Как животные определяют направление движения. Ориентирование животных

Как животные ориентируются в пространстве и времени?

Задумывались ли вы когда-нибудь, каким образом различные представители царства животных удивительно точно определяют время и маршруты перелётов, обратную дорогу к дому, места нереста и т. д. Вы должны, кстати, хорошо знать, что «царство животных» - вполне научный термин. И насекомые, и птицы, и рыбы, и ящерицы, и тли - все они относятся к многочисленному царству животных, подразделяясь далее на типы, классы, отряды и семейства.

Особая роль при ориентации животных в пространстве и времени отводится памяти. Учёные выяснили, что пчёлы запоминают местонахождение корма в четырёх разных направлениях от улья на расстояниях в сотни метров и после зимовки (то есть по прошествии 4-5 месяцев) уверенно летят за ним. Или вот ещё характерный пример свойств памяти при ориентации у рыб. Лососи помнят химический состав воды своего «родного» ареола и после долгих месяцев скитаний в море неизменно возвращаются домой.

Однако не только способность к запоминанию является критерием ориентации. Животные определяют расстояние, место и время по солнцу, а также по луне и звёздам. Пчёлам, к примеру, солнце служит компасом в прямом смысле этого слова. Или взять морских черепах. Они откладывают яйца на узком участке побережья. Однако, выпущенные за десятки километров от берега, абсолютно точно двигаются к месту кладки при условии, что солнце не скрыто за тучами. Когда им показали солнце, отражённое в зеркале, они поплыли в обратном направлении. А вот рыжий лесной муравей, как обнаружили исследователи, ориентируется по луне.

Животные обладают способностью ориентироваться по электрическим и магнитным полям. Например, майские жуки ориентируются в направлении силовых линий магнитного поля земли. А пчёлам может позавидовать даже Гидрометцентр, поскольку они воспринимают изменение атмосферного потенциала, предшествующее изменению погоды. У многих животных хорошо развита способность ориентироваться по запаху. Ярким примером здесь могут служить собаки.

Хорошо известна учёным ориентация животных по звуку. Вы удивитесь, но, оказывается, рыбы издают сильные и, что самое поразительное, разнообразные звуки. А ласточки в тёмное время суток избегают препятствий, воспринимая отражённые звуковые сигналы. Вы можете лично в этом убедиться, если обратите внимание, как громче и чаще кричат ласточки именно к вечеру. Есть животные, например, летучие мыши и дельфины, которые используют для ориентации ультразвуковые сигналы. Это самые настоящие живые сверхточные локаторы и радиометрические станции. Обладают животные и другими видами ориентации, например, по силе тяжести, как многие позвоночные и насекомые, или по давлению, как рыбы. Для нас же с вами важно сделать вывод, насколько интересен и далеко не познан окружающий нас мир. В живой природе не бывает ничтожных существ, ибо каждое, даже самое малюсенькое из них уникально и хранит много глубоких тайн мироздания.

Ответ оставил Гость

План
1.Общая характеристика системраспознавания направления движения
2. Определение направлениядвижения у насекомых
3. Определение направлениядвижения у пресмыкающихся4.Определение направлениядвижения у рыб
5.Определение направлениядвижения у птиц
6.Определение направлениядвижения у млекопитающих

1.Система распознаваниянаправления движений у животных-это особенность связанная со способностьюориентации в пространстве в которой задействована сигналы действующие нарецепторы и нервная система. Система распознавания связана также с органамичувств и их реакцией на специфические воздействия внешней среды.
2.Насекомые
Насекомые тоже способны ориентироватьсяи распознавать направление движения. Например муравьи определяют направление спомощью поляризованных лучей солнца.3.Пресмыкающиеся
В качестве примера рассмотрим черепах.Ониимеют очень хорошо развитое чувство ориентации и с его помощью находятправильное направление. Эти животные, находят берег на котором родились даже втом случае, если провели в океанах болеедвадцати лет
4.Рыбы
Система распознавания направлениядвижения у рыб связана преимущественно с наличием боковой линии котораяявляется сейсмосенсорным органом. Благодаря боковой линии рыбы можетконтролировать скорость и направление передвижения в воде. Большой интересзаслуживает ориентация рыб при движении в период нереста. Установлено что этосвязано с электрорецепторами которые как раз и располагаются в виде каналов вбоковой линии и помогают рыбамориентироваться выполняя роль своеобразного компаса. Установлена также реакциярыб на электромагнитные поля, которая также помогает в распознаваниинаправления движений
5. Птицы
Система распознавания направлениядвижения у птиц связана с ориентацией по положению Луны, Солнц и звезд.Этоособенно важно при перелетах которые совершают птицы.Ведь им приходится преодолеватьогромные расстояния и без сейсмонавигации тут не обойтись.Также у птиц играет большую роль магнитное поле Земли.Также почтовые голуби всегда находят дорогу домой
6.МлекопитающиеМлекопитающие также способныраспознавать направление.Это связано с их высокоразвитой нервной системой иориентацией по магнитному полю земли. Считается что собаки и кошки например способнывидеть Землю как «энергетическую сетку» и по этой сетке находить правильный путь. Это доказывает следующий эксперимент,при котором на туловище котов поместили магниты и после этого животные потерялиспособность к ориентации в пространстве. Большой интерес такжепредставляет ориентация в пространстве летучих мышей.Она основана на принципеэхолокации который заключается в том что во время полета летучие мыши испускаютультразвуковые волны, которые сталкиваясь с объектом отражаются от него и, возвращаясь в виде эха,которое воспринимается слуховым аппаратом животного.

