Согласно новым данным (В. Розе), инфузории,однако, не всегдаведут себя подобным образом. Клинотаксисы наблюдаются лишь при встрече спреградой под углом в 65—85 (рис. 27, 7). Если же встреча произойдет под прямым углом, инфузорияпереворачивается через поперечную ось тела и лотскакивает назад (рис 27, 2). Если же животное встречается спреградой по касательной, оно проплывает мимо, свернув в сторону (рис. 27,3).
Клинотаксисы хотя встречаются и у болеевысокоорганизованныхживотных, относятся к примитивным видам таксисов. Тропотаксисов у простейшихнет, посколькутропотаксисы предполагают наличие симметрично расположенных органовчувств.
В приведенных примерах описывались реакциипростейших (в данномслучае инфузорий) на температуру и тактильный раздражитель (прикосновение).Речь шла, следовательно, о термо- и тигмотаксисах, в последнем случае — об отрицательномтигмоклинотаксисе, возникающем в ответ на сильное тактильное раздражение(соприкосновение ствердой поверхностью объекта).
Если же, наоборот, туфелька натыкается не натвердое препятствие, а на мягкий объект (например, растительные остатки, фильтровальнаябумага), она реагирует иначе: при такой слабой тактильной стимуляции инфузорияостанавливается и прикладывается к этой поверхности так, чтобы максимальныйучасток тела соприкасался с поверхностью объекта (положительный тигмотаксис). Аналогичная картина наблюдается и привоздействиях других модальностей на направление движения, т.е.положительный илиотрицательный характер реакции зависит от интенсивности раздражения. Какправило, простейшие реагируют на слабые раздражения положительно, насильные - -отрицательно, но в целом простейшим больше свойственно избегать неблагоприятныхвоздействий, нежелиактивно искать положительные раздражители.
Возвращаясь к тигмотаксисам, важно отметить,что у инфузорий обнаружены специальные рецепторы тактильной чувствительности --осязательные волоски, которые особенно выделяются на переднем и заднем концахтела. Эти образования служат не для поиска пищи, а только для тактильного обследованияповерхностей объектов, с которыми животное сталкивается. Раздражение этихорга-нелл и приводит в описанном примере к прекращению кинетическойреакции.
Особенностью тигмотаксисной реакции являетсято, что она часто ослабевает, а затем и прекращается после прикасания к объектумаксимальной поверхностью тела: приставшая к объекту туфелька в возрастающеймере начинаетреагировать на иной раздражитель и все больше отделяется от объекта. Затем,наоборот, вновь возрастает роль тактильного раздражителя и т.д. В результатеживотное совершаетвозле объекта ритмичные колебательные движения.
Четко выражена у туфельки и ориентация ввертикальнойплоскости, что находит свое выражение в тенденции плыть вверх (отрицательныйгеотаксис — ориентацияпо силе земного притяжения). Поскольку у парамеции не были обнаруженыспециальные органеллы гравитационной чувствительности, было высказанопредположение, что содержимое пищеварительных вакуолей действует у нее наподобиестатоцистов1 высшихживотных. Обоснованность такого толкования подтверждается тем, что туфелька,проглотившая в опытеметаллический порошок, плывет уже не вверх, а вниз, если над ней поместитьмагнит. В таком случае содержимое вакуоли (металлический порошок) уже давит нена нижнюю ее часть, а, наоборот, на верхнюю, чем, очевидно, и обусловливаетсяпереориентация направления движения животного на 180
Кроме упомянутых таксисные реакцииустановлены у простейших также в ответ на химические раздражения(хемотаксисы),электрический ток (гальванотаксисы) и др. На свет часть простейших реагируютслабо, у других же эта реакция выражена весьма четко. Так, фототаксисыпро-
1 Статоцист— орган чувстваравновесия, основная часть которого состоит из замкнутой полости с включенным внее статолитом —лкамешком (минеральной конкрецией).
являются у некоторых видов амеб и инфузорийв отрицательной форме,а инфузория Blepharisma снабжена даже светочувствительным пигментом, но, какправило, инфузории нереагируют на изменения освещения. Интересно отметить, что у слабо реагирующихна свет простейших отмечались явления суммации реакции на механическиераздражения, если последние сочетались со световыми раздражениями. Такое сочетание можетувеличить реакцию в восемь раз по сравнению с реакцией на одно лишьмеханическоераздражение.
