Чувствуют ли муравьи боль при падении

Учёные: чувствуют ли боль насекомые?

01 декабря 2019, 14:29 12965 0 Автор: Золотая Орда

Автор:
Золотая Орда

Человек разумное и высокочувственное существо способное к эмпатии. Говоря о чувствах, обычно имеют в виду переживания, возникающие в мозге под действием внешних и внутренних стимулов. Мозг здесь как «чёрный ящик», который сам по себе ничего не чувствует, лишь интегрируя и обрабатывая поступающие сигналы.

В зависимости от подхода у человека можно найти разное количество чувств — но как бы то ни было намного больше пяти. В самом радикальном случае ориентируются на разные типы рецепторов, что позволяет выделить целых 33 чувства, и то если тысячи обонятельных рецепторов считать за один. За пределы этих дверей восприятия нам, возможно, не вырваться никогда.

«Чувстовать боль» — человеческая категория, точно такая же как «любить баха» или «ностальгировать по прошлому». Она не есть автоматическая реакция на стимул — она — продукт сознания.

Об ощущениях позвоночных мы можем судить хотя бы по аналогии с людьми. Если уколовшееся животное ведёт себя так же, как уколовшийся человек, то, предположительно, оно ощущает то же самое. Конечно, это необязательно верно, но о других типах живых существ мы можем сказать ещё меньше.

Испытывают ли боль насекомые?

У дрозофилы найдены нейроны, по функции и составу белков сходные с болевыми рецепторами человека. Получив укол или обжегшись, они отстраняются от источника ощущений, но их восприятие боли должно существенно отличаться от нашего. Многие насекомые получив серьёзные повреждения (например, лишившись одной-двух ног), ведут себя так, словно ничего не случилось. А кузнечики сами отделяют конечности, если за них схватить.

У насекомых отсутствует привычная для человека болевая чувствительность. Данный класс беспозвоночных членистоногих не чувствует боль в привычном для человека понимании. Согласно научному определению, боль — это неприятное и эмоциональное переживание, связанное с реальным или потенциальным повреждением ткани.

Но, по мнению учёных, привычного человеку переживания насекомые не испытывают. Так, например, если у жука-плавунца отрезать заднюю пару ног, он начнет грести средней парой, а если травмировать среднюю, жук будет грести передними лапками.

Если же рассматривать боль с точки зрения физиологии, то это защитный механизм, который заставляет живые организмы уходить от различных раздражителей. В этом отношении, как и многие беспозвоночные животные, насекомые способны воспринимать и избегать опасных для себя внешних сигналов и демонстрировать ответную реакцию на них. Такая способность является важным приспособлением насекомых в борьбе за жизнь.

Так, например, мышцы жала пчелы, приводимые в движение нервным узлом, заставляют жало действовать даже когда его вырвали из тела насекомого.

Почему насекомые не испытывают боли?

Как показали результаты исследования группы учёных из Университета Сиднея (Австралия) и Университета Сунь Ятсена (Гуанчжоу, Китай), насекомые демонстрируют различные реакции на раздражители, но при этом не ощущают боли, какую чувствуют люди.

Такая особенность у беспозвоночных объясняется тем, что у них отсутствуют рецепторы, которые несут в головной мозг информацию о боли.

Без ноцицепторов, то есть рецепторов, несущих информацию о болевых ощущениях в мозг, ощутить боль невозможно.

У человека же для восприятия болевого ощущения решающее значение имеет условно рефлекторная деятельность коры головного мозга.

Могут ли насекомые испытывать страх?

Как показали результаты исследования учёных Калифорнийского технологического института, насекомые могут испытывать страх.

В ходе эксперимента в лабораторных условиях учёные пугали дрозофил тенью от лопасти вентилятора. По словам учёных, находясь в закрытом пространстве, мушки воспринимали тень вентилятора как мухобойку.

Учёные заметили, что находясь в полете, дрозофилы увеличивали свою скорость, если к ним приближалась тень. Тень также заставляла голодных мух покидать источник питания, и чем чаще тени пугали мушек, тем дольше времени им требовалось для того, чтобы «успокоиться» и вернуться к еде.

