Особенности органов чувств позвоночных животных.
Кожные органы чувств — простейшие органы, воспринимающие механическое раздражение, представлены у позвоночных свободными окончаниями нервов. Они разбросаны по поверхности кожи, по слизистой оболочке кишечника и различных других органов. Кроме того, имеются специальные концевые органы — осязательные тельца, собранные в группы и окруженные соединительнотканой оболочкой.
Органы боковой линии свойственны только первичноводным позвоночным и представляют собою специализированные кожные органы чувств. Расположены они продольными рядами по бокам тела (у рыб обычно одним рядом с каждой стороны) и сложной сетью на голове. Они воспринимают легкие колебания воды, действующие на различные части тела. Благодаря этому животное может ощущать не только скорость и направления водных течений и положение предметов, возбуждающих отраженные токи воды, но и движения собственного тела. Таким образом, это органы, при помощи которых животное ориентируется в водной среде.
Орган слуха, который одновременно служит и органом равновесия, всегда парный. В простейшем случае он представлен только внутренним ухом, или перепончатым лабиринтом, который заключен в слуховую капсулу и имеет вид тонкостенного пузырька, разделенного перехватом на две части: верхнюю, или овальный мешочек, и нижнюю, или круглый мешочек. От овального мешочка отходят полукружные каналы, которые, описав дугу, возвращаются к овальному мешочку. Число полукружных каналов у всех позвоночных, исключая круглоротых, равно трем. Они располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях — фронтальной, сагиттальной и трансверзальной. От круглого мешочка отходит вверх узкий слепой канал — эндолимфатический проток, представляющий собой остаток первоначального впячивания эктодермы, из которого развивается перепончатый лабиринт. Сбоку образуется полый вырост — улитка.
Внутренняя полость перепончатого лабиринта заполнена жидкостью — эндолимфой, в которой во взвешенном состоянии находятся многочисленные кристаллики углекислой извести. Всякое изменение положения тела, а также звуковые волны приводят в движение эти кристаллики, которые раздражают чувствующие клетки внутренних стенок лабиринта, что передается окончаниям слухового нерва.
У высших позвоночных, начиная от земноводных, к внутреннему уху присоединяется еще второй отдел — среднее ухо, или барабанная полость. В ней помещается слуховая косточка — стремя, а у млекопитающих три слуховые косточки. Кроме того, у некоторых рептилий, всех птиц и млекопитающих появляется наружный слуховой проход, выполняющий функцию защиты барабанной перепонки и организации звукового потока. Добавление к слуховому проходу наружного уха в виде кожно-хрящевой раковины (млекопитающие) или в виде складок и перьев специальной структуры (птицы) еще более усиливает акустические звукообразующие функции наружного уха.
Особенности кровеносной системы позвоночных.
У наземных позвоночных в сердце вливается как венозная, так и артериальная кровь благодаря образованию легочного круга кровообращения.
Вследствие этого у амфибий и рептилий получаются смешанные потоки крови, и только у птиц и млекопитающих в связи с образованием четырехкамерного сердца потоки крови разделяются. Для всех наземных характерно, что система жаберных сосудов с капиллярами замещается дугами аорты. Далее кардинальные вены постепенно замещаются задними полыми венами, причем у хвостатых амфибий и у зародышей позвоночных высших классов встречаются в туловище одновременно и кардинальные вены, и задние полые. У рептилий и млекопитающих от кардинальных вен остаются особые вторичные сосуды. Венозные сосуды головы объединяются в передние полые вены. В связи с переходом к четвероногости прогрессивно развиваются сосуды конечностей.
Воротная вена почек постепенно заменяется внутрипочечной фильтрацией из крови продуктов распада, и у млекопитающих воротной системы почек нет.
Сердце эмбрионально развивается из прямого трубчатого сосуда путем его постепенного свертывания в изогнутую петлю; оно лежит на брюшной стороне зародыша под жаберным аппаратом. Передний отдел этой петли превращается в желудочек сердца, а задний — в предсердие и венозный синус. Вентральные карманы целомической полости тела, окружающие зачаток сердечной трубки, превращаются в околосердечную перикардинальную полость. Можно думать, что филогенетическое развитие сердца шло таким же путем.
