Сложные и перекрестные адаптации
Сложные адаптации проявляются в определенных климатических условиях. Например, привыкание организма к низким температурам при длительном пребывании в северных регионах. Эта форма адаптации развивается у каждого человека при переезде в другую климатическую зону. В зависимости от особенностей конкретного организма и его здоровья, такая форма адаптации протекает по-разному.
Перекрестная адаптация — форма привыкания организма, при которой развитие устойчивости к одному фактору повышает устойчивость ко всем факторам этой группы. Физиологическая адаптация человека к стрессу повышает его устойчивость к некоторым другим факторам, например, к холоду.
На основе положительных перекрестных адаптаций разработан комплекс мероприятий для укрепления сердечной мышцы и предотвращения инфарктных состояний. В естественных условиях те люди, которые чаще в жизни сталкивались со стрессовыми ситуациями, менее подвержены последствиям инфаркта миокарда, чем те, что вели спокойный образ жизни.
Совы: бесшумные охотники
Среди огромного разнообразия сов подавляющее большинство — ночные животные. Сова — хищная птица, ее рацион составляют: мышевидные грызуны (основная добыча), некрупные птицы, лягушки, ящерицы, насекомые; у рыбных сов и филинов — рыба. Некоторые особи, содержащиеся в неволе, с удовольствием поедают свежую зелень. Обитают и гнездятся практически повсеместно (в заброшенных гнездах, дуплах, расщелинах скал, развалинах, под крышами домов, на колокольнях, заброшенных зданиях), некоторые — в норах. Заселяют любые местности и ландшафты, кроме Антарктиды и некоторых островов.
Большинство сов имеют мягкое оперение, которое помогает им бесшумно пикировать на добычу, чтобы та не смогла вовремя заметить хищницу. Эти птицы имеют самое острое зрение — им достаточно всего 0,000002 люкса, чтобы увидеть неподвижную мышь темной ночью! Слух у сов также на высоте: они способны услышать шуршание ползущего по стене таракана! Такое «оснащение» делает их превосходными охотниками.
Самые известные млекопитающие, ведущие ночной образ жизни
Барсук
Этих представителей отряда можно встретить в сумерках, ночью и на закате. Некоторые барсуки, живущие в глухих местах, иногда выходят из своих укрытий и в дневное время.
Биологические часы этих млекопитающих устроены таким образом, что стоит солнцу зайти, как барсуки тут же покидают свои норы в поисках пищи. В холодное время года эти , подобно медведям, погружаются в зимний сон. Для того чтобы их не беспокоили, барсуки забивают все выходы из своих нор землей и листьями.
Это, пожалуй, одни из самых известных сумеречно-ночных млекопитающих отряда насекомоядных. Тот, кто когда-либо приручал ежа в , прекрасно осведомлен о его ночной активности: характерный топот, фырканье и шуршанье.
В природе весь световой день эти зверьки проводят в своих убежищах, скрытых от посторонних глаз. Их норки могут находиться как в укромных уголках леса, так и на приусадебных участках. Там ежи целыми днями спят, свернувшись в плотный .
Как только наступают сумерки, ежи просыпаются и начинают ночную активность. В поисках добычи они дозором обходят собственные охотничьи угодья. Рацион питания этих составляют лягушки, дождевые черви, личинки насекомых и полевки. Зимой ежи впадают в анабиоз.
Летучие мыши
Летучие мыши или рукокрылые – это исключительно ночные животные. Если барсуков и ежей время от времени можно встретить днем, то летучих мышей – нет. Весь световой день они проводят в пещерах, подвалах, заброшенных домах – там, куда никогда не попадают солнечные лучи.
С наступлением сумерек летучие мыши в полной боевой готовности начинают свою ночную охоту. Питаются они мелкими и крупными насекомыми. В пространстве они ориентируются благодаря локации.
Летучие мыши издают высокочастотные , которые и помогают им ориентироваться. Если на пути ультразвуковой волны возникает -либо преграда, то она отражается в обратном направлении. Летучая мышь принимает вернувшийся к ней высокочастотный сигнал, понимая, что нужно сменить направление полета.
