Жалпы жоспарЖәндіктердің жүйке жүйесінің құрылысы басқа буынаяқтылардікімен бірдей. Қарабайыр жәндіктерде күшті бөліну жағдайларымен (жұтқыншақ асты, жұтқыншақ асты, 3 кеуде және 8 құрсақ ганглиясы) және жүйке жүйесінің жұптық құрылымымен қатар жүйке жүйесінің экстремалды шоғырлану жағдайлары кездеседі: бүкіл құрсақ тізбегі 1-ге дейін қысқартылуы мүмкін. үздіксіз ганглиондық масса, бұл әсіресе дернәсілдер мен дернәсілдік ересектерде аяқ-қолдары жоқ және денесі әлсіз бөлшектелген.
Жұтқыншақ үсті ганглийде мидың протоцеребральды бөлігінің ішкі құрылысының дамуы байқалады, атап айтқанда, бүйірлерінде 1-2 жұп туберкулез түзетін саңырауқұлақ тәрізді денелер. ортаңғы сызық. Ми жақсы дамыған, әсіресе оның алдыңғы бөлімі, онда мінез-құлықтың күрделі формаларына жауапты арнайы жұптық түзілімдер бар.
Көптеген түктермен, қылшықтармен, ойықтармен бейнеленген мүшелердің ішінде нерв ұштары қолайлы - қабылдайтын әртүрлі рецепторлар бар. әртүрлі түрлерітітіркендіргіштер – механикалық, химиялық, температуралық және т.б., олардың маңызы жағынан жанасу және иіс сезу мүшелері басым. Механикалық сезім мүшелеріне ауа тербелістерін дыбыс ретінде қабылдайтын сипап сезу мүшелері де, есту мүшелері де кіреді. Жәндіктер денесінің бетінде жанасу мүшелері қылшықтармен бейнеленген. Органдар химиялық сезім– қоршаған ортаның химиясын (дәм мен иіс) қабылдауға қызмет етеді. Иіс рецепторлары, сондай-ақ қылшық түрінде - кейде жұқа қабырғалы бөлек өсінділерге, сегменттелмеген саусақ тәрізді проекцияларға, жамылғының жұқа қабырғалы жалпақ аймақтарына өзгереді, көбінесе антенналарда, дәм сезу - органдарда орналасады. ауыз аппаратының, бірақ кейде дененің басқа бөліктерінде - шыбындарда, мысалы, - аяқтың терминалдық сегменттерінде. Жәндіктердің популяция ішілік және популяция аралық қатынасында иіс сезу өте маңызды.
Алты қырлы бөліктері қырлы деп аталатын сенсилладан тұратын күрделі күрделі көздердің көмегімен мөлдір кутикуладан мүйізді қабық түзеді - жәндіктер заттардың өлшемдерін, пішіндерін және түсін ажырата алады. Мысалы, бал арасы қызыл түстерді қоспағанда, адамдар сияқты барлық түстерді ажыратады, сонымен қатар адам көзімен ерекшеленбейтін ультракүлгін түстерді де ажыратады. Жәндіктердің қарапайым көздері - жарықтандыру дәрежесіне жауап береді, күрделі көздермен кескінді қабылдаудың тұрақтылығын қамтамасыз етеді, бірақ түсі мен пішінін ажырата алмайды.
Кейбір тұқымдастардың, түрлерінде дыбыс мүшелері бар аталықтары бар жәндіктердің - мысалы, Ортоптераның - тимпаникалық мүшелері бар, олардың құрылымы олардың есту мүшелері екенін көрсетеді. Шегірткелер мен крикеттерде олар төменгі аяқтарда орналасады. тізе буыны, шегірткелер мен цикадаларда - бірінші құрсақ сегментінің бүйірлерінде және сыртқы жағынан төменгі жағында жұқа созылған қабықшасы бар ойпатпен (кейде жамылғымен қоршалған) бейнеленген. ішкі бетіқайсысы немесе оның жанында ерекше құрылымның нерв ұшы; кейбір басқа жәндіктердің қанаттарында және т.б.
Сезім мүшелері дененің орталық жүйке жүйесінен бөлінбейді. Егер соңғысы организмнің физиологиялық процестері мен мінез-құлық реакцияларын үйлестіретін бақылау функциясына ие болса, онда сезім мүшелері өздерінің сигналдары арқылы орталық жүйке жүйесін сыртқы әлеммен де, дененің ішкі ортасымен де байланыстырады. Сезгіш немесе рецепторлық жасушалар, бүкіл денеге шашыраңқы немесе күрделі рецепторлық мүшелерге біріктірілген, сыртқы әлемге және дененің ішкі ортасына «терезелер» ретінде қызмет етеді. Олар арқылы орталық жүйке жүйесіне түсетін ақпарат өте алуан түрлі және біз төменде көретініміздей, тиісті мінез-құлықты ұйымдастыру үшін, сондай-ақ дененің физиологиялық жүйелерінің биологиялық негізделген және үйлестірілген жұмыс істеуі үшін өте қажет.
Түрдің сақталуын қамтамасыз ететін қоректену, көбею және қоныстану организмнің барлық үш маңызды өмірлік міндетін орындау әр түрлі сезім мүшелерінің үздіксіз бақылауының арқасында ғана мүмкін болады. Рецепторлар өздерінің ми орталықтарымен бірге анализаторлар деп аталады, белгілі бір заттар мен құбылыстарды фоннан оқшаулап қана қоймайды, яғни «не?» деген сұраққа жауап береді, сонымен қатар объектінің кеңістіктегі орнын белгілейді, яғни «қайда? ?»
