Формирование органов чувств у позвоночных животных в связи с адаптацией к разным средам обитания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формирование органов  чувств у позвоночных животных в  связи с адаптацией к разным средам обитания

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                              

                                                                                                                                                                                                Подготовила: Бублей Жанна

                                                                                                                                                                                            Студентка 2 курса 2 группы

 

 

 

 

Гродно 2013

Содержание   

• Органы чувств круглоротых
• Органы чувств хрящевых рыб
• Органы чувств костных рыб
• Органы чувств земноводных
• Органы чувств пресмыкающихся
• Органы чувств птиц
• Органы чувств млекопитающих

 

 

 

 

У предков бесчерепных, прозрачных, как ланцетники, органы восприятия внешних раздражений представлены, с одной стороны, наружными чувствующими почками в коже, а с другой —  чувствующими клетками, выстилающими полость мозговой трубки (как глазки Гессе в спинном мозгу ланцетника).  

 

На рисунках схематично изображают три стадии филогенетического развития органов чувств головы позвоночных, начиная от состояния их у бесчерепных, по А. Н. Северцову. 

 

У предков черепных позвоночных, перешедших к подвижному образу жизни, органы чувств прогрессивно развивались на переднем конце тела и преобразовались в органы обоняния, зрения и слуха на голове путем концентрации чувствующих клеток сначала в чувствующие ямки, а потом замкнутые сложные органы. Органы вкуса как органы химического раздражения сохраняют очень примитивное строение простых вкусовых почек. Органы обоняния являются высокодифференцированными органами восприятия химического раздражения, имеющими различное строение у разных позвоночных. У бесчелюстных (круглоротые и щитковые) имеется непарный обонятельный мешок, соединенный с гипофизарным мешком и непарной ноздрей. Эмбриональное развитие показывает, что эта непарность — вторичное явление. У рыб орган обоняния представлен складчатым обонятельным мешком с наружным обонятельным отверстием (у костистых рыб парным), занимающим различное положение.  

 

Уже у двоякодышащих рыб образуются внутренние ноздри — хоаны, благодаря  прорыву обонятельного органа в  ротовую полость в связи с  дыханием атмосферным кислородом. У  наземных позвоночных внутренние ноздри — хоаны — открываются в  ротовую полость, и орган обоняния, кроме восприятия химических раздражений, получает новую важную функцию проводящего  пути для воздуха при дыхании. В связи с этим происходит обособление  чувствующей и дыхательной частей обонятельного органа. Начиная с рептилий в дне ротовой полости обособляется дополнительный орган химического восприятия — якобсонов орган. 

 

Наивысшей степени совершенства достигает  орган обоняния у млекопитающих. В обонятельной области черепа, как  это видно на медиальном разрезе, развивается сложная система костных выростов, образуется сложный обонятельный лабиринт в решетчатой части черепа

 

 Поперечный разрез через орган обоняния. / — птицы; II — млекопитающего (по Шмальгаузену): 1 — воздушные полости, 2 — носовые раковины, 3 — носовая перегородка.

Органы  чувств  круглоротых ( на примере  обыкновенной ,или речной,миноги) Сyclostomata

Устроены очень просто.

Орган слуха представлен внутренним ухом – перепончатым лабиринтом с двумя ( у миног) или одним ( у миног) полукружными каналами.

Глаза развиты слабо. У миног недоразвита роговица, у миксин глаза дегенерируют в связи с паразитическим образом жизни.

Орган обоняния непарный. В коже с обеих сторон тела проходит боковая линия. Она представлена неглубокими ямками ,на дне которых расположены окончания блуждающего нерва ( x  пара головных нервов)

 

 

Органы чувств у хрящевых рыб  (Chondrichthyes)

 

Рассматривают расположение каналов боковой линии и лоренциниевых ампул на голове акулы (рис. 2.7.5.). Органы боковой линии, сейсмосенсорные органы, представлены у данного вида акул кожными каналами и лоренцевыми ампулами Кожные каналы идут под кожей и дают ответвления к ее поверхности.

Рис 2.7.5. Схема расположения органов боковой линии
1-лоренцевы ампулы, 2-надглазничный  канал, 3-подглазничный канал, 4-латеральный  канал, 5-околоротовой канал, 6-брызгальце.

