Ориентация животных — сложный процесс, включающий получение информации о внешнем мире по разным каналам связи (рецепторным системам), её обработку, сопоставление в центральной нервной системе и формирование ответной реакции. Приём и обработка сигналов состоит из распознавания образа (информационного содержания сигнала) и его локации — определения положения источника сигнала по отношению к организму, что осуществляется разными рецепторными системами.

Оптическая ориентация животных определяется прежде всего возможностями зрения органов: глаз и других светочувствительных рецепторов. Последние обычно способны лишь регистрировать степень освещённости, спектральный состав света и степень его поляризации. Так, у ланцетника, примитивного хордового животного, живущего в морском грунте, светочувствительные органы — Глазки Гессе — расположены по всей длине прозрачного тела, вдоль нервной трубки; они регистрируют, всё ли тело животного погружено в грунт, т. е. защищено от нападения хищника. Образное зрение беспозвоночных и особенно позвоночных резко увеличивает возможности ориентация животных в окружающей среде. Необходимость этого возрастает при увеличении подвижности животных. Детальность и сложность анализа зримого мира невелика у беспозвоночных и низших позвоночных. На общем фоне они выделяют лишь немногие биологически важные сигналы. Лягушки, например, «видят» лишь движущиеся предметы небольших размеров (мелких животных, служащих пищей) и реагируют на быстрое затенение («враг»); всё остальное воспринимается ими как безразличный фон. Детальность отражения резко возрастает у насекомых, а также у птиц и млекопитающих, способных ориентироваться не только по множеству «земных» ориентиров, но и по положению Солнца, Луны и звёзд (астронавигация). По ним ориентируются и мелкие раки, возвращающиеся при отливе в море. Рыжие лесные муравьи способны учитывать и положение Луны. «Инстинкт дома» — способность возвращаться на свой участок или в убежище даже из незнакомого места — объясняется запоминанием характерных особенностей ландшафта и астронавигацией. Обязательное условие астронавигации — наличие «биологических часов», т. е. способности организма ориентироваться во времени.

Хеморецепция и ориентация животных по особенностям химического состава среды особенно широко распространены среди обитателей воды и почвы. Проходные лососёвые рыбы при нерестовых миграциях находят «родные» реки по знакомым запахам. Киты при миграциях руководствуются особенностями химического состава воды разных мор. течений. По запахам ориентируются наземные животные при поисках пищи, миграциях и расселении. В последнем случае животные двигаются преимущественно против ветра и картина их расселения соответствует «розе ветров». Для самцов некоторых бабочек (сатурний, шелкопрядов) доказана способность находить по запаху самку на расстоянии до 10 км.

Акустическая ориентация животных имеет преимущества в водной среде и биотопах с густой растительностью, где возможности зрения ограничены. Многие хищники находят и ловят добычу по слуху. Сова по шороху определяет местоположение грызуна на расстоянии 15—20 м с точностью до 1о (пассивная локация). Летучие мыши и дельфины используют эхолокацию на частотах 20—200 кгц, посылая зондирующие сигналы и ловя их отражение (эхо) от мишени (добычи) или препятствия. Эхолокация позволяет им ориентироваться, находить и ловить добычу в темноте. Гнездящаяся в тёмных пещерах птица Гуахаро ориентируется в них, эхолоцируя на слышимых частотах (в звуковом диапазоне).
Многие низшие беспозвоночные (например, планарии), а также насекомые (мухи, жуки, термиты) ориентируются по магнитному полю Земли.

Ориентация животных — всегда результат сопоставления информации, полученной по разным каналам связи со средой, т. е. интегральная реакция, хотя основную роль в ней в зависимости от ситуации может играть то одна, то др. рецепторная система. Подобный механизм ориентация животных повышает её надёжность («помехоустойчивость»), гибкость и значительно увеличивает приспособительное значение. Одновременно ориентацнонное поведение каждой особи корректируется сочленами по популяции, стаду, стае или колонии. Обмен информацией между особями увеличивает её количество в группе, ещё более повышая надёжность ориентация животных Именно этим объясняется преимущество группового (стайного или стадного) образа жизни в биологически наиболее важные моменты: при миграциях, во время размножения, в период роста молодняка.

В мышцах майского жука имеются чувствительные рецепторы. Они передают информацию о положении тела насекомого.

Волоски, нервные окончания, перья и рецепторы помогают ориентироваться в пространстве.

Водяные скорпионы не очень хорошие пловцы и большую часть времени проводят, прячась среди растительных остатков в илистых прудах и канавах.

Плавая во время охоты, водяной скорпион ориентируется при помощи шести маленьких, наполненных воздухом дыхалец - отверстий на брюшной поверхности. Каждое отверстие затянуто тонкой мембраной. На глубине, где давление воды возрастает, воздух сжимается, и мембрана вдавливается внутрь. Если голова скорпиона ближе к поверхности, чем хвост, дыхальца, расположенные ближе к голове, испытывают меньшее давление, чем находящиеся ближе к хвосту, и передние мембраны вдавливаются слабее, чем задние. Это подсказывает водяному скорпиону, что он движется к поверхности.