Сезім мүшелері жоғарыда аталған өмірлік міндеттерді орындауға мүмкіндік беретінін және жәндіктердің сенсорлық мінез-құлқын бақылағанда зерттеушінің қандай сұрақтары болатынын мысалдармен қарастырайық.
Көбею. Көпшілігі тән пішінікөбеюге байланысты мінез-құлық - жыныстық серіктес іздеу. Сезім мүшелерінің жыныстық мінез-құлықты қолдауға қатысуы өте айқын және, мүмкін, жәндіктердің рецепторлық жүйелерінің құрылымына тән таңғажайып мүмкіндіктер дәл осы салада көрінеді. Басты рөлЖыныстық серіктесті іздеуде және анықтауда көптеген жәндіктер жыныстық тартымды қабылдауға тар реттелген иіс сезіміне ие. Санау мүмкін емес сансыз иістердің ішінен аталық бір түрін, дәлірек айтсақ, ұқсас түрлердің иістеріне де жауап бере алатын болса да, дәл өз түрінің аналығына жататын иістерді ерекше атап өтеді. Әйелдің жыныстық аттрактанты еркектің хеморецепторларын ауадағы молекулалардың елеусіз концентрациясымен қоздырады, бұл оған аналықты 12 км-ге дейінгі қашықтықтан (рекордтық жағдайда) табуға мүмкіндік береді. Еркектерде көбінесе «сүйкімділік» органдары болады, олардың иісті секрециясы - афродизиак - әйелді жұптауға бейімдейді. Басқаша айтқанда, екі жыныстық серіктес арасында түрге тән хош иісті сигналдар алмасады, бұл олардың кездесуінің сенімділігін қамтамасыз етеді.
Жақында емен бүршік құрты Tortrix vlridana-да жыныстық феромонның аналық ағзаға дернәсілден енетіні көрсетілді. тағамдық зауытжәне соңғысының химиясымен анықталады. Сондықтан А диетасында өсірілген аналықтар В диетасында өсірілген еркектерді тартпайды. Бұл жағдай популяциялардың репродуктивті оқшаулануына әкеледі және уақытша (қайтымды) түрішілік формалардың пайда болуына себеп болуы мүмкін.
Күндізгі түрлер мен жарқыраған жәндіктерде жыныстық мінез-құлықтағы көрудің рөлі ерекше. Қанаттар мен бүкіл дененің бояуы, ұшу үлгісі және басқа да көрнекі белгілер күндізгі көбелектер, инеліктер, көптеген шыбындар және басқа да жәндіктер үшін олардың күрделі көздерімен оңай ұсталатын еркек пен аналықтың ерекше сигналдары ретінде қызмет етеді. Кейде бұл белгілер жәндіктерге тән болғандықтан, олардың бар-жоғын тек пайдалана отырып бағалай аламыз арнайы құрылғылар. Мысалы, ультракүлгін сәулелердің қанаттар арқылы шағылысуындағы айырмашылықты біз жалаңаш көзбен көрмейміз, бұл кейбір көбелектерде тиімді екінші жыныстық сипаттама болып табылады. Бірқатар жағдайларда көру жүйесіжәндіктер жыныстық серіктестің түсін қабылдау үшін тар реттелген арнайы түс детекторларын анықтай алды. Өрт сөндірушілердегі оптикалық сигнал беру жақсы белгілі, бірақ бәрі оның қаншалықты күрделі ұйымдастырылғанына күмәнданбайды. Әрбір түрдің өзіндік идентификациялық шамдары бар - конфигурация мен уақыт параметрлері бойынша ерекшеленетін жарық нүктелері. Оның таңдаған адамы белгілі бір уақыт аралығынан кейін еркектің түрге тән сигналының жарқылына шақыратын жарқылмен жауап береді. Сигналдар мен жауаптар жиынтығының қатаң түр ерекшелігі сенімді байланысты қамтамасыз етеді және сонымен бірге бірнеше түр бірге өмір сүрсе, этологиялық тосқауыл қызметін атқарады.
Дыбыстық сигнал жыныстық мінез-құлықтағы күрделілігімен де таң қалдырады. Әртүрлі шулардың (тіпті өте қатты) фонында шегірткелер, крикеттер және басқа да жәндіктер ондаған метр қашықтықтағы жыныстық серіктестің шақыру әнін таңдап, дыбыс көзінің бағытын табады. Шақырушы әннен басқа, басқа да сигналдар бар: копулярлық, қауіп төндіретін және аумақтық. Есту анализаторының түрлерге тән баптауды дәл баптау қабілеті, атап айтқанда, Британ аралдарының шегірткелері арасында жақсы зерттелген аумақтық әндердің жергілікті диалектілерінің пайда болуына әкеледі.