Источник

Чувствуют ли насекомые боль?

Многие из нас в детстве занимались изучением букашек разными способами. Родители учили не обижать собак, кошек и птиц, аргументируя, что им может быть больно, а вот про насекомых такого не говорили. Но разве они не чувствуют боли так же, как другие животные?

Что такое боль?

Боль — это реакция организма на раздражитель. Она выполняет важную эволюционную функцию — способствует выживанию. Мы узнаём о боли уже в раннем возрасте, когда падаем, обжигаемся или режемся осколком разбитой кружки. От раненной конечности сигнал по нервам поступает в головной мозг, который обрабатывает информацию и посылает обратно по выходным нейронам в виде неприятных ощущений. Их мы и будем всеми силами избегать в будущем.

Испытывают ли насекомые боль?

Доказано, что насекомые во время и после ранения испытывают неприятные ощущения. Однако это не совсем боль, и уж точно она далека от человеческой. Для млекопитающих и даже пресмыкающихся боль — это не просто естественная рефлекторная реакция на негативные раздражители. Она имеет еще и эмоциональный аспект, связанный с сознательным страданием.

Поэтому и сложно однозначно ответить на вопрос о том, страдают ли насекомые? Интерпретируют они внешние раздражители как боль или просто реагируют на физическое воздействие? Поскольку здесь затронуты темы, связанные с сознанием животных, ученые не всегда сходятся во мнениях.

С точки зрения анатомии

У насекомых организм устроен намного проще, чем у позвоночных. Их нервная система ограничена ганглиями (нервными узлами) и волокнами, которые их соединяют. Головной мозг у них образован несколькими ганглиями, слитыми воедино. В нем имеется структура — грибовидные тела, имеющая решающее значение для обучения и памяти. Хотя они содержат тысячи нейронов, у плодовых мушек, например, всего 21 выходной нейрон. Для сравнения: у людей гиппокамп имеет сотни тысяч выходных нейронов. Отсутствие выходных нейронов у насекомых ограничивает способность мозга испытывать эмоции, а значит, и боль в том смысле, в котором ее понимаем мы.

С точки зрения эволюции

В процессе эволюции животные часто утрачивают не нужные им свойства, а нервная система обходится дорого. У насекомых она простая и экономная. Дополнительные нейроны, предназначенные для «эмоциональной» нейронной цепи, были бы слишком энерго- и ресурсозатратными. А если можно добиться того же поведения с меньшими убытками, эволюция выберет более «дешевый» вариант. С учетом продолжительности жизни насекомых развитие болевых систем вместо скорости размножения было бы пустой тратой эволюционной энергии.

С точки зрения поведения

Однако если бы насекомые не испытывали бы никакой боли, то среди ученых не велись бы споры и по сей день.

Чтобы проверить страдают насекомые от боли или нет, исследователи подвергли экспериментам плодовую мушку (Drosophila melanogaster). Через некоторые фрукты, употребляемые насекомыми в пищу, был пропущен электрический ток. Дрозофилы, один раз попавшие под его воздействие, избегали садиться на те плоды, от которых «пострадали».

А исследование 2019 года показало, что плодовые мушки, повредившие нерв на одной лапке, после ее заживления становились сверхчувствительными к повреждению остальных лап и сильнее их защищали, из чего можно предположить, что они склонны не просто к боли, но и к хронической боли [1] .

Однако эти исследования до сих пор не могут окончательно утверждать, что насекомые чувствуют боль так же, как люди. Их способность к страданиям кажется ограниченной. Например, известно, что тараканы и другие насекомые могут выживать в течение нескольких недель после обезглавливания [2] . Их головы можно даже накормить и продлить жизнь. Но испытывают ли они боль при этом? Если да, сохраняют ли чувства и голова, и тело?

Пока точно можно сказать лишь то, что их ощущения сильно отличаются от наших, будь то боль или другие восприятия. Насекомым не хватает ключевых характеристик, требующих синтеза эмоций, памяти и познания.

