VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Сравнение органов чувств человека и животного
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Животные способны воспринимать такие явления, которые для человека непостижимы. Речь идет о совершенно реальных вещах, абсолютно естественных, а не сверхъестественных. Одни животные могут слышать изображения и видеть тепловое излучение, другие наделены способностью чуять запахи на расстоянии километров, ощущать магнитное поле Земли или предчувствовать надвигающееся землетрясение. Сокол мог бы читать газету (если б умел читать) с расстояния 30 м. А рыба-слон очаровывает избранницу электрическими импульсами своих любовных песен. Даже глаза многообразных существ воспринимают все по-разному. Лягушка видит пейзаж не таким, как мы, а пчелы в свою очередь воспринимают совершенно другую картину окружающего мира. Ночные бабочки видят совсем иные созвездия, чем мы. Летучие мыши ориентируются с помощью недоступного нашему слуху высокого звука. А глухарь поет неслышимым для нас глубоким басом. Многим видам животных грозит вымирание. Для их спасения надо детально рассмотреть условия их жизни, поведение и те органы чувств, с помощью которых они ориентируются в мире. Изучая удивительные способности животных, мы учимся намного лучше понимать и свои собственные чувства. Все, что казалось нам раньше совершенно обыденным, возвышается теперь до великого чуда природы. (1)
Цель: Найти данные о том, есть ли в природе животные, превосходящие человека умении воспринимать окружающий мир с помощью органов чувств.
Задачи:
1) Выбрать органы чувств, о которых нужно будет собрать информацию.
2) Найти информацию о выбранных органов чувств.
3) На основе сравнения информации, определить, превосходят ли те или иные представители животного царства, человека.
Органы чувств человека
Органы чувств можно условно разделить на две группы: дистанционные и тактильные. К дистанционным относятся: зрение, слух и обоняние.
Все образы, получаемые этими чувствами, воспринимаются человеческим организмом на расстоянии и за восприятие, а также за создание образов отвечают определенные участи мозга, таким образом, создавая сложные аналитические цепочки.
Тактильные чувства можно назвать более простыми по своему механизму действия, ведь осязание и вкус на первичной стадии анализа информации мозгом, происходят только при непосредственном контакте.
Слух можно назвать одним из самых первых сенсорных чувств, которое развивается, а также начинает функционировать еще до рождения человека. Рождаясь, маленький человечек уже имеет в памяти определенную систему звуков, на которые реагирует.
Орган слуха, очень сложный механизм, который подразумевает цепочку из определенных действий. Во-первых, человеческий организм способен услышать звук мощностью до 20 кГц. Во-вторых, звук попадает в организм в виде колебаний, которые воспринимаются барабанной перепонкой, которая в свою очередь начинает вибрировать, тем самым активизируя маленькие косточки. Система молоточков – косточек уже в свою очередь передает в определенном темпе колебания барабанной перепонки, во внутреннее ухо, сообщая информацию уже слуховому нерву и затем непосредственно в мозг, который воспроизводит в памяти ассоциацию, соответствующую полученной информации.
Зрение считается одним из основных чувств, которое дает человеку 90% информации об окружающем мире, и конечно зрительная система в сравнении с другими чувствами считается самой сложной. Во-первых, зрительный орган не только воспроизводит объект, он попутно сообщает еще множество сопутствующих данных, к примеру, размер, цвет, место расположения, расстояние, это действие подразумевает поэтапность самого процесса. Затем все данные передаются в головной мозг с искажениями и ошибками, которые мозг исправляет или дополняет с помощью уже имеющейся информации.
Орган обоняния нельзя в полной мере назвать одним из важнейших чувств, так как информация, получаемая посредством обоняния, по сравнению с другими органами, представлена в небольшом объеме. Тем не менее, даже несколько молекул на слизистой оболочке носа способны возродить в памяти человека множество воспоминаний посредством ассоциации между запахом и определенным событием из жизни. Возможно именно потому, что обоняние тесно связано с психологическим восприятием окружающей среды оно и считается самым загадочным и непредсказуемым органом чувств человека.
В основе восприятия вкуса, так же, как и запаха лежат химические реакции организма. Как известно органом определения вкуса служит язык, который покрыт вкусовыми луковицами, также за определения вкуса отвечают: задняя стенка глотки, небо и надгортанник. Полученная посредством луковиц информация попадает с помощью языкоглоточного и лицевого нерва в головной мозг, где уже происходит соотношение имеющего опыта и соответственно полученной информации.