Есеп айырысу. Тарату, ең алдымен, кеңістікте сенімді бағдарлауды талап етеді, әйтпесе жануар хаотикалық қозғалады және бастапқы аумақты қалдыра алмайды. Бағдарланумен байланысты дисперстілік белсенді – шашырау, таралу немесе пассивті – жел немесе су арқылы тасымалдануы мүмкін. Белсенді қоныстану кезінде жәндіктер негізінен жер бетіндегі белгілер мен күн түріндегі аспан компасы, жарықтың поляризациясы арқылы көзбен бағдарланады. көк аспанжәне ай. Бұл жағдайда нысананы нысанаға алу таксилердің бірінің механизмінің арқасында мүмкін болады, ол рецепторлардың сигналдары негізінде қозғалыс осін таңдалған бағытта ұстауға мүмкіндік береді. Аспан белгілерін күнделікті ауыстыру үшін таңдалған бағытқа түзетулер енгізуге қабілетті жәндіктердің «навигациялық өнері» аспан компасын пайдаланатын құстардың өнерінен кем түспейді. Мүмкін, құстар сияқты жәндіктер де айналады магнит өрісіЖер. Жел сияқты пассивті тасымалдау кезінде жәндіктер желге сезімтал түктерден және басқа рецепторлардан алынған ақпаратқа сүйене отырып, дененің ауа арқылы бағытты тасымалдануына ықпал ететін нақты позаны таңдайды.
Белсенділіктің осы түрлерінің барлығы қозғалыспен немесе дененің кеңістікте белгілі бір қалпын сақтаумен, сондай-ақ жеке бөліктерденелер бір-біріне қатысты. Екеуі де арнайы сенсорлардан келетін ақпарат негізінде ғана мүмкін. Оларға, ең алдымен, созылу, қысылу немесе айналу моментіне сезімтал әртүрлі механикорецепторлар жатады - кутикулаға, дәнекер тіндерге және бұлшықеттерге әсер ететін немесе сыртқы әсер, немесе ішкі күш, немесе дененің берілген бөлігінің салмағы ғана. Механорецепторлық сигналдар дене мүшелерінің жүгіру, жүзу, коконды бұйралау, копуляция және т.б. кезінде дене мүшелерінің қозғалыстарын үйлестіруді, дене қалпын бақылауды қамтамасыз етеді, сонымен қатар субстратпен байланыстың үзілуін, қозғалыс кезінде дененің орын ауыстыру бағыты мен жылдамдығын көрсетеді.
Жәндіктердің қозғалыс реакцияларын жүзеге асырудағы сенсорлық сигналдардың рөлі туралы жақсы түсінік Mantis religiosa мантысының жемге лақтырылуын талдау арқылы беріледі. Мантис басын айналдырып, олжаны көзбен қадағалайды және тіпті бойлық осінің бүйірінде болса да ұстап алады. Демек, лақтыруды басқаратын орталықта мантистің басына қатысты жәбірленушінің бағыты туралы да, ұстап тұрған аяқтары бар кеуде қуысына қатысты бастың жағдайы туралы да ақпарат болуы керек. Бірінші түрдегі ақпарат көз арқылы беріледі, екінші түрдегі ақпаратты механикорецепторлар береді - жатыр мойны аймағындағы екі жұп шаш тақталары. Егер сіз барлық жатыр мойны шаш пластиналарынан нервтерді кесіп алсаңыз (басқару орталығын деффференциялау), онда лақтыру сенімділігі әдетте 85% -ға қарсы 20-30% төмендейді. Бір ғана сол жақ саңырау болған кезде, жіберіп алу жиілеп, мантылардың лақтыруды нысананың оң жағына бағыттау үрдісі байқалады. Тек оң жақ мойын пластиналарынан келетін сигналдарды басқару орталығы бастың оңға бұрылуы ретінде түсіндіреді.
Жаяу жүруді афферентті басқару механорецепторлардың ерекше үлкен жиынтығымен жүзеге асырылады: атап айтқанда, табанның, жіліншіктің және жамбастың белгілі бір рецепторлары леваторлар мен депрессорлардың кейбір аяқ бұлшықеттерін ынталандыруға жауап береді. Олардың кейбіреулері, мысалы, қоңырау тәрізді сенсилла, жәндік қалыпты тұрған кезде аяқта пайда болатын кернеу күштерінен қозғалатындай етіп орналасады. Сондықтан, егер аяқтың механорецепторлары бұзылса, жәндіктердің жүруінің механикалық аспектілері бұзылады: жүру, жылдамдық және т.б. Жүру позасы жиі реттеледі кері байланыскокса мен трокантер арасындағы бұрышты бақылайтын шаш тақталарымен (фемормен бірге). Caraussius morosus таяқшасы әдетте денесін жерден еркін ұстайды. Олардың арасындағы алшақтық жәндік өз денесінен төрт есе ауыр жүкті көтерсе де қалады. Егер шаш тақтайшалары зақымдалған болса, таяқша жәндік тіпті өз денесінің салмағының астында да субстратқа тиюді бастайды.
Қозғалыстың барлық түрлерінің ішінде ұшу сенсорлық ақпарат тұрғысынан ең талапшыл болып табылады. Афферентті сигналдар ұшуды тудырып қана қоймайды, сонымен қатар оны ұстау және реттеу үшін қажет. Тарсальды рефлекс деп аталатын нәрсе белгілі: көптеген жәндіктерде аяқты тіректен көтеру ұшу немесе жүзу қозғалыстарын тудырады (мысалы, судағы қателіктерде - белостоматидтер), олар субстратпен байланыс қайта басталған кезде дереу тоқтайды. Тарсальды рефлекске арналған сенсорлар аяқтардағы механикалық сенсильдің бірнеше түрі болып табылады. Ұшуды қолдайтын рецепторларға бас пен қанаттағы желге сезімтал түктер жатады. Олардың фазалық-тоникалық сигналдары жылдамдық пен бағытқа байланысты ауа шығыныұшуды қамтамасыз етіп, реттеп қана қоймай, оны іске қоса алады. Араларда, шыбындарда және тлилерде ұшуды автоматты түрде тұрақтандыруға антенналардың Джонстон органы да қатысады. Оның сигналдары басқа датчиктермен бірге қанаттардың жұмысын реттейді: антенна сымындағы ауа қысымы неғұрлым көп болса, ипсилатеральды қанаттың соғу амплитудасы соғұрлым аз болады. Осындай теріс кері байланыс тізбегі негізінде түзу сызықты ұшу бағыты автоматты түрде сақталады деп елестету оңай.
