Примерно неделю назад у меня появилась грандиозная задумка – написать серию статей про мозги рептилий и их умственные способности!
Очень и очень животрепещущая тема – сколько было уже в этой группе рассуждений, споров, срачей на тему интеллектуальности тех или иных питомцев… насколько змеи могут узнавать хозяина, насколько умными можно назвать крокодилов, черепах, варанов или королевских кобр… и я надеюсь, что объективный очерк обо всем об этом с красивыми примерами разнообразных экспериментов будет интересен всем!
Только вот есть одна проблемка. Объективностью в этих делах зачастую даже и не пахнет(((
Даже самый простой поведенческий эксперимент на рептилиях поставить сложно! Их поступки зависят от температуры и от других условий в гораздо большей степени, чем поступки, скажем, крыс или большинства других классических подопытных организмов. Кроме того, когда в науке заходит речь о сознании, о разуме, о мыслительных способностях, то почти всегда все дебаты сводятся к убогой философии. А это по умолчанию субъективно, это почти всегда будет выходить за пределы строгой научной методологии, а значит – грош цена таким рассуждениям, и принимать их на веру глупо… Я попытаюсь максимально объективно оценить весь имеющийся массив экспериментальных данных, но заранее предупреждаю, что в итоге окончательный «вердикт» о разумности ваших питомцев вам придется принимать самим.
Ну а сегодня – кое-какая инфа про, собственно, мозг и его строение у разных животных. У всех позвоночных животных (начиная от рыб и заканчивая нами) головной мозг состоит из пяти отделов – передний (Telencephalon), промежуточный (Diencephalon), средний (Mesencephalon), задний (Metencephalon) и продолговатый (Myelencephalon).
Передний (=конечный) мозг у человека безумно сильно разрастается, закрывая собой все остальные отделы. Он образует т.н. большие полушария головного мозга, где и происходит вся самая интересная деятельность, связанная с сознанием, интеллектом, и т.п..
У рыб и амфибий передний мозг, понятное дело, гораздо меньше и вся его деятельность связана, в первую очередь, с анализом информации от органов обоняния. У человека эта функция переднего мозга так же сохранилась, но отошла сильно на задний план…
Промежуточный мозг изначально (и до сих пор) являлся неким связующим звеном между нервной и эндокринной (гормональной) системами организма. В частности, именно здесь осуществляется регуляция ритмов организма (вроде сна/бодрствования), и именно здесь находится «центр управления» важнейшей эндокринной железой – гипофизом.
У рептилий передний мозг круто увеличился по сравнению с амфибиями и рыбами! Это первые животные в эволюционной истории, у которых появилась кора больших полушарий! Кора – это слой серого вещества (содержащего собственно тела нейронов), расположенный по периферии полушарий, и покрывающий собой белое вещество (содержащее только отростки нервных клеток). Большая часть высшей нервной деятельности (то есть, все обучение, вся психика и все то, что обеспечивает поведение животных) осуществляется именно в коре больших полушарий. Это, думаю, многим известно…))) Полушария переднего мозга рептилий значительно крупнее, чем полушария лягушек или рыб. Хотя, конечно, сильно уступают большим полушариям многих птиц и млекопитающих… на рисунках к посту можете сравнить размеры полушарий переднего мозга у разных животных.
То, какую долю от всего головного мозга составляют большие полушария, напрямую связано со сложностью поведения – способностью запоминать, учить, находить решения нестандартных задач и т.п..
Самыми «мозговитыми» рептилиями можно назвать варанов (которые, как оказывается, смело претендуют на звание самых разумных хладнокровных вообще!), некоторых черепах (чемпионы в этом смысле, как это ни удивительно, триониксы!) и крокодилов. Большие полушария у этих ребят составляют 40-45% от всего головного мозга! Для сравнения, у птиц (которые типа сильно умнее должны бы быть) это соотношение равно 45-50%. У млекопитающих – от 50% до 90%.
