Фоторецепция (восприятие света) относится к числу важнейших биологических реакций живых организмов . Животным зрение дает наибольшую информацию об ок

Фоторецепция (восприятие света)

Фоторецепция (восприятие света) относится к числу важнейших биологических реакций живых организмов. Животным зрение дает наибольшую информацию об окружающем мире.

Несмотря на разнообразие зрительных органов, процессы воспри­ятия световых раздражений всегда связаны с одинаковыми первичны­ми реакциями. Чувствительность к свету обусловлена зрительным пигментом. Этот пигмент — родопсин — поглощает кванты света и в от­вет выделяет свободную энергию. Родопсин обнаружен у всех организмов, начиная от водоросли-вольвокса и кончая высшими живот­ными, включая человека. Родопсин — сложное соединение, состоящее из каротиноида ретиналя и белка опсина. При воздействии света про­исходит расщепление родопсина, что влияет на ионные каналы фото­рецепторной мембраны и синтез новых веществ. Ретиналь и опсин существуют в разных формах и это позволяет определенным видам животных воспринимать свет различной окраски, т. е. различать цвета.

При всем кажущемся разнообразии глаз животных они представле­ны двумя основными типами — ресничными и рабдомерными. В пер­вом случае фоторецепторные органоиды представлены ресничками (у позвоночных животных мембранами, т. е. модифицированными микроворсинками), а во втором — рабдомами — микроворсинками, образующими правильные ряды. Есть также животные, имеющие и рес­ничные, и рабдомерные рецепторы (некоторые моллюски и черви).

Рис. 42. Различные типы глаз: а — глазная чаша; б — глазная ямка, в — глазной бокал; г — глазной пузырь с линзой; 1 — зритель­ные клетки; 2 — пигментные клетки; 3 — секрет; 4 — зрительный нерв; 5 — зрачок; 6 — роговица; 7 — линза; 8 — стекловидное тело; 9 — склера; 10 — сосудистая оболочка

Фоторецепторные мембраны обоих типов способны разрушаться и обновляться в течение суток, что и происходит в глазах животных, ак­тивных в ночное время. Органы зрения беспозвоночных по уровню своей организации различны. Самые простые из них способны давать информацию только об интенсивности и направлении света. Это так называемые глазки. Образование и эволюция органов зрения сопро­вождаются концентрацией зрительных клеток в отдельные скопления, уходом их вглубь, созданием пигментных экранов, диоптрических н защитных приспособлений и, наконец, возникновением аккомодаци­онных и глазодвигательных приспособлений. Можно выстроить ряд органов зрения, начиная от глазного пятна или ямки и кончая слож­ными глазами насекомых или головоногих моллюсков, не уступающих по сложности глазам высших позвоночных (рис. 42). Глаза, формирую­щие хорошо сфокусированные (четкие) изображения, называются камерными. Они имеют большой слой рецепторных клеток, образующих сетчатку, или ретину. Сетчатка может быть прямой и обращенной (ин­вертированной) (рис. 43). Это зависит от того, как направлены рецеп­торные концы клеток — к источнику света или от него. Кроме того, та­кие глаза имеют фокусирующие устройства. Хорошо развитое зрение характерно для хищных животных. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 43. Инвертированный глазок планарии: 1 — эпидермис; 2 — светочувствительные клетки; 3 — клетки пигментной обкладки
Рис. 44. Схема строения омматидия в сложном глазу насекомых: а — аппозиционный омматидий; б — суперпозиционный; 1 — хрусталик; 2 — хрустальный конус; 3 — пигментные клетки; 4 — зри­тельные клетки; 5 — рабдом; 6 — аксон зри­тельного нерва

Особенно сложное строение имеют глаза насекомых. Они состоят из одинаковых зрительных элементов — омматидиев (рис. 44). В таком зрительном элементе различают роговицу (линзу), кристаллический конус, клетки сетчатки (ретины), рабдом и окружающие омматидий пигментные клетки. Каждый омматидий работает как отдельная труб­ка бинокля. Он воспринимает кусочек общего изображения, поэтому такое зрение называют мозаичным. Опуская детали, можно сделать за­ключение о том, что такие глаза хорошо адаптированы к регистрации движения, но их разрешающая способность в большинстве случаев невелика. Омматидии могут быть по-разному изолированы друг от друга, соответственно, различают и два типа сложных глаз: аппозици­онный и суперпозиционный, которые отличаются расположением пигментных клеток, экранирующих рабдом. В оппозиционном «дневном» глазу, адаптированном к яркому свезу, пигментные клетки пол­ностью экранируют рабдом от любого света, не проходящего через роговицу (линзу) данного омматидия. В суперпозиционном «ночном» глазу между кристаллическим конусом и рабдомом есть широкая неэкранированная зона и поэтому рабдомы получают свет, проходящий через несколько соседних омматидиев. Это увеличивает количество света и усиливает чувствительность глаза при слабом освещении.

Полученная информация в дальнейшем кодируется в изменениях мембранного потенциала рецепторов, а затем и преобразуется, т. е. об­рабатывается. Главный аспект сенсорной обработки — выделение при­знаков. Считается, что сенсорная и нервная системы организованы так, чтобы различать, проводить и усиливать одни сигналы, не реаги­руя на другие. Информация постепенно передается от низших центров к высшим.

На этой странице материал по темам:
  • Омматидий

  • Сенсорные рецепторы животных

  • Хеморецепция доклад

Материал с сайта http://Doklad-Referat.ru
Предыдущее Ещё по теме: Следующее
Хеморецепция (восприятие вкуса, запаха) Сенсорные системы животных Сенсорные системы и рецепторы животных