Занимательная физиология - Сергеев Борис Федорович - Страница 49

Ученые считают, что, определяя направление полета жертвы, летучая мышь руководствуется изменением длины звуковых волн эха по сравнению с размером волн локационного импульса. Если добыча движется навстречу мыши, то отраженные звуковые волны будут короче. Они как бы сжимаются летящей жертвой, и чем ее скорость больше, тем больше будут сжиматься отраженные волны, тем звуковой состав эха будет более высоким. Если же добыча улетает от мыши, звуковые волны эха растягиваются тем больше, чем быстрее она летит, и тем более низкий звук доходит до ушей преследователя.

Эхолокатор летучих мышей настолько совершенен, что они могут отличить одинаковые кусочки бархата от наждачной бумаги и фанеры. Каждый предмет по-своему отражает звуковые волны. От гладких поверхностей они отражаются полнее, тогда как шероховатые, мягкие поверхности их гасят. Этим объясняется, почему иногда летучие мыши запутываются в высоких дамских прическах. Они вовсе не собирались причинить вреда их испуганным обладательницам, а просто случайно столкнулись с пышной шевелюрой, не получив от нее эха.

Насекомые, которые служат пищей летучим мышам, давно догадались об особенностях отражения звуковых волн. Они поняли, что могут стать невидимыми. Вот поэтому, а вовсе не из-за ночного холода, тело большинства ночных бабочек, и мотыльков, и даже некоторых жуков покрыто густым и мягким пушком. Они дают очень слабое и чрезвычайно расплывчатое эхо, так что летучая мышь может даже и не заметить добычи. А если у бабочки к тому же есть звукоприемник, настроенный на волну локатора ночной хищницы, шансы остаться в живых сильно повышаются, ведь чтобы спастись, насекомому нужно только сложить крылья и камнем рухнуть в траву.

С помощью своего удивительного локатора летучие мыши могут не только ориентироваться в воздушном океане, но способны даже «просвечивать» более плотные среды. Среди них есть любители рыбного стола. Летая над самой поверхностью воды, они посылают вниз звуковые сигналы и, как только получат нужный ответ, опускают лапы в воду и вытаскивают на поверхность свою добычу.

Ученые не сразу поняли, как им это удается. Мало того что уходящий в воду звуковой сигнал частично отражается от ее поверхности, а возвращающееся назад эхо сильно рассеивается воздухом, акустические свойства воды и рыбьего тела, которое само на 80 процентов состоит из воды, имеют большое сходство, и звуки, издаваемые летучей мышью, практически не должны отражаться от рыбьих тел. Так в действительности и происходит. Сами рыбы для летучих мышей, оказывается, совершенно не «видны». Но у них есть небольшие плавательные пузыри, наполненные газом. Они-то и выдают рыб. Летучие мыши, прощупывая локатором толщу воды, легко их обнаруживают.

Особенно большие специалисты в эхолокации киты и тюлени полярных областей, которым большую часть года приходится доставать рыбу из-подо льда, покрытого к тому же толстым снежным покровом. В долгие полярные ночи ничто, даже северные сияния, не освещает подводное царство. Естественно, приходится прибегать к помощи ушей.

Локацией пользуются лесные мыши, землеройки и многие другие животные, но мы этих звуков не слышим.

Кому приходилось наблюдать летучих мышей в неволе, вероятно, замечал, что в спокойном состоянии мышь никогда сразу не полетит. Прежде чем оторваться от опоры, она, сложив губы в небольшую трубочку, опишет мордочкой в воздухе несколько кругов, с каждым разом все больше увеличивая их радиус.

Многие летучие мыши лоцирующий импульс отправляют не ртом, а через ноздри. Натуралисты даже и не догадывались, что мыши умеют издавать какие-нибудь звуки. Если бы мы обладали хотя бы такими же ушами, какие имеют собаки, мы могли бы кое-что слышать. Ведь вампирам, нападающим на людей, лошадей и других сельскохозяйственных животных, редко удается полакомиться собачьей кровью. Видимо, лоцирующие импульсы вампира будят собак, и они не дают себя в обиду.