К большому сожалению вынужден сообщить, что мозг змей сильно слабее, чем у остальных рептилий… и вообще, они тупее. Увы(((
Возможно, дело в эволюционной истории змей, в их происхождении. Сейчас более-менее общепризнано, что змеи произошли от некоего общего роющего предка, у которого были редуцированы глаза, слух, возможно и другие органы чувств (пост про происхождение: здесь). На строении мозга это тоже сказалось – например, у змей исчезли целые слои нейронов в зрительной коре, имеющиеся у ящериц, черепах и крокодилов. Поведение змей сильно проще, чем у других рептилий. Крайне мало примеров заботы о потомстве, крайне мало примеров территориального поведения (среди ящериц, крокодилов – дохрена!), начисто отсутствует игровое поведение (отлично развито у черепах и варанов!) и т.п. Полушария переднего мозга змей составляют менее 30% от общей массы мозга! В этом и в умственном смысле они ближе к лягушкам, чем к птицам…
Про то, как рептилии обучаются, насколько хорошо решают задачки, запоминают лабиринты, играются с палками (как собачки!) и про все остальное – в следующих постах.
Источники: 1. Northcutt, R. G. (2013). Variation in reptilian brains and cognition. Brain, behavior and evolution, 82(1), 45-54. 2. Наумов, Н. П., & Карташов, Н. Н. (1979). Зоология позвоночных.-Ч. 2.-Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. М.: Высшая школа.
Главная English Биологический кружок ВООП Гостю кружка Планы кружка Экспедиции и выезды Исследовательская работа Программа «Parus» История кружка Контакты кружка Полевой центр Фотогалерея Летопись биостанции Статьи о биостанции Исследовательские работы Учебные программы Полевые практикумы Методические семинары Вебинары Исследовательская работа Проектная деятельность Экспедиции и лагеря Экологические тропы Экологические игры Публикации (статьи) Методические материалы Наглядные определители Карманные определители Определительные таблицы Энциклопедии природы России Компьютерные определители Мобильные определители Учебные фильмы Методические пособия Полевой практикум Природа России Минералы и горные породы Почвы Грибы Лишайники Водоросли Мохообразные Травянистые растения Деревья и кустарники Ягоды и сочные плоды Насекомые-вредители Водные беспозвоночные Дневные бабочки Рыбы Амфибии Рептилии Птицы, гнезда и голоса Млекопитающие и следы Фото растений и животных Систематический каталог Алфавитный каталог Географический каталог Поиск по названию Галерея Природные ландшафты мира Физическая география России Физическая география мира Европа Азия Африка Северная Америка Южная Америка Австралия и Новая Зеландия Антарктика Рефераты о природе География Геология и почвоведение Микология Ботаника Культурные растения Зоология беспозвоночных Зоология позвоночных Водная экология Цитология, анатомия, медицина Общая экология Охрана природы Заповедники России Экологическое образование Экологический словарь Географический словарь Художественная литература Международные программы Общая информация Полевые центры (Великобритания) Международные экспедиции (США) Курс полевого образования (США) Международные контакты Интернет-магазин Карманные определители Цветные таблицы Компьютерные определители Энциклопедии природы Методические пособия Учебные фильмы Комплекты материалов Контакты Гостевая книга Ссылки Партнеры Наши баннеры Карта сайта
Бесплатные экскурсии в музей Пиявки! Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом. Подробнее >>>
АгроБиоФерма «Велегож» в Подмосковье приглашает! Принимаются организованные группы школьников и родители с детьми (от 12 до 24 чел.) по учебно-познавательной программе «Введение в природопользование» Подробнее >>>
Зимние учеты птиц России! Приглашаем биологические кружки, профессиональных орнитологов и просто любителей птиц принять участие в программах зимних учетов птиц «Parus» и «Евроазиатские Рождественские учеты» в зимний сезон 2020-2021 годов. Подробнее >>>
Биологический кружок ВООП приглашает! Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>
Соревнования по полевой ботанике «ВЕСЕННЯЯ ФЛОРА» пройдут в мае-июне 2020 года в онлайн-формате (определение растений по фотографиям). К участию в соревновании приглашаются школьники и взрослые любители природы, проживающие в средней полосе Европейской части России. Подробнее >>>
Международные дни наблюдений за птицами! Союз охраны птиц России приглашает российских любителей птиц принять участие в акции и загрузить результаты своих наблюдений на www.biodat.ru Подробнее >>>
Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>
Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>
Наши авторские методические материалы по рептилиям и амфибиям России: В нашем Интернет-магазине по некоммерческим ценам (по себестоимости производства) можно приобрести следующие методические материалы по рептилиям Северной Евразии:
компьютерные цифровые (для PC-Windows) определители: Рептилии, Амфибии. полевые приложения-определители для смартфонов и планшетов: Рептилии, Амфибии и Голоса (их можно скачать в Google Play или загрузить в AppStore), карманные полевые определители: Обитатели водоемов, Животные. Определитель (в т.ч. рептилии), цветная ламинированная определительная таблица Амфибии и рептилии, определитель серии «Энциклопедия природы России» Земноводные и пресмыкающиеся.
Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если Вы копируете материалы с этой страницы! Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использования и копирования материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
Пригодилась эта страница? Поделитесь ею в своих социальных сетях:
Анатомия, морфология и экология пресмыкающихся
10. Нервная система, органы чувств и нервная деятельность пресмыкающихся
Головной мозг пресмыкающихся отличается от головного мозга земноводных рядом важных особенностей и нередко выделяется в особый «зауропсидный тип», присущий также птицам и противопоставляемый «ихтиопсидному типу» мозга земноводных и рыб (рис. 16).
Рис. 16. Схема организации головного мозга пресмыкающихся (по Никитенко, 1969): 1 — обонятельная луковица, 2 — обонятельный тракт, 3 — базальное ядро и гипопаллиум, 4 — стриатум, б— неопаллиум, 6,7 — дорзальная и вентральная части зрительного бугра, 8 — зрительный тракт, 9 — эпифиз, 10 — зрительная кора среднего мозга, 11 и 12 — ретикулярная формация среднего и продолговатого мозга, 13 — слуховое ядро среднего мозга, 14 — продолговатый мозг, 15 — мозжечок, 16 — чувствительные ядра продолговатого мозга, 17 — чувствительные пучки волокон кожно-мышечного анализатора, 18 —- двигательные волокна к мышцам тела, 19 — то же, к мышцам головы, 20 — гипофиз
Передний мозг рептилий более крупен; его увеличение связано с развитием мозгового свода полушарий и заметному увеличению лежащих на дне полосатых тел (corpora striata), составляющих большую часть массы переднего мозга (рис. 17).
В мозговом своде полушарий отчетливо различаются первичный свод, или архипаллиум, занимающий большую часть крыши полушарий, а также зачаток неопаллиума. У современных рептилий роль основного ассоциативного центра, определяющего характер поведения, играют передний мозг и кора среднего мозга, связанные через центры промежуточного мозга. При этом первичная функция переднего мозга — обработка обонятельной информации — сохраняется, но становится второстепенной; с обонятельными луковицами полушария соединяются длинным обонятельным трактом.
Обонятельный центр по сравнению с амфибиями более сложен и дифференцирован. В переднем мозге рептилий возникают экранные структуры, обычно свидетельствующие об усложненной нервной деятельности.
Промежуточный мозг сверху прикрыт полушариями переднего мозга. В его крыше расположены эпифиз (эндокринная железа) и теменной орган, у гаттерии и некоторых ящериц служащий дополнительным фоторецептором: он способен воспринимать сигналы опасности (быстрое затенение) и, видимо, служит рецептором, регистрирующим сезонные изменения светового режима. Уплотненный и прозрачный передний отдел теменного органа напоминает хрусталик глаза, а его бокаловидная задняя часть снабжена пигментными и чувствующими клетками. Дно промежуточного мозга участвует в работе эндокринной системы в качестве нейросекреторной доли гипофиза, связанной с гипоталамической областью промежуточного мозга. Этим путем гипофиз получает информацию о состоянии внешней среды, собранную органами чувств и обработанную мозговыми центрами, что позволяет ему координировать работу всей эндокринной системы. Средствами связи служат воротные системы кровеносных сосудов, существующие во всех долях гипофиза. Они, видимо, получают и передают информацию, кодированную в химических соединениях.
Зрительная кора среднего мозга более развита, нежели у амфибий. Сохраняя значение основного центра обработки зрительной информации, у рептилий она принимает участие и в формировании актов сложного поведения. В отличие от амфибий мозжечок пресмыкающихся крупный, что отвечает большей сложности и интенсивности их движений.
Продолговатый мозг образует изгиб в вертикальной плоскости, характерный для всех амниот. Сохраняя значение центра автоматической (безусловнорефлекторной) двигательной активности и основных вегетативных функций (дыхания, кровообращения, пищеварения и др.), продолговатый мозг находится под большим контролем передних отделов мозга. В связи с этим его значение как центра ассоциативной деятельности уменьшается. Имеются 11 пар головных нервов.
В спинном мозге отчетливее выражено разделение белого (проводящих путей) и серого (нервных клеток) вещества. Это свидетельствует об усилении контроля центров головного мозга над рефлекторными механизмами спинного мозга. В области плечевого и тазового поясов спинной мозг образует нервные сплетения, обеспечивающие обслуживание системы мускулов конечностей. Вегетативная (симпатическая и парасимпатическая) нервная система в виде цепи парных нервных ганглиев, связанных со спинно-мозговыми корешками и между собой промежуточными комиссурами, выражена отчетливо и представляет механизм, координирующий работу вегетативных систем организма в условиях изменчивой среды. Нельзя не видеть в этом связи с общей интенсификацией двигательной активности пресмыкающихся. С усложнением движений и развитием общения между животными связано прогрессивное развитие органов чувств.
Орган зрения приспособлен к работе в воздушной среде. Глаз защищен наружными веками и мигательной перепонкой. У змей и некоторых ящериц (гекконов, сцинков, части безногих ящериц) веки срастаются, образуя прозрачную оболочку. У ночных видов глаза обычно увеличены и имеют вертикальный зрачок. Слезные железы предохраняют глаз от высыхания, увлажняя поверхность глазного яблока. В отличие от лягушек глазные яблоки не могут втягиваться в ротовую полость и совершают только вращательные движения. У хамелеонов каждый глаз может двигаться самостоятельно, что важно при подкарауливании добычи, когда тело неподвижно. В меньшей степени способностью к раздельному движению глаз наделены агамы (p. Calotes) и некоторые игуаны.
Аккомодация глаза достигается перемещением хрусталика и изменением его кривизны с помощью поперечнополосатого ресничного мускула. От задней стенки глазного яблока в стекловидное тело вдается «гребень» — богатый кровеносными сосудами пигментированный вырост; видимо, он улучшает питание сетчатки. Гребень лучше развит у обитателей открытых пространств. Сетчатка глаза пресмыкающихся сложнее, чем сетчатка земноводных. У части ночных видов она содержит только палочки. У обладающих цветным зрением дневных видов в сетчатке есть и палочки, и колбочки; у многих видов колбочки снабжены своеобразными светофильтрами в виде бесцветных или окрашенных (желтых, оранжевых, красных) жировых капель. Чувствительность цветового зрения большинства пресмыкающихся смещена в желто-оранжевую часть спектра. В отличие от земноводных анализ и синтез зрительных восприятий производится не в сетчатке, а преимущественно в зрительной коре среднего мозга.
В пространственной ориентации и общении пресмыкающихся зрение играет важную, обычно решающую роль. С этим связано существование яркой, иногда сложной демонстративной окраски, имеющей опознавательное значение. Ту же роль выполняют позы. Многие детали окраски и ряд сигнальных движений служат защитой от врагов и конкурентов: устрашение раскрыванием воротника австралийской плащеносной ящерицей или разинутой пастью ушастой круглоголовки, окрашенной приливающей кровью в ярко-красный цвет, и т.п. Взмахи хвоста песчаной круглоголовки, раскрашенного черно-белыми полосами, служат сигналом прекращения опасности.
У ямкоголовых змей (Crotalidae), у питонов (Pythoninae) и африканских гадюк (Bitis) имеются особые органы термического чувства — терморецепторы и даже термолокаторы. Термолокаторы ямкоголовых змей — парные ямки, расположенные по бокам морды, между ноздрями и глазами; у питонов подобные же неглубокие ямки имеются на верхнегубных щитках, а у африканских гадюк чашеобразные углубления лежат позади ноздрей.
Лучше изученный термолокатор ямкоголовых змей состоит из прикрытой прозрачной пленкой ямки и меньших размеров внутренней полости, разделенных тонкой (15 мкм) мембраной; иннервируется ветвью тройничного нерва. Внутренняя полость сообщается с внешней средой тонким каналом, запираемым кольцевым мускулом. При закрытом канале излучаемое жертвой тепло (поток инфракрасных лучей), нагревая наружную полость, увеличивает давление на перепонку и по разности давления в правой и левой полостях позволяет определить направление источника излучения, т. е. лоцировать добычу в темноте (например, грызуна в его норе). Полагают, что эти терморецепторы способны регистрировать изменения температуры в тысячные доли градусов.
