ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНОВ ЧУВСТВ
Большинство животных чувствуют окружающую среду– одноклеточныечувствуют органоидами, многоклеточные –нервными клетками или специальными органами.
У простейших осязание поверхностью мембраны у амебы, ресничками у инфузории, у эвглены светочувствительный глазок, химическое восприятие солености воды у инфузории.
У гидрыраздражение воспринимают нервные клетки и передают возбуждение кожно-мускульным клеткам, они и вызывают сокращение тела гидры.
Плоские свободноживущие черви имеют простые глаза, органы осязания и равновесия. У круглых червей слабо развиты органы чувств: на головном конце тела — чувствительные сосочки и мелкие щелевидные углубления – органы химического чувства.
Кольчатые черви имеют чувствительные клетки, разбросанные по всему телу, а специализированных органов чувств нет.
У двустворчатых моллюсков органы чувств развиты слабо, есть органы равновесия у основания ноги, химического чувства в виде клеток по всему телу.
У брюхоногих моллюсков развиты глаза и органы осязания, у головоногих моллюсков глаза сложно устроены и аналогичны глазам млекопитающих;
Глаза раков– сложные фасеточные из 3 тыс. простых глазков, а зрение мозаичное, т.е. каждый глазок видит только часть предмета, органы равновесия в усиках, а органы осязания и химического чувства в виде волосков и щетинок на разных частях тела.
У пауков органы зрения представлены простыми и сложными глазами, органы осязания — волосками на конечностях, органы химического чувства в углублениях покровов тела.
Насекомыеобладают простыми и фасеточными глазами, способны видеть ультрафиолетовую часть спектра, распознают цвета, но видят хорошо только на близком расстоянии, сложно устроены органы равновесия, обоняния, осязания, вкуса и слуха (тимпанальные органы в виде тонкой перепонки) .
Ланцетник, как представитель хордовых, имеет примитивные светочувствительные глазки вдоль нервной трубки, обоняние – углубление на переднем конце нервной трубки, осязательные клетки на щупальцах рта.
У рыбнаоборот развиты органы зрения, роговица плоская, а хрусталик круглый эти особенности дают более дальнозоркое зрение, развит слух, обоняние, органы вкуса. Боковая линия воспринимает направление и силу тока воды.
У земноводных из-за выхода на сушу органы чувств усложнились: глаза с выпуклой роговицей и линзовидным хрусталиком, есть 3 века (верхнее, нижнее, мигательная перепонка в углу глаза) – защита от высыхания и загрязнения; появилось среднее ухо, органы обоняния – наружные и внутренние ноздри.
У пресмыкающихся глаза снабжены тремя веками, а змеи и гекконы имеют сращенные верхнее и нижнее веки, они становятся прозрачны, органы слуха более приспособлены к восприятию звуковых волн, есть внутреннее и среднее ухо; осязание в виде чувствительных клеток с волосками на чешуйках тела, обоняние и вкус расположены в области ротовой полости, есть орган термического чувства в виде ямок с чувствительными клетками между глазами и ноздрями.
У птиц слабо развито обоняние (кроме падальщиков), слух представлен внутренним и средним ухом, а улавливать звук помогают кроющие перья вокруг барабанной перепонки. Глазаптиц прекрасно приспособлены к рассматриванию объектов, острота зрения очень большая (сокол различает добычу на расстоянии более 1000м.). Глаза очень велики, у сов они по объему равны глазу взрослого человека и в 5 раз больше массы мозга, у хищных птиц, высматривающих добычу на большом расстоянии, глаза в 3 раза превышают массу мозга — это позволяет получать большие размеры изображения на сетчатке и тем самым яснее различить его детали, защищены тремя веками.
Аккомодация достигается двойным путем:
1)изменением формы хрусталика под действием ресничной мышцы,
2) изменением расстояния между хрусталиком и сетчаткой, под действием кольцевых мышц, окружающих склеру и меняющих форму глазного яблока. Большинство птиц имеют монокулярное зрение (каждый глаз видит предметы отдельно), бинокулярным (позволяющим видеть предметы двумя глазами одновременно) обладают совы, все обладают цветным зрением, на сетчатке есть участок максимально острого зрения – желтое пятно (ямка), у питающихся подвижными объектами дневных хищников, цапель, ласточек два желтых пятна, у стрижей только одно, поэтому их способы ловли добычи на лету менее разнообразны. Очень подвижный зрачок предотвращает излишнюю засветку сетчатки при быстрых поворотах.
