Närvisüsteem on putukate meeleorganid. Sissejuhatus. Meeleelundite roll putukate elus. Kas putukatel on kõrvad
Ždanova T.D.
Kokkupuude putukamaailma mitmekesise ja energilise tegevusega võib olla hämmastav kogemus. Näib, et need olendid hooletult lendavad ja ujuvad, jooksevad ja roomavad, sumisevad ja siristavad, närivad ja kannavad. Seda kõike ei tehta aga sihitult, vaid peamiselt kindla kavatsusega, nende kehasse põimitud kaasasündinud programmi ja omandatud elukogemuse järgi. Ümbritseva maailma tajumiseks, selles orienteerumiseks, kõigi otstarbekate toimingute ja eluprotsesside läbiviimiseks on loomad varustatud väga keerukate süsteemidega, peamiselt närvi- ja sensoorsete süsteemidega.
Mis on ühist selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemil?
Närvisüsteem on närvikoest koosnev kompleksne struktuuride ja elundite kompleks, mille keskseks osaks on aju. Närvisüsteemi põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus on protsessidega närvirakk (kreeka keeles on närvirakk neuron).
Närvisüsteem ja putukate aju tagavad: taju välis- ja sisemise ärrituse (ärritatavus, tundlikkus) meelte abil; sissetulevate signaalide viivitamatu töötlemine analüsaatorite süsteemiga, adekvaatse vastuse ettevalmistamine ja rakendamine; päriliku ja omandatud teabe salvestamine mällu kodeeritud kujul, samuti selle hetkeline otsimine vastavalt vajadusele; kõigi keha organite ja süsteemide juhtimine selle kui terviku toimimiseks, tasakaalustades seda keskkonnaga; psüühiliste protsesside ja kõrgema närvitegevuse rakendamine, otstarbekas käitumine.
Selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemi ja aju korraldus on nii erinev, et esmapilgul tundub nende võrdlemine võimatu. Ja samal ajal kõige jaoks erinevat tüüpi Tundub, et nii täiesti "lihtsatele" kui ka "keerulistele" organismidele kuuluvat närvisüsteemi iseloomustavad samad funktsioonid.
Kärbse, mesilase, liblika või muu putuka väga tilluke aju võimaldab tal näha ja kuulda, katsuda ja maitsta, suure täpsusega liikuda, lisaks lennata sisemise “kaardi” abil märkimisväärseid vahemaid, omavahel suhelda ja isegi omada. oma "keel", õppida ja rakendada loogilist mõtlemist ebastandardsetes olukordades. Niisiis, sipelga aju on palju väiksem kui nööpnõelapea, kuid seda putukat on pikka aega peetud "tarkaks". Kui võrrelda mitte ainult tema mikroskoopilise aju, vaid ka ühe närviraku mõistmatute võimetega, peaks inimene häbenema oma kõige kaasaegsemaid arvuteid. Ja mida oskab selle kohta öelda teadus, näiteks neurobioloogia, mis uurib aju sünni-, elu- ja surmaprotsesse? Kas ta suutis lahti harutada aju elutähtsa aktiivsuse saladuse – selle kõige keerulisema ja salapäraseima inimestele teadaolevate nähtuste?
Esimene neurobioloogiline kogemus kuulub Vana-Rooma arstile Galenusele. Lõiganud sea närvikiud, mille abil aju kontrollis kõri lihaseid, jättis ta looma häälest ilma - see muutus kohe tuimaks. See oli aastatuhande eest. Kuid kui kaugele on teadus sellest ajast oma ajupõhimõtte tundmises jõudnud? Selgub, et vaatamata teadlaste tohutule tööle ei tea inimene ikka veel isegi ühe närviraku, nn "telliskivi", millest aju ehitatakse, tööpõhimõtet. Neuroteadlased mõistavad palju sellest, kuidas neuron "sööb" ja "joob"; kuidas ta saab oma elutegevuseks vajalikku energiat, seedides “bioloogilistes kateldes” keskkonnast ammutatud vajalikke aineid; kuidas siis see neuron saadab oma naabritele väga erinevat informatsiooni signaalide kujul, mis on krüpteeritud kas teatud elektriimpulsside seerias või mitmesugustes kemikaalide kombinatsioonides. Ja mis siis? Siin sai närvirakk kindla signaali ja selle sügavustes sai alguse ainulaadne tegevus koostöös teiste looma aju moodustavate rakkudega. Toimub saabuva info meeldejätmine, mälust vajaliku info väljavõtmine, otsustamine, käskude andmine lihastele ja erinevatele organitele jne. Kuidas kõik läheb? Teadlased ei tea veel kindlalt. Noh, kuna pole selge, kuidas üksikud närvirakud ja nende kompleksid toimivad, pole selge ka kogu aju, isegi nii väikese kui putuka oma, tööpõhimõte.
Meeleelundite ja elusate "seadmete" töö
Putukate elulise tegevusega kaasneb heli-, haistmis-, visuaalse ja muu sensoorse – ruumilise, geomeetrilise, kvantitatiivse – informatsiooni töötlemine. Üks paljudest salapärastest ja huvitavaid funktsioone putukad on nende võime oma "instrumentide" abil olukorda täpselt hinnata. Meie teadmised nendest seadmetest on piiratud, kuigi neid kasutatakse looduses laialdaselt. Need on erinevate füüsikaliste väljade määrajad, mis võimaldavad ennustada maavärinaid, vulkaanipurskeid, üleujutusi, ilmamuutusi. See on ajataju, mida loeb sisemine bioloogiline kell, ja kiirustaju ning võime navigeerida ja navigeerida ning palju muud.
Iga organismi (mikroorganismid, taimed, seened ja loomad) omadus tajuda ärritust, mis tekib väliskeskkond ja nende endi elunditest ja kudedest, nimetatakse tundlikkuseks. Putukatel, nagu ka teistel spetsialiseeritud närvisüsteemiga loomadel, on erinevate stiimulite – retseptorite – suhtes kõrge selektiivsusega närvirakud. Need võivad olla puutetundlikud (puudutusele reageerivad), temperatuuri-, valgus-, keemilised, vibratsioonilised, lihas-liiges jne. Tänu oma retseptoritele püüavad putukad kinni kõikvõimalikke keskkonnategureid – erinevaid vibratsioone (lai helide hulk, kiirgusenergia valguse ja soojuse kujul), mehaanilist rõhku (näiteks gravitatsioon) ja muid tegureid. Retseptorrakud paiknevad kudedes kas üksikult või monteerituna süsteemideks, kus moodustuvad spetsiaalsed meeleelundid – meeleelundid.
Kõik putukad "saavad" suurepäraselt oma meeleorganite märke. Mõned neist, nagu nägemis-, kuulmis-, haistmisorganid, on kaugel ja suudavad ärritust eemalt tajuda. Teised, nagu maitse- ja puudutusorganid, on kontaktis ja reageerivad kokkupuutele otsese kontakti kaudu.
Massi putukatel on suurepärane nägemine. Nende keerukad liitsilmad, millele mõnikord on lisatud lihtsad silmad, aitavad ära tunda erinevaid objekte. Mõned putukad on varustatud värvinägemise, sobivate öövaatlusseadmetega. Huvitav on see, et putukate silmad on ainuke organ, millega teised loomad sarnanevad. Samal ajal ei ole kuulmis-, haistmis-, maitse- ja puudutusorganitel sellist sarnasust, kuid putukad tajuvad sellegipoolest suurepäraselt lõhnu ja helisid, navigeerivad ruumis, püüavad ja kiirgavad ultrat. helilained. Õrn lõhna- ja maitsemeel võimaldavad neil toitu leida. Mitmesugused putukate näärmed eritavad aineid, et meelitada ligi vendi, seksuaalpartnereid, peletada eemale rivaale ja vaenlasi ning ülitundlik haistmismeel suudab nende ainete lõhna isegi mitme kilomeetri kauguselt tabada.
Paljud oma ideedes seostavad putukate meeleorganeid peaga. Kuid selgub, et teabe kogumise eest vastutavad struktuurid keskkond, leidub putukates erinevates kehaosades. Nad oskavad määrata esemete temperatuuri ja maitsta toitu jalgadega, tuvastada valguse olemasolu seljaga, kuulda põlvede, vurrude, sabalisandite, kehakarvade jms abil.
Putukate meeleorganid on osa sensoorsetest süsteemidest – analüsaatoritest, mis läbivad peaaegu kogu organismi võrku. Nad saavad oma meeleorganite retseptoritelt palju erinevaid välis- ja sisesignaale, analüüsivad neid, moodustavad ja edastavad erinevatele organitele "juhiseid" vastavate toimingute teostamiseks. Meeleelundid moodustavad peamiselt retseptori osa, mis asub analüsaatorite perifeerias (otstes). Ja juhtiva osakonna moodustavad tsentraalsed neuronid ja retseptorite rajad. Ajus on teatud alad meeltest tuleva info töötlemiseks. Need moodustavad analüsaatori keskse "aju" osa. Tänu sellisele keerukale ja otstarbekale süsteemile, näiteks visuaalsele analüsaatorile, teostatakse putuka liikumisorganite täpne arvutamine ja kontroll.
Putukate sensoorsete süsteemide hämmastavate võimete kohta on kogunenud ulatuslikke teadmisi, kuid raamatu maht lubab mul neist loetleda vaid mõned.
nägemisorganid
Silmad ja kogu kõige keerulisem visuaalne süsteem on hämmastav kingitus, tänu millele saavad loomad ümbritseva maailma kohta põhiteavet, tunnevad kiiresti ära erinevad objektid ja hindavad tekkinud olukorda. Nägemine on putukatele vajalik toidu otsimisel, et vältida kiskjaid, uurida huvipakkuvaid objekte või keskkonda, suhelda teiste isenditega paljunemis- ja sotsiaalses käitumises jne.
Putukad on varustatud mitmesuguste silmadega. Need võivad olla keerulised, lihtsad või täiendavad silmad, aga ka vastsed. Kõige keerulisemad on liitsilmad, mis koosnevad suurest hulgast ommatiididest, mis moodustavad silma pinnale kuusnurkseid tahke. Ommatidium on sisuliselt pisike visuaalne aparaat, mis on varustatud miniatuurse läätse, valgusjuhisüsteemi ja valgustundlike elementidega. Iga tahk tajub ainult väikest osa objektist ja koos annavad nad kogu objektist mosaiikpildi. Enamikule täiskasvanud putukatele iseloomulikud liitsilmad asuvad pea külgedel. Mõnel putukatel, näiteks jahi-kiilil, kes reageerib kiiresti saagi liikumisele, hõivavad silmad poole peast. Iga tema silm on ehitatud 28 000 tahust. Võrdluseks, liblikatel on neid 17 000, toakärbsel aga 4000. Silmad putukate peas võivad olla kaks-kolm otsaesisel või võral, harvem selle külgedel. Vastsed ocelli mardikatel, liblikatel, hümenopteradel asenduvad täiskasvanueas komplekssete vastu.
Meeleelundid putukatel
Ždanova T.D.
Kokkupuude putukamaailma mitmekesise ja energilise tegevusega võib olla hämmastav kogemus. Näib, et need olendid hooletult lendavad ja ujuvad, jooksevad ja roomavad, sumisevad ja siristavad, närivad ja kannavad. Seda kõike ei tehta aga sihitult, vaid peamiselt kindla kavatsusega, nende kehasse põimitud kaasasündinud programmi ja omandatud elukogemuse järgi. Ümbritseva maailma tajumiseks, selles orienteerumiseks, kõigi otstarbekate toimingute ja eluprotsesside läbiviimiseks on loomad varustatud väga keerukate süsteemidega, peamiselt närvi- ja sensoorsete süsteemidega.
Mis on ühist selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemil?
Närvisüsteem on närvikoest koosnev kompleksne struktuuride ja elundite kompleks, mille keskseks osaks on aju. Närvisüsteemi põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus on protsessidega närvirakk (kreeka keeles on närvirakk neuron).
Närvisüsteem ja putukate aju tagavad: taju välis- ja sisemise ärrituse (ärritatavus, tundlikkus) meelte abil; sissetulevate signaalide viivitamatu töötlemine analüsaatorite süsteemiga, adekvaatse vastuse ettevalmistamine ja rakendamine; päriliku ja omandatud teabe salvestamine mällu kodeeritud kujul, samuti selle hetkeline otsimine vastavalt vajadusele; kõigi keha organite ja süsteemide juhtimine selle kui terviku toimimiseks, tasakaalustades seda keskkonnaga; psüühiliste protsesside ja kõrgema närvitegevuse rakendamine, otstarbekas käitumine.
Selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemi ja aju korraldus on nii erinev, et esmapilgul tundub nende võrdlemine võimatu. Ja samal ajal näib, et kõige erinevamate närvisüsteemi tüüpide jaoks on nii täiesti "lihtsatele" kui ka "keerulistele" organismidele iseloomulikud samad funktsioonid.
