ИЗМЕНЕНИЕ И АДАПТАЦИЯ РЕЦЕПТОРА.

В этой книге мы неоднократно будем обращаться к широкой и имеющей большое прикладное значение теме эволюции (в связи с обсуждением разных вопросов). Для нас особенно важна идея, суть которой заключается в том, что эволюционные изменения, сохраненные благодаря естественному отбору, будучи переданными через бессчетное количество поколений, приводят к появлению таких способных к адаптации сенсорных систем, которые позволяют всем видам адекватно реагировать на те особенности окружающей среды, от которых зависит их выживание. Именно поэтому, рассказывая об ощущении и восприятии, мы не раз привлечем внимание читателей ко многим анатомическим формам, сенсорным механизмам и поведению, которые, без сомнения, являются результатами адаптации. Для получения информации и ресурсов все формы жизни должны взаимодействовать со своим окружением. У амебы, одноклеточного организма, нет специализированных рецепторов. Большая часть оболочки амебы чувствительна к гравитации, свету, теплу, давлению или прикосновению. Однако у большинства многоклеточных организмов благодаря эволюции появились специальные рецепторные клетки и структуры. Все эти рецепторные клетки отвечают на стимулирование нейронной активностью. Обобщая, можно сказать, что специализированные сенсорные рецепторы образовались в результате эволюции для того, чтобы помочь видам выжить за счет избирательного реагирования на определенные формы энергии, той самой энергии, которая несет им жизненно важную информацию о среде их обитания.

Сенсорно-рецепторные структуры и механизмы могут быть поняты с точки зрения их функционального назначения; иными словами, речь идет о том, насколько сенсорные системы биологических видов соответствуют требованиям выживания
в конкретных естественных условиях. Например, летучая мышь обладает высокоразвитой специализированной анатомией органов слуха и способностью испускать и улавливать звуки в чрезвычайно широком диапазоне. Понять эти особенности нетрудно, если рассматривать летучую мышь в экологическом контексте. Летучие мыши наиболее активны по ночам и, как иравило, живут в такой темноте, что фоторецепторы — светочувствительный механизм зрения — бесполезны. Однако в ходе успешной адаптации к их естественной среде обитания у летучих мышей благодаря эволюции сформировались уникальные сенсорные структуры и способность вести активный образ жизни в темное время суток. Точно так же специфические слуховые структуры и огромный диапазон издаваемых и принимаемых летучими мышами звуков могут быть оценены с точки зрения их выдающейся способности ориентироваться, на лету хватать добычу, прокладывать себе путь и огибать препятствия в полной темноте.

Вторым примером способности сенсорных систем к адаптации являются еноты, чьи лапы отличаются исключительной чувствительностью. Еноты пользуются лапами для поиска пищи, особенно в тех местах, где зрение и обоняние имеют лишь ограниченную ценность, например на мелководье. Более того, нередко можно видеть, как живущие в неволе еноты, прежде чем съесть пищу, мочат ее в воде.

Хотя эту процедуру и прозвали «стиркой», скорее всего, именно благодаря ей кожа передних лап енотов стала мягкой и более чувствительной (Radinsky, 1976). Можно предположить, что повышенная чувствительность лап енота возникла в ходе эволюции как компенсация недостаточно развитых зрения и обоняния. В соответствии с подобной адаптацией участок мозга енота, получающего тактильную информацию от лап, необычно велик по сравнению с другими проекционными зонами коры (Welker & Campos, 1963).

Подобные необычные сенсорные адаптации свойственны не только низшим млекопитающим. Мадагаскарская руконожка (ай-ай) — ночное животное, отчасти напоминающее белку и живущее на относительно ограниченном участке побережья. Это животное — представитель того же вида, что и лемур, принадлежит к приматам (наряду с обезьянами, мартышками и человеком) и имеет уникальный набор сенсорных структур и механизмов, позволяющих ему вести ночной образ жизни (рис. 1.11).

шштмяат

Задумайтесь над описанием, принадлежащим Натали Анжер

(Angier, 1992, р. 6-10):

Она настолько энергична, что способна обстукать дерево и обнаружить в нем пустоты, указывающие на присутствие в них личинок жуков, которые она обожает. Затем она вгрызается в ствол четырьмя передними зубами, которые имеют форму резцов и которые в отличие от зубов других приматов растут на протяжении всей жизни руконожки. Конечно же, нельзя ничего не сказать и про экстраординарный средний палец ай-ай — длинный тонкий палец, который сгибается во всех направлениях, даже назад, доставая до предплечья. Этот палец — многоцелевой инструмент, который служит для деликатного простукивания ствола дерева, продырявливания скорлупы яиц и извлечения из них содержимого и молока — из кокосовых орехов.

Такая неординарная адаптация животных к удовлетворению требований, предъявляемых к ним средой обитания, является результатом как экономности, так и эффективности направляющих и формирующих сил естественного отбора. С другой стороны, сенсорные структуры способны адаптироваться и к снижению уровня требований окружающей среды, что подтверждается таким необычным примером:

Личинка пурпурной асцидии свободно плавает, ориентируясь с помощью глаз и ушей, находит пищу и избегает хищников. Взрослая особь сбрасывает хвост и прикрепляется к скале. В таком состоянии она проводит примерно два года, ведя растительный образ жизни. Ее глаза, уши, а затем и мозг — все вырождается и становится бесполезным (Alpern, Lawrence & Wolsk, 1967, pi).

Однако, как правило, специализация сенсорных структур увеличивает объем информации, который может быть получен из окружающей среды. По мере увеличения функциональных потребностей видов возникает необходимость в большей чувствительности к разным видам энергии и в способности обнаруживать незначительную разницу между раздражителями. В ходе эволюции видов эта потребность нередко удовлетворяется за счет развития более специализированных сенсорных механизмов.