В отличие от инфузорий у многих жгутиковых,особенно у эвглены,положительный фототаксис выражен весьма четко. Биологическое значениеэтого таксиса не вызывает сомнений, так как аутотрофное питание эвглены требуетсолнечной энергии. Эвглена плывет к источнику света по спирали, одновременно,как уже упоминалось, вращаясь вокруг собственной оси. Это имеет существенноезначение, так как уэвглены, как и у некоторых других простейших, сильно и положительнореагирующих на свет, имеются хорошо развитые фоторецепторы. Этопигментные пятна,иногда снабженные даже отражающими образованиями, позволяющими животномулокализовать световые лучи. Продвигаясь к источнику света описанным образом,эвглена поворачивает к нему то слепую (спинную) сторону, то зрячую(брюшную). И каждый раз, когда последняя (с незаслоненным участком глазка)оказывается обращенной к источнику света, производится корректировка траекториидвижения путем поворота на определенный угол в сторону этого источника.Следовательно,движение эвглены к свету определяется положительным фотоклинотаксисом, причем вслучае попадания ее под воздействие двух источников света попеременное раздражениефоторецептора то слева, то справа придает движению эвглены внешнее сходство стропотаксисным поведением двусторонне-симметричных животных, обладающих парнымиглазами (рис. 28), о чем пойдет речь ниже.
Глазки описаны и у других жгутиковых.Например, массивный ярко-красный глазок имеет Collodictyon sparsevacuolata — своеобразный протист с2—4 жгутиками иамебоидным обликом, способный быстро передвигаться как с помощью жгутиков, таки с помощью ложноножек. Особую сложность фоторецепция достигает у жгутиковогоPauchetia (Dinoflagellata), у которого имеются уже аналоги существенных частейглаза многоклеточных животных, пигментное пятно снабжено не толькосветонепроницаемымэкраном (аналог пигментной оболочки), но и светопроницаемым образованием в формесферической линзы (аналог хрусталика). Такой глазок позволяет не тольколокализовать световые лучи, но и собирать, в известной степени фокусироватьих.
Рис. 28. Траектория передвижения эвгленыпод воздействием двух одинаково интенсивных источников света (по Будеру)
Пластичность поведенияпростейших.
Как мы видим, и в моторной и в сенсорнойсфере поведение достигает у ряда видов простейших известной сложности. Достаточноуказать на фобическую реакцию (реакцию испуга) туфельки в вышеописанном примереклинотаксиса: наткнувшись на твердое препятствие (или попав в инуюнеблагоприятную зону), туфелька резко останавливается и принимает лоборонительное положение,т.е. съеживается, готовясь пустить в ход ядовитые стрекательные капсулы.Одновременно меняются движения ресничек, происходит тактильное и химическое обследование объекта и т.д. Уэвглены фобическая реакция выражается в том, что она, остановившись, начинаетпроизводить передним концом тела круговые движения, после чего уплывает вдругом направлении (рис. 29).
Рис. 29. Фобическая реакция эвглены при внезапномизменении освещения (по Дженнингсу).
Ясно, что такая интеграция моторно-сенсорнойактивности возможна лишь с помощью специальных функциональных структур,аналогичных нервнойсистеме многоклеточных животных. Однако о морфологии этих аналогов еще оченьмало известно, и только относительно инфузории удалось с определеннойдостоверностьюдоказать существование специальной сетевидной системы проводящих путей,располагающейся вэктоплазме. Очевидно, проведение импульсов осуществляется упростейших и системойградиентов в самой цитоплазме. Способность к индивидуальному изменениюописанных генетическификсированных форм поведения путем научения выражена у простейших слабо. Все жеспособность простейшихк научению, хотя бы в элементарных формах, сейчас можно считать доказанной.Если, например,держать парамеции некоторое время в треугольном или квадратном (в сечении)сосуде, то они сохраняют привычный путь передвижения вдоль стенок сосуда ипосле их перемещения всосуд округлой формы (рис. 30). Аналогичным образом инфузория, плававшаядлительное время (около двух часов) в сосуде, имевшем формутреугольника,придерживается этой траектории затем и в квадратном сосуде большей площади(опыты немецкого ученого Ф.Брамштедта). В опытах советской исследовательницыН.А.Тушмаловой инфузории были подвергнуты постоянно действующему ритмичномураздражителю —вибрации. В результате животные постепенно переставали реагировать на него обычным образом(сокращением). Исследовательница усматривает в этом пример элементарных следовых реакций,представляющих собой простую форму кратковременной памяти, формирующейся наэтом уровне филогенезаза счет чисто молекулярных взаимодействий. Подобные опыты ставились и другимиэкспериментаторами,применявшими различные формы воздействия. Высказывались сомнения, действительноли в таких случаяхможно говорить о каких-то формах научения, ибо сильные воздействия моглиоказать хотя бы временное вредное влияние на подопытных животных. К тому жевообще в опытах спростейшими очень трудно учесть все возможные побочные факторы (особеннохимические изменениясреды).