У млекопитающих органы чувств по — разному развиты.. На первом месте зрение для обитателей открытых пространств, обоняние и слух – для ночных и животных лесов, обитателей водоемов. Они обладают бинокулярным зрением. Цветное зрение сравнительно с птицами развито слабо. Все цвета спектра различают только люди и высшие обезьяны, полевка видит красный и желтый цвет, в тоже время они распознают особенности формы, детали предметов, движения, позу и мимику. Это обеспечено усложнением зрительного анализатора в коре головного мозга. Для зверей дневного образа жизни и обитателей открытых пространств, большая часть информации идет через зрительный канал, глаза копытных и грызунов по бокам головы, что дает круговой обзор- это важно для постоянно ожидающих нападения врагов. Обитатели лесов и зарослей имеют менее развитое зрение, у норников (кротов, слепышей) глаза перестают функционировать, зарастая кожей. У обезьян, кошачьих есть необходимость точного определения расстояния, поэтому их глаза расположены фронтально, что увеличивает поле бинокулярного зрения. У кошачьих и копытных между склерой и сосудистой оболочкой есть слой клеток с кристалликами (зеркальце), обуславливающее «свечение» глаз отраженным светом, что улучшает видение ночью.
Наземные млекопитающие в органе слуха имеют внутреннее, среднее и наружное ухо (наружный слуховой проход и ушную раковину). Органы обоняния чуткие, они расположены в обонятельных отделах носовой полости, орган вкуса лучше развит у травоядных животных, осязание представлено рецепторами в коже, имеются особые жесткие волосы – вибриссы, их корни связаны с окончаниями нервов, особенно развиты вибриссы на морде.
Источник
Физиология и основы гигиены человека
Основы анатомии и физиологии человека. Профессиональные заболевания
1. ВВЕДЕНИЕ
Анатомия и физиология человека – это важнейшие биологические науки, изучающие строение и функции человеческого организма. Как устроен человек, как функционируют его органы, должен знать не только каждый медик и биолог, но и специалист – инженер-эколог, который непосредственно занимается вопросами охраны здоровья человека и окружающей природной среды.
Организм человека представляет собой единую систему с общими законами развития, закономерностями строения и жизнедеятельности. Его функционирование подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым организмам. В то же время человек социален и отличается от животных развитым мышлением, интеллектом, наличием второй сигнальной системы, общественными взаимоотношениями. Особенности формы, строения тела человека невозможно понять без анализа функций, равно как нельзя представить особенности функции любого органа без понимания его строения. Человеческий организм состоит из большого числа органов, огромного количества клеток, но это не сумма отдельных частей, а единый слаженный живой организм. Поэтому нельзя рассматривать органы без взаимосвязи друг с другом, без объединяющей роли нервной и сосудистой систем.
Анатомия и физиология, входящие в число естественнонаучных дисциплин, составляют фундамент для последующего изучения экологии, токсикологии, микробиологии. Без этих наук о структуре и процессах, происходящих в органах и их элементах, нельзя понять любые преобразования как в здоровом организме в условиях нормы, так и при заболеваниях в условиях вредного воздействия экологических факторов на организм. Ведь особенности строения тела человека, характерные для каждого индивидуума, передающиеся от родителей, определяются наследственными факторами, а также влиянием на данного человека внешней среды (экологические факторы, питание, физические нагрузки). Человек живет не только в условиях биологической среды, но и в обществе, в условиях определенных человеческих взаимоотношений. Поэтому он испытывает воздействие коллектива, социальных факторов. В связи с этим анатомия и физиология изучают человека не только как биологический объект, но учитывают при этом влияние на него социальной среды, условий труда и быта.
Особую роль при этом приобретает знание профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием на организм человека различных факторов химической, физической и биологической природы.
Древние греки утверждали: «В здоровом теле – здоровый дух». Зная, как работает организм, какие факторы наиболее значимы в регуляции жизнедеятельности, можно предвидеть, каким образом возможно предотвратить нарушение функций отдельных систем и органов под влиянием различных вредных веществ, с которыми контактирует человек в результате своей производственной деятельности.
Источник
2.9 Развитие органов чувств
2.9.1 Развитие органа зрения
Впервые в процессе эволюции зачатки органа зрения появились у кишечнополостных. Это были светочувствительные клетки. В дальнейшем формировались скопления таких светочувствительных клеток – глазные пятна. В них клетки дифференцировались на пигментные и чувствительные (ретинальные). У червей-паразитов органы зрения редуцировались. Но у свободноживущих на теле есть светочувствительные клетки, благодаря, которым они могут реагировать на свет. В дальнейшем эволюция органа зрения шла двумя путями: развитие фасеточных глаз и глаз камерного типа.
Фасеточные глаза характерны для насекомых. Глаз состоит из множества светочувствительных клеток, которые формируют омматидий. Совокупность омматидиев формирует сложный (фасеточный) глаз. Каждый омматидий функционирует как отдельный глаз. И уже в соответствующих центрах нервной системы изображение «собирается». Фасеточный глаз не способен к аккомодации(нет хрусталика), поэтому зрение у большинства насекомых нечёткое. Однако у фасеточных глаз есть и определённые преимущества. Например, человеческий глаз может воспринимать изображение с частотой 24 кадра в секунду, тогда как глаз мухи – 100 кадров в секунду.