К ночным животным относятся преимущественно хищники. Среди птиц это совы и филины, киви. У летучих мышей активность приходится исключительно в темное время суток. Многие представители семейства кошачьих тоже ночные животные.
Морфологические адаптации
Они связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.), густого шерстного покрова у северных млекопитающих, длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т. п. У теплокровных животных при продвижении на север отмечается увеличение средних размеров тела (правило Бергмана), что уменьшает относительную поверхность и теплоотдачу. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.). У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое.
Чем отличаются ночные бабочки от дневных
Бабочки и дневные, и ночные относятся к разным группам отряда чешуекрылых. Тело ночных бабочек более объемное и мохнатое, а крылья, наоборот, не отличаются большой величиной. Окраска любителей полетать в ночи неяркая, бархатно-серая или шоколадная. Но встречаются и ночные с яркой окраской, а также среди дневных можно увидеть невзрачных особей.
Ночные бабочки внутри своей группы в основном очень похожи внешне в отличие от их дневных родственниц, которые поражают разнообразием и роскошью форм и раскрасок. Их тельце густо покрыто тончайшими волосками и прозрачными чешуйками.
У ночных бабочек сенсорные структуры устроены особым образом, это обусловлено необходимостью перемещаться в темноте. Обоняние у этих насекомых очень тонкое, с помощью него они находят пищу и партнеров для спаривания.
Ночные бабочки обладают органами слуха, а дневные — лишены возможности слышать. Глаза же у обеих групп бабочек развиты примерно одинаково и лучше улавливают движение, чем формы. В темноте часто можно наблюдать, как мотыльки слетаются к источнику света и кружат возле него.
ссылки
- Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Пищеварительная адаптация летающих позвоночных: высокая кишечная параклеточная абсорбция компенсирует меньшие кишки. Известия Национальной академии наук, 104(48), 19132-19137.
- Фриман, С. & Херрон, Дж. С. (2002). Эволюционный анализ. Прентис Холл.
- Футуйма, Д.Дж. (2005). эволюция. Sinauer.
- Gould S.J. & Vrba E.S. (1982). Exaptation — пропущенный термин в науке о форме. палеобиология, 8(1), 4-15.
- Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M. & Edwards, S.V. (2007). Происхождение птичьего размера и структуры генома у не-птичьих динозавров. природа, 446(7132), 180.
Примеры адаптации
Полет у позвоночных
Птицы, летучие мыши и уже вымершие птерозавры приобрели сходящимся образом свое средство передвижения: полет. Некоторые аспекты в морфологии и физиологии этих животных, по-видимому, являются адаптациями, которые увеличивают или способствуют способности летать..
Кости представляют собой полости, которые превращают их в легкие структуры, но устойчивые. Эта конформация известна как пневматизированные кости. В современных летающих линиях — птицы и летучие мыши — пищеварительная система также имеет определенные особенности.
Кишечник намного короче, чем нелетающие животные такого же размера, вероятно, для снижения веса во время полета. Таким образом, уменьшение поверхности поглощения питательных веществ выбрано увеличением путей поглощения для клеточного.
Адаптация у птиц достигает молекулярных уровней. Было предположено, что размер генома был уменьшен как адаптация к полету, уменьшая метаболические затраты, связанные с наличием большого генома и, следовательно, больших клеток.
Эхолокация у летучих мышей
У летучих мышей есть особая адаптация, которая позволяет им пространственно ориентироваться во время движения: эхолокация.
Эта система состоит из излучения звуков (люди не способны их воспринимать), которые отражаются от предметов, а летучие мыши способны воспринимать и переводить их. Кроме того, морфология ушей некоторых видов считается адаптацией, чтобы иметь возможность эффективно принимать волны.
Длинная шея жирафов
Никто не сомневается, что у жирафов нетипичная морфология: вытянутая шея с маленькой головой и длинные ноги, поддерживающие ее вес. Этот дизайн препятствует различным видам деятельности животного, таким как взятие воды из пруда.