В основе чувства осязания лежат тактильные ощущения, которые воспроизводят полученную информацию с помощью нервных окончаний расположенных под кожей и в мышцах. О качестве объекта мозг получает информацию несколькими способами, путем давления, вибрации или ощущения текстуры объекта. В свою очередь мозг воспроизводит ассоциацию согласно полученной информации;
К примеру, для того чтобы определить на ощупь клочок ваты, человек не обязательно должен его видеть. С помощью прикосновения он почувствует мягкость и пошлет соответствующий сигнал в мозг, который воспроизведет соответствующий образ. (5)
Сравнение органов чувств человека и животного
Зрение
Зрение человека не различает многих характеристик света, заметных другим животным, и уж тем более далеко от совершенства. Например, самыми совершенными глазами в природе Земли обладают представители отряда раков – богомолов. Они, в отличии от людей, которые делят видимый для себя свет на 7 цветов, делят свет на 12 цветов и также видят ультрафиолетовый и поляризацию.
У собак, как и у всех других млекопитающих, за исключением обезьяны и человека, отсутствует центральная ямка сетчатки (область максимальной остроты зрения). Большинство собак слегка дальнозорки (гиперметропия: +0,5 Д), т.е. они могут различать мелкие предметы или их детали на расстоянии не ближе 50-33 см; все предметы, расположенные ближе, кажутся расплывчатыми, в кругах рассеивания. Кошки близоруки, то есть они не видят дальние объекты также хорошо. Способность хорошо видеть вблизи больше подходит для охоты на добычу. Лошадь имеет невысокую остроту зрения и относительно близорука. Хорьки близоруки, что является, без сомнения, реакцией на их адаптацию к норному образу жизни и поиску добычи по запаху. Близорукое зрение хорьков является таким же острым, как и наше и, может быть, даже немного острее. (7)
Человек к тому же не лучше всех приспособлен к видению в темноте: в этом его превосходят совы и представители семейства кошачьих, способные видеть в тёмное время суток в 6 раз лучше, чем люди. Совы же бодрствуют по ночам, поэтому их зрение не позволяет хорошо видеть днём, однако с наступлением темноты ситуация меняется: эти птицы становятся зоркими охотниками, которые могут с лёгкостью разглядеть и поймать добычу.
В зоркости человек тоже уступает ряду животных, среди которых стрекоза, орёл, сокол и гриф. Стрекоза является самым зорким представителем насекомых. Она может различать предметы размером с маленькую бусинку на расстоянии в 1м. Глаз стрекозы состоит из 30 000 отдельных глазков, такие глаза называются «фасеточными». Каждый из них выхватывает из окружающего пространства одну точку, а уже в ее мозгу все складывается в единую мозаику. Сложно представить, но глаз стрекозы воспринимает до 300 изображений в секунду. В тех случаях, когда человек увидит промелькнувшую тень, стрекоза будет отчетливо видеть движущийся предмет.
И конечно, способностью видеть на дальние расстояния отличаются многие хищные птицы. Если принять остроту зрения орла за 100%, то обычное зрение человека составляет всего 52% от орлиного зрения. В то время как сокол способен разглядеть цель величиной в 10 см., с высоты 1,5 км, а гриф различает мелких грызунов с расстояния до 5 километров. (8)
Слух
Самым лучшим слухом обладают дельфины, киты и летучие мыши. Они издают очень высокий звук — ультразвуковой сигнал (ультразвук человек не воспринимает), который посылают вперед себя. Если звук встречает на своем пути какую-то преграду, возникает эхо (отраженный звук). Эхо указывает животному, что впереди препятствие, которое надо обогнуть.
Слух у кошек великолепный, в три раза совершеннее слуха человека. Это обусловлено особым строением ушной раковины, которая, как локатор, рефлекторно настраивается на источник звука. На кошачьих ушах есть небольшие кожистые складки, видимо служащие резонатором, а число нервных окончаний в слуховых органах вдвое превышает количество аналогичных окончаний человека.
Кошка свободно определяет направление распространения звука, его силу и высоту. Такой прекрасный слух нужен ей при охоте. Так, мышь, скребущуюся за стенами, кошка может услышать на расстоянии в двадцать метров, а шум, создаваемый мышью в пятнадцати метрах от кошки, способен ее разбудить. (8)Интересно, что уши наших домашних любимцев всегда бодрствуют, поворачиваясь в разные стороны, независимо друг от друга, на 180 градусов, даже если их обладатель, на первый взгляд, крепко спит. Здесь надо заметить, что у собак слух несколько хуже, чем у котов. У этих друзей человека граница верхнего диапазона достигает 40 тысяч герц «всего» в два раза больше, чем у нас.
Еще хорошо развит слух у слонов. Их огромные уши улавливают “рокот” других слонов примерно за 8 км. Стараясь расслышать далёкий шум или заинтересовавшись каким-то звуком, слон выставляет уши вперед. А самец хлопает ушами, чтобы распространить особый запах, дающий знать другим слона, что он здесь. Слоны способны слышать очень низкие звуки, называемые инфразвуком. Мы с вами не можем слышать инфразвук, хотя иногда ощущаем его.
Вкус
У рыб вкусовые рецепторы рассеяны по всей поверхности тела, что позволяет им постоянно ощущать вкус воды. Рецепторы вкуса представляют собой крошечные бочкообразные клетки с чувствительными волосками. Соприкасаясь с растворенными в воде молекулами химических веществ, они генерируют электрические сигналы, передаваемые нервами в головной мозг. Акулы настолько чувствительны к вкусу крови, что способны учуять одну ее каплю в плавательном бассейне средних размеров.
Настоящим победителем по вкусовым ощущениям является сом. Эти усатые обитатели водоемов обычно имеют более 100 тысяч вкусовых рецепторов, которые расположены практически по всему его телу, но основная их часть сосредоточена вокруг рта. Великолепное чувство вкуса имеет решающее значение для сома, потому что он охотится в мутной воде, где очень низкая видимость и этот хищник ориентируется и охотится на вкус. (6)
У наземных позвоночных вкусовые рецепторы находятся в ротовой полости. Поэтому, чтобы определить вкус предмета, им необходимо взять его в рот. Слюна, действуя как растворитель, помогает восприятию вкуса. У млекопитающих вкусовые рецепторы сосредоточены в особых выростах — вкусовых сосочках. Почти все они расположены на языке и сильно различаются размерами, формой и количеством рецепторов (нервных окончаний). Особенно много их у приматов (за исключением человека). Вот почему, в отличие от наших древесных сородичей, мы не всегда способны отличить вредную пищу от безопасной.
Среди млекопитающих больше всего вкусовых рецепторов имеют коровы - в 2,5 раза больше, чем у человека. Даже у свиньи, которая питается отбросами и помоями, их около 14000. И это объяснимо: "травоядные имеют так много вкусовых рецепторов, потому что они должны быть в состоянии оценить, содержит ли конкретное растение опасные токсины" так считает профессор ветеринарии Сьюзен Хемсли из Австралии. (8)
Обоняние
Определить животное с наиболее сильным обонянием сложно, поскольку различные обонятельные рецепторы обнаруживают разные запахи. Обонятельные рецепторы работают, чтобы обнаружить запахи. Эти рецепторы исчисляются миллионами и в основном сосредоточены в задней части полости носа, где они образуют обонятельный эпителий. Исследование различных видов показало, что слоны, медведи и акулы являются одними из животных с сильным обонянием.
Считается, что у медведей самое сильное обоняние среди всех животных на планете. Хотя мозг медведя составляет примерно треть человеческого мозга, область, которая контролирует обоняние, в пять раз больше чем у людей. Медведи используют острое обоняние, чтобы найти еду и избежать опасности, а также отследить детёнышей в дикой природе. Медведь может обнаружить тушу животного, находящуюся на расстоянии около 32-х км. (12)
Собаки, кстати, чувствуют запах еды на расстоянии всего лишь нескольких десятков метров. А вот буревестники, глупыши и альбатросы чуют запах рыбы за 3 км. Но и они не сравнятся с акулой.Исследование показывает, что у акул самая большая обонятельная луковица. Если каплю крови растворить в соленой морской воде так, чтобы ее концентрация составляла всего лишь одну миллионную процента, акула унюхает эту «математическую погрешность» на расстоянии 4 км.