Другая ветвь эволюции глаза – глаз, построенный по типу камеры. Такой глаз появляется уже у моллюсков (осьминог). Все позвоночные также «приобрели» глазами такого типа. У рыб зрение – не главный орган чувств. Из-за высокого коэффициента преломление света водой, невозможно видеть на большие расстояния. Поэтому глаз рыб и амфибий (которые впервые вышли на сушу, однако большую часть жизни проводят в воде) имеет характерные особенности. Главная из них – круглый хрусталик. Этот хрусталик не способен изменять свою кривизну, аккомодация осуществляется за счёт движения хрусталика вперёд-назад. Такая форма хрусталика обеспечивает наилучшее фокусирование световых лучей под водой. У рептилий хрусталик приобретает форму линзы. Общий план строения глаза аналогичен человеческому.
Наибольшего совершенства достигают глаза птиц. Для них глаза – основной источник получения информации о мире. В строении и функционировании глаза появляется рад «усовершенствований» Во-первых, у хищных птиц зрение бинокулярное. Это позволяет им точно определять расстояние до своей жертвы. Во-вторых, появляется двойная аккомодация. То есть, хрусталик может не только изменять свою кривизну, но и приближаться к роговице. Благодаря этому, например, сокол сапсан способен увидеть добычу на расстоянии 1100м. В-третьих, повышается чувствительность сетчатки. (Соколы способны видеть при освещении 0, 000002 люкса).
И, наконец, следует отметить, что человеческая сетчатка словно «вывернута наизнанку». То есть светочувствительный слой является самым наружным (задним) слоем сетчатки, кнутри (кпереди) от него располагаются тела клеток сетчатки, кнутри (кпереди) от них – отростки нейронов. Именно поэтому образуется слепое пятно – место выхода глазного нерва. И только благодаря бинокулярному зрению человек не замечает пятна. Такое строение сетчатки имеют только млекопитающие. У других классов позвоночных светочувствительные клетки располагаются снаружи, а отростки нейронов – внутри. Поэтому слепого пятна у них нет. У многих млекопитающих орган зрения развит несколько слабее.
Первая закладка органов зрения возникает в форме глазных пузырей, являющихся выпячиванием боковых стенок промежуточного мозга. Латеральные, расширенные части глазных пузырей впячиваются наподобие того, как происходит впячивание вегетативной части бластулы у ланцетника, и зачатки глаз принимают форму двухслойных глазных бокалов, или чаш. Стебельки («ножки» бокалов) представляют собой зачатки зрительных нервов (точнее — трактов или пучков), а расширенные двухслойные части — зачатки сетчатой оболочки глаза. При этом наружный, более тонкий листок глазного бокала становится пигментным эпителием, а внутренний листок дифференцируется во все остальные слои сетчатки. Сосудистая оболочка и склера развиваются из окружающей глазной бокал мезенхимы.
Еще на стадии глазных пузырей в тех местах эктодермы, к которым подрастают справа и слева глазные пузыри, возникают утолщения — хрусталиковые плакоды. Одновременно с впячиванием глазных пузырей происходит впячивание этих плакод, затем отшнуровывание их от кожной эктодермы в виде двух пузырьков и втягивание их в полость образующихся глазных бокалов. Наружные, обращенные к кожной эктодерме стенки пузырьков остаются тонкими и образуют так называемый эпителий хрусталиковой сумки, внутренние стенки утолщаются и образуют тело хрусталика. Клетки здесь становятся высокопризматическими и в дальнейшем превращаются в хрусталиковые волокна.
Края глазного бокала, сильно истончаясь, загибаются кнаружи от хрусталика и образуют радужную часть сетчатки, соответственно загибаются, отставая в этом месте от склеры, и края сосудистой оболочки, образуя соединительнотканную основу радужины. В ней, за счет части клеток края глазного бокала, развиваются сократимые элементы нейральной природы — волокна сфинктера и дилататора зрачка.
Кожная эктодерма, сомкнувшаяся после отшнуровывания от нее зачатков хрусталиков, образует в этом месте не ороговевающий кожный эпителий (эпидермис), а прозрачный, неороговевающий эпителий роговицы. Подстилающая его мезенхима, дифференцируется в соединительнотканную основу роговицы, являющуюся прямым продолжением склеры. Образовавшаяся между роговицей и радужиной полость — передняя камера глаза — выстилается тонким слоем плоских клеток, так называемым десцеметовым эндотелием, имеющим нейральное происхождение; его клетки, по-видимому, выселяются из краев глазного бокала, загибающихся через края зрачка на переднюю (наружную) сторону радужины.
В основном нейроглиальное происхождение имеет и стекловидное тело. Стебельки глазных бокалов постепенно утрачивают свою полость, так как в них врастают центральные отростки ганглиозных клеток сетчатки, образующие волокна зрительного нерва. Эти волокна врастают далее до зрительных чертогов (зрительных бугров), связывая сетчатку с мозгом. Но так как сама сетчатка (и глазной стебелек) возникает как вырост мозга, то, по сути дела, волокна зрительного нерва не выходят за пределы мозга, и их следует сравнивать не с волокнами периферических нервов, а с проводящими путями трактов или пучков головного и спинного мозга. Вот почему зрительный нерв правильнее называть не нервом, а зрительным трактом или пучком.
Источник