Раздел 8Нервная система и органы чувств хордовых6ч

НС примитивна у бесчерепных и личиночнохордовых. У оболочников: спинной ганглий, отходящие нервные стволы ко всем внутренним органам. Органов чувств нет. Личинка имеет нервную трубку.

У бесчерепных строение НС типичное для всех хордовых. Это нервная трубка с полостью внутри, заполненное жидкостью. Ямка Гатчека на переднем конце нервной трубки и ямка Келликера. От нервной трубки отходят пары спинномозговых нервов. На срезе трубки не ясно выраженоделение на серое и белое вещество. На внешней поверхности глазки Гессе.- светочувствительные рецепторы.

У всех позвоночных есть ЦНС: головной и спинной мозг. Головной мозг у взрослых животных имеет 5 отделов: передний, промежуточный, мозжечок, средний и продолговатый. От головного мозга отходят 10-12 пар черепно-мозговых нервов. У позвоночных от рыб до пресмыкающихся 10 пар.

1 пара – обонятельный – иннервирует обоняние, отходит от обонятельных долей переднего мозга

2 пара – зрительный нерв – от дна промежуточного мозга, образуя перекрест, начиная с рыб.

3 пара – глазодвигательный нерв - отходит от передней части среднего мозга.

4 пара – блоковый нерв – от дна среднего мозга, иннервирует мышцы висцерального отдела черепа.

5 пара – тройничный нерв – начинается на границе среднего и продолговатого, состоит из двигательных и чувствительных волокон.

С 6 по 10 пары нервы отходят от продолговатого мозга.

6 пара –– отводящий нерв - иннервирует мышцы лица.

7 пара - лицевой нерв – иннервирует кожу и мышцы лица.

8 пара – слуховой нерв – внутреннее ухо.

9 пара – языкоглоточной – иннервирует язык и мышцы гортани.

10 пара – блуждающий нерв – иннервирует внутренние органы, покидает пределы черепа.

11 пара (у птиц) – подъязычный нерв

12 пара (у млекопитающих) – добавочный – ротовая полость, язык, глотка.

Спинной мозг на поперечном разрезе имеет вид бабочки. Серое вещество образовано нервными клетками, а белое – нервными волокнами.

Единицей нервной системы является нейрон. Он состоит из тела и отростков (аксонов и дендритов). Нейроны образуют массу мозга. Двигательные отростки объединяются в нервные волокна.

У беспозвоночных нет миелиновой оболочки.

Органы чувств. Поведение.

Типичными для позвоночных являются: органы зрения, обоняния (хеморецепции), слуха, осязания. Для первичноводных - боковая линия (механорецепция). Но эти органы присутствуют только у позвоночных. У примитивных п/типы не имеют дифференцированных органов чувств. Орган зрения у оболочников отсутствует. Есть хеморецепция, но восприятие всей поверхностью тела. Нет органов осязания (вся поверхность тела). Тоже у бесчерепных. Органов зрения нет, есть фоторецепторы – глазки Гессе. Существует предшественники обоняния – ямки Келлекера. Щупальца ротовой воронки выполняют функцию органов осязания.

Таким образом, сложные органы чувств присутствуют только у позвоночных. Они состоят из 2 отделов: периферического (с рецепторами чувствительных нервных волокон) и центрального, расположенного в мозгу и воспринимает и перерабатывает информацию. Наиболее примитивным морфологическим органом является орган хеморецепции. У органов хеморецепции отсутствуют структуры, превращающие неспецифические сигналы в специфические. Специфическим является восприятие электроимпульса, в который должен превратиться любой импульс. Возбуждение в нервной клетке возникает только тогда, когда меняется концентрация солей калия и натрия. Возникает процессы деполяризации и гиперполяризации мембраны, что приводит к возникновению электрического импульсами, которые являются информатором об изменение среды обитания. Поэтому, когда меняется химизм среды, сразу возникает электропотенциал в обонятельных нейронах и расположен по передней верхней поверхности тела. Эти чувствительные зоны концентрируются в обонятельной ямках (у водных). У древних в хоанах. К ним подходит первая пара обонятельных нервов, которая несет информацию в обонятельные центры. Чувство обоняние у позвоночных велико. Лучшим обонянием обладают рыбы и хищные млекопитающие.

