Как мы понимаем чувства животных
Александр Алексеенко - 20.11.15 Безусловным считается факт, что органы чувств многих животных намного лучше развиты, нежели у человека. И поскольку сами животные не могут нам рассказать о своём мироощущении, то учёным пришлось приложить немало усилий для того, чтобы это понять. В частности, исследователям пришлось провести немало часов в условиях дикой природы, чтобы в процессе наблюдения за конкретным видом животных или птиц, понять, каково это – смотреть на мир глазами рыб или воспринимать окружающую действительность посредством собачьего обоняния.
В своих опытах учёные рассматривали проблему под углом исследования анатомии чувств животных, что позволило им понять, как данные чувства функционируют. Таким образом, им удалось установить, что животные, которые полагаются на органы слуха, имеют в своём потенциале такие слуховые клетки, которые ни на минуту не замирают, находясь в постоянном движении. Как итог, любой звук ими воспринимается в разы лучше, чем ухо человека.
Когда говорят о собачьем нюхе, то здесь, безусловно, речь идёт о том, что данное животное способно отыскать дорогу или нужную вещь по тончайшему запаху, который для человеческого носа также недоступен, как и острота глаза орла. Ведь эти пернатые могут увидеть копошащуюся на земле добычу с такой высоты, когда сама птица для человеческого глаза представляется небольшой точкой в небесной сфере. При этом отсутствие цветовосприятия у некоторых видов животных и всех рыб не позволяет говорить об ущербности данного чувства, так как это нисколько не мешает им прекрасно себя чувствовать в привычной для них среде. Впрочем, неспособность чувствовать вкус сладкого у животных семейства кошачьих совершенно не означает, что эти животные уязвимы перед лицом внешней опасности.
Если же нам необходима более точная информация, можно провести поведенческий опыт. Один из первых подобных экспериментов состоялся в конце XIX века, его автор – английский биолог Джордж Ромэйнес.
Однажды он отправился на прогулку со своей собакой в лондонский Риджентс-парк. У Ромэйнеса явно было озорное настроение, и он решил проверить способности своей собаки.
Ромэйнес подождал, пока его собака не отвлеклась на другую псину, после чего стремительно умчался, петляя на бегу. Когда собака вернулась, она поняла, что хозяин ушел, и немедленно начала обнюхивать землю.
Руководствуясь своим нюхом, собака прошла по его следам, которые вывели ее прямо к дожидавшемуся ее хозяину.
Этот спонтанный эксперимент дает неплохое представление о том, насколько выдающееся у собак обоняние и каким полезным оно может оказаться.
Благодаря последующим экспериментам Джордж Ромэйнес обнаружил, что собаки могут улавливать определенные запахи с очень большого расстояния, даже когда присутствовали другие, более сильные запахи.
Его наблюдения до сих пор регулярно цитируются судмедэкспертами, в том числе и сотрудниками ФБР.
Следующий шаг – исследование органов чувств животного.
Анатомия органов чувств может многое рассказать о том, как они функционируют.
Взять, например, человеческие уши. В каждом из них есть ушная улитка: небольшая спиралевидная структура, содержащая тысячи специальных нервных клеток, которые способны улавливать звуки.
Спиралевидная форма улитки дает нам представление о том, каков принцип ее работы: она особенно хорошо улавливает тихие, низкие звуки.
В 2006 году исследователи симулировали прохождение звука по спирали и обнаружили, что низкие частоты усиливались.
Благодаря этому зафиксировать тихие, низкочастотные звуки человеку оказывается проще, чем, если бы ушной улитки не было.
Аналогичным образом усики (или антенны) насекомых позволяют им нюхать, пробовать, трогать, слышать, определять температуру и чувствовать дуновение ветра.
В ходе эволюции для каждого из этих чувств на усиках появились соответствующие элементы, которые видны под микроскопом.
Дэниел Роберт из Бристольского университета (Британия) занимается изучением того, как насекомые пользуются своими антеннами, чтобы слышать. В 2001 году он совместно с Мартином Гопфертом исследовал усики комаров.
Комары используют усики, чтобы улавливать слышимые вибрации – в том числе в ситуациях, когда неподалеку находится представитель противоположного пола. В их усиках-антеннах – 15-16 тысяч слуховых клеток, поясняет Роберт.
Находясь в звуконепроницаемой капсуле, Роберт и Гопферт направили очень тонкий лазерный луч на антенну комара. К своему удивлению, они обнаружили, что даже в полной тишине антенна слегка вибрировала, с частотой примерно 440-450 Гц. Получается, слуховые клетки практически всегда находятся в движении.
Когда начинается звуковая волна, слуховые клетки начинают двигаться синхронно с ней, усиливая звук. В результате комар начинает лучше слышать звук.
Клетки "добавляют слабый импульс нужной им частоты, - говорит Дэниел Роберт. - В некоторых случаях это дает возможность усилить звук в 10 или даже 100 раз".
Роберт использовал похожую микроскопическую методику для исследования ушей кузнечиков, расположенных на их передних конечностях ниже колена.
Сделав микротомографию этих крошечных ушей, Роберт и его коллеги обнаружили, что внутри них действует "рычажная система", реагирующая на вызванные звуком вибрации. Опять же, это усиливает эффект звуковых волн.
"Никто раньше не видел ничего подобного", - утверждает исследователь. - У некоторых глубоководных рыб в сетчатке есть только палочки"
По мере прохождения вибраций сквозь ухо кузнечика они попадают в небольшое отверстие, заполненное жидкостью и прикрывающее сенсорные нейроны, которые улавливают звук.
Дэниелу Роберту удалось это выяснить при помощи лазера, фиксирующего микродвижения, и динамика, издающего звуки для насекомых.
"Высокие частоты звука, который мы транслировали, создавали мощные вибрации в местах контакта – таких, как наша ушная улитка, - объясняет он. - Низкие частоты проходили дальше, к другим клеткам, расположенным ниже". В человеческом ухе происходят аналогичные процессы.
Аналогичный подход можно применить к обонянию и вкусу.
Так, ученые подсчитали количество обонятельных рецепторов в собачьих носах. У бладхаунда их более 200 миллионов, а у человека – лишь 5-6 миллионов. Вот и еще одно подтверждение того факта, что собачье обоняние превосходит наше.
Многое объясняется тем, что сенсорные способности животных не ограничиваются слухом, зрением и обонянием. Ко всему прочему, у них прекрасно развита нервная система, посредством которой сенсорные сигналы проходят непосредственно в мозг животного и, тем самым, оповещает его об окружающей действительности.
Многообразие органов чувств у животных говорит нам о том, что эволюция живых организмов позволила им наиболее полно взаимодействовать с окружающей средой.
Мы никогда не сможем увидеть мир глазами кондора или услышать то, что слышит комар, но мы можем закрыть на минуту глаза и хотя бы попробовать это себе представить.
По материалам ВВС
Комментарии