Просматривая материалы, не забывайте, что Вы находитесь на сайте благотворительного фонда, который помогает в лечении онкологически больным детям. Жизнь ребёнка напрямую зависит от небольшого пожертвования. Обращаемся к сострадательным и милосердным людям.
Быть может именно ваш небольшой вклад спасёт чью-то жизнь. Любое пожертвование можно осуществить не отходя от компьютора..
Как помочь
Для родителей
Новости

Акула нашпигована сверхчувствительными сенсорами

 

Третий глаз акулы

Акулы вооружены органами чувств в большей степени, чем мы с вами. Основная причина этому, по мнению ученых, заключается в особенной эволюции хищниц – их «модернизация» шла плавно и в ее ходе акулы сохранили все изначальные системы чувств, добавляя к ним новые. Помимо широко известных органов чувств, у акул есть те, о которых известно крайне мало и которые приводят в недоумение ведущих специалистов по этим рыбам.

Спину, бока и нижнюю часть рыла хищниц покрывают особые ямки, закрытые двумя зубцами чешуи разного размера. Внутри каждой ямки находятся волосковые клетки, размещенные в тончайшей трубке, заполненной веществом, подобным желе.

Основное отличие этих сенсоров-ямок от датчиков боковой линии – множество мельчайших ворсинок, расположенных вплотную к волосковым клеткам. Назначение этого органа чувств на текущий момент неизвестно, высказываются предположения, что эти сенсоры, подобно боковой линии, реагируют на колебания в толще воды.

У акул есть третий глаз

Как ни удивительно это звучит, но у акул есть Третий глаз! Его роль выполняет часть мозга, называемая шишковидным органом (epiphysis cerebri). В человеческом мозгу такой орган тоже есть, но он практически полностью скрыт двумя полушариями.

Выступающий шишковидный орган, расположенный в верхней передней части мозга акул, тунцов и низших позвоночных, получил название эпиталамус. К примеру, у новозеландской ящерицы гаттерия (Sphenodon SPP.) покрытый кожей эпиталамус выступает между глазами подобно большой шишке.

У многих пелагических акул и тунцов в черепе есть обтянутое кожей «окошко» для эпиталамуса. Наиболее ярко его продемонстрировал известный американский биолог и исследователь акул Сэмюэл Груббер – он направил свет фонарика в пасть лимонной акулы (Negaprion brevirostris) и этот свет был отчетливо заметен через кожу верхней части головы рыбы.

Третий глаз акул необходим для прямой стимуляции шишковидного органа рассеянными лучами света – в зависимости от характера освещения вырабатываются гормоны мелатонин (в ночное время) и серотонин (в дневное время). Считается, что концентрация первого и второго гормона позволяет акуле узнавать текущее время года – это необходимо для определения сроков сезонной миграции, периода размножения и выведения потомства.

Биологический компас акулы

Помимо третьего глаза и всех своих качеств, акулы обладают «встроенным компасом», т.е. они чувствительны к геомагнитному полю нашей планеты и способны ориентироваться по нему. Адрианус Калмийн, исследователь из океанографического института Вудс-Холл, с 1982 по 1987 годы провел ряд экспериментов, в ходе которых установил способности акул к восприятию магнитных полей.

На мелководье у острова Бимини (Багамские острова), в местах, где лимонные акулы плавают в одном и том же направлении каждый день, Калмийн кольцом разместил электромагниты. Первый день был контрольным – электромагниты выключены, а ученый с командой фиксировали маршруты движения акул.

На второй день электромагниты были включены, но так, чтобы создаваемое ими поле полностью совпадало по направленности с магнитным полем Земли – акулы плыли тем же курсом, что и вчера.

На третий день эксперимента Калмийн выждал, пока несколько акул заплывут в кольцо электромагнитов и включил магнитное поле, смещающее естественное поле Земли на 90 градусов – все акулы, бывшие внутри кольца электромагнитов, немедленно изменили свой курс ровно на 90 градусов!