1. Khuong, T. M., et al. (2019). Nerve Injury Derives a Heightened State of Vigilance and Neuropathic Sensitization in Drosophila. Science Advances, 5:7.
https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw4099

2. Scientific American. (2007). Fact or Fiction?: A Cockroach Can Live Without Its Head? Retrieved on August 13, 2019, from https://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-cockroach-can-live-without-head/

3. Adamo, S. (2019). Is it pain if it does not hurt? On the unlikelihood of insect pain. The Canadian Entomologist, 1-11. doi:10.4039/tce.2019.49 (Paper made available to read for FREE until Sept. 16, 2019 in cooperation with Cambridge University Press)

Источник

Чувствуют ли боль насекомые?

Что такое боль?

Медицинская энциклопедия говорит нам, что это «тягостное ощущение, которое возникает под влиянием сильных или сверхсильных раздражителей». Это вполне применимо к человеку, но насекомые не чувствуют боль, потому что у них отсутствуют специальные рецепторы — ноцицепторы, которые сообщают о боли.

Если проколем жука-бронзовку иголкой и переместим его в пространстве, то он будет быстро шевелить лапками, что, как нам покажется, свидетельствует о сильной боли, которую он испытывает. Но если положить его на плоскость, то жук успокоится и перестанет активно двигаться до того, как у него появится потребность летать.

Насекомые способны реагировать на внешние раздражители, но считается, что они не испытывают при этом боль или страдания, поскольку это категория эмоций, которых насекомые лишены.

Однако английские ученые из Всемирной федерации защиты животных проводили эксперимент, который показал, что реакция насекомых почти неотличима от реакции человека на боль: ускоренное движение, желание как можно быстрее покинуть опасный участок.

Кроме того, в результате опыта выяснилось, что насекомые не только могут получить неприятные ощущения, но и запоминают их источник. Например, бабочка, получившая во время эксперимента разряд током, начинала быстрее летать, чувствуя запах электричества.

Источник

Мухам тоже бывает больно

Насекомые испытывают хронические боли, а механизм тот же, что и у людей

Насекомые могут чувствовать нечто вроде боли, об этом известно еще с 2003 года. Новое исследование под руководством профессора Грега Нили и его коллег из Университета Сиднея доказывает, что насекомые испытывают также и хронические боли — спустя много времени после того, как полученная некогда травма окончательно зажила. Есть основания полагать, что хронические боли у людей запускает один и тот же механизм.

Фото: Thomas Shahan / Flickr

Фото: Thomas Shahan / Flickr

Австралийские ученые установили генетические причины того, что вызывает хроническую боль у дрозофил — знаменитых плодовых мушек, служащих традиционным объектом генетических исследований. Пристальное изучение этого механизма может привести к тому, что станет возможным такое лечение, которое впервые будет направлено на причину, а не на симптомы хронической боли.

«Люди обыкновенно не задумываются, что и насекомые могут чувствовать какую-либо боль,— говорит профессор Нили, исследовательская группа которого изучает боль в Центре Чарльза Перкиса с целью найти неопиоидные способы борьбы с разными видами боли.— Но уже давно известно о множестве беспозвоночных, что они могут чувствовать боль и стараться избегать ситуаций, в которых предполагается болезненность. Это чувство у животных мы называем ноцицепцией — оно возникает в ответ на потенциально опасные явления вроде жары, холода, травмы, но для простоты мы можем относиться к тому, что испытывают насекомые, как к боли. Итак, нам известно, что насекомые могут испытывать боль, но чего мы не знали, так это того, что травма может привести к долгосрочной гиперчувствительности к обычно безболезненным ситуациям — это схоже с тем, как бывает у людей».

Хроническую боль определяют как постоянную боль, которая продолжается после того, как исходное повреждение успешно излечено. Существуют два ее вида: воспалительная и невропатическая. У дрозофил изучали невропатическую боль, которая появляется после нанесения травмы нервной системе и у людей описывается как жгучая или стреляющая. Невропатическая боль может возникнуть у человека в случаях ишиаса, защемления нерва, повреждения спинного мозга, постгерпетической невралгии, диабетической невропатии или после случайной травмы.

