Восприятие электрических сигналов

Страница 1

По способности воспринимать и использовать в своей жизнедеятельности электрические поля водные животные разделяются на 2 группы. У большинства рыб – неэлектрочувствительные виды – реакции на электрическое поле проявляются при градиенте потенциала более 1мВ/см. Эти реакции носят, как правило, непроизвольный характер и не связаны с наличием специфических электрорецепторов.

Рис.2

У ряда животных в процессе эволюции возникли высокочувствительные сенсорные системы, предназначенные для восприятия электрических сигналов в водной среде. Впервые существование таких органов было предсказано в 1951 г. Г.Лиссманом. Схематически процесс электровосприятия, по Лиссману, состоит в том, что в отсутствие раздражителя животное окружено электрическим полем определенной конфигурации. Оно создается непрерывно работающим электрическим органом, расположенным у основания хвоста. Это поле воспринимается электрорецепторами боковой линии. Объект, отличны по электропроводности от окружающей воды, искажает поле рыба и изменяет активность электрорецепторов.

Дальнейшие исследования подтвердили существование у ряда первичноводных позвоночных специализированных электрорецепторов, которые по строению и функциям отличаются от обычных механорецепторов боковой линии. Электрорецепторные сенсорные клетки, так же как и волосковые клетки невромастов, образуют синаптические контакты с подходящими к ним волокнами нерва боковой линии, т.е. тоже являются вторичночувствующими. Однако на базальной поверхности у них располагаются только аффетентные синапсы; эфферентной иннервации не обнаружено. Синаптические контакты имеют вид ленты, которая проникает вглубь рецепторной клетки на значительное расстояние. На одной клетке может быть несколько синапсов, а одно и то же нервное волокно способно контактировать сразу с сотнями соседних клетов.

Электрорецепторные органы подразделяются на 2 группы: ампулированные и бугорковатые (рис.4.18). Ампулированные электрорецепторы встречаются у всех морских и пресноводных электрочувствительных животных. Бугорковые рецепторы обнаружены только у пресноводных слабоэлектрических костистых рыб (гимнарха, клювокрылых и гимнотовидных). Между ними существуют морфологически и функциональные различия.

В ампулированных органах рецепторные клетки сообщаются с наружной средой через более или менее длинный, заполненный желеообразной массой канал. Например, ампулы Лоренцини у акул и скатов представляют собой луковицеобразные рецепторы, особенно многочисленные на голове рыб. Отдельный орган состоит из канала, идущего от поверхности кожи, и заканчивается слепым расширением – ампулой, в основании которой располагаются рецепторные клетки. Канал ампулы открывается на поверхности тела рыбы в виде поры.

В бугорковых органах таких каналов нет. Рецепторные клетки расположены в полости, которая сообщается с наружной средой не прямо, а через пространство, заполненное специализированными эпидермальными клетками, покрывающими рецепторный орган. Возможно, что такое устройство органа связано с необходимостью предотвратить контакт большой площади апикальных мембран рецепторных клеток с гипотонической окружающей средой.

Афферентные нервные волокна, контактирующие с рецепторными клетками ампулированных органов, обладают фоновой импульсной активностью, тогда как в бугорковых электрорецепторах она отсутствует. Кроме того, ампулированные рецепторы являются тоническими, а бугорковые – фазными.

Ампулированные рецепторы обладают более высокой чувствительностью электрической стимуляции и предназначены для восприятия низкочастотных (0-10 Гц) электросигналов. Именно этот частотный диапазон характерен для слабых электрических полей, возникающих при обычной мышечной активности гидробионтов, которые служат пищей для этих рыб.

Помимо электрических свойств ампулированные органы морских и пресноводных рыб обладают высокой чувствительностью к стимуляции магнитным полем. Реакции рецепторов на магнитное поле опосредованы через восприятие индкционных электрических полей,которые возникают в теле рыбы и окружающей среде при изменении магнитного потока через тело животного или при перемещении рыбв и воды в постоянном магнитном поле по закону электромагнитной индукции. Чувствительность электрорецепторов достаточна для восприятия ряда естественных факторов внешней среды, обусловленных магнитными полями.

Популярные статьи:

Выводы
1. Из садовой городской почвы, отобранной в парковой зоне АГТУ г. Астрахани, были выделены различные бактерии, осуществляющие маслянокислое брожение. Изучены культуральные и морфологические свойства маслянокислых бактерий, причем на среде ...

Жароустойчивость
Жароустойчивость зависит от продолжительности воздействия тепла, т. е. подчиняется закону дозы: более умеренная жара при большой продолжительности оказывает такое же повреждающее действие, как и кратковременная сильная жара. Поэтому услов ...

Урбанизация. О процессах урбанизации
Урбанизация - это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения в стране за счет сельской местности, процесс повышения роли городов в развитии общества. Рост численности населения и его плотности – характерная черта город ...