 

Смотреть видео по теме «Воздействие магнитного поля на акулу»:

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=b5NcHh1l_tE#t=0

 

Что такое Ампулы Лоренцини?

Ампулы Лоренцини

Электрорецепция относится к тому разряду органов чувств акул, которые находятся за пределами понимания человека – можно вычислить принцип их работы, но невозможно даже предположить, какие ощущения дает хищницам этот набор сенсоров.

Сеть акульих электрорецепторов открыл Стефано Лоренцини, в 1678 году он описал их как множественные поры, уходящие под кожу хищниц трубчатыми каналами с желеобразным наполнителем. Итальянский анатом не смог определить их назначения, предположив, что ампулы Лоренцини являются неким органом чувств акул.

В начале XX века ученые вплотную занялись исследованиями неведомого органа, но не были готовы осознать его возможности – разум отказывался признать за акулами возможность ощущать слабейшие электрические поля. Загадочные рецепторы считали органами, реагирующими на давление или температуру.

 

Что такое боковая линия?

Погружаясь под воду, человек утрачивает возможность слышать ушами, окружающие звуковые вибрации воспринимаются по большей части плотными костями черепа. Морская вода плотнее воздуха – звук в ней распространяется со скоростью 1550 метров в секунду (в воздухе – 330 м/с), поэтому определить источник звука дайверу крайне сложно, кажется, что звук идет отовсюду.

И если человек в подводном мире лишь редкий гость, то акулам нужно в нем жить и выживать – одних только ушей им недостаточно.

Орган чувств, дополняющий и детализирующий звуки в толще океанов – боковая линия акулы. Ее можно заметить, если внимательно присмотреться к телу хищницы – серия ямок-пор, расположенных линейно по обоим бокам от головы до хвостового плавника. От них под кожу акулы идут каналы толщиной с волос, соединяющиеся с основной системой тончайших каналов, заполненных желеобразной жидкостью.

Зачем акуле боковая линия?

Боковая линия акулы

Внешние колебания боковая линия акул воспринимает через поры, на них реагируют желатиновые мембраны клеток-рецепторов, передавая их к мозгу.

Для акул любой звук выглядит как вибрация и, благодаря сенсорной системе боковых линий, они могут с большой точностью выйти на источник колебаний – это могут быть рыбы или морские животные, другие акулы или океанские суда, ставшие за сотни лет проверенным источником пищи в виде отбросов.

Кроме поиска пропитания, боковая линия акул служит для ориентирования в океане. В ходе исследований акулам разных видов плотно закрыли глаза и отпустили в искусственный водоем – хищницы плавали, как ни в чем не бывало, успешно избегая столкновений со стенками.

Вероятно, рыбы ощущали волновые колебания, отраженные от стенок. Неудивительно, что надотряд акул замечательно чувствует себя в кромешной темноте океанских глубин и потому предпочитает охотиться в сумерках – чтобы найти добычу, им не нужны глаза.

До сих пор способности акул по обнаружению источника вибрации в океанских просторах толком не изучены. Однако известны интересные факты, касающиеся больших белых акул у побережья Южной Австралии, где вот уже 40 лет очень популярен дайвинг с большими белыми хищницами.

Как работает обоняние акулы?

 

Обоняние акулы

Широко известно, что акулы способны обнаружить запах лакомой добычи на большом расстоянии и особенно их влечет запах свежей крови. Но морская вода – не воздух, любое вещество в ней будет многократно растворено и обнаружить его будет невозможно даже самым современным химическим лабораториям. Так как же работает удивительное обоняние акулы в столь сложных условиях?

Дистанция, на которой акула безошибочно вычислит источник запаха, равна примерно 400 метрам. У хищницы для этого есть совершенный инструмент – обоняние акул, состоящее из подающих воду каналов-ноздрей, содержащих внутри рецепторные пластины и специального участка мозга, оценивающего их сигналы. Вода поступает через капсулообразные отверстия ноздрей, расположенных по обе стороны рыла хищниц.

