На організм тварин постійно діють різноманітні чинники навколишнього середовища (світло, звуки, тиск, запахи, температура, вологість та інші). Водночас усередині організму відбуваються різноманітні хімічні та фізіологічні процеси, які впливають на його стан. Усі ці чинники називають подразниками. Різноманітні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища в організмі сприймають рецептори. Зазвичай це закінчення чутливих нервових волокон або спеціалізовані клітини. Вони перетворюють сприйняті подразники на нервові імпульси, які від рецепторів далі передаються до відповідних нервових центрів.

Рецептори реагують на всі важливі для організму подразники.

Реакцію організму у відповідь на подразнення, що відбувається за участі нервової системи, називають рефлексом. За допомогою рефлексів організм тварини дуже швидко реагує на відповідні зміни зовнішнього чи внутрішнього середовища.

Ознайомимося з проявами подразливості у тварин, виконавши такі дослідження.

1. Покладіть живого дощового черв'яка на аркуш паперу. Пінцетом торкніться до його тіла, дослідіть рефлекторну реакцію на дотик.

2. Спрямуйте за допомогою дзеркальця промінь світла на тіло черв’яка. Чи змінився його рух?

3. За наявності акваріума можна дослідити реакції риб на світло, постукування по стінці акваріума, корм. Маючи черепаху, можна дослідити її реакції на корм, перешкоду під час її руху, постукування по панциру тощо. З морською свинкою можна провести дослідження щодо годування різними кормами - їстівними та неїстівними, реакцію на «сонячний зайчик», на дотик тощо.

Рецептори можуть бути розташовані поодиноко в певних тканинах тіла тварини або входити до складу спеціалізованих органів чуття: зору, слуху, рівноваги, нюху, смаку, дотику тощо.

ЯКІ ОРГАНИ ЧУТТЯ Є У БЕЗХРЕБЕТНИХ ТВАРИН?

• У медуз є органи рівноваги та зору. Органи рівноваги мають вигляд міхурця, усередині якого розташовані кристалики неорганічної речовини (мал. 221). Стінки міхурця вкриті нервовими клітинами із чутливими волосками. Коли положення тіла медузи змінюється, кристалики подразнюють чутливі волоски нервових клітин, збудження передається в нервове кільце. Органи зору - очі - часто розміщені біля основ щупалець. Вони реагують на інтенсивність освітлення, але не сприймають форму предметів.

• У кільчастих червів багато рецепторів розташовано в шкірі. Наприклад, у дощових черв’яків спеціалізовані органи чуття відсутні і саме рецептори шкіри забезпечують сприйняття різноманітних подразників. У багатощетинкових червів органами дотику та хімічного чуття слугують вусики. Майже всі багатощетинкові черви мають очі різної складності. Це переважно скупчення світлочутливих клітин. Вони сприймають зміну освітлення, допомагаючи тварині ховатися в разі небезпеки.

Мал. 221. Орган рівноваги медузи: 1 - нерв; 2 - кристалики неорганічної речовини; 3 - клітини із чутливими волосками

Мал. 222. Органи чуття членистоногих: А - прості очі павука (1) і складні очі рака-богомола (до їхнього складу входить багато простих очей; до того ж вони розділені на три частини, кожна з яких функціонує незалежно, (2)); Б - пірчасті вусики самця нічного метелика

• У більшості членистоногих добре розвинені органи зору, дотику, хімічного чуття, слуху, рівноваги та багато інших. Ми вже згадували, що очі членистоногих бувають двох типів (мал. 222. А). Прості очі мають одну лінзу, а складні, або фасеткові, утворені великою кількістю вічок, які щільно прилягають одне до одного. Вони забезпечують мозаїчний зір (див. мал. 41). При цьому кожне вічко сприймає частину довкілля, а вже в головному мозку формується остаточне зображення.

Органи слуху членистоногих здатні сприймати звуки. До їхнього складу входить мембрана, пов’язана з рецепторами. Під дією звукових хвиль мембрана починає коливатися, що подразнює рецептори. У коників органи слуху розташовані в одному із члеників передньої пари ніг.

Існують також різноманітні спеціалізовані органи смаку, наприклад щелепні щупики ракоподібних або комах. У мух рецептори смаку розташовані на кінчиках ніг. Органи хімічного чуття комах можуть мати вигляд пірчастих вусиків (мал. 222. Б). Наприклад, самець нічного метелика здатний сприймати особливі леткі сполуки, які виділяє самка, на відстані до 3-5 км!

