Клюв утконоса воспринимает слабые электрические сигналы и механические воздействия. Поэтому он помогает обследовать подводное окружение, а не только захватывать пищу. Два вида чувствительности дают разные сведения: электрическая активность связана с работой живых тканей, а прикосновение и колебание — с движением окружающей среды и предметов.
Электричество может служить подсказкой
В исследовании утконосов проверяли реакции на постоянные электрические поля. Животные могли определять положение предметов и избегать их, ориентируясь по этому признаку. Одновременно регистрировали ответы мозга, возникавшие при электрическом воздействии на клюв. Поведение и физиологические измерения вместе подтвердили электрическую чувствительность органа.
Чувствительность к быстро меняющемуся сигналу позволяла предположить ещё одну связь: сокращения мышц возможной добычи, например ракообразных, сопровождаются электрической активностью. Авторы обсуждали возможность обнаружения этой активности утконосом.
Здесь нужно различать результат и объяснение его природного применения. Найти источник заданного поля в опыте — не то же самое, что опознать каждое живое существо в реке. Один чувствительный признак помогает поиску, но не сообщает автоматически название, размер и пригодность любой найденной цели.
В коже клюва находятся разные рецепторы
Рецептором называют структуру, воспринимающую воздействие и передающую сведения нервной системе. В опытах с двумя утконосами исследователи записывали активность чувствительных нервных волокон. На краю верхней части клюва обнаружили участки, отвечавшие на слабые электрические импульсы.
Эти ответы менялись в зависимости от направления электрического воздействия. При этом умеренно сильное механическое раздражение не возбуждало такие рецепторы. Значит, электрическая чувствительность не была просто другим названием обычного осязания.
В той же работе различили несколько типов механических рецепторов. Одни сохраняли ответ при длительном воздействии, другие быстро приспосабливались или хорошо отвечали на вибрацию. Поэтому весь клюв нельзя представить как одинаковую поверхность с одним видом чувствительных кнопок.
Разные измерения проверяли разные свойства. Ответ на электрический импульс, ответ на касание и ответ на периодическое колебание не взаимозаменяемы, даже если получены в соседних участках кожи.
Как электрический сигнал достигает нерва
При исследовании строения электрических рецепторов внимание уделили слизистым железам клюва. Электрочувствительные нервные окончания были связаны с их выводными протоками. Проток — узкий путь, по которому содержимое железы выходит на поверхность.
Более поздняя анатомическая работа показала особое устройство конечных нервных отростков и окружающей кожи. Одни части находились в ткани с высоким электрическим сопротивлением, другие — с низким. Это создавало подходящий путь передачи слабого электрического воздействия к чувствительному окончанию.
В описанных рецепторах не было отдельной специализированной чувствительной клетки, подобной той, которая известна у исследованных электрочувствительных рыб. Само нервное окончание участвовало в восприятии. Поэтому сходная способность животных чувствовать электричество не требует совершенно одинакового устройства рецепторов.
Два вида сведений приходят в связанные области мозга
В другом исследовании записывали ответы коры мозга при слабом электрическом и механическом воздействии на клюв. Активные области значительно перекрывались. Сигналы от края клюва были представлены сильнее, чем сигналы от его верхней поверхности.
Обнаружили и взаимодействие ответов: при близких по времени воздействиях один мог подавлять другой. Но в этих опытах не получили доказательства прямого объединения двух видов входа в одной клетке коры. Перекрывающиеся области ещё не означают, что каждая нервная клетка обязательно решает обе задачи.
Это полезное различие между общей картой мозга и работой отдельного нейрона. Запись при заданных условиях показывает связь чувствительных систем, но не воспроизводит весь поиск пищи свободно плавающим животным.
Что показывает наружный портрет
У утконоса широкий уплощённый клюв, короткие конечности с перепонками и плоский хвост. На иллюстрации виден этот общий облик. Отдельные рецепторы и электрические ответы мозга обычная фотография не показывает: их работу установили специальными наблюдениями и измерениями.
АмфибииКак лёгкие лягушки участвуют в слухе
Морские животныеКак осьминог плавает с помощью струи воды
АмфибииПочему у головастика исчезает хвост
НасекомыеПочему светятся светлячки