Рецепторлар тірек-қозғалыс жүйесін ғана емес, сонымен қатар барлық дерлік басқа физиологиялық жүйелер мен мүшелерді реттеуге қатысады. Олардың ас қорыту процесін бақылауға қатысуы, мысалы, қан соратын масаларда өте айқын көрінеді. Анафелес масалары омыртқалы жануарлардың қанымен қоректеніп қана қоймайды, сонымен қатар «еркін сұйықтықтар» деп аталатындарды ішеді: өсімдіктерден шыққан шырын, шық және т.б. Бұл жағдайда тек қан тікелей ішекке енеді, ал басқа сұйықтықтар бастапқыда сақталады. өңештің соқыр тармағында – көлемді тамақ ыдысында. Бірақ егер эксперимент кезінде маса жәбірленушінің қақпағын тесіп өтпей, ашық жатқан қан тамшысын ішсе, онда қан ішекке емес, сонымен қатар қоректік резервуарға түседі және жәндік көп ұзамай өледі. Өйткені, жәндіктер сіңіретін сұйықтық ағынының бағытын қуық пен жұтқыншақта орналасқан рецепторлар басқарады.
Ішкі секреция бездерінің рецепторларының белсендірілуінің мысалы ретінде қансорғыш Родниус қателігінің балқуының тұтынылатын қан көлеміне тәуелділігін келтіруге болады: личинка қанның белгілі бір бөлігін ішкеннен кейін ғана және бір уақытта балқытады. Егер личинка қанның бірдей бөлігін бірнеше дозада алса, қан сорудың жеке әрекеттері арасындағы үзілістер, онда ол балқымайды. Ағылшынның жетекші энтомофизиологы В.Уиглзворттың тәжірибелері түлеу мен қан сору арасындағы байланыс айтарлықтай күрделі екенін көрсетті. Кеуіп кету мидың нейросекреторлық жасушаларының сигналдарымен ынталандырылатын проторакальды безден бөлінетін экдизон гормонының әсерінен болады. Ми орталығы өз кезегінде белгілі бір рецепторлардың, соның ішінде төсек құрсағындағы қабырғаларда орналасқан созылатын рецепторлардың сигналдарымен белсендіріледі. Бұл рецепторлар ішектің белгілі бір шекті көлемге дейін кеңейген кезде ғана іске қосылады, бұл қанның белгілі бір бөлігі оған енген кезде пайда болады. Дәл осылай, тік ішектің созылуы туралы сигналдар, мысалы, дефекация актісін тудырады, әйел жыныс бездерінің түтіктерінің созылуы туралы сигналдар орталық жүйке жүйесіне органның жұмыртқа шығаруға дайындығы туралы және т.б. Жоғарыда келтірілген мысалдар; үйлестірілген жұмыс екенін нанымды түрде көрсету ішкі органдаринтерорецепторлардан келетін ақпаратқа байланысты.
Жалпы жәндіктер мен жануарлардың сезім мүшелерінің физиологиясының қарқынды дамуына ықпал еткен тағы бір себеп бар – бұл қабылдау мәселесінің бионикалық аспектісі. Жануарлар рецепторлары, әдетте, қазіргі уақытта адамдар жасап жатқан мақсатқа ұқсас сенсорлардан көп жағынан жоғары. Сондықтан жұмыс принципі бойынша ұқсас техникалық құрылғыны жасау үшін осы немесе басқа тірі жүйені зерттеуге деген ұмтылыс түсінікті. Сезім мүшелерінің физиологиясы көптеген басқа биологиялық пәндермен салыстырғанда, оның арсеналына физиктер, кибернетика және математиктер бионикалық зерттеулер жолында әкелген тәсілдерді қосу нәтижесінде әлдеқайда алға озды. Бионика үшін бұл жеткіліксіз сапа сипаттамалары, бірақ математика тіліне аударылған тірі жүйенің сандық параметрлері қажет.
Нақтырақ айтсақ, инженерлерді жәндіктердің сезім мүшелері әлеуетті прототиптер ретінде қызықтырады техникалық құрылғыларерекше жоғары сезімталдықпен, шуға төзімділікпен, дизайнның артықшылығымен, миниатюризациямен және жұмыс үшін аз энергия тұтынумен үйлеседі. Жәндіктердің рецепторлық жасушаларының сезімталдығы физикалық шекке дерлік жеткізілді. Осылайша, еркек жібек құртының антеннасындағы иіс сезу жасушасын қоздыру үшін, ол әйелдің жыныстық тартымдылығын қабылдауға бейімделген, осы заттың бір молекуласымен байланыс жеткілікті. Құрама көздің көрнекі жасушасы бір фотонмен қозуы мүмкін. Поплиталь деп аталатын органның механорецепторлық жасушасы амплитудасы сутегі атомының диаметрінен аз болатын субстрат дірілдерін анықтайды. Сонымен қатар, рецепторлар белгілі техникалық ақпарат сенсорларынан таңғажайып шу иммунитетімен ерекшеленеді. Шегірткенің сан алуан дыбыстардың фонында түрге тән әнді ажырататынын (танатынын) жоғарыда атап өттік. Алыстан ара өзіне белгілі гүлді көлемі, түсі және пішіні жағынан ұқсас көптеген басқа заттардың арасынан көрнекі түрде анықтайды. Тірі жүйелер дизайнының артықтығы органның бір бөлігінің бұзылуы оны істен шығармайтындығынан көрінеді, ал жәндіктерде бұл қасиет барлық мүшелердің шектен тыс кішіреюімен біріктіріледі.