Профессор Нили с коллегами повреждали нерв в одной из лапок дрозофилы, затем позволили этой травме зажить. После окончательного заживления они обнаруживали, что другая лапка стала гиперчувствительной.

«Муха получает болевые сигналы от тела, которые затем проходят через сенсорные нейроны в цепочку брюшных ганглий — мушиный аналог спинного мозга. В этой нервной цепи есть нейроны, которые работают как врата, пропускающие боль для ее восприятия либо блокирующие ее — в зависимости от контекста,— объясняет профессор Нили.— После травмы поврежденный нерв сбрасывает весь “опыт” в нервную цепь и разрушает все преграды в ней навсегда. Изменяется “болевой” порог, и животное становится сверхбдительным».

Источник

Есть ли у растений чувства? Биологи — о боли в корешках, трипе гороха и лесной солидарности

Еще Дарвин выдвинул гипотезу, что кончики корней выполняют у растений роль мозга. Однако после него еще целое столетие никто не пытался изучать растительный аналог нервной системы. Небольшой группе современных биологов удалось доказать, что растения способны к зрению, чувствуют боль и наркотическое опьянение. Почему эта область знаний окружена завесой молчания и каких успехов достигла она в последние годы, пишет журнал Nautilus.

Франтишек Балушка, профессор цитологии растений из Боннского университета, вместе со Стефано Манкузо из Флорентийского университета и другими коллегами решили исследовать воздействие наркоза на растения. Для эксперимента была выбрана венерина мухоловка — растение, заманивающее свои жертвы в ловушку из сдвоенных листьев, которые захлопываются, как только насекомое касается волосков на их внутренней стороне. Половинки листа смыкаются во мгновение ока, образуя «желудок», в котором переваривается пища.

Экспериментируя с анестетиками, в том числе применяемыми при операциях на людях, ученым удалось добиться прекращения электрической активности внутри растения, в результате чего ловушка перестала реагировать на касание. Схожим образом вел себя под наркозом и горох: его усики, которые обычно тянутся во все стороны в поисках поверхностей для крепления, перестали вытягиваться и завились на месте. После того как введенное вещество было расщеплено, естественная активность растений возобновилась.

Значит ли это, что растения пришли в сознание так же, как люди приходят в себя после общего наркоза? Это очень важный вопрос, ведь чтобы прийти в сознание, нужно его иметь.

«Растения и деревья, без сомнения, могут испытывать боль, — говорит Балушка. — Любой живой организм нуждается в этом, чтобы соответствующим образом реагировать на происходящее». Доказательство тому, объясняет он, можно наблюдать на молекулярном уровне.

Растения, как и животные, выделяют вещества, подавляющие боль. Если бы они не испытывали ее, какая в этом была бы необходимость?

Балушка сделал и несколько других открытий. В Южной Америке произрастает лоза, чьи листья приобретают форму листьев растения-хозяина, которое она обвивает. Логично было бы предположить, что в основе такого поведения лежит химическая активность: лоза выявляет душистые вещества дерева и реагирует, видоизменяя свои листья генетически предопределенным способом.

Одному из исследователей пришло в голову поселить лозу на искусственном растении с пластиковыми листьями. В результате она сымитировала форму искусственных листьев так же, как настоящих.

Балушка считает это доказательством того, что лоза способна видеть, ведь в этом случае растение-хозяин не выделяло химических веществ и не посылало электрических сигналов. По мнению Балушки, видеть могут все растения.

О том, что деревья умеют отличать свет от темноты, было известно и прежде. Мы также знали, что буки могут измерять продолжительность дня, используя для этого световые рецепторы, которые дают сигнал к пробуждению. Но это всё же далеко от зрения в значении распознавания форм и цветов.