Объяснение длинной шеи этих африканских видов к десятилетию было любимым примером эволюционных биологов. До того, как Чарльз Дарвин задумал теорию естественного отбора, французский натуралист Жан-Батист Ламарк уже руководил, хотя и ошибочно, концепцией биологических изменений и эволюции..
Для Ламарка шея жирафов была удлинена, потому что эти животные постоянно растягивались, чтобы достичь почек акаций. Это действие приведет к наследственному изменению.
В свете современной эволюционной биологии считается, что использование и неиспользование персонажей не влияет на потомство. Адаптация длинной шеи должна была произойти, потому что люди, которые несли мутации для этой характеристики, оставили больше потомства, чем их компаньоны с более короткой шеей..
Интуитивно можно предположить, что длинная шея помогает жирафам добывать пищу. Тем не менее, эти животные обычно ищут пищу в кустарниках.
Итак, что толку в шеях жирафов??
В 1996 году исследователи Симмонс и Шиперс изучили социальные отношения этой группы и опровергли интерпретацию того, как жирафы получили свою шею..
Для этих биологов шея превратилась в «оружие», которое мужчины используют в бою, чтобы добывать самок, а не добывать пищу в высоких местах. Различные факты подтверждают эту гипотезу: шеи у мужчин намного длиннее и тяжелее, чем у женщин.
Мы можем заключить, что, хотя адаптация имеет кажущийся очевидным смысл, мы должны подвергнуть сомнению интерпретации и проверить все возможные гипотезы, используя научный метод.
Приспособления к экстремальным условиям обитания
Растения и животные, обитающие в пустынях и полярных областях Земли, также приобретают ряд специфических адаптаций. У кактусов листья преобразовались в колючки (уменьшение испарения и защита от выедания животными), а стебель превратился в фотосинтезирующий орган и резервуар воды. Пустынные растения имеют длинную корневую систему, позволяющие добывать воду с большой глубины. Пустынные ящерицы могут обходиться без воды, поедая насекомых и получая воду путем гидролиза их жиров. У северных животных кроме густого меха имеется также большой запас подкожных жиров, уменьшающий охлаждение тела.
Образ жизни ежа
Колючие зверьки ведут одиночный ночной образ жизни, но селятся недалеко друг от друга. На поиски еды выходят после заката солнца и только утром возвращаются в свои убежища. За ночь они могут пройти до 3-х километров, но обычно стараются далеко от своего жилища не отходить. Особенно активны эти животные в пасмурную погоду.
В дневное время суток ежи спят, свернувшись в неплотный клубок в основном гнезде или других комфортных местах-укрытиях, устланных травой и сухими листьями. Жилища для себя обустраивают в кустах, под корнями деревьев, в пещерах и заброшенных норах грызунов. Свои гнёзда диаметром около 20 сантиметров внутри выстилают сухими листьями и травой, мхом. Примечательно, в летнее время года европейские ежи специально не строят укрытий, а предпочитают отдыхать в любых местах, где чувствуют себя в безопасности.
Площадь индивидуальных участков самок покрывает 5-10 гектаров, территория самцов занимает от 7 до 35 гектаров. Взрослые ежи-самцы ревностно защищают свои участки, могут проявлять агрессию к сородичам.
Интересный факт (еще больше интересных фактов о ежах)
Изучая поведение европейских ежей в Новой Зеландии, учёные заметили, что в новых условиях жизни зверьки становятся менее асоциальными и даже могут ночевать в общих укрытиях. Также изменился рацион питания, ежи начали есть аборигенные растения, порой заменяя ими привычную пищу животного происхождения.
У обыкновенных ежей отлично развиты слух и обоняние, зрение слабое. Именно тонкое обоняние помогает зверькам находить еду в полной темноте. Кроме того, эти животные хорошо плавают и умеют прыгать. При беге развивают скорость до 4 километров в час, ходят, ступая на землю всей ступнёй.
Интересный факт
Ежи восприимчивы к запахам. При встрече с сильно пахнущим объектом они демонстрируют весьма странное поведение, которое зоологи называют «самосмазыванием». Млекопитающие лижут предмет, пока во рту не начинает выделяться пенистая слюна, а потом переносят её на свои колючки. Объяснения этому учёные пока не нашли.