Орган слуха пресмыкающихся в схеме близок к органу слуха лягушек. Он состоит из среднего уха с барабанной перепонкой и одной слуховой косточкой — стремечком, передающим колебания перепонки на круглое окошко, отделяющее полость внутреннего уха. Этот механизм усиливает звуки, распространяющиеся в воздушной среде. Во внутреннем ухе обособляется улитка (lagena), служащая аппаратом анализа и кодирования акустических сигналов. Улитка еще не сложна и у большинства видов представляет мешкообразный вырост. Это соответствует относительно небольшой роли слуха в жизни пресмыкающихся. Они воспринимают звуки в диапазоне 20-6000 герц (Гц), но большинство хорошо слышит только в диапазоне 60-200 Гц. Крокодилы лучше воспринимают звуки частотой 100-3000 Гц. У змей слух особенно слаб; они лишены барабанной перепонки и воспринимают преимущественно звуки, распространяющиеся по субстрату (земле) или в воде (так называемый сейсмический слух). То же свойственно и змеевидным ящерицам. Передача звуков с субстрата на овальное окошко среднего уха обеспечивается квадратной и квадратно-скуловой костями. Сравнительно ограниченный слух змей соответствует их слабым голосовым возможностям. Невысоки и слуховые способности черепах, барабанная перепонка которых толстая, а слуховой проход у некоторых видов закрыт утолщенной кожей.
Большинство пресмыкающихся немо; их звуковой мир беден. Звуки змей (шипенье, хрип, стук хвостовых погремушек) и некоторых ящериц (скрип чешуи) чаще служат угрожающим предупреждением. Громкие ревущие звуки издают крокодилы; они используются при охране территории и при поисках особи другого пола.
Хеморецепторы играют в ориентации и общении рептилий важную, хотя и меньшую по сравнению со зрением роль. Органы обоняния открываются наружу парными ноздрями, а в полость рта — щелевидными хоанами. Срединная часть носоглоточного хода дифференцирована на верхний обонятельный и нижний дыхательный отделы. Обонятельный отдел имеет складчатые стенки, увеличивающие его поверхность. Впереди хоан в крыше ротовой полости имеется углубление, так называемый якобсонов орган. Он воспринимает запах находящейся во рту пищи или веществ, которые животное собирает с земли своим подвижным языком и вносит в ротовую полость.
Чувствительность обоняния пресмыкающихся выше, чем у земноводных. Многие ящерицы с помощью обоняния находят пищу, выкапывая ее из песка с глубины до 6-8 см. Вараны, полозы и гадюки с его помощью находят пищу, разыскивают особей другого пола и могут различать особей своего или чужих видов; реагируют они и на запахи врагов. Черепахи, ящерицы и крокодилы имеют специальные пахучие железы, секретом которых они метят занятую территорию, предупреждая вторжение на нее чужих особей.
Чувство осязания выражено отчетливо. Черепахи ощущают даже легкое прикосновение к панцирю. У многих ящериц имеются осязательные «волоски», образовавшиеся из ороговевших клеток кожи и расположенные по краям чешуи.
Наши авторские методические материалы по рептилиям и амфибиям России: В нашем Интернет-магазине по некоммерческим ценам (по себестоимости производства) можно приобрести следующие методические материалы по рептилиям Северной Евразии:
компьютерные цифровые (для PC-Windows) определители: Рептилии, Амфибии. полевые приложения-определители для смартфонов и планшетов: Рептилии, Амфибии и Голоса (их можно скачать в Google Play или загрузить в AppStore), карманные полевые определители: Обитатели водоемов, Животные. Определитель (в т.ч. рептилии), цветная ламинированная определительная таблица Амфибии и рептилии, определитель серии «Энциклопедия природы России» Земноводные и пресмыкающиеся.
В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром «Экосистема» печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц «Грибы, растения и животные России», компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов «Как организовать полевой экологический практикум»), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.
Главная 
Гостю кружка 