Африканский слон обладает самым значительным количеством рецепторов, которые определяют запах. Обоняние слона является наиболее надёжным при работе с водой. Слоны могут обнаружить воду за 19 км. Хобот слона имеет многочисленные рецепторы обоняния.Всего ученые выявили у изученных видов более 10 тысяч разных генов, в которых закодированы обонятельные рецепторы. К удивлению исследователей, африканские слоны оказались обладателями около 2000 генов, связанных с обонянием - это в два раза больше, чем у собак, и в пять раз больше, чем у людей. (6)
Осязание
Пользуясь осязанием, люди могут определять такие физические свойства предметов, как форма, твердость — мягкость, гладкость — шероховатость, тепло — холод и производные от них. Болевые ощущения можно рассматривать как одну из форм осязания. В тоже время животным этот орган чувств помогает находить пищу, спасаться от врагов и ориентироваться в темноте, и еще многим другим он помогает в царстве животных.
У рыб имеется особый орган чувств — боковая линия. Ее рецепторы расположены в коже и тянутся узкими полосками по бокам тела. Боковая линия позволяет рыбам улавливать потоки и вибрации воды, а значит, обходить препятствия и чуять приближение врага. У наземных позвоночных животных к прикосновениям чувствительна вся кожа, но у многих имеются и дополнительные органы осязания, обладающие повышенной чувствительностью. У змей и некоторых ящериц они расположены на языке, у приматов — на губах и пальцах рук.
У большинства млекопитающих органами осязания являются жесткие длинные волосы на морде — вибриссы, или усы, воспринимающие даже самые легкие прикосновения. Лучше всего вибриссы развиты у зверей, ведущих ночной образ жизни, например, у кошачьих: они помогают им ориентироваться и охотиться в темноте, особенно в густых зарослях растительности. Длинные чувствительные усы имеют и норные животные. Когда слепой крот ползет по своим темным подземным туннелям, густые, торчащие вперед вибриссы помогают ему нащупывать дорогу и добычу. Активно пользуются вибриссами и водные животные — моржи, тюлени, выдры, бобры и др.: они заменяют им зрение при поиске и ловле добычи в мутной воде. (6)
Заключение
В ходе изучения данных из разных источников, я пришла к выводу, что в природе есть животные, превосходящие человека в умении воспринимать окружающий мир с помощью органов чувств.
Тем ни менее, ни человек, ни животное не используют полностью всех своих возможностей, чтобы добиться преимуществ перед соперниками. В частности, это утверждение справедливо в том, что касается области применения чувств. Каждый вид животных реагирует лишь на малую часть той богатейшей информации, которая достигает его нервной системы, и не обращает внимания на множество других изменений окружающей среды.
В обычных условиях каждое животное обладает определенным набором реакций на сенсорные сигналы, которые адекватны обычно возникающим потребностям. Часто животные умудряются найти выход из критических положений так, словно понимают в чем дело. Однако их чувства настроены на столь простые сигналы внешнего мира, что любые резкие изменения, которые мы внесли в него, вызовут у животных только неправильные реакции. Несмотря на подобные ограничения, сенсорный мир каждого вида животного должен способствовать его выживанию. Нервная система животного как-то комбинирует неосознанные ощущения от всех внутренних процессов в организме и изменяет реакции на внешние раздражения в зависимости от состояния внутренних побуждений. Внутри большого мозга, такого, как наш, например, память о прошлом опыте включается в нервные цепи и точнее регулирует совершаемые нами действия. (3)
Отобрав информацию и проанализировав ее, я опровергла гипотезу о совершенстве человеческих органов чувств по сравнению с другими животными.
Список использованных источников и литературы:
Витус Б. Дрешер. Животные. Как они видят, слышат и чувствуют - «Мир книги», 2010.
Манташьян П.Н. Биофизика органов чувств – «URSS», 2017.
Милн Л.Д..ю Милн М. Чувства животных и человека. – «Мир», 1966.
Жан-Бернар Фонтэн. Органы чувств. Восприятие окружающего мира – «Edition Atlas», 2008.
Интернет ресурсы:
https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-organi-chuvstv-3465700.html
http://mir-znaniy.com/chuvstvo-vkusa-u-zhivotnyih/
https://oculusvet.ru/article/mir-glazami-zhivotnykh/
https://prezi.com/p/4siu3xucwgt-/presentation/
https://studme.org/68738/psihologiya/organy_chuvstv_analizatory
https://www.referat911.ru/Zoologiya/organy-chuvstv-zhivotnyh/128605-2044674-place1.html
https://yandex.ru/turbo?text=http%3A%2F%2Fmir-znaniy.com%2Fosyazanie-u-zhivotnyih%2F
https://zen.yandex.ru/media/id/5a591400ad0f22c3a7062fd3/chempiony-zverinogo-niuha-jivotnye-samym-silnym-obonianie-5c5d27643abb1200adf772df