Рис. 30. Привыкание у парамеции (поБрамштедту). Пояснения см.в тексте
Все же, очевидно, мы имеем здесь дело сэлементарной формойнаучения - привыканием. Привыкание (к измененным внешним условиям), как мы ужезнаем, играетнемаловажную роль и в поведении высших животных, но имеет качественно инойхарактер уже хотя бы потому, что строится у них не только на ощущениях, но и навосприятиях. При элементарной же сенсорной психике животное может привыкатьлишь к воздействию отдельных раздражителей (или их совокупностей), являющихся воплощениемотдельных свойств или качеств компонентов окружающей среды. Именно это иимело место в приведенных примерах, когда наблюдалась модификацияви-дотипичного поведения: врожденные реакции на определенные раздражители постепенноэлиминируются, если при многократном повторении не наступит биологическизначимый эффект. Так, в опытах Тушмаловой фобическая реакция у инфузорий современем сводилась на нет при повторной встрече с безобиднымраздражителем.
Привыкание необходимо отличать от утомления,выражающегося вявлениях листощения животного. В опытах Тушмаловой это выражалось внеспособности инфузории к дальнейшему реагированию, если она в течение2—3 часов подвергаласьочень сильным раздражениям. Утомление связано с перерасходом энергетическихресурсов, привыкание же представляет собой активную приспособительнуюреакцию, значениекоторой состоит в экономии этих ресурсов, в предотвращении траты энергиина бесполезные для животного движения.
Как форма научения привыкание характеризуетнизший уровеньэлементарной сенсорной психики, хотя и не теряет своего значения на всехступенях развития психики, как это было показано при ознакомлении с онтогенезом поведения животных (см. ч. II).Однако у высших представителей простейших, возможно, уже существуют и зачаткиассоциативного научения, вообще характерного для более высоких уровнейпсихического развития.
Об ассоциативном научении можно говорить втех случаях, когдаустанавливается временная связь между биологически значимым и нейтральным,точнее, биологически маловалентным раздражителем. Именно такую связьБрам-штедту удалось выработать у туфельки, которая, как уже отмечалось, нереагирует заметным образом на изменение освещения, но весьма чувствительна ктемпературным изменениям. Если в эксперименте затенить одну половину капливоды, в которой плывут парамеции, и при этом подогреть освещенную часть капли,то вскоре инфузории соберутся в холодной темной части, но останутся там (втечение 15 минут) и после того, как температура в обеих частях капли будетуравновешена. Правда, эти опыты Брамштедта подвергались серьезной критике, таккак при подогревеменяется и химизм воды (меняется растворимость содержащихся в ней газов), чтоне может не влиять на поведение инфузории (опыты У.Грабовского).
Рис. 31. Образование у парамеции временнойсвязи между электрическим раздражением и светом (по Засту). Пояснения см. втексте
Вместе с тем аналогичный результат можетбыть получен и путемнаказания животных при заплыве в освещенную зону ударами электрическоготока (рис. 31). Эффект избегания сохранялся в этом случае в течение 20 минут(опыты Г.Зеста). Однако обратный результат, т.е. избегание темноты и заплыв в освещеннуюзону, Зесту получить не удалось. Это обстоятельство, однако, являетсярезультатомметодической ошибки: инфузориям свойствен гальванотаксис, выражающийся в ихустремлении к катоду. В упомянутых же опытах Зеста катод всегда находился натемной половине и гальванотаксис оказывался сильнее электрического раздражения,почему инфузории и направлялись только в темноту.
В более тщательно поставленных опытахпольскому ученомуС.Вавржинчику удалось преодолеть эти методические недостатки и с успехом научитьинфузории избегать темный участок стеклянной трубки, где их раздражалиэлектрическим током. Постепенно туфельки все чаще оставались в освещенной зоне иповорачивали на границе с затемненной зоной даже при перемещении этой границывдоль трубки еще до получения электрического удара. Наконец, они оставались в освещеннойзоне в четыре раза дольше,чем в темной, даже тогда, когда раздражения током совсем прекратились. Этареакция сохранялась даже в течение 50 минут, что является достаточно большимсроком для простейших.Четкие положительные результаты этот исследователь получил и в другихэкспериментах.
Pages: | 1 | ... | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ... | 25 | Книги по разным темам