Индивидуальный холодильник

Странная железа

Когда читаешь труды ученых древности, всегда поражаешься, как много научных открытий было сделано с помощью простых наблюдений и последующих догадок. Еще две тысячи лет назад знания ученых и врачей о работе большинства органов человеческого тела были достаточно глубокими. Однако о настоящей функции мозга они даже не подозревали. Смешно сказать, но величайший греческий ученый Аристотель, живший в четвертом веке до нашей эры, считал мозг всего лишь большой железой, предназначенной для охлаждения крови. Теперь мы точно знаем, что это вовсе не холодильник, знаем, для чего нужна так называемая «железа», но зато как она работает, еще во многом остается тайной.

Прежде чем стать человеческим мозгом, нервная система проделала длинный путь развития. Начался он в первозданном океане, когда отдельные разрозненные биомолекулы слиплись, наконец, в комочки живого вещества. Эти первичные живые частички и за ними более сложные одноклеточные организмы, которые впоследствии стали селиться большими колониями, обладали двумя основными свойствами – раздражимостью и проводимостью, то есть способностью передавать возбуждение на соседние клетки.

Позже у многоклеточных животных начало намечаться разделение функций. У кишечнополостных впервые возникли особые образования – нервные клетки, раздражимость и проводимость которых достигла высокой степени развития. Их функцией становится более тонкое восприятие воздействий внешней среды и передача раздражения на те клетки или органы, которые способны ответить полезной для организма реакцией.

Нервные клетки примитивных кишечнополостных, соединяясь друг с другом своими отростками, образуют нервную сеть. Это самая примитивная нервная система. Дальнейшим усовершенствованием было появление отдельных сгущений нервных клеток и затем превращение их в более организованные, более компактные нервные тяжи. Они возникали в тех местах, где требовалась согласованная работа большого количества сократимых элементов. Такие сгущения образуют нервные кольца, проходящие по краю купола медузы. Благодаря им сжимается и расслабляется сразу весь купол, что позволяет медузе активно передвигаться в толще воды.

У плоских червей, потомков кишечнополостных животных, все нервные клетки собраны в тяжи, которые оплетают тело, создавая замысловатые узоры. Многочисленные перемычки между тяжами и непосредственные пересечения самих тяжей обеспечивают возможность совместного функционирования всей нервной системы. Безусловно, диффузная сеть нервных тяжей стала шагом вперед по сравнению с сетью беспорядочно разбросанных нервных клеток. Однако эта стволовая нервная система, призванная руководить работой отдельных частей и органов животного, оказалась очень громоздкой и сложно устроенной и сама нуждалась в органе, который направлял бы ее работу.

Такой центральный орган появился впервые у высших представителей плоских червей. В некоторых местах пересечения нервных стволов количество нервных клеток увеличилось – образовывались ганглии, которые не только взяли на себя наиболее сложные функции, но и оказывают влияние на работу остальных частей нервной системы. Ганглии в первую очередь возникают вблизи органов чувств: глаз и органа равновесия, а также около глотки, с помощью которой плоские черви хватают, удерживают и проталкивают в кишечник свою добычу.

Ганглионарный тип нервной системы оказался очень удобным. У кольчатых червей, которые, по-видимому, произошли от плоских, все нервные клетки собраны в ганглии, а в нервных стволах, их соединяющих, проходят лишь длинные отростки этих клеток. Обычно в каждом членике червя есть пара ганглиев, связанных между собой перемычкой. Кроме того, каждый ганглий соединен нервными стволами с соответствующими ганглиями предыдущего и последующего членика. В таком виде нервная система очень напоминает лестницу. Передние пары ганглиев самые крупные. Они выполняют наиболее сложную работу и держат в подчинении всю остальную нервную цепочку.