Kärbse, mesilase, liblika või muu putuka väga tilluke aju võimaldab tal näha ja kuulda, katsuda ja maitsta, suure täpsusega liikuda, lisaks lennata sisemise “kaardi” abil märkimisväärseid vahemaid, omavahel suhelda ja isegi omada. oma "keel", õppida ja rakendada loogilist mõtlemist ebastandardsetes olukordades. Niisiis, sipelga aju on palju väiksem kui nööpnõelapea, kuid seda putukat on pikka aega peetud "tarkaks". Kui võrrelda mitte ainult tema mikroskoopilise aju, vaid ka ühe närviraku mõistmatute võimetega, peaks inimene häbenema oma kõige kaasaegsemaid arvuteid. Ja mida oskab selle kohta öelda teadus, näiteks neurobioloogia, mis uurib aju sünni-, elu- ja surmaprotsesse? Kas ta suutis lahti harutada aju elutähtsa aktiivsuse saladuse – selle kõige keerulisema ja salapäraseima inimestele teadaolevate nähtuste?
Esimene neurobioloogiline kogemus kuulub Vana-Rooma arstile Galenusele. Lõiganud sea närvikiud, mille abil aju kontrollis kõri lihaseid, jättis ta looma häälest ilma - see muutus kohe tuimaks. See oli aastatuhande eest. Kuid kui kaugele on teadus sellest ajast oma ajupõhimõtte tundmises jõudnud? Selgub, et vaatamata teadlaste tohutule tööle ei tea inimene ikka veel isegi ühe närviraku, nn "telliskivi", millest aju ehitatakse, tööpõhimõtet. Neuroteadlased mõistavad palju sellest, kuidas neuron "sööb" ja "joob"; kuidas ta saab oma elutegevuseks vajalikku energiat, seedides “bioloogilistes kateldes” keskkonnast ammutatud vajalikke aineid; kuidas siis see neuron saadab oma naabritele väga erinevat informatsiooni signaalide kujul, mis on krüpteeritud kas teatud elektriimpulsside seerias või mitmesugustes kemikaalide kombinatsioonides. Ja mis siis? Siin sai närvirakk kindla signaali ja selle sügavustes sai alguse ainulaadne tegevus koostöös teiste looma aju moodustavate rakkudega. Toimub saabuva info meeldejätmine, mälust vajaliku info väljavõtmine, otsustamine, käskude andmine lihastele ja erinevatele organitele jne. Kuidas kõik läheb? Teadlased ei tea veel kindlalt. Noh, kuna pole selge, kuidas üksikud närvirakud ja nende kompleksid toimivad, pole selge ka kogu aju, isegi nii väikese kui putuka oma, tööpõhimõte.
Meeleelundite ja elusate "seadmete" töö
Putukate elulise tegevusega kaasneb heli-, haistmis-, visuaalse ja muu sensoorse – ruumilise, geomeetrilise, kvantitatiivse – informatsiooni töötlemine. Üks paljudest putukate salapärastest ja huvitavatest omadustest on nende võime oma "instrumentide" abil olukorda täpselt hinnata. Meie teadmised nendest seadmetest on piiratud, kuigi neid kasutatakse looduses laialdaselt. Need on erinevate füüsikaliste väljade määrajad, mis võimaldavad ennustada maavärinaid, vulkaanipurskeid, üleujutusi, ilmamuutusi. See on ajataju, mida loeb sisemine bioloogiline kell, ja kiirustaju ning võime navigeerida ja navigeerida ning palju muud.
Iga organismi (mikroorganismid, taimed, seened ja loomad) omadust tajuda väliskeskkonnast ning oma elunditest ja kudedest lähtuvaid stiimuleid nimetatakse tundlikkuseks. Putukatel, nagu ka teistel spetsialiseeritud närvisüsteemiga loomadel, on erinevate stiimulite – retseptorite – suhtes kõrge selektiivsusega närvirakud. Need võivad olla puutetundlikud (puudutusele reageerivad), temperatuuri-, valgus-, keemilised, vibratsioonilised, lihas-liiges jne. Tänu oma retseptoritele püüavad putukad kinni kõikvõimalikke keskkonnategureid – erinevaid vibratsioone (lai helide hulk, kiirgusenergia valguse ja soojuse kujul), mehaanilist rõhku (näiteks gravitatsioon) ja muid tegureid. Retseptorrakud paiknevad kudedes kas üksikult või monteerituna süsteemideks, kus moodustuvad spetsiaalsed meeleelundid – meeleelundid.
Kõik putukad "saavad" suurepäraselt oma meeleorganite märke. Mõned neist, nagu nägemis-, kuulmis-, haistmisorganid, on kaugel ja suudavad ärritust eemalt tajuda. Teised, nagu maitse- ja puudutusorganid, on kontaktis ja reageerivad kokkupuutele otsese kontakti kaudu.
Massi putukatel on suurepärane nägemine. Nende keerukad liitsilmad, millele mõnikord on lisatud lihtsad silmad, aitavad ära tunda erinevaid objekte. Mõned putukad on varustatud värvinägemise, sobivate öövaatlusseadmetega. Huvitav on see, et putukate silmad on ainuke organ, millega teised loomad sarnanevad. Samal ajal ei ole kuulmis-, haistmis-, maitse- ja puudutusorganitel sellist sarnasust, kuid sellest hoolimata tajuvad putukad suurepäraselt lõhnu ja helisid, navigeerivad ruumis, püüavad kinni ja kiirgavad ultrahelilaineid. Õrn lõhna- ja maitsemeel võimaldavad neil toitu leida. Mitmesugused putukate näärmed eritavad aineid, et meelitada ligi vendi, seksuaalpartnereid, peletada eemale rivaale ja vaenlasi ning ülitundlik haistmismeel suudab nende ainete lõhna isegi mitme kilomeetri kauguselt tabada.
Paljud oma ideedes seostavad putukate meeleorganeid peaga. Kuid selgub, et keskkonnateabe kogumise eest vastutavaid struktuure leidub putukates erinevates kehaosades. Nad oskavad määrata esemete temperatuuri ja maitsta toitu jalgadega, tuvastada valguse olemasolu seljaga, kuulda põlvede, vurrude, sabalisandite, kehakarvade jms abil.
Putukate meeleorganid on osa sensoorsetest süsteemidest – analüsaatoritest, mis läbivad peaaegu kogu organismi võrku. Nad saavad oma meeleorganite retseptoritelt palju erinevaid välis- ja sisesignaale, analüüsivad neid, moodustavad ja edastavad erinevatele organitele "juhiseid" vastavate toimingute teostamiseks. Meeleelundid moodustavad peamiselt retseptori osa, mis asub analüsaatorite perifeerias (otstes). Ja juhtiva osakonna moodustavad tsentraalsed neuronid ja retseptorite rajad. Ajus on teatud alad meeltest tuleva info töötlemiseks. Need moodustavad analüsaatori keskse "aju" osa. Tänu sellisele keerukale ja otstarbekale süsteemile, näiteks visuaalsele analüsaatorile, teostatakse putuka liikumisorganite täpne arvutamine ja kontroll.
Putukate sensoorsete süsteemide hämmastavate võimete kohta on kogunenud ulatuslikke teadmisi, kuid raamatu maht lubab mul neist loetleda vaid mõned.
nägemisorganid
Silmad ja kogu kõige keerulisem visuaalne süsteem on hämmastav kingitus, tänu millele saavad loomad ümbritseva maailma kohta põhiteavet, tunnevad kiiresti ära erinevad objektid ja hindavad tekkinud olukorda. Nägemine on putukatele vajalik toidu otsimisel, et vältida kiskjaid, uurida huvipakkuvaid objekte või keskkonda, suhelda teiste isenditega paljunemis- ja sotsiaalses käitumises jne.
Putukad on varustatud mitmesuguste silmadega. Need võivad olla keerulised, lihtsad või täiendavad silmad, aga ka vastsed. Kõige keerulisemad on liitsilmad, mis koosnevad suurest hulgast ommatiididest, mis moodustavad silma pinnale kuusnurkseid tahke. Ommatidium on sisuliselt pisike visuaalne aparaat, mis on varustatud miniatuurse läätse, valgusjuhisüsteemi ja valgustundlike elementidega. Iga tahk tajub ainult väikest osa objektist ja koos annavad nad kogu objektist mosaiikpildi. Enamikule täiskasvanud putukatele iseloomulikud liitsilmad asuvad pea külgedel. Mõnel putukatel, näiteks jahi-kiilil, kes reageerib kiiresti saagi liikumisele, hõivavad silmad poole peast. Iga tema silm on ehitatud 28 000 tahust. Võrdluseks, liblikatel on neid 17 000, toakärbsel aga 4000. Silmad putukate peas võivad olla kaks-kolm otsaesisel või võral, harvem selle külgedel. Vastsed ocelli mardikatel, liblikatel, hümenopteradel asenduvad täiskasvanueas komplekssete vastu.
On uudishimulik, et putukad ei saa puhkamise ajal silmi sulgeda ja seetõttu magavad avatud silmadega.
Just silmad aitavad kaasa putukaküti, näiteks palvetava mantise kiirele reageerimisele. Muide, see on ainus putukas, kes suudab end ümber pöörata ja enda taha vaadata. Suured silmad tagavad palvetavale mantile binokulaarse nägemise ja võimaldavad teil täpselt arvutada kauguse nende tähelepanuobjektist. See võime koos esijalgade kiire edasiliikumisega saagi suunas teeb mantidest suurepärase jahimehe.
Ja kollajalgsetel vee peal joostes võimaldavad silmad näha saaki korraga nii veepinnal kui ka selle all. Selleks on mardika visuaalsetel analüsaatoritel võimalus korrigeerida vee murdumisnäitajat.
Visuaalsete stiimulite tajumist ja analüüsi teostab kõige keerulisem süsteem - visuaalne analüsaator. Paljude putukate jaoks on see üks peamisi analüsaatoreid. Siin on esmane tundlik rakk fotoretseptor. Ja sellega on seotud teed (nägemisnärv) ja teised närvisüsteemi erinevatel tasanditel asuvad närvirakud. Valgusinfo tajumisel on sündmuste jada järgmine. Vastuvõetud signaalid (valguskvandid) kodeeritakse koheselt impulsside kujul ja edastatakse mööda juhtivaid teid keskpunkti. närvisüsteem- analüsaatori "aju" keskusesse. Seal dekodeeritakse (dekodeeritakse) need signaalid kohe vastavaks visuaalseks tajuks. Selle äratundmiseks hangitakse mälust visuaalsete kujutiste standardid ja muu vajalik teave. Seejärel saadetakse erinevatele organitele käsk, et inimene reageeriks olukorra muutumisele adekvaatselt.
Kus asuvad putukate "kõrvad"?
Enamik loomi ja inimesi kuuleb oma kõrvadega, kus helid põhjustavad kuulmekile vibratsiooni – tugevalt või nõrgalt, aeglaselt või kiiresti. Igasugune vibratsiooni muutus annab kehale teada kuuldava heli olemusest. Kuidas putukad kuulevad? Paljudel juhtudel on need ka omapärased "kõrvad", kuid putukatel on nad meie jaoks ebatavalistes kohtades: vuntsides - näiteks isastel sääskedel, sipelgatel, liblikatel; sabalisanditel - Ameerika prussakas. Ritsikad ja rohutirtsud kuulevad esijalgade säärtega ja jaaniussikesed kõhuga. Mõnel putukatel pole "kõrvu", see tähendab, et neil pole spetsiaalseid kuulmisorganeid. Kuid nad suudavad tajuda erinevaid õhukeskkonna kõikumisi, sealhulgas helivibratsiooni ja ultrahelilaineid, mis on meie kõrva jaoks kättesaamatud. Selliste putukate tundlikud elundid on õhukesed karvad või kõige väiksemad tundlikud pulgad. Nad on sees suurel hulgal paiknevad erinevates kehaosades ja on seotud närvirakkudega. Niisiis on karvaste röövikute puhul “kõrvad” karvad ja paljaste röövikute puhul kogu keha nahk.
Helilaine moodustub õhu vahelduva harvenemise ja kondenseerumise teel, mis levib heliallikast – mis tahes võnkuvast kehast – igas suunas. Helilaineid tajub ja töötleb kuulmisanalüsaator – kõige keerulisem mehaaniliste, retseptori- ja närvistruktuuride süsteem. Need vibratsioonid muudetakse kuulmisretseptorite poolt närviimpulssideks, mis edastatakse mööda kuulmisnärvi analüsaatori keskossa. Tulemuseks on heli tajumine ning selle tugevuse, kõrguse ja iseloomu analüüs.
Putukate kuulmissüsteem tagab nende valikulise reageerimise suhteliselt kõrge sagedusega vibratsioonile – nad tajuvad vähimatki pinna-, õhu- või veevärinat. Näiteks sumisevad putukad tekitavad kiirete tiivalöökide kaudu helilaineid. Sellist õhukeskkonna vibratsiooni, näiteks sääskede kriuksumist, tajuvad isased antennidel paiknevate tundlike organitega. Seega püüavad nad kinni teiste sääskede lendu saatvad õhulained ja reageerivad saadud heliinfole adekvaatselt. Putukate kuulmissüsteem on "häälestatud" suhteliselt nõrkade helide tajumiseks, mistõttu valjud helid mõjutavad neid negatiivselt. Näiteks kimalased, mesilased, mõne liigi kärbsed ei saa häälitsedes õhku tõusta.
Iga liigi isaste ritsikate mitmekesised, kuid täpselt määratletud signaalid mängivad olulist rolli nende paljunemiskäitumises emaste kurameerimisel ja ligimeelitamisel. Kriket on varustatud suurepärase tööriistaga sõbraga suhtlemiseks. Õrna trilli loomisel hõõrub ta ühe elytra terava külje vastu teise pinda. Ja heli tajumiseks on meestel ja naistel eriti tundlik õhuke kutiikulaarne membraan, mis täidab kuulmekile rolli. On tehtud huvitav kogemus kui siristav isane pandi mikrofoni ette ja emane teise tuppa telefoni lähedale. Kui mikrofon sisse lülitati, tormas emane, kuulnud isase liigitüüpilist siristamist, heliallika, telefoni juurde.
