Как устроены органы слуха земноводных кратко

Обновлено: 04.07.2024

Механизм проведения звуковой волны у амфибий можно представить следующим образом. Звуковые волны, достигая барабанной перепонки, заставляют ее вибрировать, эта вибрация передается на стремечко, которое играет роль своеобразного усилителя звукового сигнала и передает вибрацию на мембрану, разделяющую барабанную полость и перепончатый лабиринт, это приводит к вибрации эндолимфы в перепончатом лабиринте и последующему возбуждению чувствительных клеток. Далее импульсы направляются по волокнам VIII пары черепных нервов в соответствующие центры головного мозга. Этот же нерв несет импульсы от органа равновесия, рецепторный аппарат которого также располагается в полости внутреннего уха (вестибулярный аппарат). Среднее ухо адаптировано к восприятию звука в воздушной среде, поэтому оно имеется у всех наземных позвоночных. Однако у безногих и хвостатых амфибий барабанная перепонка отсутствует при сохраненной барабанной полости и слуховой косточки, следовательно, это изменение органа слуха вторично.

Рис.1077. Левый перепончатый лабиринт лягушки:

1 - преддверие; 2 — мешочек; 3 - улитка; 4, 5, 6 - передний, задний, горизонтальный полукружные каналы; 7 - эндолимфатический проток (по Нилу и Рэнду)

Рис.1078. Схематическое изображение среза

через слуховую капсулу:

А - рыбы (показано перилимфатическое пространство, окружающее содержащий эн-долимфу перепончатый лабиринт); Б — то же для четвероногого. Здесь часть пери-лимфатического пространства специализирована для проведения звука от овального окна в направлении стрелок к чувствующей слуховой области и далее. Чувствительные пятна обильно покрыты жирными точками. 1 — слуховая капсула; 2 — перилимфатическое пространство; 3 - ампула; 4 - мешочек; 5 - лагена; 6 - маточка; 7 - стремя в овальном окне; 8 - перилимфатическая цистерна; 9 — перепонка в круглом окне; 10 - перилимфатический проток; 11 - базилярный сосочек (по Бурлету)

На голой лягушачьей голове ушей не найдешь. И это, конечно, странно. Среди бесхвостых амфибий много шумных, горластых созданий. Вряд ли они стали бы издавать звуки, если бы сами не могли их слышать.

ВО ВНУТРЕННЕМ УХЕ, в главном отделе органа слуха, у ЛЯГУШКИ находятся 2 крохотных сосочка - ПАПИЛЛЫ, содержащие весьма незначительное количество рецепторных волосковых клеток.
Одна папилла более чувствительна к высоким звукам. Она используетмя главным образом в воздушной среде.
Другая папилла служит для восприятия низких звуков, а также вибрации, и естественно, что ее нет у многих наземных хвостатых амфибий.
СРЕДНЕЕ УХО служит для звуковых волн мостом из наружной среды во внутреннее ухо. У большинства бесхвостых амфибий среднее ухо отделено от наружной среды БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКОЙ. Ее колебания с помощью системы крохотных косточек передаются на овальное окно и жидкость, окружающую ПАПИЛЛЫ, возбуждая рецепторные клетки.

Площадь БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКИ значительно больше, чем площадь надавливающей на овальное окно косточки, что дает выигрыш в механической работе не менее чем в 10 раз. Чувствительность звукового анализатора поразительна. Достаточно смещения барабанной перепонки всего на 0,000 000 000 6 миллиметра, что в полтора раза меньше диаметра атома водорода, чтобы возбудить рецепторные клетки.
БАРАБАННАЯ ПЕРЕПОНКА выполняет чрезвычайно ответственную функцию: преобразует колебания воздушной среды в колебания жидкости ВНУТРЕННЕГО УХА. Непосредственно через кожу, мышцы и кости черепа без участия барабанной перепонки звук пройти не может, так как на границе двух сред (воздух - кожа) звуковые волны затухают практически на 99,9 процента.

Совсем другое дело, когда ЛЯГУШКА находится в воде.