Основные принципы ориентации животных в пространстве реализуются в конкретных способах ее получения.

Основным способом получения информации о пространстве для многих представителей фауны является оптическая ориентация, которая 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, которые расположены по всей длине прозрачного тела, вдоль нервной трубки, они регистрируют, всё ли тело животного погружено в грунт, т. е., защищено от нападения хищника. Немаловажным способом пространственной ориентации является хеморецепция.

Хеморецепция и ориентация животных по особенностям химического состава среды особенно широко распространены среди обитателей воды и почвы. Например, проходные лососёвые рыбы при нерестовых миграциях находят «родные» реки по знакомым запахам, киты при миграциях руководствуются особенностями химического состава воды разных морских течений. Также 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.

Все вышеописанные примеры хеморецепции доказывают тот факт, что с помощью нее можно получить большое количество детальной информации, необходимой представителям узких систематических групп: видов, родов, классов. Еще одним способом ориентировки в пространстве является акустическая ориентация, характерная для водных биотопов, и природных сообществ с густой растительностью.

Многие хищники находят и ловят добычу по слуху. Сова по шороху определяет местоположение грызуна на расстоянии 15-20 метров с точностью до 1 кгц (пассивная локация). Летучие мыши и дельфины используют эхолокацию, как частный случай акустической ориентировки 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).

Что касается вышеописанных способов ориентации животных в пространстве, они не являются единственными. Существуют альтернативные способы получения знаний о биосфере, но они имеют идиоадаптический характер. В мышцах майского жука имеются чувствительные рецепторы. Они передают информацию о положении тела насекомого.

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

Также существуют так называемые «примитивные» способы ориентации животных в пространстве, к которым относят счисление пути, потому, что он не связан с внешней информацией. В контексте данного способа животное отслеживает свое перемещение, а интегральная информация о пройденном пути, по-видимому, обеспечивается соотнесением этого пути и затраченного времени.

Данный способ неточен, и именно из-за этого у высокоорганизованных животных его практически нельзя наблюдать в изолированном виде.

В рамках «счисления пути» животные также часто прибегают к использованию ориентиров.

Этот тип ориентации в большой степени близок формированию связей типа «стимул-реакция».

Особенность «работы по ориентирам» состоит в том, что животное использует их строго поочередно, «по одному».

Путь, который запоминает животное, представляет собой цепь ассоциативных связей.

Несмотря на совершенности биологических приемов ориентации в пространстве животные довольно часто допускают ошибки.

Например, бывают случаи, когда белые куропатки, мигрируя, летят в море, а потом на берегу находят огромное количество их трупов. Известен случай нахождения нерпы в поселке за 13 км. от моря. Если цели миграций птиц большей частью ясны, то массовые миграции млекопитающих зачастую поражают своей кажущейся бессмысленностью.

Это объясняется в первую очередь нестабильностью климатических факторов и влиянием человека на окружающую среду.

Таким образом, основанные на общих принципах способы ориентации в пространстве, дают животным возможность выполнять свои биологические функции, как индивидуальных особей, так и членов природных сообществ, звеньев пищевых цепей, элементов круговорота веществ и биосферы.