• У більшості молюсків органи чуття - це передусім пара очей. Найскладнішу будову мають очі головоногих (ознайомтеся з їхньою будовою за допомогою малюнка 223). На голові в багатьох молюсків є щупальця - органи дотику. Біля основи зябер двостулкових розташовані органи хімічного чуття. Вони контролюють якість води, яка надходить до мантійної порожнини. Більшість молюсків має органи рівноваги. Смакові рецептори у головоногих молюсків розташовані на присосках щупальців та навколо ротового отвору. Поруч із ними на щупальцях містяться численні рецептори дотику, які дають їм змогу відшукати здобич.

Мал. 223. Будова ока головоногого молюска: 1 - повіка; 2 - склисте тіло; 3 - кришталик; 4 - зіниця; 5 - райдужна оболонка; 6 - сітківка; 7 - зоровий нерв

ЯКІ ОРГАНИ ЧУТТЯ Є У ХРЕБЕТНИХ ТВАРИН?

• Органи чуття риб пристосовані до сприйняття подразників у водному середовищі. Очі мають кулястий прозорий кришталик, що заломлює промені світла та концентрує їх на сітківці - внутрішній оболонці ока, де розміщені зорові рецептори. Ззовні око захищене особливою пласкою прозорою оболонкою - рогівкою. Риби бачать предмети переважно на невеликих відстанях, оскільки кришталик у кісткових риб не здатний змінювати ані свою форму, ані положення.

У кістках черепа риб розміщений орган слуху - внутрішнє вухо, з яким пов’язаний також орган рівноваги. За його допомогою риба контролює своє положення у просторі. Є в риб і органи нюху - пара капсул у передній частині голови, які назовні відкриваються парними отворами — ніздрями. У риб нюх розвинений дуже добре, особливо в хижаків. Органи смаку розташовані переважно на язиці та інших частинах тіла.

Важливу роль у житті риб відіграє особливий орган чуття - бічна лінія (мал. 224). Це вузькі канальці, заповнені рідиною, які тягнуться вздовж боків тіла під лускою. Із зовнішнім середовищем вони сполучаються за допомогою отворів у лусці. На дні канальців розташовані рецептори, здатні сприймати напрямок і швидкість течії. За допомогою бічної лінії риби відчувають навіть незначні рухи води і тому добре орієнтуються у просторі.

• В амфібій є органи чуття, характерні як для мешканців водойм, так і наземних тварин. Наприклад, у пуголовків жаб, як і в риб, є бічна лінія. Очі захищені від пересихання трьома повіками (верхньою, нижньою та миготливою перетинкою). Вони допомагають тваринам краще орієнтуватися в навколишньому середовищі й знаходити здобич, але сприймають лише предмети, що рухаються. Кришталик в амфібій може змінювати свою форму. Це дає змогу бачити предмети, розташовані на різній відстані (мал. 225. А).

Органи слуху амфібій здатні сприймати звуки, які поширюються в наземному середовищі. Тому, крім внутрішнього вуха, є ще й середнє. До його складу входить слухова кісточка - стремінце й барабанна перетинка (мал. 225. Б). Вона відокремлює заповнену повітрям порожнину середнього вуха від довкілля. Звукові коливання через барабанну перетинку та слухову кісточку передаються на внутрішнє вухо. Там розташовані чутливі клітини, які сприймають звуки. З внутрішнім вухом пов’язаний і орган рівноваги. Чутливі клітини, які слугують смаковими рецепторами, розташовані в земноводних на язиці та в ротовій порожнині. Багато чутливих клітин і в шкірі земноводних.

Мал. 224. Схема будови бічної лінії риб: 1 - каналець бічної лінії; 2 - рецептори; 3 - отвори каналів у лусці

Мал. 225. А. Будова ока жаби: 1 - повіка; 2 - склисте тіло; 3 - кришталик; 4 - зіниця; 5 - райдужна оболонка; 6 - сітківка; 7 - зоровий нерв (порівняйте будову ока жаби і кальмара). Б. Будова вуха жаби: 1 - барабанна перетинка; 2 - стремінце; 3 - внутрішнє вухо; 4 - головний мозок

• Очі рептилій також захищені трьома повіками (верхньою, нижньою та миготливою перетинкою). За рахунок здатності кришталика змінювати форму за допомогою спеціальних м’язів очі рептилій добре розрізняють предмети на різних відстанях. Органом дотику слугує язик, який може далеко висуватися з ротової порожнини (мал. 226). Також добре розвинені органи слуху, рівноваги, нюху, смаку тощо. Як і в амфібій, вухо представлене середнім та внутрішнім, у порожнині середнього вуха розташована одна слухова кісточка - стремінце.

