Обоняние

Обоняние – это процесс восприятия запаха живым организмом. Обонятельные клетки бесхребетных расположены на кожном покрове; у членистоногих эти клетки образуют особенные органы – сенсиллы; у низших хребетных обонятельные клетки расположены в обонятельных мешках, у высших животных и человека они образуют рецепторный слой обонятельной полости.

Для большинства животных важным и даже решающим способом коммуникации является испускание химических сигналов. Химические летучие вещества, образуемые животными и вызывающие специфический отклик у других представителей того же вида, называются ферромонами или одорантами. Животные осуществляют и реализуют такую обонятельную связь для провозглашения права на ту или другую территорию, прокладывание следа, поисков корма, создания сигнала опасности, общения животных с потомством, привлечения половых партнеров целью спаривания и размножения, ориентации в пространстве и навигации, поддержки определенной социальной иерархии.

Химические сигналы характеризуются невысоким разрешением, но они действуют на значительном пространственном и временном интервалах благодаря земной поверхности и растительному покрову, на которых животное откладывает ферромоны в качестве маркеров. Параметры распространения ферромонов часто зависят от скорости ветра: так, при скорости ветра 1 м/с область распространения клуба ферромона имеет длину 215 м, ширину 4560 м и высоту 108 м, тогда как при скорости ветра 5 м/с эти параметры составляют: длина – 1820 м, ширина – 97 м, высота – 48,5 м.

Химическая коммуникация насекомых осуществляется благодаря ферромонам, среди которых наиболее распространенными являются половые аттрактанты. Рассмотрим один из таких идентифицированных ферромонов шелковичного шелкопряда Bombyx mori. Самец имеет на голове пару больших антенн (рис. 7.11), которые собирают бомбикол –

Рис. 7.11. Антенна шелкопряда Bombyx mori

аттрактант, посылаемый самкой. Этот аттрактант является смесью (10:1) непосредственно бомбикола (сложного спирта) и его альдегидной формы бомбикола. Каждая антенна бабочки состоит из основного стержня и большого количества волоскообразных органов, среди которых находятся обонятельные волоски. Стоит внимания способность антенн селективно собирать молекулы бомбикола с помощью клеток-рецепторов, находящихся на обонятельных волосках антенны. Волосок вместе с рецептором называется сенсиллою (sensilla trichodea). Количество сенсилл на каждой антенне может достигать 17000. Благодаря этим рецепторам самка в состоянии привлекать самцов на расстоянии около одного километра. Контакт клетки-рецептора шелкопряда с окружающей средой осуществляется через поры оболочки; диаметр каждой поры равен 15 нм, а количество пор на сенсилле достигает 3200. В соответствии с современными представлениями, рецепторы фактически считают молекулы, возбуждающие клетку; когда количество импульсов от антенны превышает 200 имп/с, самец реагирует и движется к источнику бомбикола. Механизм химической рецепции шелкопряда связан с объединением диффузионных процессов с высокоэффективной фильтрацией в антеннах.

Проблема борьбы с малярийным комаром (Anopheles) также связана с поисками и идентификациею таких аттрактантов, которые испускаются человеком или животным и привлекают внимание комара.

Обоняние у рыб играет значительную роль в поисках корма, выявлении хищников, нахождении половых партнеров, достижении мест для нереста и ориентации. Использование обоняния очень хорошо развито у лосося, который начинает свою жизнь в пресных водах рек, где он обитает от нескольких месяцев до двух лет в зависимости от вида; за этот промежуток времени он “вводит в свою память” запах пресного водоема. Далее лосось направляется вдоль течения к океану, где проводит от одного до четырех лет, достигая половой зрелости. После этого лосось проходит около 1500 км океанского простора, чтобы достигнуть реки, в верховьях которой он родился, для выделения икры. Процесс навигации лосося в океане еще не достаточно выяснен; считается, что лосось использует целый комплекс факторов - географические черты местности, температуру, магнитные поля, небесные и химические ориентиры. Но миграция в реке осуществляется благодаря обонянию.

Обоняние у птиц как научная проблема обсуждается на протяжении последних десятилетий. Долгое время считалось, что обоняние является прерогативой исключительно самцов. Недавние исследования доказали, что птицы используют обоняние в поисках и распознавании корма, для выбора удобных для насиживания мест и во время навигации. Среди птиц, имеющих развитые ощущения запахов, можно выделить голубей, некоторых морских птиц, скворцов, цыплят. Интересным можно считать метод выявления обоняния у птиц. Промышленные кампании по транспортированию газа с целью нахождения дефектов в стенках труб накачивали в последние такой одорант как кадаверин (трупный яд); в том месте, где труба имела утечку газа, собиралось большое количество грифов.