Барлық рецепторлық жүйелерде бионика әсіресе жоғары тиімділікті шешуге тырысады биологиялық әдістерсигналды шудан ажырату. Сонымен қатар, иіс сезу анализаторында иістерге ерекше жоғары және селективті сезімталдықты ұйымдастыру жолдары, есту анализаторында - дыбыс көзін бағытты анықтау және оның сигналдарын анықтау әдістері, көру анализаторында - механизмдер іздеудің негізгі объектісі болып табылады. жарық пен қабылдаудың поляризациясын талдауға арналған адамдарға көрінбейтінсәулелер.
Сенсорлық биониканың жетістіктері, қол жетімді басылымдарға қарағанда *, бионикадан алынған физикалық тәсілмен байытылған сенсорлық физиологияның өзі қол жеткізген табысқа қарағанда әлдеқайда қарапайым. Жетістікке мысал ретінде Chlorophanus бізтұмсығынан табылған күрделі көз арқылы қозғалысты қабылдау принципі бойынша жұмыс істейтін ұшақтардың Жерге қатысты жылдамдығын өлшейтін құрылғының жасалуын келтірейік. Қан соратын масаларды тартатын (және жойатын) акустикалық құрылғылар мен айғайға еліктейтін ультрадыбыстық сәуле шығарғыштарды жасау туралы бірнеше рет хабарланды. жарғанаттаржәне осы дыбыстарды еститін зиянды көбелектерді қорқытатындар. Сыған көбелегімен күресуде және байланысты түрлерЖыныстық тартымдылығы бар тұзақтар (мысалы, синтетикалық диспарлур) сәтті қолданылады. Ультракүлгін сәулелердің эмитенті бар жарық тұзақтары жетілдірілді, олар әсіресе түнгі жәндіктер үшін тартымды.
* (Шетелде бионикалық зерттеулерді әскери кафедра кеңінен қаржыландыратыны белгілі және олардың көпшілігінде кеңінен жариялануға жатпайтын тиісті бағыт бар.)
Рецепторларды зерттеумен байланысты үлгіні тану мәселесі әртүрлі мамандықтардағы биониктер үшін де, биологтар үшін де үлкен қызығушылық тудырады, оның қысқаша мазмұнымен біз жәндіктер өміріндегі сезім мүшелерінің рөлін шолуды аяқтаймыз.
Белгілі бір объектіні іздеу әрқашан сыртқы тітіркендіргіштерді және олардың модальдіктерін дискриминациялауға (кемсітуге) негізделген, олар үшін рецепторлар толығымен жауап береді, өйткені олар дененің «кіре берісінде» орналасқан. Бірақ мақсатты таңдау объектінің рецепторлық сигналдары оның сипаттамасымен немесе дененің орталық жүйке жүйесіне енгізілген белгілермен сәйкес келсе ғана мүмкін болады. Демек, объектіні таңдау тек сырттан келетін сенсорлық ақпаратпен ғана емес, сонымен бірге организмнің генетикалық немесе жеке жадында болатынымен де анықталады. Таңдау объектіні дәл солай тану, оның орталық жүйке жүйесінде бұрыннан бар стандартты идеясымен салыстыру арқылы жүзеге асырылады.
Осыған байланысты түбегейлі сұрақ туындайды: жәндіктердің жадында сақталған объектілердің сипаттамасы қандай формада - олардың әрқайсысының ерекше белгілері түрінде немесе жалпылама көрініс түрінде? Келесі мысал біздің ойымызды нақтылайды. Ара ұясын түсі бойынша қатесіз тапқанда (арашылар түс іздеуді жеңілдететінін бұрыннан байқаған, сондықтан жақын арадағы ұялар әртүрлі түстерге боялған), тәжірибесіз бақылаушыға мәселе өте қарапайым болып көрінуі мүмкін. Ара, өздеріңіз білетіндей, түстерді ажырата алады, сондықтан ол ұясын түсіне қарай таниды. Бірақ шын мәнінде, ол ұяны солай таниды және оны түсі бірдей басқа заттармен шатастырмайды. Араға арналған тапсырма ұяның сыртқы түрін бұзатын затты ұяға қою арқылы қиындауы мүмкін. Формальды түрде бұл жағдайды көз рецепторлары арқылы сипаттайтын тілмен айтқанда, мұндағы объект басқаша, бірақ үйретілген ара оны осы жағдайларда ұяшық деп таниды. Бұл араның жадында ұяның бейнесін сақтайды дегенді білдіреді - оның қандай да бір жалпыланған идеясы, сіз оңай болжағаныңыздай, нәтижесінде ғана пайда болуы мүмкін. жеке тәжірибе, әртүрлі жағдайларда ұяшыққа қайта-қайта оралу және кескінді қалыптастыру процесінде ұяның негізгі оптикалық ерекшеліктерін көрсету.