• Серед органів чуття птахів найкраще розвинені органи зору, слуху та рівноваги. Наприклад, сокіл-сапсан здатний побачити дрібну здобич, що рухається на відстані до 1100 м. Це досягається як завдяки зміні положення кришталика відносно сітківки, так і зміні форми самого кришталика. Крім того, очі птахів розташовані таким чином, що забезпечують широке поле зору (мал. 227), наприклад у вальдшнепів його кут може сягати майже 360°. Очі в більшості видів птахів малорухливі, тому птахам доводиться часто рухати головою. Отже, у птахів зір гостріший, ніж в інших груп хребетних тварин. Це зумовлено великою кількістю світлочутливих клітин у сітківці ока. Око птахів, як і плазунів, захищене трьома повіками. Цікаво, що птахи можуть сприймати магнітне поле Землі, орієнтуючись за ним під час перельотів.

Мал. 226. Язик у змії - орган дотику

Мал. 227. Поле зору хижого птаха

Мал. 228. Схема дії ехолокації кажана

Птахи здатні вловлювати навіть слабкі звуки, що важливо під час спілкування птахів між собою. Наприклад, певні звукові сигнали попереджають інших особин про небезпеку. Нюх у більшості птахів недорозвинений (окрім нелітаючого новозеландського ківі).

• У ссавців добре розвинені різні органи чуття, особливо зору, слуху, нюху, а також дотику, смаку та рівноваги. Гострота зору досягається завдяки зміні форми кришталика, що забезпечують скорочення особливих м’язів.

Кажани та китоподібні (як-от, дельфіни) здатні до ехолокації (мал. 228). Органи слуху в більшості ссавців розвинені також добре. Крім внутрішнього та середнього вуха, у ссавців також є і зовнішнє. Воно представлене вушною раковиною та зовнішнім слуховим проходом. Зовнішнє вухо концентрує звукові хвилі, які по зовнішньому слуховому проходу спрямовуються на барабанну перетинку. У середньому вусі ссавців, на відміну від представників інших класів наземних хребетних тварин, є не одна, а три слухові кісточки: молоточок, коваделко та стремінце (мал. 229).

Нюх краще розвинений у наземних тварин, тоді як мешканці водойм (кити, дельфіни) різні запахи майже не розрізняють. Нюх допомагає хижакам відшукувати здобич, а іншим тваринам - особин свого виду та дорогу до житла.

Органи смаку допомагають тваринам розпізнавати якість їжі та відрізняти їстівні об’єкти від неїстівних. Чутливі клітини, які відповідають за сприймання смаку, розташовані у ссавців на язиці та стінках ротової порожнини. Ви пам’ятаєте про спеціальні органи дотику - вібриси (див. мал. 147). Багато нервових закінчень є і в шкірі ссавців.

Мал. 229. Будова середньою вуха ссавця: 1 - молоточок; 2 - коваделко; 3 - стремінце; 4 - барабанна перетинка (порівняйте з будовою середнього вуха жаби)

Отже, у тварин найкраще розвинені саме ті органи чуття, які найбільшою мірою дають їм змогу пристосуватися до певних умов середовища життя.

Біологічний словничок: подразник, рецептор, подразливість, рефлекс, бічна лінія.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

Тваринам, як і іншим живим істотам, притаманна універсальна властивість - подразливість: здатність сприймати подразники та реагувати на них. Реакцію організму за участі нервової системи у відповідь на подразнення називають рефлексом.

Основні органи чуття безхребетних тварин: рівноваги (статоцисти), зору, слуху, нюху, смаку тощо. Унікальні органи зору - складні, або фасеткові, очі, притаманні ракоподібним та комахам. Вони забезпечують мозаїчний зір.

Основні органи чуття хордових тварин: слуху, зору, нюху, смаку, рівноваги, різноманітні рецептори у шкірі. Особливий орган чуття - бічна лінія - є у більшості риб, личинок амфібій. Вона дає змогу тваринам добре орієнтуватись у водному середовищі. У риб є лише внутрішнє вухо, у земноводних, плазунів і птахів - внутрішнє та середнє, у ссавців - є ще й зовнішнє, представлене вушною раковиною та зовнішнім слуховим проходом.

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

1. Що таке рецептори? 2. Як поділяють рецептори за типом подразнення, яке вони сприймають? 3. Які особливості будови та функціонування складних очей членистоногих? 4. Яка будова та функції бічної лінії риб? У яких ще тварин є цей орган чуття? 5. Які особливості будови органа слуху в різних груп хребетних тварин?

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ

Які є ускладнення органів чуття у хребетних тварин?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

1. Відомо, що бічна лінія є у пуголовків жаб і деяких амфібій, які постійно мешкають у водному середовищі. Чим це можна пояснити? 2. У чому подібність між органами дотику, слуху й бічною лінією риб?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Використовуючи інтернет-ресурси та інші джерела інформації, підготуйте міні-проект «Як бачать тварини». Презентуйте його однокласникам.