 
        Лоренцевы ампулы (ampulla Lorenzini) представляют собой трубочки разной длины, лежащие под кожей и окруженные плотной соединительной тканью. Наружный конец их открывается на поверхности кожи небольшими, более или менее округлыми отверстиями. Чувствующие элементы располагаются у внутренних концов трубочек, которые, вероятно выполняют функцию термолокаторов.  Рассматривают расположение лоренцевых ампул на вентральной и дорзальной поверхностях головы акулы. Лоренцевы ампулы на голове акулы концентрируются в несколько групп. Отверстиями ампул покрыта вся вентральная часть рострума, начиная от его переднего конца, вплоть до переднего края верхней челюсти. Небольшое количество их переходит также на бока головы. Две небольшие группы располагаются на вентральной стороне тела за нижней челюстью: одна - непосредственно у ее заднего края, другая - несколько отступя назад. На дорзальной стороне головы ампулы концентрируются по бокам передней части рострума, а затем переходят на верхнюю часть головы, образуя две группировки на уровне переднего края глаза. Небольшие группы лоренцевых. ампул лежат за задним краем глазницы и за отверстием брызгальца. 
        Значительно хуже видны лежащие под кожей каналы боковой линии, открывающиеся на поверхность кожи рядом отверстий. Последние обычно заполнены слизью, слабо заметны и имеют вид расплывчатых белых точек. Там, где имеются лоренцевы ампулы, легко спутать те и другие и проследить ход канала в этих участках довольно затруднительно. Ампулы отличаются тем, что при надавливании на кожу из них выделяются капли фиксирующей жидкости. 
        При тщательном исследовании поверхности головы с помощью лупы можно отметить ход некоторых каналов. Латеральный канал - орган чувств боковой линии - начинается на уровне заднего конца брызгальца и тянется назад сначала по верхнему участку головы, затем переходит на латеральную поверхность тела и доходит до конца хвостового стебля.

Органы зрения представлены глазами, расположенными в глазницах. Глазное яблоко почти шаровидно, но его наружная сторона, покрытая роговицей, заметно уплощена. Глазные мышцы в количестве шести тонких и узких мускулов приводят глаз в движение: они расположены двумя группами - прямые и косые мышцы. 
        Прямые мышцы глаза в числе четырех отходят почти вместе в нижнем заднем углу глазницы и расходятся крестообразно вокруг глазного яблока, прикрепляясь к нему сверху, снизу, изнутри и снаружи: 1) прямая верхняя поднимает глаз кверху; 2) прямая наружная (m. rectus externus) отводит глаз назад; 3) прямая внутренняя (m. rectus interims) отводит глаз вперед; 4) прямая нижняя (m. rectus inferior) лежит глубоко под глазом напротив верхней прямой мышцы и опускает глаз вниз.

Рис. 2.7.6. Строение глаза акулы
chor.-сосудистая оболочка, corn.-роговица, lens.-хрусталик, ir.-радужница, ret.-сетчатка, gl.chor.-хориодальная железа, sc.-склера, t.opt.-зрительный тракт, p.b.-хрящевой стержень, m.-глазные мышцы.

 

 Между четырьмя вышеназванными мышцами лежит небольшой хрящевой стержень с дискообразным расширением на конце, поддерживающим глазное яблоко. 
        Косые мышцы глаза в числе двух начинаются в переднем углу глазницы, а оканчиваются на верхней и нижней поверхностях глазного яблока: 1) косая верхняя (m. obliquus superior) лежит над глазным яблоком и отводит его вверх и вперед; 2) косая нижняя (m. obliquus inferior) лежит под глазным яблоком и отводит его вниз и вперед. 
        Стенки глаза (рис. 2.7.6.) состоят из трех прилегающих друг к другу слоев. Внутри глаза находится полость; близ внешней стороны расположена округлая линза - хрусталик - приблизительно с горошину величиной. Рассматривают стенки глаза.  
        Склера - белковая оболочка, самый наружный скелетный слой глаза, весьма плотный, хрящевой. Она одевает глаз со всех сторон, за исключением наружной, которая прикрыта роговицей. 
        Роговица (cornea) - плоская пленка, которая одевает глаз с наружной стороны; через нее проходит свет. Она совершенно прозрачная и на краях соединяется со склерой. 
        Сосудистая оболочка (chorioidea) имеет вид черной непрозрачной перепонки, подстилающей склеру с внутренней поверхности. На месте перехода склеры в роговицу сосудистая оболочка продолжается в радужную (iris), которая лежит свободно позади роговицы и пронизана в центре продолговатой щелью - зрачком (pupilla), через который свет проходит в глаз. 
        Внутренняя поверхность сосудистой оболочки покрыта блестящей серебристой перепонкой (tapetum lucidum), которая обусловливает зеленоватое свечение глаз живых акул. Сетчатка (retina) - нежная оболочка нервной ткани, выстилающая большую часть внутренней поверхности глазного яблока. Это световоспринимающий слой глаза, непосредственно соединенный с глазным нервом. Хрусталик (lens) - шаровидное тело, лежащее непосредственно позади зрачка. У живых акул хрусталик - совершенно прозрачная линза, преломляющая свет.

