Роберт Бертон - Чувства животных

Прежде чем исследовать различные миры, в которых обитают животные, необходимо объяснить, какую роль играют органы чувств в жизни животных, и рассмотреть методы, применяемые исследователями при изучении этих чувств. В самом упрощенном виде поведение животного можно представить в виде диаграммы, показанной на фиг. 1.

Органы чувств воспринимают из внешнего мира информацию, или сигналы, в форме энергии — такой, как свет или звуковые колебания. Полученная информация кодируется и передается по нервам в головной мозг, или центральную нервную систему. Ученые обычно предпочитают пользоваться последним термином, поскольку у многих примитивных животных нет характерного скопления нервных клеток, которое можно было бы назвать головным мозгом, и даже у более высокоорганизованных животных определенная информация обрабатывается в спинном мозгу, так и не доходя до головного.

В центральной нервной системе эта информация особым образом «сортируется» и сопоставляется с информацией, полученной от других органов чувств и из памяти. Затем принимается решение о том, как следует действовать в ответ на полученные сведения об окружающей среде. Для выполнения этого решения к мышцам по нервам посылаются импульсы. В результате такой последовательности операций животное либо изменяет окружающую его среду, либо, как правило, передвигается в новые, более благоприятные условия. Так, мокрица перебирается из сухого места во влажное — под камень или под бревно, а выпущенная на лужайку мышь поспешно прячется в траву. Восприняв неблагоприятные сигналы, оба животных изменяют свое местоположение таким образом, чтобы из окружающей их среды эти сигналы больше не поступали. Органы чувств животного и его среду можно рассматривать в их взаимосвязи как непрерывно действующую саморегулирующуюся систему, предназначенную для обеспечения животному наиболее благоприятных условий. Это является важным моментом для последующего изложения. О двух частях упомянутой выше системы — органах чувств и поведении — пойдет речь далее. Работа органов чувств разбирается подробно; функционирование же центральной нервной системы (в той степени, в какой оно нам известно) и работа мышечной системы лежат за пределами нашей темы. Главная задача книги — описать целостное поведение животного в связи с работой его органов чувств. Основные особенности структуры и механизма функционирования последних представлены на фиг. 2.

Каждый орган чувств получает из окружающей среды энергию в той или иной форме. Имеются два основных типа органов чувств или рецепторов: контактные и дистантные. К первым относятся органы вкуса и прикосновения; они получают сигналы от объектов, находящихся в контакте с телом животного. Дистантные рецепторы, такие, как глаза, уши и нос, собирают сигналы, которые могут быть ослаблены в результате того, что этим сигналам приходится преодолевать некоторое расстояние, а поэтому необходимо, чтобы органы чувств собрали и модифицировали их. В органах чувств информация превращается в серии нервных импульсов. Такой процесс называется преобразованием; в качестве наглядного примера можно привести преобразование звуковой энергии в электрическую, происходящее в головке микрофона. Под очень незначительным давлением звуковых волн слой угольного порошка в микрофонной головке уплотняется; по мере уплотнения электрическое сопротивление угольного слоя падает, и через него начинает проходить более сильный электрический ток. Биологические преобразователи — рецепторные клетки в органах чувств — почти так же преобразуют энергию внешней среды в электрическую. Раздражение рецепторной клетки создает электрический ток — рецепторный потенциал, который распространяется к нервному волокну и порождает мощный нервный импульс.

Почти все, что мы знаем о биологическом преобразовании, было получено при изучении простой рецепторной клетки, названной тельцем Пачини, которая чувствительна к давлению или изгибу. Пачиниевы тельца обнаружены во многих частях тела: в коже, мышцах и суставах. Мы не ощущаем их работы, но они постоянно измеряют давление и натяжение в различных частях нашего тела. Пачиниевы тельца особенно удобно использовать в экспериментах, потому что они достаточно крупные и легко отделяются от окружающей ткани. Легче всего их обнаружить в брыжейке, которая представляет собой очень тонкий прозрачный листок брюшины, фиксирующий кишечник к стенке брюшной полости. Пачиниевы тельца вместе с отходящими от них нервными волокнами можно вырезать из брыжейки и сохранить живыми в течение нескольких часов; при этом они будут реагировать на давление так же, как если бы они оставались в организме.