Головна
Реферати » Реферати по біології » Просторова орієнтація живих організмів за допомогою зорової сенсорної системи

Просторова орієнтація живих організмів за допомогою зорової сенсорної системи

ПЛАН реферат


1. План реферату стр 2
2. Анотація стр 3
3. Введення стор 4
4. Фізика світла стр 5
5. Фоторецептори стр 6
6. Фоторецептори комах стр 10
7. Поляризоване світло і комахи стр 13
8. Висновок стор 18
9. Список літератури стор 19

АНОТАЦІЯ


В даній роботі проведений деякий огляд теми просторової орієнтації живих організмів за допомогою зорової сенсорної системи.
Зір як сенсорна система є важлива умова для виживання і еволюції будь-якої популяції, тому як саме воно дозволяє отримати максимум інформації про безупинно мінливих умов навколишнього середовища.
Для більш повного розуміння процесів в рефераті розглянута фізика світла
(природно, в такого собі зведеному огляді, по найбільш цікавлять нас моментів).
Також в роботі розглянуті різні види фоторецепторів, з відносно докладним оглядом фоторецепторів комах. Справа в тому, що в останні роки дослідниками в цій галузі з великим інтересом вивчається таке явище, як орієнтування комах (зокрема, бджіл) по небосхилу - тобто з уловлювання поляризованого світла), тому фоторецептори комах розглянуті з особливою увагою і винесені в особливу главу.

ВСТУП


У всі часи людина завжди прагнув до пізнання. У сучасній науці явно проглядається тенденція до реалізації та втіленні ідей, почерпнутих безпосередньо зі спостережень за навколишнім середовищем та їх вивченням. Так, наука біоніка займається впровадженням технологій, реалізованих саме на цих ідеях. Наука етологія стає чималим підмогою навіть такий, здавалося б, суто гуманітарної галузі, як соціологія. Проте, вивчення суспільних тварин дає цікавий матеріал для вивчення багатьох закономірностей популяцій.
Усі тварини мають в тій чи іншій мірі виражену здатність орієнтуватися в просторі - біооріентаціей. Однією з найпростіших її форм є Таксис - zB, хемотаксису, фототаксис, термотаксіси etc.
Також у ряду тварин спостерігається виражена здатність до біонавігаціі - тобто можливості тварин вибирати напрямок руху при регулярних сезонних міграціях, наприклад. Виділяють такі типи орієнтації, як компасна (зоряна компасна), транспонується, обонятельно-смакова, гравітаційна, по атмосферному тиску, хімічна, акустична, оптична і деякі інші. Як видно, завжди використовується будь-яка сенсорна система - будь то зорова, нюхова або яка-небудь інша.
В аспекті даної роботи я розглядаю оптичну орієнтацію (по поляризованому світлі), і тому досить докладно зупиняюся на фоторецепторах.

ФІЗИКА СВІТЛА


Світло складається з частинок, званих фотонами, кожну з яких можна розглядати як пакет електромагнітних хвиль. Чи буде промінь електромагнітної енергії саме світлом, а не рентгенівськими променями або радіохвилями, визначається довжиною хвилі - відстанню від одного гребеня хвилі до наступного: у разі світла ця відстань становить приблизно 0,0000001 (10-7) метра, або 0,0005 міліметра, або 0.5 мікрометра, або 500 нанометрів (нм).
Світло - це за визначенням те, що ми можемо бачити. Наші очі можуть сприймати електромагнітні хвилі довжиною від 400 до 700 нм. Зазвичай потрапляє в наші очі світло складається з порівняно однорідної суміші променів з різними довжинами хвиль; таку суміш називають білим світлом (хоча це вельми нестроге поняття). Для оцінки хвильового складу світлових променів вимірюють світлову енергію, укладену в кожному з послідовних невеликих інтервалів, наприклад від 400 до 410 нм, від 410 до 420 нм і т. Д., Після чого малюють графік розподілу енергії по довжинах хвиль. Для світла, що приходить від Сонця, цей графік схожий на ліву криву на рис. 1. Це крива без різких підйомів і спадів з пологим максимумом в області 600 нм.
Така крива типова для випромінювання розпеченого об'єкта. Положення максимуму залежить від температури джерела: для Сонця це буде область близько 600 нм, а для зірки більш гарячою, ніж наше Сонце, максимум зрушиться до більш коротким хвилям - до блакитного кінця спектра, т. Е. На нашому графіку - вліво. (Представлення художників про те, що червоні, помаранчеві та жовті кольори - теплі, а сині і зелені - холодні, пов'язано тільки з нашими емоціями і асоціаціями і не має ніякого відношення до спектрального складу світла від розпеченого тіла, залежному від його температури, - до того, що фізики називають колірною температурою.)
Якщо ми будемо якимось способом фільтрувати білий світ, видаляючи всі, крім вузької спектральної смуги, то отримаємо світло, який називають монохроматичним (см. графік на рис . 1 справа).

Рис. 1. Зліва: енергія світла (наприклад, сонячного) розподілена в широкому діапазоні довжин хвиль - приблизно від 400 до 700 нанометрів. Слабко виражений пік визначається температурою джерела: чим гаряче джерело, тим більше зсув піка до синього (коротковолновому) кінця. Справа: монохроматичне світло - це світло, енергія якого зосереджена в основному в області якоїсь однієї довжини хвилі. Його можна створити за допомогою різноманітних фільтрів, лазера або спектроскопа з призмою або дифракційної гратами.