У круглоротых сердце сохраняет петлеобразную форму и разделяется на три отдела — желудочек, предсердие и еще не оформившийся в отдел сердца венозный синус, или венозную пазуху.
У акуловых рыб впереди желудочка перед брюшной аортой обособляется передний отдел сердца — артериальный конус, характеризующийся наличием системы полулунных клапанов. Таким образом, у хрящевых рыб (Chondrichthyes) двухкамерное сердце состоит из четырех отделов: артериального конуса, желудочка, предсердия и венозного синуса.
У костных рыб (Osteichthyes) на брюшной аорте развивается расширение—луковица аорты (bulbus aortae), которая в ряду рыб (осетровые, ганоиды, костистые рыбы) вытесняет артериальный конус.
У двоякодышащих артериальный конус, наоборот, сохраняется и снабжен продольным клапаном, как у амфибий.
У амфибий предсердие разделяется на два предсердия (правое — венозное и левое — артериальное); образуется так называемое трехкамерное сердце. Но, кроме того, перед желудочком имеется артериальный конус с продольным клапаном, а позади правого предсердия — венозный синус.
У рептилий строение сердца сходно с амфибиями, но исчезает артериальный конус, и в желудочке начинается образование перегородки.
У птиц и млекопитающих имеется типичное четырехкамерное сердце с правой — венозной половиной и левой — артериальной. Левое предсердие и правый желудочек относятся к легочному кругу кровообращения; правое предсердие и левый желудочек — к большому кругу кровообращения.
Источник
Общая характеристика органов чувств
В центральную нервную систему непрерывным потоком устремляются бесчисленные нервные импульсы, обусловленные разнообразными воздействиями на организм внешней среды и постоянными изменениями, происходящими во всех его органах и тканях. Эти импульсы зарождаются в специальных приборах, называемых органами чувств, или рецепторами, служащими, по И. П. Павлову, анализаторами как внешней, так и внутренней среды организма, поэтому их и разделяют на две основные группы: экстероре-цепторы и интерорецепторы.
Экстерорецепторы получают раздражения из внешней среды—химические (через органы вкуса и обоняния) и физические (через органы зрения, слуха, равновесия, осязания, терморецепторы и т. п.). Отличительная черта экстерорецепторов заключается в том, что все вызываемые ими ощущения осознаются (у человека).
Интерорецепторы воспринимают раздражения с внутренних органов, сосудов, тканей. Через их посредство осуществляются: местная регуляция кровоснабжения тканей и обмена веществ; координация функций отдельных частей какой-либо системы органов; согласование деятельности различных систем организма; сигнализация в центральную нервную систему о состоянии и деятельности тех органов, в которых они расположены, и обо всех происходящих в них изменениях, как присущих норме, так и патологических. Хотя все эти импульсы в норме не доходят до сознания, тем не менее они создают общий фон для нервной деятельности в целом, как это впервые в 1886 г. подметил И М. Сеченов и назвал этот фон валовым чувством, вызывающим у человека или чувство общего благосостояния, или, напротив, чувство общего недомогания, наряду с такими общими чувствами, как голод, жажда, половое чувство, усталость или, напротив, позыв к деятельности.
Особую категорию интерорецепторов составляют проприорецепторы, передающие импульсы с мускулов, сухожилий, фасций, суставов и связок и обусловливающие своеобразное суставно-мышечное чувство. При участии проприорецепторов осуществляется согласованная работа мускулов.
Все указанные импульсы возникают или в свободных, или в несвободных чувствительных нервных окончаниях. Свободные нервные окончани я—это аппараты, в которых осевые цилиндры и их ветвления лежат свободно или среди клеток эпителия, не входя с ними в контакт, или в промежуточном веществе соединительной ткани (рис. 228—2,9). Они встречаются в кожном покрове, серозных оболочках, половых органах и т. п.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНОВ ЧУВСТВ
Несвободные нервные окончания представляют аппараты, в которых осевые цилиндры своими ветвлениями связаны со специальными чувствительными клетками, непосредственно воспринимающими те или иные раздражения (3) (Б. И. Лаврентьев). В результате каких-то ещё неизученных процессов, происходящих в этих клетках, и рождаются импульсы в нервных волокнах.
Рис. 228. Схема строения органов чувств (по Б, И. Лаврентьеву).
