Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Как уже отмечалось, у миксина нет челюсти, поэтому на следующем этапе неплохо было бы разобрать по косточкам организмы, у которых она есть. Анатомическая структура, прозванная нами челюстью, – наследственная характеристика костистых и хрящевых рыб, рептилий, птиц и млекопитающих (рис. 5.1). У челюстных рыб тоже довольно сложно выделить те пять костей, которые нас интересуют. У примитивных осетрообразных кости головы слиты в одну сплошную пластину, поэтому разглядеть отдельные кости чрезвычайно сложно. А вот у более развитых костных рыб отдельные кости уже узнаваемы: можно легко различить и определить три кости – зубную, сочленовную и чешуйчатую, но нет никаких следов квадратной и слуховой. У рыб нет ни наружного уха, ни среднего, поэтому можно уверенно сказать, что три кости, которые можно распознать в их челюсти, находятся за пределами слухового органа. Две искомые кости появляются у рептилий: квадратная расположена за пределами внутреннего уха, а слуховая – внутри его, соединяясь с мембраной, называемой барабанной перепонкой. Обратите внимание, что сочленение челюсти у костных рыб происходит при контакте квадратной и сочленовной костей, и это универсальная характеристика челюстей рыб, рептилий, птиц, черепах и земноводных, но не млекопитающих, счастливых обладателей сложно устроенного внутреннего уха. Квадратная и сочленовная кости челюстного шарнира у млекопитающих превращаются в кости внутреннего уха: молоточек (сочленовная кость) и наковальню (квадратная). Эта новая аранжировка наших старых пяти костей – суставной, квадратной, слуховой, или молоточка, наковальни и стремечка, особенно трех последних, – и составляет трехкостное внутреннее ухо людей и других млекопитающих. Челюсть млекопитающего представляет собой сочленение чешуйчатой и зубной костей. Это преобразование в конечном итоге направлено на бережливое использование челюстных костей. Среди млекопитающих был и остается строгий отбор, направленный на поддержание этих костных структур и суставов, и поэтому в общем расположении костей их внутреннего уха мало что изменилось. Но диапазон звуковых длин волн, воспринимаемых млекопитающими, может варьироваться в результате изменения других структур внутреннего уха или даже некоторых структур среднего уха и наружного. Достаточно взглянуть на размер наружного уха у млекопитающих, которым необходим острый слух (как правило, большие уши означают высокую остроту слуха), чтобы увидеть, как оно видоизменяется в ответ на отбор при необходимости воспринимать и передавать в мозг какие-то очень специфические звуки.

Рис. 5.1. Сравнение челюстных костей млекопитающего и рептилии

Модификация внутреннего уха млекопитающих, которая может привести к изменению их диапазона слуха, направлена на развитие спирального мембранного расширения в нижней части внутреннего уха, называемого улиткой. Млекопитающие – единственные позвоночные с хорошо развитыми кохлеарными, или улитковыми, структурами. По длине и составу этой мембранной структуры уши разных млекопитающих сильно разнятся. Улитки отличаются по общему объему, количеству витков спиралей, общей длине, диаметру, плотности закручивания спирали и кривизне – все это так или иначе связано с тем диапазоном звуковых частот, который может распознать млекопитающее. Например, млекопитающие с большим диаметром улитки более чувствительны к высокочастотным звукам. Эволюция размера ушной улитки – это один из способов, помогающий млекопитающим приспособиться к восприятию звуковых волн различных частотных диапазонов. Степень изменчивости кохлеарных структур млекопитающих впечатляет: сколько же любопытного могут они услышать!

6. Супернюхачи и супердегустаторыОграничения восприятия запаха и вкуса у человека

Те, кто всю свою жизнь думает исключительно о вкусе, кажутся мне немного странными.

Джонатан Сафран Фоер, писатель

Все мы чувствуем по-разному, и выявление этих отличий может стать неплохим способом узнать, как же все это работает у людей. Некоторые приведенные ниже примеры достойны упоминания в Книге рекордов Гиннесса, а быть может, они уже есть в этом занимательном списке пределов человеческих возможностей.