В середине осени, когда начинает промерзать почва и количество основного корма ежей резко сокращается, колючие зверьки начинают готовиться к спячке. На зиму они обустраивают крупные гнёзда в пустых пространствах под старыми пнями и корнями деревьев, под кучами валежника. С наступлением сильных заморозков животные прячутся в убежище и плотно закрывают вход. Потом они зарываются в опавшие листья, скручиваются в неплотный клубок и впадают в настоящую зимнюю спячку. И лишь в тёплую бесснежную зиму можно встретить пробудившегося от сна ежа, который растеряно бродит вокруг норы.
Интересный факт
Свой игольчатый покров ежики используют для транспортировки разных «строительных» материалов при сооружении гнезда для зимней спячки.
В период глубокого сна у ежей замедляется сердцебиение до нескольких ударов в минуту, падает кровяное давление и резко снижается температура тела до 2 градусов по шкале Цельсия. Во время спячки масса млекопитающих уменьшается на треть, поскольку они не питаются, а живут благодаря отложенным в теле жировым запасам. Если ежи за летние и осенние месяцы не накопили достаточной жировой прослойки (примерно 500 грамм), зимой они могут умереть от голода.
После периода спячки животные не выходят из норы до тех пор, пока воздух не прогреется до 15 градусов по Цельсию. По окончанию зимнего сна ежи пробуждаются очень голодными и могут отправляться на поиски еды не только ночью, но и днём.
Обычно весной или осенью у европейских ежей происходит линька. Этот процесс медленный, за год меняется лишь одна иголка из трёх. Каждая новая колючка растёт примерно 12-18 месяцев.
Разновидности сов
Существует два подсемейства этих птиц: Настоящие совы и Сипухи. Последние отличаются от первых сердцевидным лицевым зеркалом (у сов оно круглое), а также имеют на среднем пальце зазубренный коготь. Насчитывают 11 видов сипух, обитающих во многих государствах, в бывшем СССР эти ночные животные встречаются в Беларуси, Прибалтике и Западной Украине.
Обычно совы охотятся ночью, но есть виды, которые добывают пропитание и днем (ястребиная, болотная, пещерная, воробьиный сыч, рыбный филин и рыбная сова). Самки от самцов отличаются размерами – «дамы» крупнее, но окрас имеют одинаковый.
Наиболее крупные представители сов:
- филин – самый большой (размах крыльев 1,5-1,8 м);
- бородатая неясыть (до 1,5 м);
- длиннохвостая неясыть (до 1,2 м).
Неясытей можно спутать с филинами из-за габаритов, однако у них отсутствуют «уши» — особым образом растущие на голове перья, напоминающие уши животных.
Самые маленькие совы: североамериканский эльфовый сыч (длина 12-15 см, вес 50 г); чуть крупнее – воробьиный сыч.
1.
Шевеление волосами
Самые древние представители копытных Северной Америки, последние из семейства вилороговых, которое когда-то насчитывало 70 видов. Вилороги — сами по себе уникальны. А еще они — серебряные чемпионы по бегу среди животных: разгоняются до 67 км/ч, уступая в скорости лишь гепардам. Но самое главное — у вилорогов чрезвычайно развиты мускулы, и есть среди них особенные, позволяющие менять угол наклона волос относительно кожи. Если холодно — вилороги кладут шерсть горизонтально, если жарко и нужно охладиться — взъерошивают волосы. Эта адаптационная система помогает вилорогам в минуты опасности: заметив угрозу, одно из животных, стоящее на стреме, взъерошивает волосы своего белого «зеркала» — пятна вокруг хвоста. Заметив сигнал сторожа, другие члены стада так же делают пушистым свой зад, предупреждая остальных. Этот знак тревоги можно заметить невооруженным глазом более чем за 4 км.
Виды физиологической адаптации
Адаптацию организма различают генотипическую и фенотипическую. В основе генотипической лежат условия естественного отбора и мутаций, которые привели к изменениям в организмах целого вида или популяции. Именно в процессе этого типа адаптации были сформированы современные виды животных, птиц и человека. Генотипическая форма адаптации является наследственной.
Фенотипическая форма адаптации обусловлена индивидуальными изменениями в конкретном организме для комфортного пребывания в определенных климатических условиях. Также может развиваться вследствие постоянного воздействия агрессивной среды. В результате организм приобретает устойчивость к ее условиям.
Кальмары Гумбольдта
Эти хищные беспозвоночные моллюски прекрасно видят в темноте и умеют маскироваться, изменяя свою окраску, что позволяет им ночью добывать себе пищу и ускользать от опасных хищников, которые не прочь их самих съесть. Передвигаются и охотятся обычно косяками до 1200 особей. В период кормления становятся чрезвычайно агрессивными и могут нападать на ныряльщиков. Из-за своей способности мерцать красно-белым цветом во время охоты получили прозвище «красный дьявол».
Обитают эти ночные животные в океане, дневное время проводят на глубине (около 700 м), а с наступлением темноты поднимаются ближе к поверхности (около 200 м) для охоты. Это крупные животные, достигающие иногда 1,9 м в длину по мантии, а вес их — примерно 50 кг. Зафиксированы факты агрессивного поведения кальмаров Гумбольдта к незнакомым им объектам. К тому же они каннибалы: раненый или ослабленный сородич подвергается нападению представителей стаи. За счет этого они быстро набирают вес и габариты, живут, правда, недолго – всего 1-2 года. Ареал обитания — от Огненной Земли до Калифорнии, и распространяется он на север к берегам Вашингтона, Орегона, Аляски и Британской Колумбии.
Примеры животных с сумеречным поведением
Многие знакомые нам виды млекопитающих являются сумеречными, в то числе некоторые летучие мыши, хомяки, домашние кошки, бродячие собаки, кролики, хорьки, морские свинки и крысы. К другим сумеречным млекопитающим относятся: ягуары, оцелоты, рыси, мокроносые приматы, красные панды, медведи, олени, лоси, ситатунги, капибары, шиншиллы, домовые мыши, скунсы, вомбаты, опоссумы, сумчатые летяги, тенреки, пятнистые гиены и африканские дикие собаки.
Змеи и ящерицы, особенно в пустынных условиях, также могут быть сумеречными. К сумеречным птицам относятся: малый козодой, обыкновенная сипуха, совиный козодой, дымчатый иглохвост, американский вальдшнеп, погоныш и белогрудый малый пастушок. Многие бабочки, жуки, мухи и другие насекомые являются сумеречными и вечерними.
На вопрос доклад. ночные животные заданный автором Допроситься
лучший ответ это Ночной образ жизни животных — поведение, характеризуемое активностью в ночные часы и сном в дневные. Животные, ведущие ночную жизнь, обладают очень хорошим слухом и обонянием, специально адаптированным зрением.ПричиныПричины того, что некоторые животные активны ночью, а спят днём, в следующем:Конкуренция за пищевые ресурсы. Животные, поедающие одну и ту же пищу на одной и той же территории, но в разное время суток, не являются конкурентами между собой и занимают разные экологические ниши. Пример: ястребиные (день) и совиные (ночь)Вомбат ночное животное. Днем вомбаты обычно спят.Незаметность. В темноте хищнику легче подобраться к своей жертве незамеченным. Пример: львы (которые могут быть одинаково активны как днём, так и ночью) предпочитают ночную охоту, так как их основные жертвы, зебры и антилопы, ведут дневной образ жизни и плохо видят ночью. Верен и обратный пример: многие виды мелких грызунов активны ночью, потому что поедающие их хищные птицы в основном активны днём.Сохранение воды. Для обитателей засушливых мест характерен ночной образ жизни, так как в отсутствие солнца заметно сокращается испарение воды из организма. Поэтому днём любая пустыня кажется безжизненной.ФактыНекоторые ночные животные могут одинаково хорошо видеть как в темноте, так и на ярком свету — это, например, кошки и фретки. Другие слепнут на свету — это, например, галаговые и большинство летучих мышей.Все медведи являются дневными животными, за исключением одного — губача.Все обезьяны являются дневными животными, за исключением одного семейства — ночных обезьян.Ночью, когда жизнь, казалось бы, затихает, многие виды животных ведут активный образ жизни и среди них найдётся немало летающих животных самых разных видов.Самые хорошо нам известные это совы, которые из-за очень чувствительного зрения днём слепнут от очень яркого для них света, а ночью ведут активную жизнь, преимущественно охотясь на грызунов и других мелких животных.Стоит также упомянуть про ночных бабочек, которые вылетают по ночам для спаривания и продолжения рода. Из насекомых также некоторые виды саранчи предпочитают мигрировать в ночное время, совершая перелёты на новое место.Из одомашненных видов можно выделить ночного попугая, ведущего преимущественно ночной образ жизни. Это небольшая птица с крупной головой и плотным телосложением. В природе он населяет скалистые полупустыни Центральной Австралии. Эта птица выходит на кормежку с наступлением ночи. Летают ночные попугаи всегда низко над землей и только на короткие расстояния. Они питаются семенами колючих трав.Ещё ведут ночной образ жизни представители семейства рукокрылых, это летучие мыши. Они питаются насекомыми, которых ловят на лету. При помощи эхолокации в полной темноте летучая мышь за несколько метров «видит» насекомое и хватает его ртом. Особо крупные жертвы зверек ловит «карманом», представляющем собой натянутую между задними ногами межбедренную перепонку. Однако не все виды летучих мышей исключительно хищники. Некоторые виды питаются также цветочным нектаром, который при усвоении организмом даёт много энергии необходимой для полёта.В природе существует немало видов летающих животных, которые в ходе эволюции приспособились к ночной жизни
Примеры физиологических адаптаций
Физиологическая адаптация человека проявляется во всех нестандартных для его среды обитания и образа жизни ситуациях. Акклиматизация — наиболее известный пример адаптаций. Для разных организмов этот процесс проходит с различной скоростью. Некоторым для привыкания к новым условиям нужно несколько дней, у многих на это уйдут месяцы. Также скорость привыкания зависит от степени различия с привычной средой обитания.
В агрессивных средах обитания многие млекопитающие и птицы имеют характерный набор реакций организма, из которых состоит их физиологическая адаптация. Примеры (у животных) можно наблюдать практически в каждой климатической зоне. Например, обитатели пустынь накапливают запасы подкожного жира, который окисляется и образует воду. Этот процесс наблюдается перед наступлением периода засухи.
Физиологическая адаптация у растений также имеет место. Но она носит пассивный характер. Примером такой адаптации является сбрасывание деревьями листьев при наступлении холодного времени года. Места почек покрываются чешуйками, которые их защищают от вредного воздействия низких температур и снега с ветром. Процессы метаболизма в растениях замедляются.
В сочетание с морфологической адаптацией физиологические реакции организма обеспечивают ему высокий уровень выживаемости в неблагоприятных условиях и при резких изменениях в среде обитания.
Биологические часы дневных и ночных зверей отличаются по нейронному устройству
Специальный нейронный механизм в мозге дневных млекопитающих подавляет «сонные» команды из более древних мозговых центров, которые заставляют ночных животных засыпать на рассвете.
Самое наглядное проявление биологических ритмов – это чередование сна и бодрствования: с приближением ночи наши внутренние часы напоминают нам, что пора спать, а утром, подчиняясь тому же часовому механизму, мы просыпаемся. Однако есть животные, которые не спят, наоборот, в тёмное время суток, и день для них – время отдыха, как для нас ночь. Как получается, что одна и та же система циркадных ритмов способна отдавать противоположные команды?
Суточные ритмы ночных зверей подчиняются древнему нейронному механизму, который заставляет их засыпать с восходом солнца. (Фото katharina_3112 / pixabay.com.)
Мозг дневных животных настроен так, чтобы на рассвете просыпаться, а не засыпать. (Фото Sonel / pixabay.com.)
‹
›
Главной деталью во внутренних часах служит так называемое супрахиазмальное, или супрахиазматическое ядро – особая область в гипоталамусе. Супрахиазматическое ядро генерирует циркадные ритмы, управляет уровнем гормонов, от которых зависят циклы сна и бодрствования, и синхронизирует работу всех прочих «часовых отделов» в тканях и органах.
Очевидно, наши внутренние ритмы должны как-то сверяться с тем, что происходит снаружи, и само ядро получает информацию о том, день на дворе или ночь, от фоточувствительных ганглионарных клеток сетчатки. От прочих ганглионарных клеток они отличаются как раз тем, что могут чувствовать свет, причём преимущественно в синей области спектра. Напомним, что фоточувствительными клетками в сетчатке являются палочки и колбочки, а ганглионарные клетки проводят сигнал, поступающий от них. Но фоточувствительные ганглионарные клетки оказались особенными – они, как мы только что сказали, могут сами воспринимать свет, и связаны с супрахиазматическим ядром. Считается, что именно с помощью них ядро ориентируется во времени суток.
Раньше полагали, что различия в системе биологических часов начинаются после супрахиазматического ядра – якобы после него есть некий переключатель, который, приняв сигнал от ядра, интерпретирует его по-разному у дневных и ночных животных: ночной импульс превращается в команду «спать» у дневных и в команду «не спать» у ночных. Однако такой переключатель, который стоял бы после супрахиазматического ядра, так и не нашли – очевидно, потому, что он в действительности находится перед ним.
Цюнь-Юн Чжоу (Qun-Yong Zhou
) и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвайне пишут в статье вMolecular Brain , что решающая роль тут принадлежит тем самым фоточувствительным ганглионарным клеткам сетчатки, про которые все думали, что их задача – только лишь передавать информацию в ядро. Сравнивая, как устроены нейронные механизмы, контролирующие сон и бодрствование у обезьян и мышей, исследователи заметили в мозге у тех и других два конкурирующих часовых центра.
У мышей «утренний» сигнал от клеток сетчатки (которые, напомним, особо чувствительны с синему свету) идёт к супрахиазмальному ядру, где и превращается в команду «спать». Но фоторецепторные клетки сетчатки связаны не только с ядром, они также посылают сигнал в структуру среднего мозга под названием верхнее двухолмие, и у обезьян «бодрящие» сигналы верхнего двухолмия преодолевают сонные импульсы супрахиазматического ядра.
То есть нейронный механизм, отвечающий за суточное чередование сна и бодрствования, у млекопитающих оказался «двуглавым»: с одной стороны, есть центр супрахиазматического ядра, который генерирует сонный сигнал, и есть центр верхнего двухолмия, который генерирует сигнал бодрствования. Причём и тот, и другой возникают в ответ на свет, то есть внешний раздражитель у нас один, а вот последствия – разные.
Особое значение тут приобретают фоточувствительные ганглионарные клетки сетчатки, так как и ядро, и двухолмие получают сигнал от них, и именно эти клетки фактически и являются тем самым переключателем, благодаря которому дневные и ночные животные отличаются друг от друга по своему суточному «расписанию».
Известно, что самые первые звери, которые были современниками динозавров, вели ночной образ жизни, и потому система светочувствительные клетки–супрахиазмальное ядро, очевидно, более древняя. Впоследствии, когда новые виды млекопитающих начали, что называется, осваивать дневное время суток, ганглионарные клетки стали плотнее работать с верхним двухолмием, а значение супрахиазмального ядра уменьшилось.
3.
Замри или умри!
Не все животные в минуту опасности спасаются бегством. Есть и особые хитрецы: они научились притворяться мертвыми, чтобы хищники принимали их за падаль. Так, раненый или сильно испуганный опоссум способен мастерски имитировать смерть. Он не просто падает и лежит неподвижно — у него стекленеют глаза, изо рта течет пена, а анальные железы испускают секрет с отвратительным запахом. Понюхав тело мнимого мертвеца, хищники, как правило, уходят. Говорят, что опоссум так вживается в образ, что остается недвижим, даже если его потрогать ногой или перенести в другое место. Лишь спустя некоторое время он придет в себя и убежит. Таким же талантом «умирать» обладает свиноносая носатая змея из семейства ужеобразных: при угрозе она поворачивается брюхом кверху и застывает.
