

 

 

Если пчела ползет вверх, ее голова наклоняется к груди, что усиливает давление на волоски, расположенные на передней стороне шеи. Если же она ползет вниз, то голова, напротив, отклоняется назад, что усиливает давление на волоски, расположенные на задней стороне шеи. Сила давления, оказываемого на волоски, зависит от крутизны наклона.

Кошки, способные сохранять равновесие и при падении приземляться на 4 лапы, определяют изменения положения тела благодаря специальным волоскам, находящимся, как и у большинства других млекопитающих, во внутреннем ухе.

В ухе кошки имеется 3 полукружных канала, соединенных со свернутым в спираль каналом, называемым улиткой, который служит органом слуха. В полукружных каналах находятся маленькие кристаллы, расположенные на тонких волосках. Когда кошка поворачивает голову, кристаллы двигаются взад и вперед, наклоняя волоски, которые посылают в нервную систему сигналы, различающиеся в зависимости от направления, в котором сгибаются волоски.

Действуя в соответствии с информацией. полученной от этих органов чувств, животные могут изменять направление движения и положение своего тела. Кот, падающий вниз головой, переворачивается в воздухе, изгибаясь всем телом, и в результате приземляется на все лапы.

У большинства позвоночных животных система равновесия постоянно работает, управляя даже простыми движениями.

 

Координация движений

Многоножки не спотыкаются о собственные ножки, хотя их число достигает почти 200. Это чудо координации возможно благодаря тому, что нервные -клетки постоянно отслеживают устраняют возникающие осложнения. Нервная система играет главную роль в способности животного эффективно двигаться. Сложное переплетение нервных волокон непрерывно контролирует тело, посылая сигналы в виде электрических импульсов.

 

Создавая полную картину

У позвоночных центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. От чувствительных нейронов эта система получает информацию о температуре. давлении на кожу, мышечном напряжении и положении тела в пространстве. На основании этих ощущений у людей создается некое внутреннее представление о себе, совершенно независимое от зрения. Например, человек со слабым зрением может искать на ощупь свои очки, но. найдя, надевает их на нос без всяких затруднений.

Получая сообщения, центральная нервная система немедленно реагирует на них. посылая ответ в мышцы по другим нервным клеткам - двигательным нейронам. Большая часть этих функций выполняется бессознательно, и большинство нервных сигналов никогда не доходит до головного мозга. Спинной мозг вызывает мгновенную реакцию: человек отдергивает руку от горячей плиты прежде, чем успевает подумать об этом.

 

 

Беспозвоночные также способны решать сложные задачи без участия сознания. Многоножки не задумываются, делая очередной шаг. Степень сгибания ноги автоматически приводится в соответствие с положением других ног с помощью скоплений нервных окончаний, находящихся в сегментах тела. Это позволяет мозгу многоножки заниматься другими проблемами.