Обонятельные доли переднего мозга акул занимают большую часть всего мозга. Органы обоняния обладают адаптацией.

ОРГАНЫ ЗРЕНИЯ.

Зрение состоит из периферийной части глаза и зрительных центров, расположенных в среднем мозге, и зрительных нервов.

Глаз: передняя часть покрыта роговицей. Зрачок, за ним следует хрусталик с высоким коэффициентом преломления. Кривизна хрусталика может меняться, называется это явление аккомодация. За хрусталиком следует стекловидное тело. Оно способствует рассеиванию света. Далее идет сосудистая оболочка, за ней сетчатка, в ней расположены фоторецепторы, которые превращают оптическое изображение в химическую информацию, а потом в электрический потенциал, которые по зрительному нерву следуют в зрительные центры среднего мозга, которые связаны с корой головного мозга. Процесс изображения возникает в высшем отделе. Сбой восприятия зрения информации возможен на любом этапе.

Фоторецепторы:

1. палочки - светочувствительные, воспроизводят световое изображение, или сумеречное зрение.

2. Колбочки – цветовая информация.

Соотношение этих рецепторов различно. И они концентрируются в области острого зрения – ямка около хрусталика.

ОРГАН СЛУХА

Орган слуха сохраняется у всех позвоночных. Он образован внутренним, средним и наружным ухом. Функция внутреннего уха восприятие звуковых колебаний. Звуковая волна, достигая рецепторов, возбуждает в них электрические импульсы, которые по слуховому нерву идут в средний отдел головного мозга, где расположены центры слуха, называемые слуховыми буграми.

У первичноводных среднее ухо связано с органами боковой линии, которая воспринимает механические колебания среды.

Непосредственно к внутреннему уху примыкает полукружные каналы, заполненные перилимфой, в которой во взвешенном состоянии находятся статолиты. Это кристаллики кальция, которые при изменении положения тела в пространстве воздействуют на клетки. Таким образом, полукружные каналы выполняют функцию органов равновесия (вестибулярный аппарат).

У круглоротых всего 2 полукружных канала. Таким образом, они не воспринимают трех-мерность пространства. У всех остальных 3 полукружных канала, расположенных в 3 взаимно перпендикулярных плоскостях.

Все водные животные слышат достаточно хорошо, так как вода – хороший проводник звука. Но при выходе на сушу из-за разной плотности среды и тела животного возникает необходимость появления специального звукоусиливающего органа – среднего уха, который у всех наземных позвоночных представляет собой полость, отгороженной от внешней среды барабанной перепонкой и соединен с внутренним ухом так называемым овальным окном. Между барабанной перепонкой и овальным окном есть слуховая косточка – стремечко, одним концом оно упирается в овальное окно, а другим - в слуховое окно. Барабанная перепонка – тонкая, соединительно-тканая перепонка, которая воспринимает звуковые волны, затем начинает колебаться в резонанс с ними, усиливает их и передает через овальное окно во внутреннее ухо. И звуковая информация идет в головной мозг.

У всех наземных позвоночных, за исключением млекопитающих, 1 слуховая косточка (стремечко), представляет собой видиозмененый гиомандибулярную кость. Барабанная перепонка в процессе филогенеза образуется из жаберной крышки костистых рыб, а полость среднего ухо представляет собой остатки жаберной полости.

У млекопитающих полость среднего уха есть 3 взаимно сочленовные слуховые косточки - стремечко (гиомандибуляре), молоточек (сочленовная кость) и наковальня. Квадратная кость – элемент верхней челюсти, молоточек – элемент нижней челюсти. Соединены все 3 косточки рычажно-шарнирным соединением, которое дополнительно усиливает звуковые волны, что обеспечивает млекопитающим высокую остроту слуха.