Қабілет бал арасывизуалды жалпылау жақында расталды арнайы эксперименттер, онда жәндік әртүрлі объектілерде жаттықты, бірақ күшейтілмеген объектілер класына қарама-қайшы келетін бір жалпы сипаттамамен күшейтілген (тамақпен) объектілердің бір класына жатады. Бұрын бұл логикалық операция тек қана үлкен миы бар жоғары жануарлардың артықшылығы болып саналды, олардың мінез-құлқында кейбір зерттеушілер «элементарлық ақыл» белгілерін байқады.
Үлгіні тану мәселесі тек биологтардың ғана емес, сонымен қатар «ойлау» машиналарын жасаушылардың да назарын аударды. Адамдар мен жануарлардағы визуалды тану танылатын объектінің көптеген түрлендірулеріне инвариантты болып табылады. Біз таныс жүзді толық бет пен профильден, фотосуреттен, контур сызбасынан, тіпті карикатурадан танимыз. Сәйкестендірудің алдында кейбір негізгі белгілерді таңдау жүргізіледі және олардың негізінде жалпылау мен бейнені қалыптастырудың логикалық операциясы жүреді. Бірақ қандай белгілер және ми оларды қалай жалпылайтыны әрқашан белгілі емес және бұл компьютерлер үшін алгоритмдер мен бағдарламаларды құрудың қиындығы, мысалы, әртүрлі қаріптермен терілген мәтіндерді оқу. Мұнда талап етілетін тәжірибелердің барлығы адамда мүмкін емес, олардың кейбіреулері, әсіресе хирургиялық араласулар, тек жануарларға ғана жасалуы мүмкін. Бұл оқудың өзектілігін түсіндіреді күрделі пішіндержәндіктердің мінез-құлқы бұл жағдайдааралардың көрнекі мінез-құлқы. Тор қабықтағы және әсіресе цефаликалық ганглиондағы нейрондардың салыстырмалы түрде аз саны жоғары омыртқалылармен салыстырғанда араларды бейнелерді жалпылау мен танудың перифериялық және орталық механизмдерін зерттеу үшін қол жетімді нысанға айналдырады.
Жанасу мүшелері. Дененің бүкіл бетінде дерлік орналасқан, әсіресе беттермен және заттармен жиі жанасатын бөліктерде, өлшемі бойынша үлкеннен микроскопиялыққа дейін сезімтал шаштар түрінде ұсынылған. қоршаған орта. Олар көбінесе антенналарда, аяқтарда, құрсақ қосалқыларында және ауыз қуысында шоғырланған. Қарапайым түрде жанасу мүшесі - трихоидты сенсилла. Шашты ұстағанда немесе ауа ағынына ұшырағанда, ол қозғалады. Бұл жүйке импульстарын миға жіберетін негізгі жүйке жасушаларын тітіркендіреді.
Іш қуысында есту мүшесі
Есту мүшелері. Әдетте, олар өздері дыбыс шығаратын жәндіктерде жақсы дамыған. Бұл дыбыстар, ең алдымен, түр өкілдерінің арасындағы қарым-қатынасқа арналғандықтан, оларды жасап қана қоймай, ести білудің де маңызы зор. Жәндіктердің есту мүшелерін тимпаникалық мүшелер деп те атайды. Олар кутикуланың бөліктеріне ұқсайды, оның үстінде дыбыс толқындарынан тербелетін мембрана созылады. Басқаша айтқанда, бұл «құлақтың» қарабайыр нұсқасы. Рас, олар жануарлар мен адамның құлағы сияқты бас жағында емес, дененің басқа бөліктерінде орналасқан. Мысалы, цикадалар мен шегірткелерде олар қарынның бірінші сегментінде, ал шытырауындар мен шегірткелерде - бірінші жұп мүшелердің аяқтарында орналасады.
Аяқтар - орналасуы
шыбынның дәм мүшесі
Дәм сезу мүшелері. Сезімтал хеморецепторлар көптеген топтардың ауыз қуысында кездеседі. Дегенмен, шыбындарда, көбелектерде және араларда олар да алдыңғы аяқтарында (дәлірек айтқанда, аяқтарында) орналасады. Foldoptera аралары антенналардың апикальды сегменттерінде дәм сезу мүшелерінің болуымен ерекшеленеді.
Жәндіктер тәттілерді жақсы ажырата алады, олар қышқыл, ащы және тұзды да ажырата алады. Сезімталдық әртүрлі дәмәр түрлі жәндіктер арасында өзгереді. Мысалы, көбелек құрттары лактозаны тәтті деп санайды, ал аралар оны дәмсіз деп санайды. Бірақ аралар тұзды тағамға өте сезімтал.
Иіс сезу мүшелері. Жәндіктер антенналарымен «иіскейді», өйткені сезімтал иіс сезу химиялық рецепторлары негізінен оларда орналасқан. Кейде бұл процесті өз көзіңізбен байқауға болады, әсіресе гүлде отырғанда оны алдымен антенналарымен «сезіп», содан кейін ауыз бөліктерін оның тостағанына батыратын аралар мысалында. Иіс сезу мүшелері кутикуланың басқа аймақтарында орналасуы мүмкін. Олар кутикуланың ойықтарында орналасқан конустар немесе пластиналар түрінде ұсынылған.
Аталық жәндіктердің иіс сезу қабілеті аналықтарына қарағанда жиі болады. Ал жалпы жәндіктер адамдарға қарағанда белгілі бір иістерге сезімтал. Мысалы, гераниол хош иісі (бұл органикалық заттар, парфюмерия үшін хош иіс ретінде пайдаланылады) аралар адамдарға қарағанда 40-100 есе күшті сезінеді. Жәндіктер де иістерді пайдаланып бір-бірімен «байланысады». Осылайша, аталық көбелектер олардан 3-9 км қашықтықта орналасса да, ауадағы аналық феромондардың иісін анықтай алады.