Organid ultrahelilainete hõivamiseks ja kiirgamiseks
Koid on varustatud nahkhiirte tuvastamise seadmega, mis kasutab orienteerumiseks ja jahtimiseks ultrahelilaineid. Kiskjad tajuvad signaale sagedusega kuni 100 000 hertsi ning ööliblikaid ja paelad, mida nad jahivad, kuni 240 000 hertsi. Näiteks ööliblikate rinnus on spetsiaalsed organid ultraheli signaalide akustiliseks analüüsiks. Nende abil on võimalik jäädvustada jahtivate kozhanide ultraheliimpulsse kuni 30 m kauguselt Kui liblikas tajub kiskja lokaatori signaali, aktiveeruvad kaitsvad käitumistoimingud. Suhteliselt suure vahemaa tagant ööhiire ultrahelihüüdeid kuuldes muudab liblikas järsult lennusuunda, kasutades selleks pettemanöövrit – "sukeldumist". Samal ajal hakkab ta tagaajamisest pääsemiseks sooritama vigurlendu – spiraale ja "surnud silmuseid". Ja kui kiskja on vähem kui 6 m kaugusel, voldib liblikas tiivad kokku ja kukub maapinnale. Ja nahkhiir ei tuvasta liikumatut putukat.
Kuid koide ja nahkhiirte suhe on viimasel ajal veelgi keerulisem. Niisiis hakkavad mõne liigi liblikad, olles nahkhiire signaale tuvastanud, ise klõpsude kujul ultraheliimpulsse kiirgama. Pealegi mõjuvad need impulsid kiskjale nii, et ta justkui ehmunud lendab minema. Selle üle, mis paneb nahkhiired liblika jälitamise lõpetama ja "lahinguväljalt minema jooksma", on vaid oletused. Tõenäoliselt on ultraheli klõpsud putukate adaptiivsed signaalid, mis on sarnased nahkhiire enda saadetavate signaalidega, ainult palju tugevamad. Lootes kuulda oma signaalist nõrka peegelduvat heli, kuuleb jälitaja kõrvulukustavat mürinat – justkui ületaks ülehelikiirusega lennuk helibarjääri.
See tekitab küsimuse, miks nahkhiirt ei uimasta mitte tema enda ultrahelisignaalid, vaid liblikad. Selgub, et nahkhiir on hästi kaitstud omaenda karje-impulsi eest, mida lokaator saadab. Vastasel juhul võib selline võimas impulss, mis on vastuvõetud peegelduvatest helidest 2000 korda tugevam, hiire kurdiks teha. Et seda ei juhtuks, toodab tema keha ja kasutab sihikindlalt spetsiaalset jalust. Enne ultraheliimpulsi saatmist tõmbab spetsiaalne lihas jalus sisekõrva sisekõrva aknast eemale - vibratsioon katkeb mehaaniliselt. Sisuliselt teeb jalus ka klõpsu, aga mitte häält, vaid antiheli. Pärast signaalhüüdmist naaseb see kohe oma kohale, nii et kõrv on valmis peegeldunud signaali vastu võtma. Raske on ette kujutada, millise kiirusega suudab lihas tegutseda, lülitades saadetud impulsi-karje momendil välja hiire kuulmise. Saagi jälitamise ajal - see on 200-250 impulssi sekundis!
Ja nahkhiirele ohtlikud liblikaklõpsud kostuvad täpselt sel hetkel, kui jahimees kaja tajumiseks kõrva peale keerab. Seega saadab ööliblikas uimastatud kiskja eemale peletamiseks signaale, mis on tema lokaatoriga ülimalt sobitatud. Selleks on putuka keha programmeeritud vastu võtma läheneva jahimehe pulsisagedust ja saadab sellega täpselt unisoonis vastusesignaali.
Selline koide ja nahkhiirte suhe tekitab palju küsimusi. Kuidas said putukad võime tajuda nahkhiirte ultraheli signaale ja mõista koheselt ohtu, mida nad kannavad? Kuidas saaksid liblikad valiku ja täiustamise käigus järk-järgult välja töötada ultraheliseadme, millel on täiuslikult sobivad kaitseomadused? Nahkhiirte ultrahelisignaalide tajumist pole samuti lihtne välja selgitada. Fakt on see, et nad tunnevad oma kaja ära miljonite häälte ja muude helide hulgast. Ja ei takista nahkhiirtel küttimast hõimukaaslaste hüüded-signaalid ega seadmete abil väljastatud ultrahelisignaalid. Ainult liblika signaalid, isegi kunstlikult taasesitatud, panevad hiire minema lendama.
Elusolendid esitavad uusi ja uusi mõistatusi, tekitades imetlust oma keha ehituse täiuslikkuse ja otstarbekuse üle.
Palvetavale mantisele, nagu liblikalegi, antakse koos suurepärase nägemisega ka spetsiaalsed kuulmisorganid, et vältida nahkhiirtega kohtumist. Need ultraheli tajuvad kuulmisorganid asuvad rinnal jalgade vahel. Ja mõnele mantiliigile on lisaks ultrahelikuulmisorganile iseloomulik ka teise kõrva olemasolu, mis tajub palju madalamaid sagedusi. Selle funktsioon pole veel teada.
keemiline tunne
Loomadele on omistatud üldine keemiline tundlikkus, mille tagavad erinevad meeleorganid. Putukate keemilises mõttes mängib kõige olulisemat rolli haistmismeel. Ja termiitidele ja sipelgatele on teadlaste sõnul antud kolmemõõtmeline haistmismeel. Mis see on, on meil raske ette kujutada. Putukate haistmisorganid reageerivad aine isegi väga väikese kontsentratsiooni olemasolule, mõnikord allikast väga kaugel. Tänu haistmismeelele leiab putukas saaklooma ja toidu, navigeerib maastikul, õpib tundma vaenlase lähenemist ja viib läbi biokommunikatsiooni, kus spetsiifiliseks “keeleks” on keemilise info vahetamine feromoonide abil.
Feromoonid on kõige keerulisemad ühendid, mida mõned inimesed eritavad suhtluseesmärkidel, et edastada teavet teistele isikutele. Selline teave on kodeeritud konkreetsetesse kemikaalidesse, olenevalt elusolendi tüübist ja isegi selle kuuluvusest teatud perekonda. Haistmissüsteemi abil tajumine ja "sõnumi" dekodeerimine põhjustab vastuvõtjates teatud käitumisvormi või füsioloogilise protsessi. Praeguseks on teada märkimisväärne rühm putukate feromoone. Mõned neist on mõeldud vastassoost isikute meelitamiseks, teised, jälgivad, näitavad teed koju või toiduallikasse, teised toimivad häiresignaalina, neljandad reguleerivad teatud füsioloogilisi protsesse jne.
Tõeliselt ainulaadne peab olema "keemiline produktsioon" putukate kehas, et sinna sattuda õige summa ja mingil hetkel terve hulk feromoone, mida nad vajavad. Tänapäeval on teada rohkem kui sada neist kõige keerulisema keemilise koostisega ainetest, kuid kunstlikult ei ole neist enam kui tosinat paljundatud. Tõepoolest, nende saamiseks on vaja täiustatud tehnoloogiaid ja seadmeid, nii et praegu võib nende miniatuursete selgrootute olendite keha sellise paigutuse üle ainult üllatuda.
Mardikad on varustatud peamiselt haistmistüüpi antennidega. Need võimaldavad jäädvustada mitte ainult aine lõhna ja selle leviku suunda, vaid isegi "tunnetada" lõhnava objekti kuju. Suurepärase haistmismeele näide on hauamardikad, kes tegelevad maa puhastamisega raibest. Nad tunnevad lõhna temast sadade meetrite kaugusel ja kogunevad suureks rühmaks. Ja lepatriinu leiab lõhna abil lehetäide kolooniaid, et sinna müüritise jätta. Lõppude lõpuks ei toitu mitte ainult ta ise lehetäidest, vaid ka tema vastsed.
Mitte ainult täiskasvanud putukad, vaid ka nende vastsed on sageli suurepärase lõhnatajuga. Seega on kukeseene vastsed võimelised liikuma taimede (mänd, nisu) juurtele, juhindudes veidi kõrgendatud süsinikdioksiidi kontsentratsioonist. Katsetes lähevad vastsed kohe mullaalale, kuhu viisid sisse väikese koguse süsihappegaasi moodustavat ainet.
Arusaamatu tundub haistmisorgani tundlikkus näiteks Saturni liblikal, kelle isane suudab tabada oma liigi emase lõhna 12 km kaugusel. Kui võrrelda seda vahemaad emaslooma eritatava feromoonide hulgaga, saadi teadlasi üllatav tulemus. Tänu oma antennidele otsib isane paljude lõhnaainete hulgast eksimatult ühte pärilikult tuntud aine molekuli 1 m3 õhu kohta!
Mõnele tiisikusele on antud nii terav haistmismeel, et see ei jää sugugi alla koera tuntud instinktile. Niisiis liigutavad naisratturid mööda puutüve või kännu joostes jõuliselt oma antenne. Nendega “nuusutavad” nad välja sarv- või metsamardika vastsed, mis paiknevad puidus pinnast 2–2,5 cm kaugusel.
Tänu antennide ainulaadsele tundlikkusele teeb pisike helisirattur ämblike kookoneid puudutades kindlaks, mis neis on – kas tegemist on vähearenenud munandite, neist juba lahkunud passiivsete ämblike või teiste oma liigi ratsanike munanditega. Kuidas Helis nii täpset analüüsi teeb, pole veel teada. Tõenäoliselt tunneb ta kõige peenemat spetsiifilist lõhna, kuid võib juhtuda, et antenne koputades tabab rattur mingisuguse peegeldunud heli.
Putukate haistmisorganitele mõjuvate keemiliste stiimulite tajumist ja analüüsi teostab multifunktsionaalne süsteem - haistmisanalüsaator. See, nagu kõik teised analüsaatorid, koosneb tajumis-, juhtiv- ja keskosakondadest. Lõhnaretseptorid (kemoretseptorid) tajuvad lõhnaainete molekule ning teatud lõhnast signaalivad impulsid saadetakse mööda närvikiude analüüsimiseks ajju. Keha reaktsioon areneb koheselt.
Putukate haistmismeelest rääkides ei saa öelda lõhna kohta. Teadusel ei ole veel selget arusaama sellest, mis lõhn on, ja selle loodusnähtuse kohta on palju teooriaid. Neist ühe järgi kujutavad aine analüüsitud molekulid “võtit”. Ja “lukk” on lõhnaanalüsaatorites sisalduvad haistmisorganite retseptorid. Kui molekuli konfiguratsioon läheneb teatud retseptori "lukule", siis analüsaator saab sealt signaali, dešifreerib selle ja edastab lõhna kohta informatsiooni looma ajju. Teise teooria kohaselt määravad lõhna molekulide keemilised omadused ja elektrilaengute jaotus. Uusim teooria, mis on võitnud palju poolehoidjaid, näeb lõhna peamise põhjusena molekulide ja nende koostisosade vibratsiooniomadusi. Iga aroom on seotud infrapunakiirguse teatud sagedustega (lainete numbritega). Näiteks sibulasupp tioalkohol ja dekaboraan on keemiliselt täiesti erinevad. Kuid neil on sama sagedus ja sama lõhn. Samas on keemiliselt sarnaseid aineid, mida iseloomustavad erinevad sagedused ja mis lõhnavad erinevalt. Kui see teooria on õige, saab infrapuna sageduste järgi hinnata nii aromaatseid aineid kui ka tuhandeid lõhna tajuvaid rakutüüpe.
Putukate "radari paigaldamine".
Putukatel on suurepärased lõhna- ja puudutusorganid - antennid (antennid või köidikud). Nad on väga liikuvad ja kergesti juhitavad: putukas saab neid paljundada, kokku viia, pöörata igaüks eraldi oma teljel või koos ühisel teljel. Sel juhul sarnanevad nad mõlemad väliselt ja on sisuliselt "radariinstallatsioon". Antennide närvitundlik element on sensilla. Nendelt edastatakse impulss kiirusega 5 m sekundis analüsaatori "aju" keskusesse, et ärritusobjekt ära tunda. Ja siis läheb saadud teabe vastuse signaal koheselt lihasesse või muusse elundisse.
Enamikul putukatel on antennide teisel segmendil Johnstoni organ - universaalne seade, mille eesmärk pole veel täielikult välja selgitatud. Arvatakse, et see tajub õhu ja vee liikumist ja värinat, kontakte tahkete objektidega. Jaanile ja rohutirtsudele on antud üllatavalt kõrge tundlikkus mehaaniliste vibratsioonide suhtes, mis on võimelised registreerima mis tahes vibratsiooni amplituudiga, mis on võrdne poole vesinikuaatomi läbimõõduga!
Mardikatel on ka Johnstoni orel antennide teisel segmendil. Ja kui veepinnal jooksev mardikas saab vigastada või eemaldada, komistab ta igasuguste takistuste peale. Selle elundi abil suudab mardikas püüda rannikult või takistustelt tulevaid peegeldunud laineid. Ta tunnetab veelaineid kõrgusega 0,000000004 mm, see tähendab, et Johnstoni orel täidab kajaloodi või radari ülesannet.