Зір засноване на виявленні електромагнітного випромінювання.
Електромагнітний спектр має широкий діапазон, і видима частина становить лише дуже малу частку.
Енергія електромагнітного випромінювання обернено пропорційна довжині хвилі.
Довгі хвилі несуть занадто мало енергії, щоб активувати фотохімічні реакції, що лежать в основі фоторецепції. Енергія коротких хвиль так велика, що вони пошкоджують живу тканину.
Велика частина короткохвильового випромінювання сонця поглинається озоновим шаром атмосфери (у вузькому ділянці спектра - від 250 до 270 нм): якби цього не було, життя на Землі навряд чи могла виникнути. Всі фотобіологічні реакції обмежені вузьким ділянкою спектра між двома цими областями.

Фоторецепторів


Фоторецептори - це один з видів сенсорних органів (систем), що відповідають за зір. Саме можливостями фоторецепторів визначається оптична орієнтація тварин в просторі.
Фоторецепторних клітини містять пігмент (зазвичай це родопсин), який під дією світла знебарвлюється. При цьому змінюється форма молекул пігменту, причому на відміну від вицвітання, з яким ми зустрічаємося в повсякденному житті, такий процес звернемо. Він веде до ще не зовсім зрозумілим електричним змінам в рецепторною мембрані (Prosser, 1973).
Фоторецепторних клітини можуть бути розсіяні по поверхні тіла, як у дощового черв'яка (Lumhricus), проте зазвичай вони утворюють скупчення. Око самого примітивного типу складається з групи рецепторів, що лежать на дні поглиблення або ямки в шкірі. Такий очей в загальних рисах розрізняє напрямок падаючого світла. Через тіней, що відкидаються стінками ямки, світло, що падає збоку, висвітлює лише одну її частину, а решта залишається порівняно темною. Такі відмінності в освітленості можуть реєструватися набором фоторецепторів в підставі ямки, що утворюють зародкову сітківку. Око молюска Nautilus з точковим отвором (рис. 2а) розвинувся з ока-ямки, зовнішні краї якого зійшлися до центру, а шар фоторецепторів утворив сітківку. Такий очей працює точно гак само, як фотокамера з точковим отвором: світло від кожної точки потрапляє тільки на дуже малу область сітківки, в результаті виникає перевернуте зображення.

Еволюцію очі можна простежити у нині живучих молюсків, як показано на рис. 2б. З ока Nautilus з точковим отвором розвинувся очей із захисним шаром, ймовірно, для запобігання від бруду. Усередині очі утворився примітивний кришталик, як у равлика Helix. Око такого типу виявлений також у павуків. Зустрічаються і деякі його різновиди, наприклад очей у гребінця Pecten (рис. 2г), який має інвертовану сітківку і дзеркальну вистилання - тапетум.

Око каракатиці Sepia (рис. 2в) дуже схожий на око хребетних. У ньому знаходяться війчасті м'язи, які можуть міняти форму кришталика, і райдужка, регулююча, як діафрагма, кількість падаючого на сітківку світла.
Очі хребетних, хорошим прикладом яких служить очей людини, побудовані за єдиним планом, хоча й у них відзначається деяка екологічна адаптація. На рис. 3 показаний горизонтальний розріз людського ока. Він оточений щільною оболонкою - склерою. прозорою в передній частині очі, де вона називається рогівкою. Безпосередньо зсередини рогівка покрита чорною вистилки - судинної оболонкою, яка знижує проникну і яка відображає здатність бічних частин очі. Судинна оболонка вистелена зсередини світлочутливої ??сітківкою, яку ми більш детально розглянемо пізніше. Попереду судинна оболонка і сітківка відсутні. Тут знаходиться великий кришталик, який ділив око на передню і задню камери, заповнені відповідно водянистої вологою і склоподібним тілом. Перед кришталиком розташована райдужка - м'язова діафрагма з отвором, званим зіницею. Райдужка регулює розміри зіниці і тим самим кількість світла, що потрапляє в око. Кришталик оточений ресничной м'язом, яка змінює його форму. При скороченні м'яза кришталик стає більш опуклим, фокусуючи на сітківці зображення предметів, що розглядаються у районі. При розслабленні м'язи кришталик ущільнюється і у фокус потрапляють більш віддалені предмети.


У хребетних на відміну від таких головоногих молюсків, як каракатиця, сітківка має Інвертований, тобто перевернуте, будова. Фоторецептори лежать у судинної оболонки, і світло потрапляє на них, пройшовши через шар нейронів головним чином гангліозних і біполярних клітин. Гангліозних клітини примикають до склоподібному тілу, і їх аксони проходять по внутрішній поверхні сітківки до сліпої плями, де вони утворюють зоровий нерв і виходять з ока. Біполярні клітини - це нейрони, що з'єднують гангліозних клітини з фоторецепторами.
Фоторецептори діляться на два типи - палички і колбочки. Палички, більш витягнуті в порівнянні з колбочками, дуже

Сторінки: 1 2 3 4 5