I—обонятельные чувствительные клетки (а); 2—свободные нервные окончания в эпителии и под эпителием; 3—вторичная чувствительная клетка с оканчивающимся на ней нервным волокном (с); 4—вкусовая луковица; 5-—диск Меркеля; 6—тельпе типа Мей-снера; 7—тельце типа Фатер—Пачини; В—хеморецептор (glomus caroticum); 9, 10, 11, 12—окончания одного и того же чувствительного нервного волокна на кровеносном сосуде и других тканях; 13*—Окончания чувствительного волокна на сосуде, эпителиальных клетках и на ганглиозных клетках; а—чувствительные клетки первичные; Ь—опорные клетки; с—нервное волокно; d—вторичная чувствительная клетка; е—капсула; /—кровеносный сосуд; 0—•мышечная ткань; ft—нервные клетки.
Количество чувствительных клеток в различных рецепторах колеблется в широких пределах: то их бывает одна, как в дисках Меркеля (5), то две, как в осязательных тельцах Догеляительцах Гран-д р и, то значительное число. При этом они либо лежат среди эпителиальных клеток, будучи изолированы от них опорными клетками, как во вкусовых луковицах на языке (4), либо располагаются в соедини-
СИСТЕМА ОРГАНОВ ЧУВСТВ
тельной ткани, будучи одеты специальными соединительнотканными капсулами в тельцах Ф а т е р —П а ч и н и (7), Гербста, Г о л ь д ж и, Маццони, Краузе. Чувствительные клетки образуют симпласт внутри капсулы в виде колбы, а в последней уже центрально располагается осевой цилиндр.
В других инкапсулированных рецепторах, например в тельцах Мейснера (б), чувствительные клетки лежат пластами внутри капсулы, а между ними проходит осевой цилиндр со своими разветвлениями. Эти рецепторы отличаются друг от друга некоторыми деталями строения, различными функцией и местоположением (подробности см. в курсе гистологии),
К инкапсулированным рецепторам с несвободными нервными окончаниями относятся в высшей степени сложно устроенные органы зрения истатоакустический орган у наземных животных.
Несколько особняком стоит орган обоняния из чувствительных клеток, залегающих среди эпителиальных клеток обонятельной части слизистой оболочки (1). Воспринимаемые раздражения они посылают непосредственно в мозг своими отростками, формирующими в целом обонятельный нерв.
У примитивных животных и органы чувств устроены примитивно и не обладают избирательностью. Они одинаково реагируют на самые различные раздражители, как физические, так и химические. Лишь в связи с усложнением в процессе эволюции взаимоотношений организма с внешней средой, а следовательно, усложнением строения и функций самого организма, возникают органы чувств своеобразного строения и функции, что обусловливает их избирательность в отношении раздражителей. Так, одни органы чувств воспринимают раздражения световой энергии, другие— от звуковых волн, третьи—химической энергии, четвёртые—различные механические раздражения. Одновременно появляются и интерорецепторы, воспринимающие раздражения, идущие из внутренних органов.
Так как в примитиве раздражители действуют из внешней среды, то вполне естественно, что органы чувств впервые появляются в наружном покрове в виде первичных чувствительных клеток (рис. 152—2). Они лежат среди эпителиальных клеток, а нейриты их идут или непосредственно к исполняющему органу—мускульной клетке, или же к дендриту обособившейся нервной клетки. Первичные чувствительные клетки широко распространены у беспозвоночных и у ланцетника (рис. 230—/) у позвоночных они встречаются, повидимому, только в органах обоняния.
С превращением первичных чувствительных клеток в нервные чувствительная функция их сохраняется за дендритами нервных клеток, которые как концевые, или свободные, нервные окончания разветвляются среди эпителиальных клеток кожного покрова, или под ними, или выходят на поверхность эпителия. Такие свободные нервные окончания встречаются в большом количестве у беспозвоночных. Свободные нервные окончания имеются также у позвоночных и не только в кожном покрове, но и во всех внутренних органах и тканях (рис. 228—2, 9, 11, 12, 13); они происходят из общего зачатка нервной системы и своими рецепторными отростками в процессе онтогенеза достигают периферии.