Sipelgaid ei erista mitte ainult hästi organiseeritud aju, vaid ka sama täiuslik kehakorraldus. Antennid on nende putukate jaoks ülimalt olulised; mõned neist on suurepärased lõhna-, puudutus-, keskkonnateadmised ja vastastikused selgitused. Antennita sipelgad kaotavad võimaluse leida teed, lähedal asuvat toitu ja eristada vaenlasi sõpradest. Antennide abil saavad putukad omavahel "vestelda". Sipelgad edastavad olulist teavet, puudutades üksteise antenne oma antennidega. Ühes käitumisepisoodis leidsid kaks sipelgat saaki erineva suurusega vastsete kujul. Pärast "läbirääkimisi" vendadega antennide abil mindi koos mobiliseeritud abilistega avastuspaika. Samas edukam sipelgas, kellel õnnestus antennide abil infot leitud suurema saagi kohta edastada, mobiliseeris enda taha märksa suurema rühma töösipelgaid.
Huvitaval kombel on sipelgad ühed puhtaimad olendid. Pärast iga sööki ja und puhastatakse kogu nende keha ja eriti antennid põhjalikult.
Maitseelamused
Inimene määratleb selgelt aine lõhna ja maitse, samas kui putukatel ei ole maitse- ja haistmisaistingud sageli eraldatud. Need toimivad ühtse keemilise tundena (tajuna).
Maitseaistinguga putukad eelistavad üht või teist ainet olenevalt antud liigile iseloomulikust toitumisest. Samas suudavad nad eristada magusat, soolast, mõru ja haput. Tarbitava toiduga kokkupuutumiseks võivad maitsmisorganid asuda putukate erinevatel kehaosadel - antennidel, käpadel ja jalgadel. Nende abiga saavad putukad põhilist keemilist teavet keskkonna kohta. Näiteks kärbes saab ainult käppadega teda huvitava objekti puudutades peaaegu kohe teada, mis tema jalge all on - jook, toit või midagi mittesöödavat. See tähendab, et see on võimeline tegema kemikaali kohest kontakti analüüsi oma jalgadega.
Maitse on tunne, mis tekib siis, kui kemikaalide lahus puutub kokku putuka maitseorgani retseptoritega (kemoretseptoritega). Retseptormaitserakud on maitseanalüsaatori keeruka süsteemi perifeerne osa. Nad tajuvad keemilisi stiimuleid ja siin toimub maitsesignaalide esmane kodeerimine. Analüsaatorid edastavad koheselt kemoelektriliste impulsside lende mööda õhukesi närvikiude nende "aju" keskusesse. Iga selline impulss kestab vähem kui tuhandik sekundit. Ja siis määravad analüsaatori kesksed struktuurid koheselt maitseelamused.
Jätkuvad katsed mõista mitte ainult küsimust, mis lõhn on, vaid ka luua ühtne "magususe" teooria. Siiani pole see õnnestunud – ehk õnnestub teil, 21. sajandi bioloogidel. Probleem on selles, et täiesti erinevad kemikaalid, nii orgaanilised kui ka anorgaanilised, võivad tekitada suhteliselt ühesuguseid magusa maitseelamusi.
meeleelundid
Suurim raskus on ehk putukate kompimismeele uurimine. Kuidas need kitiinkesta aheldatud olendid maailma puudutavad? Seega oleme tänu naharetseptoritele võimelised tajuma erinevaid kombatavaid aistinguid – ühed retseptorid registreerivad survet, teised temperatuuri jne. Eseme puudutades võime järeldada, et see on külm või soe, kõva või pehme, sile või kare. Putukatel on ka analüsaatorid, mis määravad temperatuuri, rõhku jne, kuid palju nende toimemehhanismidest jääb teadmata.
Puutemeel on paljude lendavate putukate lennuohutuse jaoks üks olulisemaid meeli, et tajuda õhuvoolusid. Näiteks dipteraanidel on kogu keha kaetud sensillaga, mis täidab puutefunktsioone. Eriti palju on neid päitsete peal, et õhurõhku tajuda ja lendu stabiliseerida.
Tänu kompimismeelele pole kärbest nii lihtne pügada. Tema nägemine võimaldab märgata ähvardavat objekti vaid 40-70 cm kauguselt, kuid kärbes suudab reageerida ohtlikule käeliigutusele, mis põhjustas isegi väikese õhuliigutuse, ja koheselt õhku tõusta. See tavaline majakärbes kinnitab veel kord, et elumaailmas pole midagi lihtsat – kõik olendid, nii noored kui vanad, on varustatud suurepäraste sensoorsete süsteemidega aktiivseks eluks ja enda kaitseks.
Survet registreerivad putukate retseptorid võivad olla vistrikute ja harjaste kujul. Putukad kasutavad neid erinevatel eesmärkidel, sealhulgas ruumis orienteerumiseks - gravitatsiooni suunas. Näiteks kärbsevastne liigub alati selgelt ülespoole enne nukkumist ehk vastu gravitatsiooni. Lõppude lõpuks peab ta vedelast toidumassist välja roomama ja seal pole ühtegi maamärki, välja arvatud Maa külgetõmbejõud. Kärbes kipub ka pärast krüsaalist välja saamist mõnda aega üles roomama, kuni ära kuivab, et lennata.
Paljudel putukatel on hästi arenenud gravitatsioonitaju. Näiteks sipelgad suudavad hinnata pinnakalde suurust 20. Ja püsturgasid kaevav kõblas suudab hinnata kõrvalekallet vertikaalist 10 võrra.
Elavad "ennustajad"
Paljudel putukatel on suurepärane võime ilmastikumuutusi ette näha ja pikaajalisi prognoose teha. See on aga tüüpiline kõigile elusolenditele – olgu selleks siis taim, mikroorganism, selgrootu või selgroogne. Sellised võimed tagavad normaalse elutegevuse nende ettenähtud elupaigas. Samuti on harva täheldatud loodusnähtusi - põuad, üleujutused, teravad külmahood. Ja siis peavad elusolendid ellujäämiseks eelnevalt mobiliseerima lisaressursse. kaitsevarustus. Mõlemal juhul kasutavad nad oma sisemisi "ilmajaamu".
Pidevalt ja hoolikalt erinevate elusolendite käitumist jälgides saab teada mitte ainult ilmamuutustest, vaid isegi eelseisvatest looduskatastroofidest. Lõppude lõpuks võivad enam kui 600 teadlastele seni teadaolevat loomaliiki ja 400 taimeliiki mängida omamoodi rolli baromeetritena, niiskuse ja temperatuuri indikaatoritena, nii äikesetormide, tormide, tornaadode, üleujutuste kui ka ilusa pilvitu ennustajana. ilm. Pealegi on elavaid "ilmaennustajaid" kõikjal, kus iganes sa viibid – veehoidla ääres, heinamaal, metsas. Näiteks enne vihma lõpetavad rohelised rohutirtsud isegi selge taevaga siristamise, sipelgad hakkavad sipelgapesa sissepääsud tihedalt sulgema ja mesilased lõpetavad nektari järele lendamise, istuvad tarus ja sumisevad. Püüdes varjata läheneva halva ilma eest, lendavad kärbsed ja herilased majade akendesse.
Tiibeti jalamil elavate mürgiste sipelgate vaatlused on paljastanud nende suurepärase võime teha kaugemaid prognoose. Enne tugevate vihmaperioodide algust kolivad sipelgad teise kuiva kõva pinnasega kohta ja enne põua algust täidavad sipelgad tumedad niisked lohud. Tiivulised sipelgad on võimelised tundma tormi lähenemist 2-3 päevaga. Suured isendid hakkavad mööda maad tormama, väikesed aga sülemlevad madalal. Ja mida aktiivsemad need protsessid on, seda tugevamat halba ilma on oodata. Leiti, et aasta jooksul tuvastasid sipelgad õigesti 22 ilmamuutust ja eksisid vaid kahel juhul. See moodustas 9%, mis tundub üsna hea, võrreldes ilmajaamade keskmise veaga 20%.
Putukate sihipärane tegevus sõltub sageli pikaajalistest prognoosidest ja sellest võib inimestele palju kasu olla. Kogenud mesinikule annavad mesilased üsna usaldusväärse prognoosi. Talveks sulgevad nad tarus oleva sälgu vahaga. Taru ventilatsiooniava järgi saab hinnata umbes tuleval talvel. Kui mesilased lahkuvad suur auk- talv on soe ja kui see on väike, oodake tugevaid külmasid. Teada on ka see, et kui mesilased hakkavad varakult tarudest välja lendama, on oodata varajast sooja kevadet. Samad sipelgad, kui talv ei peaks olema karm, jäävad elama mullapinna lähedale ning enne külma talve sätivad end sügavamale maasse ja ehitavad kõrgema sipelgapesa.
Lisaks putukate makrokliimale on oluline ka nende elupaiga mikrokliima. Näiteks mesilased ei lase tarudes üle kuumeneda ja olles saanud oma elavatelt "seadmetelt" signaali ülemäärasest temperatuurist, hakkavad nad ruumi ventileerima. Osa töömesilasi on paigutatud kogu tarus erinevatele kõrgustele ja paneb õhu kiirete tiivalöökidega liikuma. Tekib tugev õhuvool ja taru jahutatakse. Ventilatsioon on pikk protsess ja kui üks mesilaste partii väsib, on kord teise ja seda ranges järjekorras.
Mitte ainult täiskasvanud putukate, vaid ka nende vastsete käitumine sõltub elavate "instrumentide" näidust. Näiteks maa sees arenevad tsikaadivastsed tulevad pinnale alles siis, kui ilm on hea. Aga kuidas sa tead, milline ilm tipus on? Selle kindlakstegemiseks loovad nad oma maa-aluste varjualuste kohale spetsiaalsed suurte aukudega muldkoonused – omamoodi meteoroloogilised struktuurid. Neis hindavad tsikaadid õhukese mullakihi kaudu temperatuuri ja niiskust. Ja kui ilmastikutingimused on ebasoodsad, pöörduvad vastsed naaritsa juurde tagasi.
Vihmahoogude ja üleujutuste ennustamise nähtus
Termiitide ja sipelgate käitumise jälgimine kriitilistes olukordades võib aidata inimestel ennustusi teha tugevad vihmad ja üleujutused. Üks loodusteadlastest kirjeldas juhtumit, kui enne veeuputust lahkus Brasiilia džunglis elav indiaanihõim kähku oma asulast. Ja sipelgad "rääkisid" indiaanlastele lähenevast katastroofist. Enne üleujutust muutuvad need sotsiaalsed putukad väga ärevaks ja lahkuvad kiiresti elukohast koos nukkude ja toiduvarudega. Nad lähevad kohtadesse, kuhu vesi ei ulatu. Kohalik elanikkond vaevu mõistis sipelgate nii hämmastava tundlikkuse päritolu, kuid nende teadmistele alludes lahkusid inimesed väikeste ilmaennustajate järel.
Nad oskavad suurepäraselt ennustada üleujutusi ja termiite. Enne selle algust lahkuvad nad kogu kolooniaga oma kodudest ja tormavad lähimate puude juurde. Katastroofi suurust aimates tõusevad need täpselt sellisele kõrgusele, mis on suurem kui oodatav üleujutus. Seal ootavad nad, kuni vaibuvad mudased veejoad, mis tormavad sellise kiirusega, et puud kukuvad mõnikord nende surve alla.
Ilma jälgib tohutu hulk ilmajaamu. Need asuvad maal, sealhulgas mägedes, spetsiaalselt varustatud teaduslaevadel, satelliitidel ja kosmosejaamades. Meteoroloogid on varustatud kaasaegsed seadmed, seadmed ja arvutid. Tegelikult ei tee nad ilmateadet, vaid arvutust, ilmamuutuste arvutust. Ja ülaltoodud tegelike näidete putukad ennustavad ilma, kasutades kaasasündinud võimeid ja spetsiaalseid elulisi "seadmeid", mis on nende kehasse ehitatud. Pealegi ei määra ilmaennustavad sipelgad mitte ainult üleujutuse lähenemise aega, vaid hindavad ka selle ulatust. Lõppude lõpuks hõivasid nad uue varjupaiga jaoks ainult turvalised kohad. Teadlased ei ole veel suutnud seda nähtust selgitada. Termiidid esitasid veelgi suurema mõistatuse. Fakt on see, et need ei asunud kunagi nendel puudel, mis üleujutuse ajal osutusid tormiliste ojade poolt lammutatuks. Sarnaselt käitusid etoloogide tähelepanekul ka kuldnokad, kes kevadel ei hõivanud asulale ohtlikke linnumaju. Seejärel rebis orkaani tuul need tõesti ära. Kuid siin räägime suhteliselt suurest loomast. Lind, võib-olla linnumaja kiigutades või muude märkide järgi, hindab selle kinnituse ebausaldusväärsust. Aga kuidas ja milliste seadmete abil saavad selliseid prognoose teha väga väikesed, kuid väga "targad" loomad? Inimene mitte ainult ei suuda veel midagi sellist luua, vaid ta ei oska ka vastata. Need ülesanded on tulevastele bioloogidele!