Акустические свойства тела амфибии и воды близки, звуковые волны легло проникают в её тело и, не пользуясь никакими специальными каналами, могут легко достичь внутреннего уха. Поэтому у хвостатых амфибий, тесно связанных с водой, барабанная перепонка обычно отсутствует.
Барабанную перепонку водным амфибиям заменяют.. . кости нижней челюсти, близко примыкающие к слуховым косточкам. Особенно хорошо амфибии слышат, лежа на земле или на дне и прижимая голову к грунту. Нижняя челюсть имеет важное значение для восприятия вибрации.

Земноводные, или амфибии, что в переводе с греческого означает двоякодышащие, сильно отличаются от других позвоночных. Они появились на Земле более 300 млн. лет назад. В их жизни нужно различать два периода: на начальной стадии развития они сходны с рыбами, а затем постепенно превращаются в животных с легочным дыханием. Таким образом, в цикле развития земноводных имеет место превращение, которое почти не встречается у других позвоночных, и наоборот, широко распространено у низших, беспозвоночных.
Большинство земноводных дышит при помощи легких и кожи (кожное дыхание рассматривалось выше) . Легкие земноводных развиты слабо и несовершенны. Они имеют небольшую внутреннюю площадь соприкосновения с вдыхаемым воздухом. Легкие имеют вид продолговатых мешочков с тонкими эластичными стенками, в которых разветвляется множество капилляров. Такие легкие не могут полностью обеспечивать организм кислородом. Амфибии не всасывают, а заглатывают воздух. Животное увеличивает объем ротовой полости, и в нее через ноздри входит воздух. Когда дно ротовой полости поднимается к небу, ноздри закрываются, и воздух проталкивается через гортань в легкие. В легких происходит газообмен: кислород проникает в капилляры, а углекислый газ из крови переходит в воздух, который затем выводится наружу.
Легочное и кожное дыхание у земноводных развито неодинаково. У тех, кто большую часть жизни проводит в воде, слабее развиты легкие, а лучше — кожное дыхание. Личинки земноводных дышат жабрами. У некоторых хвостатых земноводных жабры сохраняются на всю жизнь.

На голове у лягушки одна пара ноздрей: другая пара переместилась в ротовую полость, и через нее установился новый дыхательный путь, связанный с появлением легких и обеспечивающий возможность существования в наземной среде. По бокам головы - барабанные перепонки, означающие появление среднего уха; внутреннее ухо, не теряя значения органа равновесия, стало настоящим органом слуха. На голове имеются два выпученных глаза, защищенные веками, зрачок горизонтальный. Верхняя челюсть с зубами.

Слуховая система амфибий

Исследования, в том числе нейрофизиологов, исключили не так давно бытующие предположения о том, что земноводные не слышат ни собственных, ни чужих звуков. Да и разве могут амфибии быть глухими, если их репродуктивное, защитное и общественное поведение сопровождается звуковой сигнализацией? А она у земноводных довольно разнообразна. Чаще к сигнальной информации прибегают бесхвостые амфибии – лягушки, жабы. Их звуки по своему биологическому значению довольно разнообразны – брачные крики, сигналы бедствия, предупреждающие, территориальные, сигналы освобождения и т. п. Другие особи прекрасно слышат эти сигналы и соответствующим образом на них реагируют. Примером может служить подражательная реакция лягушек на сигнал предупреждения – звук шлепка, который раздается, когда одна из них в случае опасности прыгнет в воду. Другие лягушки, которые сидят в стороне и непосредственно не подвергаются нападению, заслышав звук шлепка прыгнувшей с берега лягушки, реагируют на него как на сигнал тревоги. Они тот час прыгают в воду и ныряют, как будто сами заметили приближение опасности. Лягушки также воспринимают предупреждающие крики – звуковые сигналы, издаваемые особями в состоянии испуга.

Главным участником восприятия и передачи сигнальной информации в слуховой системе земноводных является звуковой анализатор, который наделен поразительной чувствительностью. Он способен следить за совсем незначительными, но быстрыми колебаниями давления окружающей среды. Анализатор фиксирует мгновенные, даже микроскопические сжатия и расширения среды, которые распространяются во все стороны от места их возникновения.

