Всадники Перна. Материалы

Дельфины -> Органы чувств

Выявлены удивительные способности китообразных точно ориентироваться в океане ночью и днем, в бурю и штиль, на глубинах и у поверхности. Нет сомнений, что киты совершая тысячекилометровые маршруты, точно выходят к цели с помощью совершенных органов чувств - анализаторов. Но не все органы чувств у них развиты одинаково.

Обоняние китообразными утрачено, так как молекулы пахучих веществ могут проникать в носовой канал вместе с атмосферным воздухом лишь в момент очень короткого вдоха, после длительной дыхательной паузы, проводимой под водой. Чистый воздух над океаном и запахи в нем не имеют значения для живущих в воде. Вследствие этого обонятельные доли мозга и обонятельные нервы полностью отсутствуют (у зубатых китов) или сохранились в зачаточном виде (у усатых китов).

Вкус китов считали слабо развитым, так как в их желудках часто обнаруживали булыжники, гальку, куски дерева и прочие несъедобные предметы. Но оказалось, что камни киты заглатывают для перетирания пищи, и поэтому нельзя считать, что вкус у них слабо развит. Другие инородные предметы попадают случайно при процеживании цедильным аппаратом всего, что попадает в сферу фильтрации, когда невозможно отличить съедобное от несъедобного. Предполагают, что киты тонко различают разную соленость воды и могут обнаруживать по моче и фекалиям своих сородичей. Хотя вкусовой нерв у китообразных довольно тонкий, сосочки с заложенными в них вкусовыми почками сравнительно крупные (в поперечнике 2-3 мм).

Осязание китов, несмотря на исчезновение волосяного покрова, развито превосходно. Однако иннервация кожи еще недостаточно изучена. Смена среды, ощущаемая китообразными при выныривание, служит им сигналом для открывания дыхала и совершения короткого и слитного дыхательного акта (выдоха-вдоха). Этот безусловный рефлекс позволяет им безопасно дышать как при любой погоде, так и во время сна (поэтому ко "лбу" дельфина подходит мощный чувствительный нерв). Когда китообразным требуется изменить плавучесть на данной глубине и удлинить дыхательную паузу, они расчленяют дыхательный акт и выдох производят под водой. По поведению спящие китообразные почти не отличим от бодрствующих, так как во время сна одно их полушарие всегда бодрствует, притом по очереди - то правое, то левое (открытие Л.М.Мухаметова и А.Н.Супина).

На голове усатых китов сохраняется несколько десятков одиночных волосков, действующих как вибриссы наземных млекопитающих: киты, наталкиваясь в воде на крошечных рачков, способны определять изобилие корма при любом освещении и часто кормятся ночью.

Зубатые киты, питающиеся одиночной и сравнительно крупной добычей, в осязательных волосках не нуждаются и утрачивают их еще до рождения или вскоре после него. Только речные дельфины, живущие в мутной воде и обладающие недостаточным зрением, сохраняют чувствительные волоски на клюве в течении всей жизни.

Глаз у крупных китов имеет массу около 1 кг, а у мелких дельфинов он достигает величины глаза собаки. Глазное яблоко почти шаровидное, спереди несколько уплощенное. Щель глаза закрывается веками без ресничек. Белковая оболочка толстая и плотная. В воде, как в мало прозрачной среде, китообразные видят лишь на коротком расстоянии. Раньше предполагали, что на воздухе китообразные близоруки, так как их хрусталик шаровидный (у усатых китов чечевицеобразный), а ресничные мышцы отсутствуют. Но в действительности у них острое зрение с высокой светочувствительностью. Тонкая аккомодация глаза достигается благодаря "игре" радужины, которая придает зрачку форму то узкой щели (при ярком свете - в воздухе), то круглого отверстия (при тусклом свете - в воде). В первом случае свет, пропускаемый через узкую, но высокую щель, проходит словно через двояковогнутые линзы, так как кривизна и толщина роговицы наименьшие в центре и наибольшие у краев. Во втором случае свет, пропускаемый через круглое отверстие радужины, проходит через центральную (тонкую) часть роговицы и минует ее толстую часть. Кроме того, роговица способна увеличивать свою кривизну под действием мышц органа зрения. Все это обеспечивает разную преломляющую способность глаза, и китообразные хорошо видят и в воде, и на воздухе. Касатки, кашалоты, полосатики и серые киты осматриваются, поднимая голову над водой; дельфины в неволе следят за бросаемой им рыбой, точно хватают ее из рук на высоте до 5 м. Дельфины свободно поворачивают глаз и мигают, если перед ними мелькает какой-либо мелкий предмет. Зрение китообразных монокулярное, при котором отсутствует общее поле зрения, так как глаза расположены по бокам головы и не видят предметов впереди рыла.