Bibliograafia
Selle töö ettevalmistamisel kasutati objekti materjale. http://www.portal-slovo.ru/
Putukate närvisüsteemi ehituse üldplaan on sama, mis teistel lülijalgsetel. Kõrvuti tugeva dissektsiooniga (supraoesofageaalne, söögitorualune, 3 rindkere ja 8 kõhuganglioni) ja närvisüsteemi paarisstruktuuriga primitiivsetel putukatel esineb närvisüsteemi äärmusliku kontsentratsiooni juhtumeid: kogu kõhuahel võib taandada pidevaks. ganglioniline mass, mis on eriti levinud vastsetel ja vastsetel jäsemete puudumisel ja keha nõrgal tükeldamisel.
Supraösofageaalses ganglionis on märgatav aju prototserebraalse osa sisemise struktuuri areng, eriti seente kehad, mis moodustavad keskjoone külgedel 1-2 paari tuberkleid. Aju on hästi arenenud ja eriti selle eesmine osa, milles on spetsiaalsed paarismoodustised, mis vastutavad keerukate käitumisvormide eest.
Elundite hulgas, mida esindavad arvukad karvad, harjased, lohud – millele sobivad närvilõpmed – erinevad retseptorid, mis tajuvad erinevat tüüpi stiimuleid – mehaanilisi, keemilisi, temperatuuri jne, on oma väärtuses ülekaalus kompimis- ja lõhnameeleorganid . Mehaanilise meeleorganite hulka kuuluvad nii kompimis- kui ka kuulmisorganid, mis tajuvad õhuvõnkumisi helidena. Puuteorganeid kujutavad putukate keha pinnal harjased. Keemilised meeleorganid - aitavad tajuda keskkonna keemiat (maitset ja lõhna). Haistmisretseptorid, ka harjaste kujul - muutudes mõnikord õhukeseseinalisteks väljakasvudeks, segmenteerimata sõrmetaolisteks eenditeks, õhukeseseinalisteks lamedaks nahapiirkonnaks, paiknevad kõige sagedamini antennidel, maitse - harjastel. suuaparaadi organid, kuid mõnikord ka muudel kehaosadel - näiteks kärbestel - jalgade lõppsegmentidel. Lõhnatajul on suur tähtsus putukate isendite sise- ja populatsioonivahelistes suhetes.
Sensillast koosnevate komplekssilmade abil, mille kuusnurksed osad, mida nimetatakse tahkudeks, moodustavad läbipaistvast küünenahast sarvkesta, suudavad putukad eristada esemete suurusi, kujusid ja värve. Näiteks mesilane näeb kõiki samu värve, mis inimesed, välja arvatud punane, aga ka ultraviolettvärve, mis on inimsilmale nähtamatud. Lihtsad putukate silmad - reageerivad valgustusastmele, tagavad liitsilmadega pildi tajumise stabiilsuse, kuid ei suuda eristada värvi ja kuju.
Mõne seltsi putukatel, kelle liikidel on heliorganitega isased - näiteks orthoptera - on trummeluud, mille ehitus viitab sellele, et tegemist on kuulmisorganitega. Rohutirtsudel ja ritsikate puhul on nad sääre all põlveliiges, jaaniussidel ja tsikaadidel - esimese kõhusegmendi külgedel ja väliselt kujutatud süvendiga (mõnikord ümbritsetud kattevoldiga), mille põhjas on õhukeselt venitatud membraan, sisepind mis või selle lähedal on omapärase struktuuri närvilõpp; osadel teistel putukatel on tiivad jne.
Ždanova T.D.
Kokkupuude putukamaailma mitmekesise ja energilise tegevusega võib olla hämmastav kogemus. Näib, et need olendid hooletult lendavad ja ujuvad, jooksevad ja roomavad, sumisevad ja siristavad, närivad ja kannavad. Seda kõike ei tehta aga sihitult, vaid peamiselt kindla kavatsusega, nende kehasse põimitud kaasasündinud programmi ja omandatud elukogemuse järgi. Ümbritseva maailma tajumiseks, selles orienteerumiseks, kõigi otstarbekate toimingute ja eluprotsesside läbiviimiseks on loomad varustatud väga keerukate süsteemidega, peamiselt närvi- ja sensoorsete süsteemidega.
Mis on ühist selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemil?
Närvisüsteem on närvikoest koosnev kompleksne struktuuride ja elundite kompleks, mille keskseks osaks on aju. Närvisüsteemi põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus on protsessidega närvirakk (kreeka keeles on närvirakk neuron).
Närvisüsteem ja putukate aju tagavad: taju välis- ja sisemise ärrituse (ärritatavus, tundlikkus) meelte abil; sissetulevate signaalide viivitamatu töötlemine analüsaatorite süsteemiga, adekvaatse vastuse ettevalmistamine ja rakendamine; päriliku ja omandatud teabe salvestamine mällu kodeeritud kujul, samuti selle hetkeline otsimine vastavalt vajadusele; kõigi keha organite ja süsteemide juhtimine selle kui terviku toimimiseks, tasakaalustades seda keskkonnaga; psüühiliste protsesside ja kõrgema närvitegevuse rakendamine, otstarbekas käitumine.
Selgroogsete ja selgrootute närvisüsteemi ja aju korraldus on nii erinev, et esmapilgul tundub nende võrdlemine võimatu. Ja samal ajal näib, et kõige erinevamate närvisüsteemi tüüpide jaoks on nii täiesti "lihtsatele" kui ka "keerulistele" organismidele iseloomulikud samad funktsioonid.
Kärbse, mesilase, liblika või muu putuka väga tilluke aju võimaldab tal näha ja kuulda, katsuda ja maitsta, suure täpsusega liikuda, lisaks lennata sisemise “kaardi” abil märkimisväärseid vahemaid, omavahel suhelda ja isegi omada. oma "keel", õppida ja rakendada loogilist mõtlemist ebastandardsetes olukordades. Niisiis, sipelga aju on palju väiksem kui nööpnõelapea, kuid seda putukat on pikka aega peetud "tarkaks". Kui võrrelda mitte ainult tema mikroskoopilise aju, vaid ka ühe närviraku mõistmatute võimetega, peaks inimene häbenema oma kõige kaasaegsemaid arvuteid. Ja mida oskab selle kohta öelda teadus, näiteks neurobioloogia, mis uurib aju sünni-, elu- ja surmaprotsesse? Kas ta suutis lahti harutada aju elutähtsa aktiivsuse saladuse – selle kõige keerulisema ja salapäraseima inimestele teadaolevate nähtuste?
Esimene neurobioloogiline kogemus kuulub Vana-Rooma arstile Galenusele. Lõiganud sea närvikiud, mille abil aju kontrollis kõri lihaseid, jättis ta looma häälest ilma - see muutus kohe tuimaks. See oli aastatuhande eest. Kuid kui kaugele on teadus sellest ajast oma ajupõhimõtte tundmises jõudnud? Selgub, et vaatamata teadlaste tohutule tööle ei tea inimene ikka veel isegi ühe närviraku, nn "telliskivi", millest aju ehitatakse, tööpõhimõtet. Neuroteadlased mõistavad palju sellest, kuidas neuron "sööb" ja "joob"; kuidas ta saab oma elutegevuseks vajalikku energiat, seedides “bioloogilistes kateldes” keskkonnast ammutatud vajalikke aineid; kuidas siis see neuron saadab oma naabritele väga erinevat informatsiooni signaalide kujul, mis on krüpteeritud kas teatud elektriimpulsside seerias või mitmesugustes kemikaalide kombinatsioonides. Ja mis siis? Siin sai närvirakk kindla signaali ja selle sügavustes sai alguse ainulaadne tegevus koostöös teiste looma aju moodustavate rakkudega. Toimub saabuva info meeldejätmine, mälust vajaliku info väljavõtmine, otsustamine, käskude andmine lihastele ja erinevatele organitele jne. Kuidas kõik läheb? Teadlased ei tea veel kindlalt. Noh, kuna pole selge, kuidas üksikud närvirakud ja nende kompleksid toimivad, pole selge ka kogu aju, isegi nii väikese kui putuka oma, tööpõhimõte.
Meeleelundite ja elusate "seadmete" töö
Putukate elulise tegevusega kaasneb heli-, haistmis-, visuaalse ja muu sensoorse – ruumilise, geomeetrilise, kvantitatiivse – informatsiooni töötlemine. Üks paljudest putukate salapärastest ja huvitavatest omadustest on nende võime oma "instrumentide" abil olukorda täpselt hinnata. Meie teadmised nendest seadmetest on piiratud, kuigi neid kasutatakse looduses laialdaselt. Need on erinevate füüsikaliste väljade määrajad, mis võimaldavad ennustada maavärinaid, vulkaanipurskeid, üleujutusi, ilmamuutusi. See on ajataju, mida loeb sisemine bioloogiline kell, ja kiirustaju ning võime navigeerida ja navigeerida ning palju muud.
Iga organismi (mikroorganismid, taimed, seened ja loomad) omadust tajuda väliskeskkonnast ning oma elunditest ja kudedest lähtuvaid stiimuleid nimetatakse tundlikkuseks. Putukatel, nagu ka teistel spetsialiseeritud närvisüsteemiga loomadel, on erinevate stiimulite – retseptorite – suhtes kõrge selektiivsusega närvirakud. Need võivad olla puutetundlikud (puudutusele reageerivad), temperatuuri-, valgus-, keemilised, vibratsioonilised, lihas-liiges jne. Tänu oma retseptoritele püüavad putukad kinni kõikvõimalikke keskkonnategureid – erinevaid vibratsioone (lai helide hulk, kiirgusenergia valguse ja soojuse kujul), mehaanilist rõhku (näiteks gravitatsioon) ja muid tegureid. Retseptorrakud paiknevad kudedes kas üksikult või monteerituna süsteemideks, kus moodustuvad spetsiaalsed meeleelundid – meeleelundid.
Kõik putukad "saavad" suurepäraselt oma meeleorganite märke. Mõned neist, nagu nägemis-, kuulmis-, haistmisorganid, on kaugel ja suudavad ärritust eemalt tajuda. Teised, nagu maitse- ja puudutusorganid, on kontaktis ja reageerivad kokkupuutele otsese kontakti kaudu.
Massi putukatel on suurepärane nägemine. Nende keerukad liitsilmad, millele mõnikord on lisatud lihtsad silmad, aitavad ära tunda erinevaid objekte. Mõned putukad on varustatud värvinägemise, sobivate öövaatlusseadmetega. Huvitav on see, et putukate silmad on ainuke organ, millega teised loomad sarnanevad. Samal ajal ei ole kuulmis-, haistmis-, maitse- ja puudutusorganitel sellist sarnasust, kuid sellest hoolimata tajuvad putukad suurepäraselt lõhnu ja helisid, navigeerivad ruumis, püüavad kinni ja kiirgavad ultrahelilaineid. Õrn lõhna- ja maitsemeel võimaldavad neil toitu leida. Mitmesugused putukate näärmed eritavad aineid, et meelitada ligi vendi, seksuaalpartnereid, peletada eemale rivaale ja vaenlasi ning ülitundlik haistmismeel suudab nende ainete lõhna isegi mitme kilomeetri kauguselt tabada.
Paljud oma ideedes seostavad putukate meeleorganeid peaga. Kuid selgub, et keskkonnateabe kogumise eest vastutavaid struktuure leidub putukates erinevates kehaosades. Nad oskavad määrata esemete temperatuuri ja maitsta toitu jalgadega, tuvastada valguse olemasolu seljaga, kuulda põlvede, vurrude, sabalisandite, kehakarvade jms abil.
Putukate meeleorganid on osa sensoorsetest süsteemidest – analüsaatoritest, mis läbivad peaaegu kogu organismi võrku. Nad saavad oma meeleorganite retseptoritelt palju erinevaid välis- ja sisesignaale, analüüsivad neid, moodustavad ja edastavad erinevatele organitele "juhiseid" vastavate toimingute teostamiseks. Meeleelundid moodustavad peamiselt retseptori osa, mis asub analüsaatorite perifeerias (otstes). Ja juhtiva osakonna moodustavad tsentraalsed neuronid ja retseptorite rajad. Ajus on teatud alad meeltest tuleva info töötlemiseks. Need moodustavad analüsaatori keskse "aju" osa. Tänu sellisele keerukale ja otstarbekale süsteemile, näiteks visuaalsele analüsaatorile, teostatakse putuka liikumisorganite täpne arvutamine ja kontroll.
Putukate sensoorsete süsteemide hämmastavate võimete kohta on kogunenud ulatuslikke teadmisi, kuid raamatu maht lubab mul neist loetleda vaid mõned.
nägemisorganid
Silmad ja kogu kõige keerulisem visuaalne süsteem on hämmastav kingitus, tänu millele saavad loomad ümbritseva maailma kohta põhiteavet, tunnevad kiiresti ära erinevad objektid ja hindavad tekkinud olukorda. Nägemine on putukatele vajalik toidu otsimisel, et vältida kiskjaid, uurida huvipakkuvaid objekte või keskkonda, suhelda teiste isenditega paljunemis- ja sotsiaalses käitumises jne.