Многие животные, от пчел до китов, с легкостью находят правильное направление движения. При этом они используют ультразвуки, химическую ориентацию и много других способов " навигации ".
Практически все взрослые особи европейской и американской популяций речных угрей ежегодно оставляют реки и отправляются на нерестилище. Они проплывают расстояние более 5 тысяч километров, их путь пролегает к Саргассова морю, находится в центре Атлантики. Речные угри, скорее, определяют направление по глубинным течениями. Кроме того, они выбирают путь в зависимости от температуры и солености воды и других факторов.
После того, как рабочие пчелы соберут много нектара и пыльцу, в улей они возвращаются, ориентируясь по солнцу (точнее, за поляризацией неба; пчелы различают направления колебаний поляризованного света). Вернувшись, они сообщают другим пчелам не только о расстоянии, на котором находится корм, но прежде всего о его положении относительно солнца.
С помощью специального кругового танца пчелы рассказывают, например, что источник нектара находится на расстоянии до 100 м от улья. Если же источник находится дальше, чем в 100 м, то пчела выписывает фигуру, подобную буквы " фита " старого кириллического алфавита. Двигаясь по средней палочке " фиты ", пчела виляет брюшком.
Количество виляний означает расстояние до источника корма, а наклон по отношению к вертикали - угол по отношению к солнцу, под которым должны лететь другие пчелы. Однако, оказывается, одного только танца недостаточно. Запах, которым " просочилась " танцовщица, указывает на то, какие цветы там следует посетить. При передаче информации важны и звуковые сигналы - если разведчица жужжит немного меньше, чем полсекунды, это значит, что расстояние до цветков примерно 200 м. Для определения правильного направления движения животным приходится определять свое положение по земным ориентирам. Специальные органы чувств могут измерить притяжение и геомагнитное поле Земли, передать эту информацию в мозг и определить, какие движения мышц необходимы, чтобы изменить направление.
Многие животные в ходе миграций ориентируются по постоянным, хорошо заметными пунктами земного ландшафта. Птицы во время перелетов летят вдоль рек и побережья.
Млекопитающие и насекомые во время коротких путешествий ориентируются по определенным признакам пейзажа. Некоторые животные определяют направление своего движения по положению солнца, сложнее, поскольку солнце в течение дня меняет положение на небе.
Птицы, пчелы, осы, муравьи и некоторые бабочки успешно рассчитывают дневное движение солнца с помощью собственного " биологических часов " и определяют правильное направление движения. Даже в облачную погоду эти животные могут очень точно определить направление с помощью поляризованного света. Солнечные лучи расходятся в разные стороны, однако, входя в земную атмосферу, они преломляются и поляризуются. Человек, к сожалению, не может использовать поляризованный свет как ориентир.
Некоторые птицы, лягушки и жабы рапухи могут ориентироваться по звездам и, подобно как и люди, определять север по Полярной звезде, а юг - за Южным Крестом. Голуби руководствуются не только замечательным зрением, но и своим прекрасно развитым обонянием.
Геомагнитное поле земли. Между северным и южным магнитными полюсами земного шара действуют невидимые силы, существование которых можно доказать с помощью обычного компаса. Человек при определении своего местоположения может пользоваться этим прибором, однако, как оказалось, животные также имеют подобные возможности и используют магнитное поле Земли.
Согласно мнению ученых, линиями магнитного поля пользуются, например, киты. Этим объясняют выбрасывания китов на побережье, которое оказывается у них на пути. Способ ориентации с помощью геомагнитного поля Земли чаще всего используют птицы. В темную ночь, при большой облачности, когда совершенно не видно звезд или каких-либо других ориентиров, в битком набитом темноте, птицы находят нужный им направление и все время придерживаются его.
Парный самец и самка императорских пингвинов перебывают в море довольно далеко друг от друга. Однако с наступлением гнездового периода птицы следуют в одном направлении и встречаются, достигнув конечной цели своего путешествия. Большинство перелетных птиц способна чувствовать геомагнитное поле Земли. " Прибор", что воспринимает магнитные линии, по мнению исследователей - это кровеносная система. В крови животных есть красные кровяные шарики, содержащие железо, а вся кровь является отличным электролитом. Если животным понадобится ветеринарная аптека , тогда обращайтесь.
Химические вещества. Очень интересное явление представляют собой регулярные миграции лососевых рыб из мест, где они появляются на свет, к Атлантическому океану, а потом обратно - на нерестилища в пресноводные водоемы. Считают, что при выборе направления лососевым рыбам помогает оптический фактор. Кроме того, лососевые рыбы также могут руководствоваться химическим составом воды в их родных реках. Химический состав воды, вероятно, играет важную роль и во время миграций речных угрей на нерестилища в Саргассовом море. Другие "путешественники " - зеленые черепахи - ежегодно отправляются в долгий путь из Бразилии к местам размножения на остров Вознесения, что находится в Центральной Атлантике. Во время плавания зеленые черепахи, вероятно, ориентируются с помощью обоняния и вкуса. Самки многих видов бабочек выделяют специальные химические вещества, называемые феромонами, которые являются своего рода " эротическим посланием", что привлекает самцов.
Летучие мыши издают звуки очень высокой частоты. Эти звуки отражаются от препятствий, возвращаются обратно к животному и улавливаются с помощью больших ушных раковин. Благодаря этой точной системе ориентации животные прекрасно определяют свое положение в темноте, могут обойти любое препятствие и, кроме того, ловить летающих ночных насекомых, например, ночных бабочек, которыми они питаются. А бабочки, в свою очередь, создают специальные " препятствия ", чтобы обмануть летучей мыши. Серая Салангана также развитую систему эхолокации, благодаря которой ориентируется в темноте. Эхолокация необходима этим птицам, поскольку они гнездятся в пещерах. Дельфины и некоторые киты используют подобные звуки для общения в группе. Синие киты слышат друг друга на расстоянии до 850 км. во время длительных миграций самцы горбатого кита поют " песен, которые слышат другие киты, которые находятся на большом расстоянии от них.

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! }