Лучше всего развит слух, несмотря на отсутствие наружного уха и суженный слуховой проход. Звук для водных животных - важнейший источник информации: в воде звуковые колебания распространяются в 5 раз быстрее, чем в воздухе, и могут восприниматься с дальнего расстояния. Китообразные воспринимают не только звуки, но и инфразвуки и ультразвуки, лежащие за пределами восприятия человеческого слуха. Точно ориентироваться по звуку в воде им помогает то, что их уши надежно изолированы от костей черепа и колебания слева и справа могут восприниматься независимо друг от друга. Изоляция достигается тем, что среднее и внутреннее ухо окружены воздушными камерами, заполненными пеной из жировой эмульсии. Пена поглощает звуковые колебания, которые беспрепятственно проводят кости черепа, мышцы и сало, и они не доходят до внутреннего уха. Выдвинута гипотеза передачи звука не только через узкий наружный носовой проход и слуховые косточки среднего уха, но также через вытянутую нижнюю челюсть, близко подходящую задним концом к области внутреннего уха и иннервированную сильной ветвью тройничного нерва. Давление звуковой волны, передающееся на посредством ушных косточек среднего уха, в воде повышается по сравнению с тем, что бывает в воздушной среде, в 60 раз. Слуховой проход, иногда слепой или перегороженный слуховой пробкой, выходит к барабанной перепонке, которая напоминает сложенный зонтик. Барабанная кость - яйцевидной (у усатых китов) или полуцилиндрической формы (у зубатых китов).

Строение внутреннего уха очень сложное. Улитка по сравнению с маленькой вестибулярной частью лабиринта сильно увеличена, и в ней развивается вторичная спиральная пластина. Слуховой нерв хорошо развит. В соответствии с отлично развитым слухом китообразные издают звуковые сигналы в тех же частотах, какие они воспринимают (от нескольких десятков герц до 200 КГц). Звуки дельфины производят тремя парами воздушных мешков, связанных с носовым каналом, а усатые киты - мощным горловым мешком, соединенным с гортанью. Не исключено, что в производстве некоторых звуков (визгов) принимает участие и глотка.

А здесь находится статья про слух дельфинов.

Эхолокация

Сигналы, издаваемые дельфинами, используются для связи и ориентации по отраженным звукам. Сигналы у одного и того же вида разнообразны. Оказалось, что имеются сигналы питания, беспокойства, страха, бедствия, спаривания, боли и т.п. Замечены также видовые и индивидуальные отличия в сигналах китообразных. По сигналам высокой частоты, улавливая эхо этих сигналов, животные ориентируются в пространстве. С помощью эха дельфины даже с закрытыми глазами могут находить пищу не только днем, но и ночью, определять глубину дна, близость берега, погруженные предметы. Их эхолокационные импульсы человек воспринимает как скрип двери, поворачивающейся на на ржавых петлях. Свойственна ли эхолокация усатым китам, издающим сигналы с частотой лишь до нескольких килогерц, пока не выяснено.

Звуки возникают в воздушных мешках носового перехода: вестибулярных (1а), трубчатых (1б) и предчелюстных (1в).

роль фокусирующей линзы в звукоизлучающем аппарате дельфина играет жировая лобная подушка (2), а рефлектора — вогнутый череп (3).

Нижняя челюсть (4) животного способствует проведению высокочастотных звуков в ухо (5).

Звуковые волны дельфины посылают направленно. Жировая подушка, лежащая на челюстных и межчелюстных костях, и вогнутая передняя поверхность черепа действуют как звуковая линза и рефлектор: они концентрируют сигналы, излученные воздушными мешками, и в виде звукового пучка направляют их на лоцируемый объект. Экспериментальные доказательства действия такого ультразвукового прожектора получены в СССР (Е.В.Романенко, А.Г.Томилин, Б.А.Артеменко) и за рубежом (В.Эванс, Д.Прескотт, В.Сутерланд, Р.Бейл). Образование эхолокационного аппарата с системой воздушных мешков, возможно, и привело к ассиметрии черепа: кости рыла зубатых китов справа и слева развиты неодинаково, особенно в зоне излучения звуков. Связывают это с тем, что один звуковой проход больше используется для издавания звуков, а другой - для дыхания.

Изменение диаграммы направленности излучения локационных щелчков у афалины в зависимости от частоты сигналов.

Две осциллограммы локационных сигналов афалины.

Спектрограммы двух звуковых коммуникационных сигналов афалины при параллельной работе у животного обоих генераторов звуков.

Литература: Томилин А.Г. «Снова в воду» изд. «Знание» Москва 1984г.; «Жизнь животных», в т.7 /Млекопитающие/-Под ред.В.Е.Соколова.- 2-е изд., перераб.-М.: Просвещение, 1989 г.- 558 c.