Putukad on varustatud mitmesuguste silmadega. Need võivad olla keerulised, lihtsad või täiendavad silmad, aga ka vastsed. Kõige keerulisemad on liitsilmad, mis koosnevad suurest hulgast ommatiididest, mis moodustavad silma pinnale kuusnurkseid tahke. Ommatidium on sisuliselt pisike visuaalne aparaat, mis on varustatud miniatuurse läätse, valgusjuhisüsteemi ja valgustundlike elementidega. Iga tahk tajub ainult väikest osa objektist ja koos annavad nad kogu objektist mosaiikpildi. Enamikule täiskasvanud putukatele iseloomulikud liitsilmad asuvad pea külgedel. Mõnel putukatel, näiteks jahi-kiilil, kes reageerib kiiresti saagi liikumisele, hõivavad silmad poole peast. Iga tema silm on ehitatud 28 000 tahust. Võrdluseks, liblikatel on neid 17 000, toakärbsel aga 4000. Silmad putukate peas võivad olla kaks-kolm otsaesisel või võral, harvem selle külgedel. Vastsed ocelli mardikatel, liblikatel, hümenopteradel asenduvad täiskasvanueas komplekssete vastu.
On uudishimulik, et putukad ei saa puhkamise ajal silmi sulgeda ja seetõttu magavad avatud silmadega.
Just silmad aitavad kaasa putukaküti, näiteks palvetava mantise kiirele reageerimisele. Muide, see on ainus putukas, kes suudab end ümber pöörata ja enda taha vaadata. Suured silmad tagavad palvetavale mantile binokulaarse nägemise ja võimaldavad teil täpselt arvutada kauguse nende tähelepanuobjektist. See võime koos esijalgade kiire edasiliikumisega saagi suunas teeb mantidest suurepärase jahimehe.
Ja kollajalgsetel vee peal joostes võimaldavad silmad näha saaki korraga nii veepinnal kui ka selle all. Selleks on mardika visuaalsetel analüsaatoritel võimalus korrigeerida vee murdumisnäitajat.
Visuaalsete stiimulite tajumist ja analüüsi teostab kõige keerulisem süsteem - visuaalne analüsaator. Paljude putukate jaoks on see üks peamisi analüsaatoreid. Siin on esmane tundlik rakk fotoretseptor. Ja sellega on seotud teed (nägemisnärv) ja teised närvisüsteemi erinevatel tasanditel asuvad närvirakud. Valgusinfo tajumisel on sündmuste jada järgmine. Vastuvõetud signaalid (valguskvantid) kodeeritakse koheselt impulsside kujul ja edastatakse mööda juhtivaid teid kesknärvisüsteemi - analüsaatori "aju" keskusesse. Seal dekodeeritakse (dekodeeritakse) need signaalid kohe vastavaks visuaalseks tajuks. Selle äratundmiseks hangitakse mälust visuaalsete kujutiste standardid ja muu vajalik teave. Seejärel saadetakse erinevatele organitele käsk, et inimene reageeriks olukorra muutumisele adekvaatselt.
Kus asuvad putukate "kõrvad"?
Enamik loomi ja inimesi kuuleb oma kõrvadega, kus helid põhjustavad kuulmekile vibratsiooni – tugevalt või nõrgalt, aeglaselt või kiiresti. Igasugune vibratsiooni muutus annab kehale teada kuuldava heli olemusest. Kuidas putukad kuulevad? Paljudel juhtudel on need ka omapärased "kõrvad", kuid putukatel on nad meie jaoks ebatavalistes kohtades: vuntsides - näiteks isastel sääskedel, sipelgatel, liblikatel; sabalisanditel - Ameerika prussakas. Ritsikad ja rohutirtsud kuulevad esijalgade säärtega ja jaaniussikesed kõhuga. Mõnel putukatel pole "kõrvu", see tähendab, et neil pole spetsiaalseid kuulmisorganeid. Kuid nad suudavad tajuda erinevaid õhukeskkonna kõikumisi, sealhulgas helivibratsiooni ja ultrahelilaineid, mis on meie kõrva jaoks kättesaamatud. Selliste putukate tundlikud elundid on õhukesed karvad või kõige väiksemad tundlikud pulgad. Nad paiknevad suurel hulgal erinevates kehaosades ja on seotud närvirakud. Niisiis on karvaste röövikute puhul “kõrvad” karvad ja paljaste röövikute puhul kogu keha nahk.
Helilaine moodustub õhu vahelduva harvenemise ja kondenseerumise teel, mis levib heliallikast – mis tahes võnkuvast kehast – igas suunas. Helilaineid tajub ja töötleb kuulmisanalüsaator – kõige keerulisem mehaaniliste, retseptori- ja närvistruktuuride süsteem. Need vibratsioonid muudetakse kuulmisretseptorite poolt närviimpulssideks, mis edastatakse mööda kuulmisnärvi analüsaatori keskossa. Tulemuseks on heli tajumine ning selle tugevuse, kõrguse ja iseloomu analüüs.
Putukate kuulmissüsteem tagab nende valikulise reageerimise suhteliselt kõrge sagedusega vibratsioonile – nad tajuvad vähimatki pinna-, õhu- või veevärinat. Näiteks sumisevad putukad tekitavad kiirete tiivalöökide kaudu helilaineid. Sellist õhukeskkonna vibratsiooni, näiteks sääskede kriuksumist, tajuvad isased antennidel paiknevate tundlike organitega. Seega püüavad nad kinni teiste sääskede lendu saatvad õhulained ja reageerivad saadud heliinfole adekvaatselt. Putukate kuulmissüsteem on "häälestatud" suhteliselt nõrkade helide tajumiseks, mistõttu valjud helid mõjutavad neid negatiivselt. Näiteks kimalased, mesilased, mõne liigi kärbsed ei saa häälitsedes õhku tõusta.
Iga liigi isaste ritsikate mitmekesised, kuid täpselt määratletud signaalid mängivad olulist rolli nende paljunemiskäitumises emaste kurameerimisel ja ligimeelitamisel. Kriket on varustatud suurepärase tööriistaga sõbraga suhtlemiseks. Õrna trilli loomisel hõõrub ta ühe elytra terava külje vastu teise pinda. Ja heli tajumiseks on meestel ja naistel eriti tundlik õhuke kutiikulaarne membraan, mis täidab kuulmekile rolli. Huvitav katse tehti siis, kui mikrofoni ette pandi sibliv isane ja teise tuppa telefoni lähedale emane. Kui mikrofon sisse lülitati, tormas emane, kuulnud isase liigitüüpilist siristamist, heliallika, telefoni juurde.
Organid ultrahelilainete hõivamiseks ja kiirgamiseks
Koid on varustatud nahkhiirte tuvastamise seadmega, mis kasutab orienteerumiseks ja jahtimiseks ultrahelilaineid. Kiskjad tajuvad signaale sagedusega kuni 100 000 hertsi ning ööliblikaid ja paelad, mida nad jahivad, kuni 240 000 hertsi. Näiteks ööliblikate rinnus on spetsiaalsed organid ultraheli signaalide akustiliseks analüüsiks. Nende abil on võimalik jäädvustada jahtivate kozhanide ultraheliimpulsse kuni 30 m kauguselt Kui liblikas tajub kiskja lokaatori signaali, aktiveeruvad kaitsvad käitumistoimingud. Suhteliselt suure vahemaa tagant ööhiire ultrahelihüüdeid kuuldes muudab liblikas järsult lennusuunda, kasutades selleks pettemanöövrit – "sukeldumist". Samal ajal hakkab ta tagaajamisest pääsemiseks sooritama vigurlendu – spiraale ja "surnud silmuseid". Ja kui kiskja on vähem kui 6 m kaugusel, voldib liblikas tiivad kokku ja kukub maapinnale. Ja nahkhiir ei tuvasta liikumatut putukat.
Kuid koide ja nahkhiirte suhe on viimasel ajal veelgi keerulisem. Niisiis hakkavad mõne liigi liblikad, olles nahkhiire signaale tuvastanud, ise klõpsude kujul ultraheliimpulsse kiirgama. Pealegi mõjuvad need impulsid kiskjale nii, et ta justkui ehmunud lendab minema. Selle üle, mis paneb nahkhiired liblika jälitamise lõpetama ja "lahinguväljalt minema jooksma", on vaid oletused. Tõenäoliselt on ultraheli klõpsud putukate adaptiivsed signaalid, mis on sarnased nahkhiire enda saadetavate signaalidega, ainult palju tugevamad. Lootes kuulda oma signaalist nõrka peegelduvat heli, kuuleb jälitaja kõrvulukustavat mürinat – justkui ületaks ülehelikiirusega lennuk helibarjääri.
See tekitab küsimuse, miks nahkhiirt ei uimasta mitte tema enda ultrahelisignaalid, vaid liblikad. Selgub, et nahkhiir on hästi kaitstud omaenda karje-impulsi eest, mida lokaator saadab. Vastasel juhul võib selline võimas impulss, mis on vastuvõetud peegelduvatest helidest 2000 korda tugevam, hiire kurdiks teha. Et seda ei juhtuks, toodab tema keha ja kasutab sihikindlalt spetsiaalset jalust. Enne ultraheliimpulsi saatmist tõmbab spetsiaalne lihas jalus sisekõrva sisekõrva aknast eemale - vibratsioon katkeb mehaaniliselt. Sisuliselt teeb jalus ka klõpsu, aga mitte häält, vaid antiheli. Pärast signaalhüüdmist naaseb see kohe oma kohale, nii et kõrv on valmis peegeldunud signaali vastu võtma. Raske on ette kujutada, millise kiirusega suudab lihas tegutseda, lülitades saadetud impulsi-karje momendil välja hiire kuulmise. Saagi jälitamise ajal - see on 200-250 impulssi sekundis!
Ja nahkhiirele ohtlikud liblikaklõpsud kostuvad täpselt sel hetkel, kui jahimees kaja tajumiseks kõrva peale keerab. Seega saadab ööliblikas uimastatud kiskja eemale peletamiseks signaale, mis on tema lokaatoriga ülimalt sobitatud. Selleks on putuka keha programmeeritud vastu võtma läheneva jahimehe pulsisagedust ja saadab sellega täpselt unisoonis vastusesignaali.
Selline koide ja nahkhiirte suhe tekitab palju küsimusi. Kuidas said putukad võime tajuda nahkhiirte ultraheli signaale ja mõista koheselt ohtu, mida nad kannavad? Kuidas saaksid liblikad valiku ja täiustamise käigus järk-järgult välja töötada ultraheliseadme, millel on täiuslikult sobivad kaitseomadused? Nahkhiirte ultrahelisignaalide tajumist pole samuti lihtne välja selgitada. Fakt on see, et nad tunnevad oma kaja ära miljonite häälte ja muude helide hulgast. Ja ei takista nahkhiirtel küttimast hõimukaaslaste hüüded-signaalid ega seadmete abil väljastatud ultrahelisignaalid. Ainult liblika signaalid, isegi kunstlikult taasesitatud, panevad hiire minema lendama.
Elusolendid esitavad uusi ja uusi mõistatusi, tekitades imetlust oma keha ehituse täiuslikkuse ja otstarbekuse üle.
Palvetavale mantisele, nagu liblikalegi, antakse koos suurepärase nägemisega ka spetsiaalsed kuulmisorganid, et vältida nahkhiirtega kohtumist. Need ultraheli tajuvad kuulmisorganid asuvad rinnal jalgade vahel. Ja mõnele mantiliigile on lisaks ultrahelikuulmisorganile iseloomulik ka teise kõrva olemasolu, mis tajub palju madalamaid sagedusi. Selle funktsioon pole veel teada.
keemiline tunne
Loomadele on omistatud üldine keemiline tundlikkus, mille tagavad erinevad meeleorganid. Putukate keemilises mõttes mängib kõige olulisemat rolli haistmismeel. Ja termiitidele ja sipelgatele on teadlaste sõnul antud kolmemõõtmeline haistmismeel. Mis see on, on meil raske ette kujutada. Putukate haistmisorganid reageerivad aine isegi väga väikese kontsentratsiooni olemasolule, mõnikord allikast väga kaugel. Tänu haistmismeelele leiab putukas saaklooma ja toidu, navigeerib maastikul, õpib tundma vaenlase lähenemist ja viib läbi biokommunikatsiooni, kus spetsiifiliseks “keeleks” on keemilise info vahetamine feromoonide abil.
Feromoonid on kõige keerulisemad ühendid, mida mõned inimesed eritavad suhtluseesmärkidel, et edastada teavet teistele isikutele. Selline teave on kodeeritud konkreetsetesse kemikaalidesse, olenevalt elusolendi tüübist ja isegi selle kuuluvusest teatud perekonda. Haistmissüsteemi abil tajumine ja "sõnumi" dekodeerimine põhjustab vastuvõtjates teatud käitumisvormi või füsioloogilise protsessi. Praeguseks on teada märkimisväärne rühm putukate feromoone. Mõned neist on mõeldud vastassoost isikute meelitamiseks, teised, jälgivad, näitavad teed koju või toiduallikasse, teised toimivad häiresignaalina, neljandad reguleerivad teatud füsioloogilisi protsesse jne.
Peab olema tõeliselt ainulaadne keemiline tootmine"putukate kehas, et vabastada õiges koguses ja teatud hetkel kogu nende jaoks vajalik hulk feromoone. Tänapäeval on teada rohkem kui sada neist kõige keerulisema keemilise koostisega ainetest, kuid kunstlikult ei ole neist enam kui tosinat paljundatud. Tõepoolest, nende saamiseks on vaja täiustatud tehnoloogiaid ja seadmeid, nii et praegu võib nende miniatuursete selgrootute olendite keha sellise paigutuse üle ainult üllatuda.