Африканские шпорцевые лягушки находят дорогу домой, используя для этого органы боковой линии. Каждый такой орган окружен микроскопическими волосками, которые сгибаются под давлением воды, омывающей тело, посылая сигналы от нервных окончаний в мозг. Это позволяет лягушке соразмерять свое движение с течением воды и соответственно регулировать его направление.

Міні-проект на тему

Орієнтування тварин

Багато тварин, від бджіл до китів, з легкістю знаходять правильний напрям руху. При цьому вони використовують ультразвуки, хімічну орієнтацію та багато інших способів „навігації".

Основні дані:

Вугри

Практично всі дорослі особини європейської і американської популяцій річкових вугрів щороку залишають річки і вирушають на нерестовище. Вони пропливають відстань, більшу як 5 тисяч кілометрів, їхній шлях пролягає до Саргасового моря, що знаходиться в центрі Атлантики. Річкові вугри, найімовірніше, визначають напрям за глибинними течіями. Крім того, вони вибирають шлях залежно від температури і солоності води та інших факторів.

Бджоли

Після того, як робочі бджоли зберуть багато нектару і пилок, до вулика вони повертаються, орієнтуючись за сонцем (точніше, за поляризацією неба; бджоли розрізняють напрями коливань поляризованого світла). Повернувшись, вони повідомляють іншим бджолам не тільки про відстань, на якій знаходиться корм, але передусім про його положення щодо сонця.
За допомогою спеціального кругового танцю бджоли розповідають, наприклад, що джерело нектару знаходиться на відстані до 100 м від вулика. Якщо ж джерело знаходиться далі, ніж за 100 м, то бджола виписує фігуру, подібну до літери „фіта" старого кириличного алфавіту. Рухаючися по середній паличці „фіти", бджола виляє черевцем.
Кількість вилянь означає відстань до джерела корму, а нахил по відношенню до вертикалі -кут по відношенню до сонця, під яким повинні летіти інші бджоли. Проте, виявляється, одного тільки танцю недостатньо. Запах, яким „просочилася" танцівниця, вказує на те, які квіти там слід відвідати. При передачі інформації важливими є і звукові сигнали - якщо розвідниця дзижчить трохи менше, ніж півсекунди, це значить, що відстань до квіток приблизно 200 м.

Для визначення правильного напряму руху тваринам доводиться визначати своє положення за земними орієнтирами. Спеціальні органи чуття можуть виміряти земне тяжіння і геомагнітне поле Землі, передати цю інформацію в мозок і визначити, які рухи м"язів необхідні, щоб змінити напрям.

ОРІЄНТУВАЛЬНІ ПУНКТИ

Багато тварин під час міграцій орієнтуються за постійними, добре помітними пунктами земного ландшафту. Птахи під час перельотів летять уздовж річок та узбережжя.
Ссавці і комахи під час коротких подорожей орієнтуються за певними ознаками пейзажу. Деякі тварини визначають напрямок свого руху за положенням сонця, що складніше, оскільки сонце протягом дня змінює положення на небі.
Птахи, бджоли, оси, мурашки та деякі метелики успішно розраховують денний рух сонця за допомогою власного „біологічного годинника" і визначають правильний напрямок руху. Навіть у хмарну погоду ці тварини можуть дуже точно визначити напрямок за допомогою поляризованого світла. Сонячні промені розходяться в різні боки, проте, входячи в земну атмосферу, вони заломлюються і поляризуються. Людина, на жаль, не може використовувати поляризоване світло як орієнтир.
Деякі птахи, жаби і жабиропухи можуть орієнтуватися за зірками і, подібно як і люди, визначати північ за Полярною зіркою, а південь - за Південним Хрестом. Голуби керуються не тільки чудовим зором, але і своїм чудово розвиненим нюхом.

ГЕОМАГНІТНЕ ПОЛЕ ЗЕМЛІ

Між північним і південним магнітними полюсами земної кулі діють невидимі сили, існування яких можна довести за допомогою звичайного компаса. Людина при визначенні свого місцеположення може користуватися цим приладом, проте, як виявилось, тварини також мають подібні можливості і використовують магнітне поле Землі.
Згідно думки вчених, лініями магнітного поля користуються, наприклад, кити. Цим пояснюють викидання китів на узбережжя, яке опиняється у них на шляху. Спосіб орієнтації за допомогою геомагнітного поля Землі найчастіше використовують птахи. У темну ніч, за великої хмарності, коли абсолютно не видно зірок або яких-небудь інших орієнтирів, у повнісінькій темряві, птахи знаходять потрібний їм напрямок і весь час дотримуються його.
Парний самець і самка імператорських пінгвінів перебвають у морі досить далеко один від одного. Проте із настанням гніздового періоду птахи слідують в одному напрямі і зустрічаються, досягнувши кінцевої мети своєї подорожі. Більшість перелітних птахів здатна відчувати геомагнітне поле Землі. „Прилад", що сприймає магнітні лінії, на думку дослідників - це кровоносна система. У крові тварин є червоні кров"яні кульки, що містять залізо, а вся кров є відмінним електролітом.