Рис. 2.7.7. Статоакустический  орган
sac.-круглый мешочек, utr.-овальный мешочек, amp.a.-ампула переднего полукружного канала, amp.l.-ампула бокового полукружного канала, amp.p.-ампула заднего полукружного канала, can.sem.a.-передний полукружный канал, can.sem.p.- задний полукружный канал, can.sem.l.-боковой полукружный канал.

 
        Статоакустический орган состоит  из очень нежного перепончатого  лабиринта, заключенного в хрящевую  капсулу в боковых расширениях  хрящевого черепа позади глазницы (рис. 2.7.7.). Перепончатый лабиринт  состоит из перепончатого мешка,  или преддверия, лежащего в основании  капсулы и трех перепончатых  полукружных каналов - трех изогнутых  трубочек, поднимающихся дугой над  преддверием в трех перпендикулярных  друг другу плоскостях. Каждый  канал своими концами открывается  в преддверие. Перепончатый лабиринт  находится в полости слуховой  капсулы, заполненной жидкостью  - перилимфой. Если рассмотреть слуховую  капсулу, то можно заметить  просвечивающие сквозь прозрачные  хрящевые стенки слуховой капсулы  два полукружных канала. Они проходят  в двух пересекающихся вертикальных  плоскостях. Чуть медиальнее места их соединения в общую ножку (crus commune) лежит отверстие эндолимфатического протока (ductus endolymphaticus), соединяющего внутренний перепончатый лабиринт с наружной средой 

Полукружные каналы (canalis semicircularis) - три нежные, прозрачные изогнутые трубки перепончатого лабиринта, выполняющие функцию органов равновесия: а) передний вертикальный канал идет от общей ножки вперед, затем вниз вдоль заднего края глазницы, и его передний конец перед впадением в преддверие расширяется в ампулу овальной формы; б) задний вертикальный канал - самый длинный, образует почти полное кольцо, направляется назад и имеет ампулу на заднем нижнем конце; в) горизонтальный канал - располагается приблизительно по наружному краю слуховой капсулы, его ампула находится рядом с ампулой переднего вертикального канала около глазницы. 
        Преддверие (vestibulum) представляет собой сплющенный с боков мешок, лежащий внизу под полукружными каналами в глубине слуховой капсулы. Он не вполне разделен на две части, верхнюю - овальный мешочек (utriculus) и более крупную нижнюю - круглый мешочек (sacculus), и содержит в себе известковые включения - отолиты - молочного цвета. Внутри преддверие наполнено жидкостью - эндолимфой. На внутренней стороне преддверия впадает эндолимфатический проток. Через этот проток можно попробовать пропустить зонд с наружной поверхности в преддверие. 
        Слуховой нерв (головной нерв VIII пары) входит в слуховую капсулу на ее внутренней стороне и сейчас же разделяется на ветки, которые, как это можно проследить, проходят в преддверие и в ампулы. 
        Орган обоняния представляет собой два обонятельных мешка, открывающихся впереди ротовой щели на брюшной поверхности рыла отверстиями ноздрей. Форма ноздри и характерная для многих хрящевых рыб ороназальная борозда. 
        Орган обоняния представляет собой мешок, стенки которого собраны в виде многочисленных поперечных складок, прикрепленных попарно к непарной пластинке. Каждая складка покрыта нежной слизистой оболочкой.

Орган чувств у костных  рыб  (Osteichthyes)

 

Орган зрения – имеет типичное для рыб строение : плоскую роговицу и круглый хрусталик. Фокусировка осуществляется у них исключительно хрусталиком – в покое он обеспечивает близкую видимость, для дальнейшего зрения специальной мыщцей он смещается слегка в глубь глазного яблока,    т. е аккомадация глаза у рыб достаточна примитивна. Костистые рыбы имеют цветное зрение. В их сетчатке наравне функционируют палочки и колбочки. Видимо, этим обусловлено и удивительное богатство окраски покровов многих костистых рыб. Глубоководные формы, как акулы,имеют только палочковое зрение.