Mardikad on varustatud peamiselt haistmistüüpi antennidega. Need võimaldavad jäädvustada mitte ainult aine lõhna ja selle leviku suunda, vaid isegi "tunnetada" lõhnava objekti kuju. Suurepärase haistmismeele näide on hauamardikad, kes tegelevad maa puhastamisega raibest. Nad tunnevad lõhna temast sadade meetrite kaugusel ja kogunevad suureks rühmaks. A lepatriinu haistmismeelt kasutades leiab ta lehetäide kolooniaid, et sinna müüritise jätta. Lõppude lõpuks ei toitu mitte ainult ta ise lehetäidest, vaid ka tema vastsed.
Mitte ainult täiskasvanud putukad, vaid ka nende vastsed on sageli suurepärase lõhnatajuga. Seega on kukeseene vastsed võimelised liikuma taimede (mänd, nisu) juurtele, juhindudes veidi kõrgendatud süsinikdioksiidi kontsentratsioonist. Katsetes lähevad vastsed kohe mullaalale, kuhu viisid sisse väikese koguse süsihappegaasi moodustavat ainet.
Arusaamatu tundub haistmisorgani tundlikkus näiteks Saturni liblikal, kelle isane suudab tabada oma liigi emase lõhna 12 km kaugusel. Kui võrrelda seda vahemaad emaslooma eritatava feromoonide hulgaga, saadi teadlasi üllatav tulemus. Tänu oma antennidele otsib isane paljude lõhnaainete hulgast eksimatult ühte pärilikult tuntud aine molekuli 1 m3 õhu kohta!
Mõnele tiisikusele on antud nii terav haistmismeel, et see ei jää sugugi alla koera tuntud instinktile. Niisiis liigutavad naisratturid mööda puutüve või kännu joostes jõuliselt oma antenne. Nendega “nuusutavad” nad välja sarv- või metsamardika vastsed, mis paiknevad puidus pinnast 2–2,5 cm kaugusel.
Tänu antennide ainulaadsele tundlikkusele teeb pisike helisirattur ämblike kookoneid puudutades kindlaks, mis neis on – kas tegemist on vähearenenud munandite, neist juba lahkunud passiivsete ämblike või teiste oma liigi ratsanike munanditega. Kuidas Helis nii täpset analüüsi teeb, pole veel teada. Tõenäoliselt tunneb ta kõige peenemat spetsiifilist lõhna, kuid võib juhtuda, et antenne koputades tabab rattur mingisuguse peegeldunud heli.
Putukate haistmisorganitele mõjuvate keemiliste stiimulite tajumist ja analüüsi teostab multifunktsionaalne süsteem - haistmisanalüsaator. See, nagu kõik teised analüsaatorid, koosneb tajumis-, juhtiv- ja keskosakondadest. Lõhnaretseptorid (kemoretseptorid) tajuvad lõhnaainete molekule ning teatud lõhnast signaalivad impulsid saadetakse mööda närvikiude analüüsimiseks ajju. Keha reaktsioon areneb koheselt.
Putukate haistmismeelest rääkides ei saa öelda lõhna kohta. Teadusel ei ole veel selget arusaama sellest, mis lõhn on, ja selle loodusnähtuse kohta on palju teooriaid. Neist ühe järgi kujutavad aine analüüsitud molekulid “võtit”. Ja “lukk” on lõhnaanalüsaatorites sisalduvad haistmisorganite retseptorid. Kui molekuli konfiguratsioon läheneb teatud retseptori "lukule", siis analüsaator saab sealt signaali, dešifreerib selle ja edastab lõhna kohta informatsiooni looma ajju. Teise teooria kohaselt määravad lõhna molekulide keemilised omadused ja elektrilaengute jaotus. Uusim teooria, mis on võitnud palju poolehoidjaid, näeb lõhna peamise põhjusena molekulide ja nende koostisosade vibratsiooniomadusi. Iga aroom on seotud infrapunakiirguse teatud sagedustega (lainete numbritega). Näiteks sibulasupp tioalkohol ja dekaboraan on keemiliselt täiesti erinevad. Kuid neil on sama sagedus ja sama lõhn. Samas on keemiliselt sarnaseid aineid, mida iseloomustavad erinevad sagedused ja mis lõhnavad erinevalt. Kui see teooria on õige, saab infrapuna sageduste järgi hinnata nii aromaatseid aineid kui ka tuhandeid lõhna tajuvaid rakutüüpe.
Putukate "radari paigaldamine".
Putukatel on suurepärased lõhna- ja puudutusorganid - antennid (antennid või köidikud). Nad on väga liikuvad ja kergesti juhitavad: putukas saab neid paljundada, kokku viia, pöörata igaüks eraldi oma teljel või koos ühisel teljel. Sel juhul sarnanevad nad mõlemad väliselt ja on sisuliselt "radariinstallatsioon". Antennide närvitundlik element on sensilla. Nendelt edastatakse impulss kiirusega 5 m sekundis analüsaatori "aju" keskusesse, et ärritusobjekt ära tunda. Ja siis läheb saadud teabe vastuse signaal koheselt lihasesse või muusse elundisse.
Enamikul putukatel on antennide teisel segmendil Johnstoni orel - universaalne seade, mille eesmärki pole veel täielikult välja selgitatud. Arvatakse, et see tajub õhu ja vee liikumist ja värinat, kontakte tahkete objektidega. Jaanile ja rohutirtsudele on antud üllatavalt kõrge tundlikkus mehaaniliste vibratsioonide suhtes, mis on võimelised registreerima mis tahes vibratsiooni amplituudiga, mis on võrdne poole vesinikuaatomi läbimõõduga!
Mardikatel on ka Johnstoni orel antennide teisel segmendil. Ja kui veepinnal jooksev mardikas saab vigastada või eemaldada, komistab ta igasuguste takistuste peale. Selle elundi abil suudab mardikas püüda rannikult või takistustelt tulevaid peegeldunud laineid. Ta tunnetab veelaineid kõrgusega 0,000000004 mm, see tähendab, et Johnstoni orel täidab kajaloodi või radari ülesannet.
Sipelgaid ei erista mitte ainult hästi organiseeritud aju, vaid ka sama täiuslik kehakorraldus. Antennid on nende putukate jaoks ülimalt olulised; mõned neist on suurepärased lõhna-, puudutus-, keskkonnateadmised ja vastastikused selgitused. Antennita sipelgad kaotavad võimaluse leida teed, lähedal asuvat toitu ja eristada vaenlasi sõpradest. Antennide abil saavad putukad omavahel "vestelda". Sipelgad edastavad oluline teave, puudutades antenne üksteise antennide teatud segmentidega. Ühes käitumisepisoodis leidsid kaks sipelgat saaki erineva suurusega vastsete kujul. Pärast "läbirääkimisi" vendadega antennide abil mindi koos mobiliseeritud abilistega avastuspaika. Samas edukam sipelgas, kellel õnnestus antennide abil infot leitud suurema saagi kohta edastada, mobiliseeris enda taha märksa suurema rühma töösipelgaid.
Huvitaval kombel on sipelgad ühed puhtaimad olendid. Pärast iga sööki ja und puhastatakse kogu nende keha ja eriti antennid põhjalikult.
Maitseelamused
Inimene määratleb selgelt aine lõhna ja maitse, samas kui putukatel ei ole maitse- ja haistmisaistingud sageli eraldatud. Need toimivad ühtse keemilise tundena (tajuna).
Maitseaistinguga putukad eelistavad üht või teist ainet olenevalt antud liigile iseloomulikust toitumisest. Samas suudavad nad eristada magusat, soolast, mõru ja haput. Tarbitava toiduga kokkupuutumiseks võivad maitsmisorganid asuda putukate erinevatel kehaosadel - antennidel, käpadel ja jalgadel. Nende abiga saavad putukad põhilist keemilist teavet keskkonna kohta. Näiteks kärbes saab ainult käppadega teda huvitava objekti puudutades peaaegu kohe teada, mis tema jalge all on - jook, toit või midagi mittesöödavat. See tähendab, et see on võimeline tegema kemikaali kohest kontakti analüüsi oma jalgadega.
Maitse on tunne, mis tekib siis, kui kemikaalide lahus puutub kokku putuka maitseorgani retseptoritega (kemoretseptoritega). Retseptormaitserakud on maitseanalüsaatori keeruka süsteemi perifeerne osa. Nad tajuvad keemilisi stiimuleid ja siin toimub maitsesignaalide esmane kodeerimine. Analüsaatorid edastavad koheselt kemoelektriliste impulsside lende mööda õhukesi närvikiude nende "aju" keskusesse. Iga selline impulss kestab vähem kui tuhandik sekundit. Ja siis määravad analüsaatori kesksed struktuurid koheselt maitseelamused.
Jätkuvad katsed mõista mitte ainult küsimust, mis lõhn on, vaid ka luua ühtne "magususe" teooria. Siiani pole see õnnestunud – ehk õnnestub teil, 21. sajandi bioloogidel. Probleem on selles, et täiesti erinevad kemikaalid, nii orgaanilised kui ka anorgaanilised, võivad tekitada suhteliselt ühesuguseid magusa maitseelamusi.
meeleelundid
Suurim raskus on ehk putukate kompimismeele uurimine. Kuidas need kitiinkesta aheldatud olendid maailma puudutavad? Seega oleme tänu naharetseptoritele võimelised tajuma erinevaid kombatavaid aistinguid – ühed retseptorid registreerivad survet, teised temperatuuri jne. Eseme puudutades võime järeldada, et see on külm või soe, kõva või pehme, sile või kare. Putukatel on ka analüsaatorid, mis määravad temperatuuri, rõhku jne, kuid palju nende toimemehhanismidest jääb teadmata.
Puutemeel on paljude lendavate putukate lennuohutuse jaoks üks olulisemaid meeli, et tajuda õhuvoolusid. Näiteks dipteraanidel on kogu keha kaetud sensillaga, mis täidab puutefunktsioone. Eriti palju on neid päitsete peal, et õhurõhku tajuda ja lendu stabiliseerida.
Tänu kompimismeelele pole kärbest nii lihtne pügada. Tema nägemine võimaldab märgata ähvardavat objekti vaid 40-70 cm kauguselt, kuid kärbes suudab reageerida ohtlikule käeliigutusele, mis põhjustas isegi väikese õhuliigutuse, ja koheselt õhku tõusta. See tavaline toakärbes kinnitab veel kord, et elus pole miski lihtne – kõik olendid, nii noored kui vanad, on varustatud suurepäraste sensoorsete süsteemidega aktiivseks eluks ja enda kaitseks.
Survet registreerivad putukate retseptorid võivad olla vistrikute ja harjaste kujul. Putukad kasutavad neid erinevatel eesmärkidel, sealhulgas ruumis orienteerumiseks - gravitatsiooni suunas. Näiteks kärbsevastne liigub alati selgelt ülespoole enne nukkumist ehk vastu gravitatsiooni. Lõppude lõpuks peab ta vedelast toidumassist välja roomama ja seal pole ühtegi maamärki, välja arvatud Maa külgetõmbejõud. Kärbes kipub ka pärast krüsaalist välja saamist mõnda aega üles roomama, kuni ära kuivab, et lennata.
Paljudel putukatel on hästi arenenud gravitatsioonitaju. Näiteks sipelgad suudavad hinnata pinnakalde suurust 20. Ja püsturgasid kaevav kõblas suudab hinnata kõrvalekallet vertikaalist 10 võrra.
Elavad "ennustajad"
Paljudel putukatel on suurepärane võime ilmastikumuutusi ette näha ja pikaajalisi prognoose teha. See on aga tüüpiline kõigile elusolenditele – olgu selleks siis taim, mikroorganism, selgrootu või selgroogne. Sellised võimed tagavad normaalse elutegevuse nende ettenähtud elupaigas. Samuti on harva täheldatud loodusnähtusi - põuad, üleujutused, teravad külmahood. Ja siis peavad elusolendid ellujäämiseks eelnevalt mobiliseerima täiendavad kaitsevahendid. Mõlemal juhul kasutavad nad oma sisemisi "ilmajaamu".
Pidevalt ja hoolikalt erinevate elusolendite käitumist jälgides saab teada mitte ainult ilmamuutustest, vaid isegi eelseisvatest looduskatastroofidest. Lõppude lõpuks võivad enam kui 600 teadlastele seni teadaolevat loomaliiki ja 400 taimeliiki mängida omamoodi rolli baromeetritena, niiskuse ja temperatuuri indikaatoritena, nii äikesetormide, tormide, tornaadode, üleujutuste kui ka ilusa pilvitu ennustajana. ilm. Pealegi on elavaid "ilmaennustajaid" kõikjal, kus iganes sa viibid – veehoidla ääres, heinamaal, metsas. Näiteks enne vihma lõpetavad rohelised rohutirtsud isegi selge taevaga siristamise, sipelgad hakkavad sipelgapesa sissepääsud tihedalt sulgema ja mesilased lõpetavad nektari järele lendamise, istuvad tarus ja sumisevad. Püüdes varjata läheneva halva ilma eest, lendavad kärbsed ja herilased majade akendesse.
Tiibeti jalamil elavate mürgiste sipelgate vaatlused on paljastanud nende suurepärase võime teha kaugemaid prognoose. Enne tugevate vihmaperioodide algust kolivad sipelgad teise kuiva kõva pinnasega kohta ja enne põua algust täidavad sipelgad tumedad niisked lohud. Tiivulised sipelgad on võimelised tundma tormi lähenemist 2-3 päevaga. Suured isendid hakkavad mööda maad tormama, väikesed aga sülemlevad madalal. Ja mida aktiivsemad need protsessid on, seda tugevamat halba ilma on oodata. Leiti, et aasta jooksul tuvastasid sipelgad õigesti 22 ilmamuutust ja eksisid vaid kahel juhul. See moodustas 9%, mis tundub üsna hea, võrreldes ilmajaamade keskmise veaga 20%.
