Биология. В 3-х томах. Т. 2

Поскольку поле зрения каждого отдельного омматидия очень мало, общее изображение, возникающее в целом глазу, состоит из множества отдельных перекрывающихся изображений и называется мозаичным. Этот тип глаза не обладает такой большой разрешающей способностью, как глаз млекопитающего, но наложение изображений придает ему большую чувствительность и позволяет хорошо улавливать движение объектов.

16.5.6. Ухо млекопитающих

Ухо млекопитающих представляет собой орган чувств, содержащий механорецепторы, чувствительные к силе тяжести, к перемещению в пространстве и к звукам. Движения и положение головы относительно направления силы тяжести фиксируются вестибулярным аппаратом, состоящим из полукружных каналов и двух небольших мешочков — круглого (sacculus) и овального (utriculus). Все остальные структуры предназначены для восприятия, усиления и преобразования звуковой энергии в электрические импульсы, которые, поступая в слуховые зоны мозга, порождают слуховое ощущение.

Строение и функции уха

Ухо состоит из трех отделов — наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 16.41). Наружное ухо состоит из ушной раковины, представляющей собой покрытый кожей хрящевой вырост, который фокусирует и направляет звуковые волны в наружный слуховой проход. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, отделяющей наружное ухо от среднего. В среднем ухе находятся три слуховые косточки — молоточек, наковальня и стремя, которые передают колебания барабанной перепонки на перепонку овального окна, отделяющего среднее ухо от внутреннего. При этой передаче колебания усиливаются в 22 раза благодаря системе рычагов, образуемой слуховыми косточками, и относительным площадям контакта между молоточком и барабанной перепонкой (60 мм²) и между стременем и овальным окном (3,2 мм²). Заполненное воздухом среднее ухо соединяется через евстахиеву трубу с глоткой, и это предохраняет барабанную перепонку от повреждения при перепадах атмосферного давления. И наконец, внутреннее ухо находится в сложной системе каналов и полостей, образующих костный лабиринт (внутри височной кости) и заполненных жидкостью, называемой перилимфой; внутри костного лабиринта находится перепончатый лабиринт, заполненный эндолимфой и содержащий чувствительные рецепторы. Слуховые рецепторы находятся в улитке, а рецепторы органа равновесия — в овальном и круглом мешочках и в ампулах полукружных каналов. Овальное и круглое окна ограничивают перемещение перилимфы.

Рис. 16.41. Схематическое изображение основных структур уха млекопитающего, образующих органы равновесия и слуха

Природа звука

Звук — это колебания частиц, из которых состоит среда. Он распространяется в виде волн — чередующихся участков высокого и низкого давления — и способен проходить через жидкости, твердые тела и газы. Расстояние между двумя идентичными точками соседних волн называется длиной волны, и эта величина обратно пропорциональна частоте колебаний, от которой зависит слышимая высота звука. Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой от 40 гц до 20 000 Гц (циклов в секунду). У собак предел слышимости достигает 40 000 Гц, а у летучих мышей — 100000 Гц. Частота звуков человеческой речи варьирует от 500 до 3000 Гц. С возрастом чувствительность к высоким звукам уменьшается.

Характер музыкального тона определяется набором входящих в него частот. Например, скрипка и труба, на которых берется одна и та же нота, скажем среднее "до", дают одну и ту же основную частоту (256 Гц), но звуки получаются разные; это зависит от издаваемых инструментом обертонов (гармоник), которые определяют качество звука, или его тембр. Тот же принцип применим к человеческому голосу и определяет его индивидуальное звучание.

Интенсивность (громкость) звука зависит от амплитуды звуковых волн и является мерой содержащейся в них энергии.

Улитка и слух

Улитка представляет собой спиральный канал длиной 35 мм, разделенный продольными перепонками на три части (рис. 16.42).

Рис. 16.42. Схема поперечного разреза улитки, на котором виден кортиев орган

Два канала — лестница преддверия и барабанная лестница — содержат перилимфу и соединяются между собой в верхушке улитки через маленькое отверстие — геликотрему. Средний канал-канал улитки — содержит эндолимфу. Он отделен от барабанной лестницы базилярной мембраной, на которой расположены чувствительные волосковые клетки, которые могут приходить в соприкосновение с расположенной над ними текториальной мембраной. Все это образование, состоящее из базилярной мембраны, чувствительных клеток и текториальной мембраны, носит название кортиева органа и является тем местом, где происходит преобразование звуковых волн в электрические импульсы.