Орган слуха устроен значительно более сложно, чем у рыб, и приспособлен к восприятию звуковых раздражений в воздушной среде. Наиболее полно это выражено у бесхвостых амфибий. Кроме внутреннего уха, представленного, как и у рыб, перепончатым ла¬биринтом, у земноводных имеется еще среднее ухо. Последнее представляет собой полость, один конец которой открывается в ротоглотку, а другой подходит к самой поверхности головы и затянут тонкой перепонкой, которая называется барабанной. По лость эта образует изгиб, вершина которого находится у перепон¬чатого лабиринта. Верхняя часть полости от барабанной пере¬понки до перепончатого лабиринта носит название барабанной полости. В ней расположена палочковидная косточка - стремя, которая одним концом упирается в овальное окно внутреннего уха, другим - в барабанную перепонку. Нижняя часть полости среднего уха, открывающаяся в ротоглотку, именуется евстахиевой трубой.
Данные сравнительной анатомии и эмбриологии показывают, что полость среднего уха гомологична брызгальцу рыб, т. е. руди¬ментарной жаберной щели, лежащей между челюстной и подъязыч¬ной дугами, а слуховая косточка гомологична верхнему отделу подъ¬язычной дуги - гиомандибуляре. На этом примере видно, что важ¬ное изменение органа может достигаться путем видоизменения и смены функций образований, имевшихся ранее у примитивных форм.
У безногих и хвостатых барабанная перепонка и барабанная полость отсутствуют, но слуховая косточка хорошо развита. Ре¬дукция среднего уха у этих групп, видимо, явление вторичное.
Органы боковой линии свойственны личинкам всех амфибий. Во взрослом состоянии они сохраняются только у водных форм хво¬статых амфибий и немногих, тоже водных, бесхвостых. В отличие от рыб, чувствующие клетки этого органа расположены не в углуб¬ленном канале, а лежат поверхностно в коже.

В ходе эволюции земноводным удалось освоить сушу, но при этом по-прежнему зависеть от водной среды. Подобный образ жизни внёс свои коррективы во внутреннее строение амфибий, в частности была усовершенствована нервная система и органы чувств. У взрослых представителей класса земноводных органы чувств представлены зрением, обонянием, слухом, вкусом и сейсмосенсорной системой.

Общая характеристика

Земноводные, или амфибии, — класс типа хордовых, объединяющий животных, способных обитать как в воде, так и на суше. Это наиболее примитивный и немногочисленный класс наземных животных. Произошли земноводные от древних кистепёрых рыб.

Рис. 1. Кистепёрые рыбы — предки современных амфибий.

Органы чувств земноводных адаптированы к наземному образу жизни и развиты гораздо лучше, чем у их предков — рыб. Однако у них остался важный орган чувств, характерный только для рыб, — боковая линия. Этот сеймосенсорный орган реагирует на изменение давления воды и передаёт сигналы в головной мозг. Чувствительные клетки расположены по всему телу амфибий, особенно много их на голове. Отличительной чертой земноводных по сравнению с рыбами является то, что органы боковой линии располагаются на поверхности кожного покрова.

Сейсмосенсорная система или органы боковой линии характерны только для личинок земноводных и взрослых особей, ведущих преимущественно водный образ жизни. У земноводных, которые большую часть времени проводят на суше, главную роль играет зрение.

Рис. 2. Личинки земноводных.

Характеристика органов чувств

Главная особенность и отличие органов чувств земноводных от рыб — их приспособленность к наземному образу жизни.

Органы чувств земноводных удобно кратко описать в таблице, которая поможет при подготовке к уроку биологии в 7 классе.