Көру мүшелері. Олар күрделі құрама көздермен және қарапайым (арқалы) оцеллалармен бейнеленуі мүмкін, ал дернәсілдерде кейде дернәсілдік (бүйірлік) оцеллалар болады. Көру функциясын құрама көздер жақсы орындайды; дернәсілдер нашар көреді, ал дорсальды көздер мүлде көрмейді.
Барлығын көрсету
Сезім мүшелері олардың құрылымынан бөлек сипатталады, өйткені олардың пайда болуына тек жүйке жасушалары ғана емес, сонымен қатар басқа ұлпалардың туындылары да қатысады. Дегенмен, оларды оның бөлігі деп атауға болады. Олар перифериялық жүйке жүйесінің элементтері болып табылады, өйткені оларда сенсорлық жүйке ұштары бар.
Қабылдау және рецепторлар
Кез келген сезім мүшесі рецепторлардан – тітіркенудің белгілі бір түрін қабылдайтын арнайы құрылымның сезімтал элементтерінен тұрады. Мысалы, жанасу қызметін атқаратын жәндіктердің денесінің түктері механикалық тітіркенуді сезінеді, бірақ жарықты қабылдамайды және т.б.
Жалпы жәндіктер денесінде рецепторлардың 4 түрі бар.
Механорецепторлар
: механикалық тербелістерді қабылдау. Мұндай жүйке ұштары жанасу және есту мүшелерінің негізінде жатыр (дыбыс сонымен қатар белгілі бір жиіліктегі механикалық тербеліс). Жанасу сезімін құрайтын механорецепторлардың ішінде бірнеше сорттары бар. Кейбіреулер қысымды сезінеді, басқалары діріл сезінеді, басқалары жанасуды және т.б. Жалпы, механорецепторлар өте әртүрлі және «көп функциялы».Терморецепторлар
- температураны қабылдайтын құрылымдар. Олар жәндіктердің қабығында орналасады және оның ауытқуы туралы ақпаратты береді. Сонымен қатар, қыздыру және салқындату кезінде терморецепторлардың әртүрлі типтері қозғалады: суық және жылу. Температураға сезімталдықсыз өмір және кейбір жәндіктер мүмкін емес еді. Мысалы, ұядағы жұмысшы аралар өздері дамып жатқан ұя аймағының температурасын және үнемі бақылап отырады (фото). Оларды оқшаулайды немесе салқындатады. Температура әрқашан 34,5-35,5 градуста сақталады, өйткені олар осы «нормадан» ауытқыса өледі.Хеморецепторлар
- тітіркендіргішке айналатын сезімтал түзілімдер химиялық заттар. Мысал ретінде дәм сезу мүшелері мен. Жәндіктер көптеген жануарларға қарағанда қарабайыр болғанымен, оларда ешкімде жоқ ерекше хеморецепторлар бар екені анықталды. Бұл туралыорганизмнің ішкі ортасының тұрақтылығын анықтайтын ішкі хеморецепторлар туралы: рН және т.б. Осы уақытқа дейін бұл рецепторлар нашар зерттелген.Фоторецепторлар
- көру мүшесінің негізі, жарық толқындарын қабылдайтын жүйке ұштары.Жалпы алғанда, барлық рецепторлар бір ғана қызмет атқарады – қабылдау, яғни белгілі бір сигналдарды қабылдау. Бұл сигналдар жүйке қозуы түрінде жіберіледі жүйке орталықтарыми және ақпарат қай жерде өңделеді. Нәтижесінде жәндік сыртқы ынталандыруға жауап ретінде не істеу керектігін «шешеді».
Дәм сезу мүшелері
. Сезімтал хеморецепторлар көптеген топтардың ауыз қуысында кездеседі. Дегенмен, шыбындарда (фото) , көбелектер мен аралар, олар да алдыңғы аяқтарда (дәлірек айтқанда, олардың) орналасқан. Foldoptera аралары антенна сегменттерінде дәм мүшелерінің болуымен ерекшеленеді.Жәндіктер тәттілерді жақсы ажырата алады, олар қышқыл, ащы және тұзды да ажырата алады. Әр түрлі жәндіктер арасында әртүрлі дәмге сезімталдық әртүрлі болады. Мысалы, көбелек құрттары лактозаны тәтті деп санайды, ал аралар оны дәмсіз деп санайды. Бірақ аралар тұзды тағамға өте сезімтал.
Жәндіктерде механикалық сезімдер (сипап сезу, тербелу), есту, химиялық сезімдер (иіс сезу, дәм сезу), гигротермиялық сезімдер (құрғақтық, жылулық), көру органдары бар.
Сезім мүшелері құрылымы сәл өзгеше формацияларға негізделген – сенсилла (сезімтал элементтер) (27-сурет).
Жанасу органдары немесе тактильді сенсилла - бұл жәндіктердің бүкіл денесінде, әсіресе антенналарда, ерін және жоғарғы жақ пальпасы мен аяқтарында орналасқан ерекше сезімтал түктер, қылшықтар және тікенектер түріндегі терідегі және оның қосалқыларының жүйке ұштары. Олар әртүрлі механикалық тітіркенулерді (жанасу), термиялық тітіркенуді, ауа қысымының өзгеруін анықтайды (сурет).