Здесь Балушка ссылается на исследования кутикулы — слоя ткани на поверхности растений. У большинства из них этот слой полностью прозрачен. Если всё, что делают растения — это улавливают солнечный свет для производства глюкозы, на их поверхности (куда попадает больше всего света) должны размещаться необходимые для фотосинтеза органы — хлоропласты. Известно, что чем дальше от поверхности, тем меньше поглощается света.

И тем не менее кутикула прозрачна. Более того, у некоторых растений она имеет вид линзы, то есть фокусирует свет — подобно тому, как это делает роговица глаза. Если фотосинтез — единственная задача листьев, намного разумнее было бы просто пропускать лучи, а не собирать их. Фокусирование не увеличивает количество света, попадающего на лист.

Листья, играющие роль глаз? Эта идея кажется особенно странной, если учесть, что каждую осень деревья сбрасывают свои «глаза».

Однако шесть месяцев (в климатических условиях Европы) — довольно долгий срок для животного мира. Мухи, например, пользуются глазами около месяца — примерно столько длится их жизнь. А поденки, чьи имаго живут около одного дня, пользуются зрением меньше 24 часов.

Еще один интересный факт, связанный с деревьями: после того как листья сформировались, клетки в них не обновляются в течение всего сезона созревания, то есть довольно долго. Для сравнения, клетки роговицы человеческого глаза полностью заменяются каждые 7 дней.

Читайте также

Казалось бы, такие открытия, как боль и зрение у растений, должны потрясти научное сообщество. Однако реакция была сдержанной. Балушка — чуть ли не единственный, кто серьезно занимается данной темой. А значит, эта отрасль науки может вскоре снова исчезнуть, как это уже один раз произошло во времена Дарвина.

Дарвин предположил, что кончики корней выполняют функции, аналогичные функциям мозга у простых животных. Пропасть между этими двумя царствами могла быть преодолена еще тогда, но исследования приостановились на сто лет. В 1973 году вышла книга Питера Томпкинса и Кристофера Берда «Тайная жизнь растений». Она была основана на невоспроизводимых экспериментах и нанесла отрасли удар, от которого та не оправилась до сих пор.

Есть и еще одна проблема, объясняет Балушка. Все исследования нервной системы, мозга и таких явлений, как боль, изначально проводились на людях. Поэтому необходимые термины уже заняты. Было бы некорректно переносить эти понятия на растения, в которых наблюдаются схожие процессы. Нейробиология оказалась зарезервирована для животных.

Достижение равенства между разными формами жизни требует дальновидности и научной ясности. Дарвиновская идея о «выживании сильнейших» не подразумевает, что все формы жизни воюют друг с другом и сильнейший одерживает верх. Речь идет скорее о способности адаптироваться к определенной среде и успешно размножаться. Это значит, что виды, делающие ставку на объединение, также могут преуспеть.

Пример деревьев, волков и особенно людей показывает, насколько успешными бывают сообщества. Поэтому более корректно говорить о «выживании наиболее приспособленных», а не самых сильных и агрессивных видов.

Более того, ранние виды были не примитивными и недоразвитыми, а хорошо приспособленными к условиям своего времени. Природа изменчива, континенты движутся, климат меняется, поэтому задача эволюции — не улучшение организмов, а обживание в новой конфигурации окружающей среды.

Согласно устаревшему представлению о развитии форм жизни, живые существа постоянно совершенствовались до тех пор, пока наконец не появился человек, стоящий на вершине творения. Лесничие считают себя своего рода посредниками: они убеждены, что деревья, принадлежащие не только к разным, но и к одному виду, соперничают между собой за свет, воду и питательные вещества. Считается даже, что естественные леса не уцелели бы без помощи лесничих.

Тем не менее деревьям более 300 миллионов лет, современным людям — 300 тысяч, а лесничеству — всего 300. Большую часть своей истории деревья прекрасно справлялись без посредников — отчасти из-за того, что вовсе не соперничали друг с другом.

Прискорбно, что последние сто лет мы рассматривали природу как зону боевых действий между разными видами. По мнению философа Эмануэле Коччи, который недавно написал книгу о растениях под названием «Корни мира», природа — это не зона боевых действий. Напротив, в ней царит солидарность.

Источник