У примитивных наземных позвоночных (земноводные, пресмыкающиеся) есть только среднее ухо. У высокоорганизованных (птицы, млекопитающие) появляется наружное ухо, представленное слуховым каналом и звукоулавливающей структурами. У птиц эту функцию выполняют перья, расположенные около полости среднего уха (совы). У млекопитающих – подвижная ушная раковина. Ушные раковины у млекопитающих развиваются у большинства видов и вторично исчезают у видов, перешедших к водному образу жизни (китообразные). Подобный процесс наблюдается у подземных млекопитающих (кроты, слепыши). Отсутствие ушных раковин компенсируется высоко звукопроводными свойствами водной и почвенной среды. Острота слуха у птиц и млекопитающих чрезвычайно высока. Так, птицы воспринимают звуки в диапазоне от нескольких десятков до 20-25 тыс. герц. А млекопитающие способны издавать ультразвук.

НЕТРАДИЦИОННЫЕ ОРГАНЫ ЧУВСТВ.

Органы инфракрасной рецепции и органы ультразвуковой рецепции развиты у немногих (например, сем. Ямкоголовые змеи). Имеют между ноздрей и глазом специфическую полость, на дне которой есть чувствительные клетки – терморецепторы. Лицевой нерв несет информацию в средний мозг, где она анализируется и поступает в передней мозг (возникает образ, имеющий температурные отличия от окружающей среды). Адаптация направлена на обнаружения животных. Она возникла из-за ухудшения обоняния и слуха.

Ультра- и инфразвуковая рецепция. Ультразвуковая рецепция широко распространена. Ультразвуковыми рецепторами обладают мелкие насекомоядные, а ультразвуковой локацией – рукокрылые, китообразные. Разница между рецепцией и локацией в том, что у рецепции пассивный орган чувств, то есть не способна воспринимать и издавать ультразвук, а локация – животные издают напротив лишний пучок ультразвуков и его отражение воспринимается специальными органами. У летучих мышей ультразвуковой «пушкой» служат специальные выросты на морде, которые фокусируют сигнал, а ультразвуко-улавливающие являются огромные слуховые раковины. У китообразных ультразвуковой улавливающий орган – специальные «подушки» из жировой ткани на передней части головы. Ультразвуковая локация позволяет летучим мышам охотиться в абсолютной темноте, а дельфинам воспринимать пространство гораздо более многомерно, чем рыбам, являющиеся их конкурентами и жертвами.

Инфразвук издают и воспринимают только усатые киты. Длина волны равна несколько десяткам метрам. Инфразвуковая локация позволяет китам общаться в океане на расстоянии несколько тысяч километров. Открытие этого объяснило, почему киты несмотря на пресс человека не выбиты. У них локация только в определенное время.

Электрические органы распространены в водной среде. Хрящевые рыбы обладают специальными рецепторами, улавливающие напряжение электростатических полей. Так как каждое животное представляет собой электросистемы, то вокруг образуются слабые электрополя, которые улавливаются хрящевыми рыбами с помощью рецепторами на голове. О них стало известно в 80-х гг ХХ в. Кроме способности воспринимать излучения сил электрополей, многие способны вырабатывать электроэнергию. Эта энергия применяется для защиты (скаты, угри) или для оглушения добычи (электросомики). Батарея конденсатора на теле электрического ската – торпеда, способствующая им индуцировать разряд U = 300 В, I = нескольким А.

Есть органы барорецепции (давления) развиты у многих. Функции связаны с наличием полостей воспринимающие изменяющиеся давления. Это позволяет избегать неприятные ситуации. Есть рецепторы, воспринимающие изменения в напряженности магнитного поля Земли.

Все коммуникационные системы взаимодействия обеспечивают животным полную информацию об окружающей среде, что позволяет охотиться и избегать хищников, находить дорогу домой, способность ориентироваться в пространстве – хомингом.