Сенсорные возможности животных. Зрительная система

Содержание

Слайд 2

Энергия электромагнитного излучения обратно пропорциональна длине волны Электромагнитный спектр имеет широкий

Энергия электромагнитного излучения обратно пропорциональна длине волны

Электромагнитный спектр имеет широкий

диапазон, и видимая часть составляет лишь очень малую долю.
Длинные волны несут слишком мало энергии, чтобы активировать фотохимические реакции, лежащие в основе фоторецепции.
Энергия коротких волн так велика, что они повреждают живую ткань.

Большая часть коротковолнового излучения солнца поглощается озоновым слоем атмосферы: если бы этого не было, жизнь на Земле вряд ли могла возникнуть.
Все фотобиологические реакции ограничены узким участком спектра между двумя этими областями.

Слайд 3

Фоторецепторные клетки содержат пигмент, который под действием света обесцвечивается. При этом

Фоторецепторные клетки содержат пигмент, который под действием света обесцвечивается. При этом

изменяется форма молекул пигмента, причем в отличие от выцветания, с каким мы встречаемся в повседневной жизни, такой процесс обратим. Он ведет к еще не совсем понятным электрическим изменениям в рецепторной мембране.

Фоторецепторные клетки могут быть рассеяны по поверхности тела, как у дождевого червя, однако обычно они образуют скопления. Глаз самого примитивного типа состоит из группы рецепторов, лежащих на дне углубления или ямки в коже. Такой глаз в общих чертах различает направление падающего света. Из-за теней, отбрасываемых стенками ямки, свет, падающий сбоку, освещает лишь одну ее часть, а остальная остается сравнительно темной. Такие различия в освещенности могут регистрироваться набором фоторецепторов в основании ямки, образующих зачаточную сетчатку.

Слайд 4

Глаз моллюска Nautilus с точечным отверстием развился из глаза-ямки, внешние края

Глаз моллюска Nautilus с точечным отверстием развился из глаза-ямки, внешние края

которого сошлись к центру, а слой фоторецепторов образовал сетчатку.
Такой глаз работает точно так же, как фотокамера с точечным отверстием: свет от каждой точки попадает только на очень малую область сетчатки, в результате возникает перевернутое изображение.

Эволюцию глаза можно проследить у ныне живущих моллюсков.
Из глаза Nautilus с точечным отверстием развился глаз с защитным слоем, вероятно, для предохранения от грязи. Внутри глаза образовался примитивный хрусталик, как у улитки Helix.
Глаз такого типа обнаружен также у пауков. Встречаются и некоторые его разновидности, например глаз у гребешка Pecten, который имеет инвертированную сетчатку и зеркальную выстилку - тапетум.
Глаз каракатицы Sepia очень похож на глаз позвоночных. В нем находятся ресничные мышцы, которые могут менять форму хрусталика, и радужка, регулирующая, как диафрагма, количество падающего на сетчатку света.

Слайд 5

Глаза позвоночных, хорошим примером которых служит глаз человека, построены по единому

Глаза позвоночных, хорошим примером которых служит глаз человека, построены по единому

плану и у них отмечается некоторая экологическая адаптация. На рисунке показан горизонтальный разрез человеческого глаза.
Слайд 6

Фоторецепторы делятся на два типа палочки и колбочки. Палочки, более вытянутые

Фоторецепторы делятся на два типа палочки и колбочки. Палочки, более вытянутые

по сравнению с колбочками, очень чувствительны к слабому освещению и обладают только одним типом фотопигмента - родопсином. Поэтому палочковое зрение бесцветное. Оно также отличается малой разрешающей способностью, поскольку много палочек соединено только с одной ганглиозной клеткой. То, что одно волокно зрительного нерва получает информацию от многих палочек, повышает чувствительность в ущерб остроте. Палочки преобладают у ночных видов, для которых важнее первое свойство.
Слайд 7

У многих птиц и рептилий обнаружено больше трех типов цветовых рецепторов.

У многих птиц и рептилий обнаружено больше трех типов цветовых рецепторов.

Кроме различных фотопигментов, колбочки этих животных часто содержат окрашенные капельки масла, которые действуют как фильтры и в сочетании с фотопигментом определяют спектральную чувствительность рецептора. Эти капельки обычно не распределены по сетчатке равномерно, а сосредоточены в определенных ее частях.

У многих рыб, амфибий, рептилий и птиц пигмент сосудистой оболочки концентрируется между наружными сегментами рецепторов при сильном освещении и оттягивается назад при его ослаблении. У этих животных наружные сегменты колбочек также подвижны. У некоторых рыб и амфибий в противоположном направлении движутся и наружные сегменты палочек. Количество света, достигающего сетчатки, регулируется сокращением зрачка. Этот рефлекс хорошо развит у угрей и камбал, ночных рептилий, птиц и млекопитающих.

Диапазон интенсивности света, воспринимаемого глазами позвоночных, огромен - они чувствительны к значениям освещенности, различающимся в миллиард раз. Это достигается разными механизмами, особыми для каждого вида.

Слайд 8

Фокусировка глаза. Поле зрения у глаз во многом зависит от их

Фокусировка глаза.

Поле зрения у глаз во многом зависит от их

положения на голове. У позвоночных поле зрения каждого глаза составляет около. У разных видов поля зрения обоих глаз перекрываются в разной степени. В общем, у хищников это перекрывание спереди значительное, а сзади лежит слепая область, тогда как у животных, являющихся их добычей, перекрывание небольшое, а слепая область меньше.

Хрусталик уплощается при рассматривании дальних предметов и становится более выпуклым при рассматривании предметов вблизи.
Трудность в том, что роговица отстоит от сетчатки на фиксированное расстояние, и поэтому для того, чтобы предметы, находящиеся на разных расстояниях, попадали в фокус, требуется некоторая аккомодация. Для этого предназначен хрусталик.

Слайд 9

При двух перекрывающихся полях зрения возможно бинокулярное зрение. Его преимущество состоит

При двух перекрывающихся полях зрения возможно бинокулярное зрение. Его преимущество состоит

в том, что оно обеспечивает более точное восприятие глубины и оценку расстояния, чем монокулярное зрение. Это важно для животных, которые пользуются такой информацией при захватывании добычи. Достоинство широкого поля зрения заключается в том, что при нем легко различаются движения, даже если они происходят позади животного. Совершенно очевидно, что это важно для видов, которые должны остерегаться приближения хищника.