§ 53. Нервная система, органы чувств и поведение млекопитающих

Определения и обозначения

Центральная нервная система — это головной и спинной мозг. Она обрабатывает сигналы, поступающие от органов чувств и внутренних органов, и участвует в управлении ответами организма. Благодаря её работе разные части тела действуют согласованно, а организм может приспосабливаться к изменениям.

Анализатор — система из рецепторов, нервных путей и соответствующего отдела мозга. Рецептор улавливает раздражитель и превращает его действие в нервный импульс, а мозг получает и обрабатывает сигнал. Поэтому восприятие возникает не только в органе чувств: в нём участвуют все звенья анализатора.

Безусловный рефлекс — врождённая закономерная реакция организма на раздражитель. Например, прикоснувшись к горячему, животное быстро отдёргивает лапу; такая реакция помогает избежать повреждения. В отличие от приобретённой реакции, безусловный рефлекс не нужно предварительно осваивать на опыте.

Инстинкт — сложная врождённая форма поведения, состоящая из связанных действий. Например, поведение при заботе о потомстве включает несколько последовательных действий, а не одну короткую реакцию. Инстинкты помогают животным выживать и размножаться, хотя конкретное поведение может изменяться под влиянием опыта.

Как это устроено

Нервная система включает головной и спинной мозг, нервы и нервные окончания. Рецепторы принимают сигналы, а нервы проводят импульсы между органами и центральной нервной системой. Такая связь нужна, потому что организму приходится одновременно получать сведения о состоянии тела, замечать перемены вокруг и согласовывать ответ разных частей.

У млекопитающих хорошо развиты большие полушария головного мозга и их наружный слой — кора. В коре обрабатываются сигналы, поступившие от органов чувств, и связываются с накопленным опытом. Благодаря этому животное не только отвечает одинаково на каждый раздражитель, но может выбирать действие, учитывать обстановку и менять поведение.

Восприятие начинается, когда раздражитель действует на рецептор, например свет попадает в глаз или звук достигает уха. Рецептор преобразует воздействие в нервный импульс, который проходит по нервным путям к соответствующему отделу мозга. Там сигнал обрабатывается, и возникает ощущение; затем нервная система может организовать ответное действие.

Органы чувств улавливают разные свойства окружающей среды. Зрение помогает замечать предметы и движение, слух — воспринимать звуки, обоняние — распознавать запахи, вкус — различать свойства пищи, а кожные рецепторы — чувствовать прикосновение, температуру и боль. Эти сведения позволяют млекопитающим находить пищу, избегать опасности и взаимодействовать друг с другом.

Безусловные рефлексы и инстинкты возникают без предварительного обучения, но не всё поведение врождённое. Приобретённые реакции и навыки формируются, когда животное учится на собственном опыте или наблюдает за другими. Обучение полезно тем, что позволяет приспособить действия к конкретным условиям; врождённые формы поведения при этом могут дополняться и изменяться.

Органы чувств млекопитающих и воспринимаемые раздражители

Пользуйся таблицей, чтобы связать каждый орган с тем, какой раздражитель он улавливает и какую информацию передаёт. Затем объясни, как это восприятие помогает животному действовать. Помни, что ощущение возникает при участии не только рецептора, но и нервных путей с отделом мозга.

Разбор задач

Задача 1. Животное отдёргивает лапу после прикосновения к горячему предмету. Нужно определить, какая система обеспечивает реакцию и почему она возникает быстро.

1. Сначала находим источник сигнала: горячий предмет действует на рецепторы, чувствительные к температуре и боли.
2. Рецепторы преобразуют воздействие в нервный импульс. Он проходит по нервным путям к центральной нервной системе, которая организует ответ.
3. Далее нервный сигнал вызывает сокращение мышц, и лапа отдёргивается. Это защитный безусловный рефлекс; его быстрота помогает уменьшить повреждение.

Ответ: реакцию обеспечивает нервная система. Она возникает быстро, потому что сигнал от рецепторов быстро передаётся по нервным путям и вызывает защитное движение.

Задача 2. Молодой зверь впервые наблюдает за действиями взрослого и затем повторяет их. Нужно выяснить, врождённое это поведение или приобретённое.

1. Отмечаем, что действие появилось после наблюдения за взрослым, а не просто выполняется с рождения.
2. Повторение требует запомнить увиденное и применить его. Значит, на поведение повлияли обучение и опыт.
3. Сравниваем с инстинктом: он является врождённой последовательностью действий и не требует предварительного наблюдения, хотя опыт может его изменять.

Ответ: это приобретённое поведение, например навык, сформированный благодаря наблюдению и обучению, а не только врождённый инстинкт.

Задача 3. У животного повреждён участок с рецепторами, но нервные пути и соответствующий отдел мозга сохранны. Нужно объяснить, как это скажется на восприятии сигнала и поведении.

1. Вспоминаем состав анализатора: рецептор, нервные пути и соответствующий отдел мозга должны работать как единая система.
2. Повреждённый рецептор хуже улавливает свой раздражитель или перестаёт его воспринимать. Поэтому к мозгу не поступает обычный сигнал.
3. Сохранность нервов и мозга не заменяет работу рецептора: без начального импульса мозгу нечего обрабатывать, и связанная с сигналом реакция может ослабнуть или не возникнуть.

Ответ: восприятие соответствующего раздражителя будет нарушено, а поведение, зависящее от него, может измениться. Другие анализаторы при этом способны продолжать работать.

Типичные ошибки

Ошибка — считать орган чувств всем анализатором. Так думают, потому что именно орган первым встречается с раздражителем, но полученная информация должна пройти по нервным путям и быть обработана мозгом. Проверь себя: можешь ли ты назвать три звена анализатора и объяснить роль каждого?

Ошибка — смешивать безусловный рефлекс и инстинкт. Их путают, потому что оба относятся к врождённому поведению, однако рефлекс представляет отдельную реакцию, а инстинкт — сложную последовательность действий. Для проверки спроси себя, описывается ли один ответ на раздражитель или целый комплекс связанных действий.

Ошибка — считать любое поведение врождённым. Некоторые действия действительно появляются без обучения, но многие навыки млекопитающие приобретают благодаря опыту и наблюдению. Проверь себя: если действие возникло после тренировки или наблюдения, значит, в его формировании участвовало обучение.

Ошибка — полагать, что органы чувств только регистрируют сигналы. Такое представление упускает обработку информации и ответ организма, которые обеспечиваются нервной системой. Проверь себя, проследив путь от рецептора через нервные пути к мозгу и далее к возможной реакции.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении нервной клетки, раздражителях, рецепторах и рефлексах: они помогают проследить, как сигнал превращается в ответ. Сведения о нервной системе млекопитающих пригодятся при изучении высшей нервной деятельности и поведения человека. Понимание работы анализаторов также помогает разбираться в устройстве органов чувств и способах сохранения здоровья нервной системы.

Что запомнить

• Нервная система координирует работу организма и его реакции на изменения среды.
• Головной и спинной мозг относятся к центральной нервной системе.
• Кора больших полушарий играет важную роль в обработке информации и сложном поведении.
• Анализатор включает рецептор, нервные пути и соответствующий отдел мозга.
• Органы чувств помогают млекопитающим получать сведения об окружающей среде.
• Рефлексы и инстинкты относятся к врождённым формам поведения.
• Опыт и обучение позволяют формировать приобретённые реакции и навыки.