Орган слуха 

Орган слуха и равновесия костных рыб, как и хрящевых, представлен  только внутренним ухом, заключенным  в хрящевую капсулу, наружные стенки которой окостеневают. Перепончатый лабиринт, или собственно внутреннее ухо, образовано лежащими во взаимоперпендикулярных плоскостях тремя хорошо развитыми полукружными каналами, отходящими от овального мешочка (вестибулярный аппарат или орган равновесия), лежащий ниже круглый мешочек имеет более или менее четко выраженный полый вырост - лагену - и служит собственно органом слуха. Отходящий от круглого мешочка тонкий эндолимфатический проток заканчивается слепо. В полости лагены, круглого и овального мешочков лежат отолиты, или слуховые камешки; они образованы кристалликами углекислой извести, скрепленными органическим веществом (по их слоистости, видной на шлифах, у многих видов можно определить возраст рыбы). Принципы работы органа слуха и равновесия описаны выше. У части костных рыб возникает связь плавательного пузыря с перепончатым лабиринтом: слепые отростки плавательного пузыря примыкают к затянутым перепонкой окошкам перилимфатической полости (некоторые окунеобразные, трескообразные) или образуется веберов аппарат - система косточек, соединяющих стенку плавательного пузыря с перилимфатической полостью внутреннего уха (карпообразные, сомообразные). Благодаря этому перепончатый лабиринт служит рецептором, улавливающим изменение давления в плавательном пузыре, а плавательный пузырь выполняет функцию резонатора и тем самым увеличивает остроту слуха. 
Костные рыбы воспринимают звуковые волны частотой от 16 до 12 000 Гц. Рецептором служат чувствительные поля лагены и круглого мешочка, а возможно, и овального мешочка. Низкочастотные звуки не выше 500-600 Гц, видимо, могут восприниматься и органами боковой линии. Следует напомнить, что в воде звуки распространяются со значительно большей скоростью, чем в воздухе (около 1500 м/с против 330 м/с) и на большие расстояния. Поэтому звуковая ориентация для водных животных, в том числе и для рыб, очень важна. Звукопроводимость тканей тела рыб близка к звукопроводимости воды, и поэтому восприятие звуков возможно при относительно простом строении органа слуха. 
В последние десятилетия выяснилось, что ходячее выражение "нем, как рыба" не соответствует действительности. Рыбы издают разнообразные звуки, воспринимаемые особями того же и других видов, как сигналы определенного значения. Механические или неспецифические звуки, возникающие при различных действиях рыбы (плавании, дыхании, еде), тоже имеют сигнальное значение. Звуки челюстей при схватывании добычи и при перетирании пищи привлекают других особей своего вида и хищников, звуки питания хищных рыб вызывают оборонительную реакцию у мирных рыб: бегство, затаивание, уплотнение стаи и т. п. Привлекает хищников н звук трепетания или "крики боли" схваченной рыбы. Более определенное видоспецифическое значение имеют звуки, специально производимые рыбой в определенной ситуации: при встрече партнеров в период размножения (нерестовые сигналы, включающие призыв особи другого пола, опознавание и стимуляцию выделения половых продуктов), сигналы предупреждения, и угрозы при защите отложенной икры или охране своей территории и т. п. Эти специфические сигналы по звучанию могут быть очень разнообразными. Скрипучие и скрежещущие звуки издаются при произвольном трении друг о друга свободных костных лучей плавников, костей челюстей и жаберной крышки, пояса грудных плавников и т. д. 
 
Особенно разнообразны звуки, издаваемые с помощью плавательного пузыря: они напоминают барабанный бой, хлопки, свист, ворчание, кудахтанье, жужжание, стоны и т. д. У рыбы-жабы (батрахообразные) на внешней стенке сердцевидного плавательного пузыря расположены плоские барабанные мышцы, а полость пузыря разделена плотной диафрагмой с отверстием посредине; издает звуки, похожие на хрюканье и пароходные гудки. У терапонов (окунеобразные) барабанные мышцы прикрепляются к затылочному отделу черепа и к стенкам передней части плавательного пузыря, звуки напоминают хлопки или барабанную дробь. Низкие ворчащие звуки издает макрурус (трескообразные), у которого лентовидные барабанные мышцы лежат по бокам плавательного пузыря. Звуковые вибрации стенок плавательного пузыря могут вызывать колебания косточек веберова аппарата, костей пояса грудных плавников или ритмичные удары плавниковых лучей по телу. Пока не выяснены механизмы звучания у бычков, белуги и ряда других рыб. Частоты издаваемых рыбами звуков лежат в пределах 20-12 000 Гц, т. е. в пределах чувствительности их слухового аппарата. Наиболее разнообразные акустические сигналы свойственны сумеречным и придонным рыбам, рыбам со сложной популяционной структурой. 
Таким образом, костные рыбы имеют разнообразные органы чувств. При ориентировке и при поисках пищи почти всегда используются многие рецепторы. Так, нарушение положения тела, например, при ударе волны, воспринимается глазами, боковой линией, полукружными каналами и чувствительными полями круглого и овального мешочков (участками, к которым прилегают отолиты), плавательным пузырем и осязательными тельцами. При отыскании подвижной добычи используются зрение, органы боковой линии и электрические органы, обоняние и осязание помогает находить неподвижную пищу, а захват и проглатывание пищи проходит под контролем зрения и вкусовых и осязательных телец, расположенных на усиках и в ротовой полости.