Целый день в наш мозг по бесчисленным
каналам связи поступает информация. В слуховом нерве 30 000
проводов-волокон, в зрительном нерве их еще больше, около 900 000. Объем
информации, поступающей только из слухового аппарата, равен десяткам
тысяч бит в секунду, информация глаз достигает миллионов бит! Мозг
должен в ней разобраться, выявить главную, отделив ее от второстепенной
или совсем ненужной. Ведь усвоить он способен всего 50 бит в секунду.
Утром, прежде чем проснувшийся мозг
сможет заняться этой работой, ему необходимо наладить приемные
устройства, чтобы обеспечить бесперебойное поступление важнейших
сообщений. Дело это совсем не легкое. Организм человека и животных
обладает множеством самых различных приемных устройств, каждое из
которых способно воспринимать лишь определенным образом закодированную
информацию.
Сколько же каналов связи у организма? Сколько способов извлечения информации ему известно?
Приемные устройства для извлечения
информации, или рецепторы, в обыденной жизни принято называть органами
чувств. Их много. Специалисты называют шесть основных: зрение, слух,
равновесие, вкус, обоняние и кожную чувствительность.
Ну, а не основные просто невозможно
перечислить. Только в коже находится масса рецепторов: одни реагируют на
легкое прикосновение (они обеспечивают осязание), другие — на более
сильное воздействие, и раздражение их воспринимается как боль. Третьи
реагируют только на холод, четвертые ощущают только тепло. Это лишь
начало списка кожных рецепторов, на самом деле их значительно больше.
А сколько рецепторов имеют внутренние
органы: одни определяют качество пищи, попавшей в желудок, другие
уровень кровяного давления, третьи количество растворенного в крови
углекислого газа. Мы даже не осознаем их работу. До нашего сознания
просто не доходит информация, которую рецепторы внутренних органов
беспрерывно шлют мозгу.
Ученые давно изучают устройство и
работу органов чувств. Особенно усилились эти исследования в последние
годы, с тех пор как появился электронный микроскоп. Это понятно, ведь
обычный увеличивает от силы в тысячу — полторы тысячи раз, зато
электронному доступны громадные увеличения — в 20, 40, 60, а то и в 100
тысяч раз! Не удивительно, что он помог ученым подсмотреть много нового.
Выяснилась удивительная вещь: у всех
живущих на Земле животных рецепторные клетки (они воспринимают
раздражения) любых органов чувств обнаруживают огромное сходство в своем
строении. Оказывается, любая из них обязательно снабжена подвижным
волоском, или жгутиком. В устройстве жгутиков разных рецепторных клеток
тоже много общего. Внутри проходят две центральные опорные фибриллы
(волокна), окруженные кольцом из девяти пар подвижных фибрилл. Только в
очень редких случаях этот жгутик бывает видоизменен.
Жгутики играют для рецепторной клетки
такую же роль, как антенна для радиоприемника. Их так и называют
рецепторными антеннами. При их помощи мы и воспринимаем окружающий мир.
Антенны рецепторных клеток глаза реагируют на световую энергию — фотоны.
В органе обоняния антенны воспринимают энергию молекул пахучих веществ.
Антенны слуховых клеток реагируют на звук — энергию звуковой волны.
Чувствительность антенн поразительна.
Достаточно энергии одного фотона, самой маленькой порции света, чтобы
зрительная клетка возбудилась. Для антенны обонятельной клетки — одной
молекулы пахучего вещества. Слуховая клетка возбуждается, когда
колебания барабанной перепонки достигают размаха всего 0,0000000006
миллиметра. Это в десять раз меньше диаметра самого крохотного атома —
атома водорода.
Антенны всю жизнь находятся в
беспрерывном движении. Без этого нельзя воспринимать раздражения
внешнего мира. Движущиеся антенны ведут активный поиск раздражителей.
Сходство между рецепторными клетками
различных органов чувств, конечно, не полное. Есть и серьезные различия.
В зрительных клетках, например, содержится особое вещество, называемое
зрительным пурпуром, которое изменяется под действием света. Благодаря
этой фотохимической реакции и происходит восприятие света. В рецепторных
клетках других органов чувств пурпура нет. С помощью каких веществ они
воспринимают раздражители, ученым пока неизвестно.
Почему так много сходства в строении
различных рецепторных клеток, сказать трудно. Видимо, конструкция
оказалась очень удачной, поэтому природа, создавая самые разнообразные
органы чувств, и использовала типовые, стандартные детали.
Прошли миллионы лет, животный мир на
нашей планете проделал огромный путь развития от примитивных
одноклеточных существ, почти не воспринимающих раздражения окружающего
мира, до современного человека с его многочисленными, очень совершенными
и чрезвычайно чувствительными органами чувств. Кажется, между человеком
и инфузорией не осталось ничего общего. Но нет! Рецепторные клетки
человека и птиц, рыб и насекомых, моллюсков и других животных
воспринимают окружающий мир, любые его раздражения, любыми органами
чувств с помощью сходно устроенных подвижных антенн. Даже одноклеточные
организмы, такие, как эвглена, и они используют все ту же подвижную
антенну. Вот что значит удачная конструкция. Она проходит не только
через века и тысячелетия. Для нее не страшны даже миллиарды лет. Живые
организмы Земли пронесли подвижную антенну от самого зарождения жизни до
наших дней. |