Putukate sihipärane tegevus sõltub sageli pikaajalistest prognoosidest ja sellest võib inimestele palju kasu olla. Kogenud mesinikule annavad mesilased üsna usaldusväärse prognoosi. Talveks sulgevad nad tarus oleva sälgu vahaga. Taru ventilatsiooniava järgi saab hinnata saabuvat talve. Kui mesilased jätavad suure augu, on talv soe ja kui see on väike, on oodata tugevaid külmasid. Teada on ka see, et kui mesilased hakkavad varakult tarudest välja lendama, on oodata varajast sooja kevadet. Samad sipelgad, kui talv ei peaks olema karm, jäävad elama mullapinna lähedale ning enne külma talve sätivad end sügavamale maasse ja ehitavad kõrgema sipelgapesa.
Lisaks putukate makrokliimale on oluline ka nende elupaiga mikrokliima. Näiteks mesilased ei lase tarudes üle kuumeneda ja olles saanud oma elavatelt "seadmetelt" signaali ülemäärasest temperatuurist, hakkavad nad ruumi ventileerima. Osa töömesilasi on paigutatud kogu tarus erinevatele kõrgustele ja paneb õhu kiirete tiivalöökidega liikuma. Tekib tugev õhuvool ja taru jahutatakse. Ventilatsioon on pikk protsess ja kui üks mesilaste partii väsib, on kord teise ja seda ranges järjekorras.
Mitte ainult täiskasvanud putukate, vaid ka nende vastsete käitumine sõltub elavate "instrumentide" näidust. Näiteks maa sees arenevad tsikaadivastsed tulevad pinnale alles siis, kui ilm on hea. Aga kuidas sa tead, milline ilm tipus on? Selle kindlakstegemiseks loovad nad oma maa-aluste varjualuste kohale spetsiaalsed suurte aukudega muldkoonused – omamoodi meteoroloogilised struktuurid. Neis hindavad tsikaadid õhukese mullakihi kaudu temperatuuri ja niiskust. Ja kui ilmastikutingimused on ebasoodsad, pöörduvad vastsed naaritsa juurde tagasi.
Vihmahoogude ja üleujutuste ennustamise nähtus
Termiitide ja sipelgate käitumise jälgimine kriitilistes olukordades võib aidata inimestel ennustada tugevaid vihmasadu ja üleujutusi. Üks loodusteadlastest kirjeldas juhtumit, kui enne veeuputust lahkus Brasiilia džunglis elav indiaanihõim kähku oma asulast. Ja sipelgad "rääkisid" indiaanlastele lähenevast katastroofist. Enne üleujutust muutuvad need sotsiaalsed putukad väga ärevaks ja lahkuvad kiiresti elukohast koos nukkude ja toiduvarudega. Nad lähevad kohtadesse, kuhu vesi ei ulatu. Kohalik elanikkond vaevu mõistis sipelgate nii hämmastava tundlikkuse päritolu, kuid nende teadmistele alludes lahkusid inimesed väikeste ilmaennustajate järel.
Nad oskavad suurepäraselt ennustada üleujutusi ja termiite. Enne selle algust lahkuvad nad kogu kolooniaga oma kodudest ja tormavad lähimate puude juurde. Katastroofi suurust aimates tõusevad need täpselt sellisele kõrgusele, mis on suurem kui oodatav üleujutus. Seal ootavad nad, kuni vaibuvad mudased veejoad, mis tormavad sellise kiirusega, et puud kukuvad mõnikord nende surve alla.
Ilma jälgib tohutu hulk ilmajaamu. Need asuvad maal, sealhulgas mägedes, spetsiaalselt varustatud teaduslaevadel, satelliitidel ja kosmosejaamades. Meteoroloogid on varustatud kaasaegsete instrumentide, seadmete ja arvutitega. Tegelikult ei tee nad ilmateadet, vaid arvutust, ilmamuutuste arvutust. Ja ülaltoodud tegelike näidete putukad ennustavad ilma, kasutades kaasasündinud võimeid ja spetsiaalseid elulisi "seadmeid", mis on nende kehasse ehitatud. Pealegi ei määra ilmaennustavad sipelgad mitte ainult üleujutuse lähenemise aega, vaid hindavad ka selle ulatust. Lõppude lõpuks hõivasid nad uue varjupaiga jaoks ainult turvalised kohad. Teadlased ei ole veel suutnud seda nähtust selgitada. Termiidid esitasid veelgi suurema mõistatuse. Fakt on see, et need ei asunud kunagi nendel puudel, mis üleujutuse ajal osutusid tormiliste ojade poolt lammutatuks. Sarnaselt käitusid etoloogide tähelepanekul ka kuldnokad, kes kevadel ei hõivanud asulale ohtlikke linnumaju. Seejärel rebis orkaani tuul need tõesti ära. Kuid siin räägime suhteliselt suurest loomast. Lind, võib-olla linnumaja kiigutades või muude märkide järgi, hindab selle kinnituse ebausaldusväärsust. Aga kuidas ja milliste seadmete abil saavad selliseid prognoose teha väga väikesed, kuid väga "targad" loomad? Inimene mitte ainult ei suuda veel midagi sellist luua, vaid ta ei oska ka vastata. Need ülesanded on tulevase biol
Putukad nagu teisedki mitmerakulised organismid, millel on palju erinevaid retseptoreid ehk sensilla, mis on teatud stiimulite suhtes tundlikud. Putukate retseptorid on väga mitmekesised. Putukatel on mehhanoretseptorid (kuulmisretseptorid, proprioretseptorid), fotoretseptorid, termoretseptorid, kemoretseptorid. Nende abiga püüavad putukad kinni kiirguse energiat soojuse ja valguse kujul, mehaanilisi vibratsioone, sealhulgas laias valikus helisid, mehaanilist rõhku, gravitatsiooni, veeauru ja lenduvate ainete kontsentratsiooni õhus ning palju muud. tegurid. Putukatel on kõrgelt arenenud haistmis- ja maitsemeel. Mehhanoretseptorid on trikoidsed sensillad, mis tajuvad puutetundlikke stiimuleid. Mõned sensillad suudavad tuvastada väikseimaidki kõikumisi õhus putukat ümbritsevas, teised aga annavad märku kehaosade asendist üksteise suhtes. Õhuretseptorid tajuvad õhuvoolude kiirust ja suunda putuka läheduses ning reguleerivad lennukiirust.
Nägemus
Nägemine mängib enamiku putukate elus suurt rolli. Neil on kolme tüüpi nägemisorganeid – liitsilmad, külgmised (tüvesilmad) ja dorsaalsed (ocelli) silmad. Ööpäevastel ja lendavatel vormidel on tavaliselt 2 liitsilma ja 3 silmasilma. Tüve leidub täieliku metamorfoosiga putukavastsetes. Need asuvad pea külgedel koguses 1-30 mõlemal küljel. Selja ocelli (ocelli) leidub koos liitsilmadega ja toimivad täiendavate nägemisorganitena. Ocelliat on täheldatud enamiku putukate täiskasvanud isenditel (puuduvad paljudel liblikatel ja kahetipulistel, töösipelgatel ja pimedatel) ja mõnedel vastsetel (kivi-, mai-, kiili-) vastsed. Reeglina esinevad need ainult hästi lendavatel putukatel. Tavaliselt on pea eesmise-parietaalses piirkonnas kolm dorsaalset silmasilma, mis paiknevad kolmnurga kujul. Nende põhiülesanne on ilmselt hinnata valgustust ja selle muutusi. Eeldatakse, et nad osalevad ka putukate visuaalses orientatsioonis ja fototaksise reaktsioonides.
Putukate nägemise tunnused on tingitud silmade lihvitud struktuurist, mis koosneb suurest hulgast ommatiididest. Enim leiti ommatidia liblikatest (12-17 tuhat) ja kiilidest (10-28 tuhat). Ommatidiumi valgustundlik üksus on võrkkesta (visuaalne) rakk. Putukate fotoretseptsioon põhineb visuaalse pigmendi rodopsiini muundumisel valguskvanti mõjul isomeeriks metarodopsiiniks. Selle vastupidine taastamine võimaldab elementaarseid visuaalseid toiminguid korduvalt korrata. Tavaliselt leidub fotoretseptorites 2-3 visuaalset pigmenti, mis erinevad spektraalse tundlikkuse poolest. Visuaalsete pigmentide andmekogum määrab ka putukate värvinägemise tunnused. Visuaalsed kujutised liitsilmades moodustuvad paljudest üksikute ommatiidide poolt loodud punktkujutistest. Liitsilmad ei suuda kohaneda ega suuda nägemisega kohaneda erinevad vahemaad. Seetõttu võib putukaid nimetada "äärmiselt lühinägelikeks". Putukaid iseloomustab pöördvõrdeline seos vaadeldava objekti kauguse ja nende silmaga eristatavate detailide arvu vahel: mida lähemal objekt on, seda rohkem detaile nad näevad. Putukad oskavad hinnata objektide kuju, kuid nendest väikesel kaugusel eeldab see, et esemete piirjooned sobituvad liitsilma vaatevälja.
Putukate värvinägemine võib olla kahevärviline (sipelgad, pronksmardikad) või kolmevärviline (mesilased ja mõned liblikad). Vähemalt ühel liblikaliigil on tetrakromaatiline nägemine. On putukaid, kes suudavad värve eristada ainult ühe (ülemise või alumise) liitsilma poolega (neljatäpiline kiili). Mõnele putukale nähtav osa spekter nihutatakse lühikesele lainepikkusele. Näiteks mesilased ja sipelgad ei näe punast (650-700 nm), kuid nad eristavad osa ultraviolettspektrist (300-400 nm). Mesilased ja teised tolmeldavad putukad näevad lilledel ultraviolettmustreid, mis on inimese nägemise eest varjatud. Samamoodi suudavad liblikad eristada tiibade värvi elemente, mis on nähtavad ainult ultraviolettkiirguses.
Tahke substraadi kaudu edastatavate helide tajumine toimub putukatel vibroretseptorite abil, mis asuvad jalgade sääreluudes nende liigenduse lähedal reiega. Paljud putukad on väga tundlikud substraadi raputamise suhtes, millel nad asuvad. Helide tajumine õhu või vee kaudu toimub fonoretseptorite abil. Diptera tajub helisid Johnstoni organite abil. Putukate kõige keerulisemad kuulmisorganid on trummeluud. Sensillide arv ühes trummelundis varieerub 3-st (mõned liblikad) 70-ni (jaaniussikad) ja isegi 1500-ni (laulutsikaadidel). Rohutirtsudel, ritsikatel ja muttritsikatel paiknevad trummeluud esijalgade säärtel, akridoididel esimese kõhusegmendi külgedel. Laulutsikaadide kuulmisorganid paiknevad kõhuõõnes heli tekitava aparaadi läheduses. Koide kuulmisorganid asuvad viimases rindkere segmendis või ühes kahest eesmisest kõhusegmendist ja suudavad tajuda nahkhiirte kiirgavat ultraheli. Mesilased tekitavad helisid, pannes sagedaste lihaskontraktsioonide kaudu osa rindkerest vibreerima. Heli võimendavad tiibplaadid. Erinevalt paljudest putukatest võivad mesilased hääli teha. erinevad kõrgused ja tämbrid, võimaldades neil teavet edastada erinevad omadused heli.
Nägemus
Putukatel on kõrgelt arenenud haistmisaparaat. Lõhnade tajumine toimub tänu kemoretseptoritele - antennidel ja mõnikord ka perioraalsetel lisanditel paiknevatele lõhnatundlikkusele. Kemoretseptorite tasemel toimub haistmisstiimulite esmane eraldumine kahte tüüpi retseptorneuronite olemasolu tõttu. Generalistlikud neuronid tunnevad ära väga laia valikut keemilisi ühendeid, kuid samal ajal on neil madal tundlikkus lõhnade suhtes. Spetsiaalsed neuronid reageerivad ainult ühele või mõnele seotud keemilisele ühendile. Need võimaldavad tajuda lõhnaaineid, mis käivitavad teatud käitumisreaktsioone (seksferomoonid, toiduatraktandid ja tõrjevahendid, süsinikdioksiid). Isastel siidiussidel jõuab haistmissensilla teoreetiliselt võimaliku tundlikkuse piirini: spetsialiseeritud neuroni ergastamiseks piisab vaid ühest emase feromooni molekulist. J. A. Fabre tegi oma katsetes kindlaks, et pirnisilma isased suudavad emasloomi tuvastada feromoonide abil kuni 10 km kauguselt.
Kontaktkemoretseptorid moodustavad putukate maitseanalüsaatori perifeerse osa ja võimaldavad neil hinnata substraadi sobivust toiduks või munemiseks. Need retseptorid paiknevad suuosadel, jalaotstes, antennidel ja munarakkudel. Enamik putukaid tunneb ära soolade, glükoosi, sahharoosi ja muude süsivesikute lahused, aga ka vee. Erinevalt selgroogsete kemoretseptoritest reageerivad putukate kemoretseptorid harva tehisainetele, mis jäljendavad magusat või kibedat maitset. Näiteks sahhariini ei taju putukad magusa ainena.