Веки подвижные, есть третье веко — мигательной перепонки, расположенной в переднем углу глаза. Наличие слёзной железы. Выпуклая роговица и линзовидный хрусталик определяет более дальнозоркое, чем у рыб, зрение. В сетчатке есть палочки и колбочки

Относительно зоркое зрение. Защита глаз от пересыхания и загрязнений. У многих земноводных развито цветное зрение

Внутреннее ухо в виде перепончатого лабиринта. Наличие среднего уха, в котором расположен аппарат, усиливающий звуковые колебания. Наружное отверстие полости среднего уха затянуто упругой барабанной перепонкой, а в самой полости находится слуховая косточка

Восприятие звуковых раздражений в воздушной среде

Парные обонятельные мешки, которые открываются наружу парными наружными ноздрями, а в ротоглоточную полость — внутренними ноздрями. Внутренние стенки мешков выстланы обонятельными клетками

Органы обоняния работают только в воздушной среде, в воде наружные ноздри закрыты. Служат для восприятия запахов и для дыхания

Луковицеобразные тельца, сосредоточенные в носовой полости, в слизистой оболочке неба и языка

Различие четырёх типов вкусов: солёное, кислое, горькое и сладкое

Для земноводных характерна повышенная чувствительность к различным природным явлениям. Так, например, за несколько часов до изменения погоды цвет кожи у лягушки меняется: перед дождём она приобретает сероватый оттенок, а к ясной погоде — немного желтеет. Учёные предполагают, что на теле амфибий расположены электрочувствительные анализаторы, способные улавливать даже малые изменения зарядов атмосферного электричества.

Рис. 3. Органы зрения земноводных.

Что мы узнали?

Особенности строения органов чувств земноводных связаны с выходом амфибий на сушу. У земноводных, ведущих предпочтительно наземный образ жизни, лучше всего развиты органы зрения, а у водных амфибий — органы боковой линии, позволяющие им хорошо ориентироваться в водной среде.

Исследования, в том числе нейрофизиологов, исключили не так давно бытующие предположения о том, что земноводные не слышат ни собственных, ни чужих звуков. Да и разве могут амфибии быть глухими, если их репродуктивное, защитное и общественное поведение сопровождается звуковой сигнализацией? А она у земноводных довольно разнообразна. Чаще к сигнальной информации прибегают бесхвостые амфибии – лягушки, жабы. Их звуки по своему биологическому значению довольно разнообразны – брачные крики, сигналы бедствия, предупреждающие, территориальные, сигналы освобождения и т.п. Другие особи прекрасно слышат эти сигналы и соответствующим образом на них реагируют. Примером может служить подражательная реакция лягушек на сигнал предупреждения – звук шлепка, который раздается, когда одна из них в случае опасности прыгнет в воду. Другие лягушки, которые сидят в стороне и непосредственно не подвергаются нападению, заслышав звук шлепка прыгнувшей с берега лягушки, реагируют на него как на сигнал тревоги. Они тот час прыгают в воду и ныряют, как будто сами заметили приближение опасности. Лягушки также воспринимают предупреждающие крики – звуковые сигналы, издаваемые особями в состоянии испуга.

Органы вкуса

Каждая вкусовая луковица отвечает за восприятие 2–4 их типов. Например, лягушка благодаря сложнейшей системе своих вкусовых анализаторов, мгновенно и безошибочно отличит попавшего в рот жука, несмотря на его хитиновый панцирь, от сухого листочка или щепочки. Несъедобные предметы она тот час выплюнет. Как показали эксперименты, способность отличать на вкус съедобный предмет от несъедобного лучше у наземных амфибий, чем у водных.

Обоняние позволяет амфибиям ощущать не только привычные запахи, но и совершенно неожиданные ароматы. Экспериментами с мексиканской жабой одного из видов установлено, что амфибии могут научиться ориентироваться в Т-образном лабиринте и находить прохладное и влажное убежище по сопровождающим воду совершенно посторонним запахам. Они способны освоить широкий запаховый ассортимент, включающий аромат анисового или гераниевого масла, кедрового бальзама, ванилина и др.

Амфибии способны ощущать химические вещества не только с помощью обоняния, но и благодаря химическим анализаторам своей кожи. В одном из опытов в банку с водой, где сидела лягушка, было опущено золотое кольцо. Прошло немного времени и прямо на глазах экспериментаторов брюшко лягушки стало розовым. Вызвано это тем, что в ответ на полученную анализаторами информацию кровеносные сосуды животного расширились и стали просвечивать сквозь тонкую кожицу. Самое интересное то, что золото практически не растворяется в воде, следовательно, химические анализаторы лягушки смогли почувствовать буквально ничтожное количество атомов.

Читайте также: