Нервная система акулы
Все об акулах
Нервная система и мозг акулы
Как, чем и о чём акула думает?
Думаю, никто не будет оспаривать истину, что уровень развития нервной системы животных имеет огромное значение для выживания вида в условиях мощной эволюционной конкуренции. И развитость двигательно-мускульных нервных волокон, и развитость головного мозга дают тем или иным видам животных преимущества в борьбе за право на существование.
Долгое время акул считали исключением из этого правила. Да, говорили ученые мужи, акулы жили и живут уже многие миллионы лет в морях и океанах, но не благодаря своим умственным способностям, а именно из-за примитивности строения организма. Так это или нет — попробуем разобраться.
Центральная нервная система акул, как и остальных рыб хорошо развита, что связано с подвижным образом их жизни и активным поиском пищи. Состоит центральная нервная система из головного мозга, спинного мозга, рецепторных участков органов чувств и соединительных нервных волокон.
Спинной мозг расположен в канале, проложенном в позвонках. У хрящевых рыб, в том числе и акул, автономность функционирования спинного мозга очень велика, поэтому, даже обезглавленные, акулы могут долгое время совершать ненаправленные движения под воздействием сильных стимуляторов и команд от спинного мозга. В своей передней части спинной мозг плавно переходит в головной посредством мощной системы соединительных нервных волокон.
Органы чувств акулы включают обоняние, осязание, зрение, слух и органы равновесия, а также электросенсорное восприятие. Особенности устройства этих органов описаны в отдельных статьях сайта, поэтому здесь я повторяться не буду. Отмечу только, что вся рецептурная сеть органов чувств акулы очень взаимосвязана и комплексную информацию от нее мозг получает в обобщенном виде, когда бывает сложно разделить, какая именно часть информации получена от конкретного органа чувств.
Основной обработчик информации и стимулятор деятельности организма акулы, конечно же, головной мозг.
Если подробно обследовать головной мозг акулы, можно понять, что это — достаточно сложный и высокоорганизованный инструмент. Понятно, что мозг акулы уступает в своем развитии и функциональности мозгу человека, ведь даже его вес и площадь поверхности (с учетом извилин) в сотни раз меньше, чем наш с Вами мозг.
Форма головного мозга акулы Y-образная, вытянутая в длину. Общее его строение представлено на схеме, где можно различить следующие составные участки:
— задний, включающий примыкающий участок спинного мозга, мозжечок и мост;
— средний, основную массу которого составляют зрительные доли и промежуточный мозг;
— передний мозг, в котором находятся центры обработки обонятельной информации и центр анализа общей информации от других органов чувств акулы.
Рассмотрим каждую часть мозга акулы подробнее.
Итак, головной мозг акулы, как и у других животных, начинается там, где заканчивается спинной мозг. Плавный переход представляет собой настолько мощный пучок нервных волокон, что некоторое время эту переходную часть мозга акулы считали мышечным волокном. Такое мощное нервное сочленение головного мозга со спинным необходимо для мгновенного обмена информацией между этими важными участками нервной системы акулы. Здесь головной мозг играет роль командного центра, а спинной мозг — регулятор исполнительных функций. Поэтому, чем лучше налажена связь между ними, тем быстрее исполняются команды из «штаба».
В задней части головного мозга акулы расположен мозжечок.
Мозжечок (лат. cerebellum — дословно «малый мозг») — отдел головного мозга позвоночных, отвечающий за координацию движений, регуляцию равновесия и мышечного тонуса позвоночных животных.
Это — очень важный составляющий элемент мозга, отвечающий за обработку и корректировку информации, полученной от рецепторов спинного мозга, а также от рецепторов органов чувств, отвечающих за определение положения тела рыбы в пространстве, движении тела, мышечном тонусе и т.д. Т.е. мозжечок, в грубом представлении, — участок головного мозга акулы, контролирующий ее мускульно-двигательный аппарат скелетную мускулатуру. Он корректирует положение тела, скорость, направление движения и т.д., т.е. его основное назначение — контроль двигательной активности акулы.
Удаление или повреждение мозжечка приводит к нарушениям моторной активности, координации и равновесия тела.
О том, насколько важен этот участок головного мозга для акулы, можно судить, хотя бы, по его размерам — масса мозжечка составляет почти 20% от общей массы головного мозга.
Продолговатый мозг акул удлинен, это — центр регуляции рефлекторной деятельности спинного мозга и вегетативной нервной системы, координирующий работу скелетно-мышечной, кровеносной, дыхательной, пищеварительной и выделительной системы. От головного мозга рыб отходит десять пар головных нервов. Большая часть головных, или черепно-мозговых нервов несет сенсорную информацию к продолговатому мозгу, и отводят генерирующие в нем сигналы к мускулатуре. Вообще, большинство черепно-мозговых нервов входят в хрящевой череп акулы через задний участок мозга. (см.рисунок).
Промежуточный мозг соединяет продолговатый мозг со средним. От его верхней поверхности отходят париетальный орган (теменной глаз) и шишковидная железа (эпифиз), а под ним проходят сплетения зрительных нервных волокон.
Значительную массу мозга акулы отведена под зрительные доли, которые расположены в средней части головного мозга акулы. Этот участок головного мозга отвечает за обработку информации от зрительных рецепторов, получаемых от глаз акулы по волокнам зрительного нерва. Относительно крупные размеры зрительных долей головного мозга акулы говорят о важности этого органа чувств для хищницы и его хорошем функционале, что отвергает мнение о недоразвитом зрении акул.
Наиболее важной, с точки зрения интеллектуального развития акулы, является функционирование переднего участка ее головного мозга. Здесь расположен главный «компьютер» животного — участок мозга, принимающий решения о взаимодействии акулы с внешним миром. Эти решения принимаются как на основании полученных от рецепторной сети органов чувств, так и на основании имеющейся в памяти акулы информации в виде «накопленного жизненного опыта». Т.е. это уже признак интеллекта, способный анализировать и принимать решение на основе выводов из анализа. Кроме этого, по мнению большинства ученых, передняя часть головного мозга акулы отвечает и за такие важные для нее стороны жизнедеятельности, как социальное и половое поведение.
Венчает передний участок головного мозга, да и сам мозг в целом, обонятельная часть, отвечающая за обработку информации от рецепторов органов обоняния, расположенных в обонятельных луковицах ноздрей акулы. Обонятельные луковицы связаны мощным пучком нервных волокон с обонятельными долями. Этот орган чувств у акул чрезвычайно хорошо развит и играет важную роль в процессе жизнедеятельности хищниц, поэтому массовая составляющая обонятельных долей тоже велика и составляет до 14 % общей массы мозга хищниц.
На основании полученного анализа строения головного мозга акул можно сделать определенные выводы. Конечно, интеллект акул не идет ни в какое сравнение с интеллектом, который дает человеку его мозг. Однако, в плане двигательных и чувственных восприятий окружающего мира, в скорости реагирования на отдельные раздражители и команды головного мозга, нервная система акул превосходит многие аналогичные системы животных, в том числе и человеческую. А такие органы чувств акулы, как электросенсорика при помощи ампул Лоренцини и сверхчувствительное обоняние, являются просто уникальными.
masterok
Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Ощущение боли – один из главнейших инстинктов, благодаря которому существует все живое на земле. Способность чувствовать болевые ощущения формировалась в процессе естественного отбора в течение миллионов лет.
Боль как фактор защиты заставляет животных и человека избегать угрозы повреждения организма, ликвидировать источник неприятных ощущений и спасаться от опасности. Это чувство жизненно необходимо, поскольку его отсутствие может привести к кардинальным, роковым последствиям, основным из которых является смерть.
На сегодняшний день на планете существует лишь один вид высокоорганизованных существ, не способных чувствовать боль. Это акулы.
Страшнейшие хищники океана, рыбы-убийцы, свирепые существа, повсюду сеющие боль и страх, акулы просто не воспринимают болевые ощущения, так же как люди не слышат ультразвука. Этому есть свое объяснение.
В 2000 году международная команда ихтиологов занималась исследованием болевого восприятия рыб. На примере некоторых костных и хрящевых видов ученые доказали, что рыбы также способны страдать от боли. К примеру, применение к атлантической форели, трески и скату-хвостоколу слабых разрядов тока вызывало защитную моторную реакцию, то есть рыбы просто пытались сбежать.
Когда к подопытным применяли уколы иглой, сильное сдавливание кожи или прижигание, моментально возникал поведенческий ответ – съеживание, выскальзывание, бегство. У некоторых видов рыб воздействие вызывало вокализацию, то есть они кричали от боли!
Звук генерировался движениями плавательного пузыря и продолжался в среднем 490 милисекунд.
Когда исследователи применили те же опыты к акулам, выяснилось, что зубастые монстры практически не реагировали на мучения. Почему? Найти ответ оказалось не так просто.
Болевые рецепторы большинства видов рыб располагаются по всему телу, включая плавники. Во время болевого воздействия нервные окончания передают импульс к коре головного мозга, и после уже возникает поведенческий ответ.
Причины высокого болевого порога у акул
Существуют семейства, не имеющие коры, и тогда ответный импульс генерируется собственно периферическими нервными волокнами, как, к примеру, у ставрид, или спинным мозгом (у скатов). Развитая нервная система акул также начитывает более миллиона нервных окончаний, однако на толстой коже-броне их практически нет.
Поскольку данный факт не может служить объяснением невосприимчивости к боли (кроме акул, на планете существует еще более десяти тысяч видов рыб с малым количеством болевых рецепторов), ихтиологи решили исследовать биохимические процессы мозга акул.
В этом и нашлась разгадка.
В процессе своей жизнедеятельности всем живым существам, в том числе и рыбам, приходится постоянно сталкиваться с ситуациями, в которых они должны не реагировать на болевые воздействия ради более важных биологических задач – добывания пищи, социальных контактов, размножения, сохранения потомства и т.д.
Подавление болевых импульсов происходит благодаря особым веществам, блокирующим болевые рецепторы – опиоидным пептидам. Эндогенные морфины связываются с опиоидными рецепторами и контролируют предел выносливости организмов, обеспечивая его устойчивое существование во внешней среде.
Уровень опиоидных пептидов у акул в сотни раз превышает среднее количество тех же веществ у других видов рыб. То есть возникающие болевые импульсы никогда не доходят до коры, поскольку подавляются еще в самом начале биохимической цепи.
Бесстрашие адреналиновых акул
Воздействуя аналогично экзогенному морфину и кодеину – основным веществам опиумного мака, опиоидные пептиды влияют не только на болевое восприятие, но и в целом на половое и социальное поведение, характер двигательной активности плотоядных рыб. Проще говоря, акулы постоянно ходят «под кайфом», не чувствуя боли, страха и стыда.
Воздействие этих веществ также растормаживает гормональные системы организма, провоцируя таким образом повышение в крови гормонов. Среди них – адреналина и норадреналина – гормонов риска, бесстрашия и агрессии.
Большие концентрации этих веществ также оказывают значительное влияние на социальное поведение акул, и в итоге мирное существо превращается в свирепого хищника, единственным удовольствием для которого становится убийство. Именно бычьи акулы прославились своей неуязвимостью и кровожадностью в отношении людей.
Ощущение боли – один из важнейших инстинктов, благодаря которому существует все живое на земле. Однако для тех, которым нечего бояться, это чувство в принципе не нужно. Эволюционный эксперимент, забравший у акул способность страдать, превратил их в сильнейших хищников на Земле, способных пережить как кратковременные неблагоприятные влияния внешней среды, так и глобальные мировые катаклизмы.
Именно совершенство акулы как организма позволило ей оставаться властительницей мировых океанов задолго до появления человечества и, по всей видимости, через много веков после нас.
Внутреннее строение акулы: скелет и мускулатура
Все представители акулообразных имеют полностью хрящевой скелет, кости в нем отсутствуют. Он состоит из позвоночного столба, черепа, ребер, пояса передних конечностей, тазового пояса и непарных плавников.
Позвоночник является основой скелета, он несет основную опорную функцию. Он состоит из позвонков, которые по форме делятся на туловищные и хвостовые. Позвоночник имеет канал, проходящий в центре позвонков, в котором расположена хорда. Туловищные позвонки имеют поперечные отростки, к которым крепятся ребра.
Череп имеет два отдела: мозговой и висцеральный. Мозговой отдел представлен хрящевой коробкой, внутри которой расположен головной мозг. Висцеральная часть черепа представляет собой челюстной отдел.
Скелет непарных плавников акулообразных состоит из палочкообразных хрящей, которые идут в мускулатуру от основания плавника. Пояс передних конечностей и тазовый пояс также не связан с позвоночником.
Мускулатура животного очень хорошо развита. Она делится на скелетную и гладкую, окружающую пищевод. Одной из особенностей внутреннего строения акулы является способность мышц сокращаться даже при ослаблении связей с центральной нервной системой, что объясняет поразительную живучесть этих морских существ.
Органы пищеварения
Начало пищеварительного тракта — ротовое отверстие, ведущее в ротовую полость. Она переходит в объемистую глотку, На ее стенках имеются жаберные отверстия, однако пища не проходит сквозь них благодаря хрящевым жаберным тычинкам. Глотка ведет в пищевод, а затем в желудок, который состоит из двух частей. В передней его части происходит основной процесс переваривания пищи, который может занимать до 5 суток. Задняя часть более узкая и длинная. Затем начинается кишечник, имеющий 3 отдела: тонкий, толстый и прямой. Прямая кишка открывается в клоаку.
Печень этих существ имеет большие размеры и содержит много жировой ткани. Таким образом, она не только участвует в переваривании пищи, но и повышает плавучесть организма, так как плавательного пузыря у этих рыб нет.
Внутреннее строение акулы: органы дыхания
Дыхательной системой этих хищников, как и у большинства видов рыб, являются жабры. Они образованы межжаберными перегородками, к которым крепятся жаберные лепестки. Перегородки расположены над жаберными щелями. Вода попадает в глотку, в основном через рот и выходит через парные жаберные щели, омывая лепестки. Небольшое количество воды всасывается через брызгальце – небольшое отверстие за глазом.
Кровеносная система
Сердце этих рыб двухкамерное, его основные отделы: предсердие и желудочек. Особенностью внутреннего строения акулы является наличие еще двух сердечных отделов: венозного синуса и артериального конуса.
Организм акулы имеет только один круг кровообращения. Из желудочка венозная кровь попадает в артериальный конус, а затем в брюшную аорту, которая разветвляется наприносящие жаберные артерии. Проходя через жабры и насыщаясь кислородом, кровь попадает ввыносящие жаберные артерии, формирующие спинную, а затем и хвостовую аорту.
Аорта распадается на более мелкие сосуды, а затем на капилляры, отдавая кислород организму. Так артериальная кровь становится венозной и направляется обратно в сердечную мышцу по венам. Они впадают ввенозный синус сердца, который открывается в предсердие.
Органы выделения и внутренние половые органы
Выделительная система состоит из двух почек, которые помещаются в полости тела акулы вдоль позвоночного столба, от которых отходят почечные канальца. Далее в строении самцов и самок имеются некоторые отличия. У самок роль мочеточника играет так называемый вольфов канал, открывающийся в клоаку. У самцов имеется отдельный орган – мочеточник, который обособлен от вольфова канала и впадает в клоаку.
Акулы раздельнополы. У самцов есть парные семенники с семявыводящими каналами, которые открываются ввольфов канал. Этот орган играет роль семяпровода. Самки этих хрящевых рыб имеют парные яичники.
Нервная система
Изучая внутреннее строение акулы необходимо отметить высокую организацию их нервной системы. Их мозг очень хорошо развит, он включает все основные отделы, которые характерны для головного мозга высших позвоночных. В нем получили особое развитие обонятельные зоны и зрительные центры.
Сравнивая внутреннее строение акулы с внутреннем строением других рыб, можно сделать вывод о высоком развитии представителей этого надкласса. Их нервная система по своему развитию значительно превосходит нервную систему большинства рыб. Высокий уровень организации ЦНС ставит этих хозяев океана на одну ступень с птицами и даже низшими млекопитающими.
После того, как мы рассмотрели с вами внутреннее строение акулы, предлагаем вашему вниманию любопытный видео-сюжет о том, как парень разрезал живот мёртвой беременной акулы и спас трёх акулят:
Если вас заинтересовали удивительные представители хрящевых рыб — акулы, предлагаю вашему вниманию интересные статьи об этих грозных хищниках, «бороздящих» просторы Мирового океана:
Акулы
На протяжении многих лет эволюции, у этих водных существ появились уникальные механизмы адаптации, что позволило им обойти в этом плане другие, более древние виды. По мнению ученых, акулы появились на земле примерно 450 млн. лет назад и до сих пор считаются одними из самых совершенных водных животных.
Акулы: описание
Акулы представляют надотряд хрящевых рыб и подкласс пластиножаберных. При этом они отличаются своеобразным внешним видом, который сводится к тому, что у акул торпедообразная форма тела, несимметричный хвостовой плавник, а также голова с пастью, усеянной несколькими рядами достаточно острых зубов. К русским это название пришло от древнеисландского «hakall», что означало просто любую рыбу. Слово «акула» начали употреблять где-то в 18 веке, что так же означало любую рыбу.
Внешний вид
Большинство видов акул отличается наличием торпедообразного корпуса и овально-конической головы. Подобная форма тела позволяет этому морскому обитателю легко и с большой скоростью перемещаться в толще воды. Рыба перемещается за счет волнообразного движения тела, а также за счет работы всеми плавниками, особенно хвостовым. Хвостовой плавник так же выполняет роль руля и состоит из двух лопастей, нижней и верхней, причем в верхнюю часть заходит позвоночник.
За счет боковых плавников акула совершает маневры, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. За счет работы парных плавников, акула поддерживает равновесие в воде, при этом за счет наличия столь сложной системы передвижения акула способна совершать уникальные трюки. Единственный недостаток – акула не может двигаться назад, хотя ей это и не нужно.
Интересно знать! Некоторые виды акул ходят по дну на грудных и на брюшных плавниках, словно на ногах. Светящиеся акулы, длина которых составляет не больше метра, за счет грудных плавников как бы порхают в воде, словно колибри.
Скелет акулы состоит из хрящей, при этом он дополнительно усилен кальцием в местах, где он подвержен наибольшим нагрузкам. Благодаря такому строению скелета акула обладает уникальными возможностями подвижности и изворотливости. Ее уникальная по строению кожа, состоящая из плакоидных чешуек, прочность которых сопоставима с прочностью зубов, помогает хищнице преодолевать сопротивление водной среды. Если провести рукой по направлению от головы к хвосту, то кожа окажется гладкой, а если провести по направлению от хвоста к голове, то она покажется грубой, как наждачная бумага.
Кроме этого, железы постоянно выделяют слизь, которая снижает трение кожи акулы в разы, благодаря чему акула передвигается в толще воды с большой скоростью. Акулья кожа так же выделяет пигмент, который отвечает за окрас, в зависимости от вида подводного обитателя. Как правило, окрас рыбы зависит от мест обитания, поэтому он отвечает окрасу дна водоема и характеру водной растительности. Практически все рыбы, и акулы в том числе имеют специфическую раскраску: верх темный, а низ светлый. Поэтому акулы имеют камуфлированную защиту, как сверху, так и снизу. Эта особенность окраса тела применима практически ко всем рыбам.
Рыба или млекопитающее
Плащеносная акула по своему внешнему виду схожа с угрем или морской змеей. Ковровые и скатовые акулы обитают на самом дне и отличаются плоской формой тела, которое имеет неприметную песчаную окраску, что делает их незаметными на песчаном дне. Некоторые виды воббегонговых акул имеют кожистые выросты на рыле. Не меньший интерес представляет и акула-молот, которая отличается Т-образной формой головы.