Жәндіктердегі химиялық сезім мүшелері (иіс, дәм) антенналарда шұңқыр, түк және т.б. түрінде шоғырланған, оларға жұтқыншақ үсті ганглионнан нерв тармақтарының ұштары жақындайды. Жәндіктердің иіс сезімі өте нәзік және тамақ табуға, сондай-ақ екіншісіне бір жынысты табуға қызмет етеді. Еркектерде аналықтарды иіс сезу арқылы іздейтіндіктен, антенналардың көлемі мен жалпы беті аналықтарға қарағанда әлдеқайда үлкен. Мысалы, көптеген еркектер әртүрлі түрлеріҮлкен беті бар қауырсынды антенналар бар. Дәм сезу мүшелерінің құрылысы бірдей, бірақ ауыз қуысының ішінде және ауыз қуысында орналасқан. Жәндіктердің дәм сезу сезімі де жоғары дамыған, мысалы, құмырсқалар хинин ұнтағы мен қант қоспасынан қант дәндерін дәл таңдайды;
Барлық жәндіктердің есту мүшелері болмайды. Ең дамыған және күрделі есту мүшелері деп аталатындар тимпаникалық, Orthoptera қатарында кездеседі - шегірткелер, шымыртқалар, шегірткелер, олардың да қатты дыбыс шығару қабілеті бар. Мүшелер терідегі тесік тәрізді, жұқа қабықпен жабылған. Ішінен есту нервінің тармақтары осы мембранаға жақындайды. Шегірткелер мен крикеттерде тимпаникалық органдар алдыңғы аяқтың жіліншігінде, шегірткелерде олар бірінші құрсақ сегментінің бүйірлерінде орналасады (28-сурет).
Көру мүшелеріЖәндіктерде күрделі немесе қырлы көздер және қарапайым көздер немесе оцеллалар болады (29-сурет).
Құрама көздер, жәндіктердің көпшілігінде кездеседі, басында орналасады және кейде оның көп бөлігін алады (мысалы, шыбындарда, инеліктерде және т.б.). Олардың әрқайсысы көптеген жеке океллилерден тұрады, нәтижесінде беткі қабат пайда болады күрделі көздөңгелек немесе алтыбұрышты көптеген жеке қырлар түрінде көрінеді (30-сурет).
IN бойлық қимаӘрбір көз келесі қабаттардан тұрады:
мөлдір қасаң қабық(қос дөңес немесе жалпақ дөңес; жарықты сындыратын конустық бөлік - кристалды конус;жарық қабылдау бөлігі - көз торынемесе көз торы.Жұтқыншақ үстіндегі ганглионнан шыққан нервтердің тармақтары көз торына жақындайды.
Әрбір көз саңылауы тек орталық бөлік арқылы жарық сәулелерін өткізіп, көз торында қарастырылатын объектінің тек жеке бөліктерінің бейнесін береді. Жалпы алғанда, күрделі көз бүкіл нысанның мозаикалық көрінісін береді. Көздің құрылымында қырлар неғұрлым көп болса (бірнеше ондаған мыңға дейін), бейне соғұрлым айқын болады (әсіресе жыртқыш жәндіктерде).
Бірден үшке дейін нөмірленген қарапайым көздер маңдайда немесе тәжде орналасқан (31-сурет). Олар күрделі көздердегі жеке оцеллалар сияқты салынған, бірақ жарықты сындыратын конусы жоқ. Өте жетілмеген көру органы бола отырып, олар тек жарықтың қарқындылығы мен бағытын ұстайды. Барлық жәндіктердің көздері көп емес, қоңыздар мен көбелектерде жоқ.
Жәндіктерде көз поляризацияланған сәулелерді қабылдайды, жарық көзіне қатысты жарық-компас қозғалысы дамиды, ол жарық тұзақтарындағы түнгі орман зиянкестерін бақылау кезінде қолданылады (32-сурет).
1. Дененің плевра бөлігінің бойымен кесу арқылы жәндіктерді ашыңыз. Ваннаның түбіне бекітіңіз.
2. Ішкі мүшелер жүйесін ашыңыз және зерттеңіз: қан айналым, асқорыту, шығару, репродуктивті, жүйке.
3. Жәндіктердің сезім мүшелерін қарастырайық: көздер, оцеллалар, есту мүшелері, сезімтал түктер.
4. Конспект жазып, құрылымның сызбасын сызыңыз жеке жүйелероргандар.
Материалдар мен жабдықтар: жаңадан өлтірілген жәндіктер - қара тарақандар, шегірткелер, Мамыр қоңыздары, олардың дернәсілдері. Коллекциялардағы жәндіктерге инеліктер, аралар, ұзын мүйізді қоңыздардың дернәсілдері, шегірткелер, шегірткелер жатады. Парафин немесе балауыз толтырылған диссекция ванналары, пинцет, скальпель, диссекциялық инелер, пипеткалар, физиологиялық ерітінділер, бинокулярлы микроскоптар, 10 х үлкейткіштер, сүлгілер, мақта.
1. Бей-Биенко, Г.Я. Жалпы энтомология./ Г.Я. Бей-Биенко. - М., Жоғары мектеп, 1980. – 416 б.
2. Мозолевская және т.б. Орман энтомологиясы бойынша семинар./ Е.Г. Мозолевская, Н.К.Белова, Г.С. Лебедева және басқалар - М.: Академия, 2004. - 288 б.
3. Харитонова Н.З. Орман энтомологиясы. – Мн.: Жоғары мектеп, 1994. – 412 б.
4. Росс Г., Росс Д., Росс Ч. Энтомология, М.: Мир, 1985 – 429 б.