ХІМІЧНІ РЕЧОВИНИ

Дуже цікаве явище являють собою регулярні міграції лососевих риб з місць, де вони з"являються на світ, до Атлантичного океану, а потім назад - на нерестовища в прісноводні водоймища. Вважають, що при виборі напрямку лососевим рибам допомагає оптичний чинник. Окрім того, лососеві риби також можуть керуватися хімічним складом води в їхніх рідних річках. Хімічний склад води, ймовірно, відіграє важливу роль і під час міграцій річкових вугрів на нерестовища в Саргасовому морі. Інші „мандрівники" - зелені черепахи - щороку вирушають у довгий шлях з Бразилії до місць розмноження на острів Вознесіння, що знаходиться в Центральній Атлантиці. Під час плавання зелені черепахи, імовірно, орієнтуються за допомогою нюху і смаку. Самки багатьох видів метеликів виділяють спеціальні хімічні речовини, що звуться феромонами, які є свого роду „еротичним посланням", що приваблює самців.

Ориентация животных в пространстве является одной из самых загадочных их особенностей. Они находят дорогу домой, даже, если судьба забросит их в очень отдаленные места.

Эта история произошла в середине прошлого века во Франции, в Париже. У мальчика-чистильщика обуви был верный четвероногий друг- собака, которая наверно понимала, что их общий ужин зависит от количества клиентов. Поэтому она крутилась под ногами у прохожих и будто бы нечаянно пачкала их башмаки. Про удивительного песика прослышал один богатый англичанин и уговорил мальчика продать собачку. Она отправилась в Туманный Альбион.

Но через три недели умный песик опять пачкал ботинки парижан в столице Франции. Как он мог переправиться через пролив Ла-Манш, история умалчивает, но с тех пор друзья больше не расставались.

Ориентацией в пространстве славятся и .

Рекорд побил кот Чапа, который преодолел расстояние в 1500 километров: из Вольска он вернулся в родной Екатеринбург, назад к хозяевам.

А кот -американец три месяца разыскивал свой дом. Он потерялся во время путешествия за 320 километров. Но дом нашел!

Ну где же спрятан этот особый компас у братьев наших меньших? Эта загадка давно интересует ученых, поэтому сегодня в биологии уже создан раздел, который исследует ориентацию животных в пространстве. И называется он-бионавигация.

Оказывается, что в поисках нужного направления животные используют и нюх, и зрение, и тонкий слух. Однако, как ни напрягай глаза, носы, усы и уши, свой родной дом с большого расстояния не разглядишь и не учуешь. Что же еще выступает в роли навигатора?

Не так давно американские ученые предположили, что ориентация животных происходит по магнитным линиям нашей планеты. А выглядит это примерно так: магнитное поле влияет на радикалы, которые образуются в молекулах криптохрома-особого белка, входящего в состав клеток живого организма. Разобраться нам простым смертным тяжело, но все-таки попробуем.

Представьте себе эту молекулу белка, которая обладает магнитными свойствами. Когда она находится в привычном поле, животное испытывает комфорт. Стоит увезти питомца далеко от дома, магнитное поле меняется, и молекула белка начнет поворачиваться в соответствии с силовыми линиями поля, раздражая нервные окончания. Животное будет себя чувствовать неуютно до тех пор, пока не вернется к привычному месту жительства, то есть к привычному магнитному полю.

Пока это лишь гипотеза, которую еще не доказали, но уже сегодня известно, что по магнитным линиям Земли дорогу находят не только кошки и собаки, но и пчелы, и мухи, жуки, термиты, морские черепахи и многие беспозвоночные животные.

Птицы, отправляясь на зимовку и возвращаясь домой, ориентируются по Солнцу, звездам или изменению атмосферного давления.

В мире животных очень важны первые детские впечатления.

Одни тихоокеанские лососи выходят из икринок в дальневосточных регионах, другие-в ручьях Канады. Потом они переселяются в океан, где растут и достигают зрелости. Но размножаться каждые уходят к "своим" истокам. В океане они используют астрономические или магнитные ориентиры, а у берегов, при выборе родных ручьев и рек, ориентируются по запаху.

Обитателям воды и почвы помогает способность ориентации по особенностям химического состава среды. Принцип все тот же-непривычный химический состав вызывает неприятные ощущения, поэтому существо всеми силами стремится попасть в родное пространство.

Исследования ученых еще не закончены и очевидно, что очень многое еще предстоит открыть, но хотя бы по данным результатам мы можем судить, как происходит ориентация животных в пространстве.

Видео: Лялечка и Бусинка

• Октябрь 16, 2013 Хочу похвастаться штанишками! Мой мастер класс попал в журнал! }