Далее она проникает в длинные обонятельные каналы, стенки которых образованы множеством пластин, «елочкой» выступающих в полость каждого канала. Поверхность пластин покрыта обонятельными рецепторами, а «елочкообразная» конструкция позволяет многократно увеличить площадь и число химических анализаторов.

Во время движения сеть рецепторов исследует химические вещества, растворенные в морской воде. Одна ячейка любого из рецепторов реагирует на определенное химическое вещество, распознаваемое по принципу «дверного замка» – только один ключ подойдет к нему и сможет «открыть замок», т.е. контакт рецептора с этим веществом вызовет немедленную электрохимическую реакцию, которая будет передана мозгу.

Сигнал от рецептора будет тем сильнее, чем больше совпадений химического «запаха» с шаблоном, «записанным» в рецепторной клетке. Таким образом, обоняние акул – сложный и крайне важный инструмент хищниц.

Как акулы используют обоняние при поиске добычи?

Обнаружить химический запах в морской воде сложно, еще сложнее найти его источник и у акул есть несколько проверенных способов. Наиболее простая стратегия – когда обоняние акулы улавливает интересующие ее химические вещества, хищница начинает лавировать из стороны в сторону, пытаясь определить границы пахучего коридора и держаться в них, плывя против течения – рано или поздно рыба доберется до источника запаха.

Второй способ – обоняние акул настолько остро, что они способны распознать, какая – левая или правая – ноздря улавливает химических запах первой! Хищницы изменят направление движения в сторону той ноздри, откуда поступил сигнал первым. В этой тактике больше всего преуспели молотоголовые акулы – ноздри на концах их рыла-молотка позволяют с величайшей точностью и быстротой находить источник лакомого запаха.

Как акулы осязают внешний мир?

Осязание акулы

Может ли человек использовать свои зубы как орган осязания? Широко известно, что пробовать все «на зубок» мы пытаемся в младенческом возрасте. После него нам это ни к чему – для осязания у нас есть руки.

У акул конечностей нет, их кожа покрыта прочной и абсолютно не чувствительной плакоидной чешуей – соответственно, осязание у акулы либо отсутствует полностью, либо эту функцию выполняет какой-то нестандартный орган. Второе более верно – осязание акул поручено их зубам.

Если изучить высушенные и тщательно очищенные челюсти акул, то понятно сразу – зубы закреплены на них прочно и неподвижно. Но что удивительно – зубы живых акул способны двигаться! Если коснуться зуба только что пойманной акулы, можно легко наклонить его на 10-12 градусов как вперед, так и назад.

Более внимательное изучение акульих зубов показывает, что каждый из них содержит в себе нервы и кровеносные сосуды – зубы акулы живые и чувствительные.

 Как акула слышит?

Если рассматривать слух акулы с точки зрения сухопутного существа вроде нас с вами, то у хищниц он какой-то неполноценный – нет ушных раковин. Впрочем, внешние уловители звуков акулам, как большинству морских обитателей, не нужны, ведь они помешали бы маневрированию и развитию скорости; они облегчили бы захват для атакующего акулу хищника и т.д.

Но главная причина такова – морская вода имеет большую плотность, чем воздух, соответственно, звуки в ней распространяются быстрее, мощнее и на большие дистанции.

Собственно ушные раковины акул представлены двумя малыми отверстиями, расположенные за каждым из глаз рыбы. Внутреннее ухо акулы состоит из трех овальных трубок-каналов и крупной полости, заполненной веществом наподобие желатина.

В полости с «желатином» находится множество мельчайших ресничек, колеблющихся при любом волнении извне – расположенные ближе к ушному отверстию реснички колеблются первыми и передают импульс дальше. Лучше всего этот эффект проиллюстрируют кости домино, поставленные «на попа» вблизи друг друга: если толкнуть крайнюю кость – она падает, передает импульс следующей и т.д.

Работа системы слуха акулы

Слух акулы

Но как от этого зависит слух акул? Все просто – передаваемый ресничками импульс достигает пяти нервных окончаний внутри крупной желатиновой полости. Там он преобразуется в электросигнал и достигает мозга. Хищница анализирует воспринятые ушами колебания и уплывает, атакует или продолжает неторопливое движение, в ожидании большей информации от других органов чувств.