С развитием из эпителиальных клеток вторичных чувствительных клеток концевые чувствительные нервные окончания вступают с ними в тесный контакт, т. е. возникают несвободные нервные окончания (3, 4, 5, 6). Вторичные чувствительные клетки имеются у некоторых беспозвоночных (у червей) и членистоногих, но закономерно они присущи только позвоночным животным.
У позвоночных специальные чувствительные клетки возникают во всех органах чувств из общего зачатка нервной системы, в частности из
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗВИТИЯ И СТРОЕНИЯ ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ §73
элементов глии, и, судя по исследованиям Б. И. Лаврентьева и его учеников, являются производными шванновских клеток. Такого же происхождения палочки и колбочки сетчатки глаза, а также специальные клетки статоаку-стического органа.
В группе интерорецепторов различают механорецепторы, мышечные рецепторы и хеморецепторы. Проводники от этих рецепторов устремляются в центральную нервную систему через дорзальные корешки и спинномозговые ганглии. Механорецепторы сигнализируют о степени растяжения какой-либо ткани. Они характеризуются своеобразными концевыми ветвлениями нервных нитей в виде расширений или пластинок, охватывающих соединительнотканные волокна. Механорецепторы имеются всюду, но особенно много их в стенках сосудов (9, 10, 11, 12).
Через мышечные рецепторы определяется степень сокращения мускулатуры, как гладкой, так и поперечнополосатой и сердечной (10). Их концевые ветвления принимают вид миниатюрных расширений или петелек.
Хеморецепторы воспринимают различные изменения в крови или тканевой жидкости. Они построены по типу несвободных нервных окончаний, т. е. снабжены специальными чувствительными клетками, и образуют на сосудах особые клубочки—«гломусы» (8). К хеморецепторам относятся также параганглии и мозговое вещество надпочечников.
Рецепторы внутренних органов имеют специфические особенности. Они являются «поливалентными»: одно и то же чувствительное волокно может давать одну ветвь к сосуду, а другую ветвь в гладкую мускулатуру (12), или эпителий (11), или сердечную мускулатуру (10); иногда даже третья ветвь отходит к нервной клетке межмускульного сплетения (в мышечной оболочке кишечника) (13). Этим обеспечивается передача импульса с эпителия или мышечной ткани по одному и тому же волокну (аксон-рефлекс), а одновременная связь с нервной клеткой позволяет объяснить механизм передачи раздражений с чувствительного вегетативного нейрона, не прибегая к доказательствам существования третьего парасим-патикуса (Б. И. Лаврентьев).
Громадное большинство органов чувств характеризуется микроскопическим строением, поэтому в дальнейшем рассматриваются лишь органы зрения, равновесия и слуха.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗВИТИЯ И СТРОЕНИЯ ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ
Чувствительность к световым раздражениям является основным свойством протоплазмы, поэтому восприятие их возможно и без помощи специальных органов, что наблюдается у простейших организмов. Обычно же у животных, реагирующих на свет, имеются специальные светочувствительные органы. Таковые встречаются даже у некоторых простейших (у евглен) в виде красного пятна, или стигмы, которое состоит из жировых капелек и красного пигмента. В примитивном виде светочувствительные органы представлены (у дождевых червей) специальными первичными чувствительными клетками с нервными отростками. Эти клетки рассеяны в кожном покрове, но попадаются также под эпидермисом или между ганглиоз-ными клетками. Более густо они расположены на головном конце, что свидетельствует о большом значении светочувствительных органов для ориентировки при движении.
Простейшее усовершенствование светочувствительных органов имеет место у подвижных медуз, у которых они развиваются в виде пигментных (зрительных) пятен или ямок. Те и другие содержат скопление большого
СИСТЕМА ОРГАНОВ ЧУВСТВ
количества светочувствительных клеток, отделённых друг от друга пигментными клетками. Последние изолируют чувствительные клетки от всестороннего действия света, а сами чувствительные клетки обращены своими рецепторными частями к свету. Ещё большее усложнение представляют так называемые обращенные, или инвертированные, глаза. Они характерны тем, что на рецепторных концах зрительных клеток формируются палочковидные отростки. Рецепторные отделы клеток обращены не к свету, как в «прямых» глазах, а в обратном направлении, и при этом погружаются
Рис. 229. Бокальчатые глазки ресничных червей.
Источник