Заполненные жидкостью овальные трубки-каналы выполняют другую задачу – ориентирование в трехмерных глубинах океана. Каждый из трех каналов строго специализирован и отвечает за оценку ускорения акулы в одной из осей координат (x, y, z – школьная геометрия).

В 1981 году отоларинголог Джеффри Корвин предположил, что одна из трубок внутреннего уха акул способна воспринимать звуковые колебания через верхнюю часть черепа хищниц, т.е. акулы слышат не только ушами, но и черепом! В любом случае, слух акул уникален уже потому, что наполняющая внутреннее ухо жидкость напрямую соприкасается с морской водой.

Исследуя частоты, которые воспринимает слух акул, ученые Дональд Нельсон и Артур Мурберг проводили как лабораторные, так и полевые изучения среди разных видов хищниц. Они выяснили, что акулам более всего интересны нерегулярные импульсные колебания низкой частоты в диапазоне до 375 герц.

Вообще акулы воспринимают колебания от 10 до 800 герц. Для сравнения, диапазон человеческого уха составляет от 25 до 16 000 герц (маленькие дети способны слышать звуки более низких частот, но с возрастом эту способность утрачивают). Так что слух акул достаточно близок к нашему – предпочтение низким звуковым колебаниям хищницы отдают из-за рыб, на которых охотятся и которым свойственны такие звуковые сигналы.

У акулы отличное зрение

Долгие годы ученые были едины во мнении – зрение акул крайне бедно, а сами глаза хищниц примитивны по своей конструкции. Сегодня доподлинно известно, что глаз акулы устроен практически так же, как и человеческий: роговица, радужная оболочка, линза и сетчатка. И если у людей любое, даже малейшее повреждение роговицы вызовет нарушение фокусировки глаза и потребует ношения очков, то акулам такая проблема не грозит вообще.

Морская вода, в которой обитают хищницы, и плотность роговицы акульего глаза практически идентичны, поэтому фокусировка зрения акул происходит внутри глаза и мало зависит от состояния роговицы.

Как работает зрение акулы?

 

Зрение акулы

 

 

Глаз акулы, как и у людей, захватывает столько света, сколько пропускает регулируемое отверстие диафрагмы – если света мало, диафрагма раскрывается полностью, если много – сужается до малой щели. При внешней неподвижности глаз хищница может смотреть в разные стороны без поворота головы – сокращение мышц диафрагмы вызывает смещение роговицы, что, в свою очередь, изменяет угол обзора.

Фокусировка глаз человека на большую или малую дистанции происходит за счет сжатия/ослабления нажима на глазной хрусталик. Зрение акул построено по-другому: сам хрусталик всегда остается неизменной формы, мышцами диафрагмы он подвигается к роговице или отодвигается от нее – точно так мы настраиваем бинокль, подкручивая верньер.

Согласно исследованиям ученых, лучше всего акулы видят на дистанции до 15 метров – больше им и не нужно, ведь морская вода не особо прозрачна.

Зрение акул имеет большую частоту восприятия света, чем у человека. К примеру, если для нас нормальным будет просмотр кинофильма с частотой 24 кадра в секунду (создается необходимая иллюзия движения), акулы никакого движения в таком фильме не увидят – для них человеческие фильмы будут лишь медленным чередованием слайдов.

Частота восприятия вспышек света для хищниц – 45 кадров в секунду, не меньше! Такие результаты получены ихтиологами при изучении лимонных акул (Negaprion brevirostris).

Глазная сетчатка у акульего семейства также похожа на человеческую – она образована серией палочек и колбочек. Годами ранее среди ученых бытовало мнение, что зрение акул базируется только на палочкообразной сетчатке, т.е. эти рыбы видят все лишь в монохромном (черно-белом) изображении.

http://www.akulizm.ru/organy-chuvstv-akuly/ampuly-lorencini.html