Come gli animali determinano la direzione del movimento. Orientamento animale

Come si muovono gli animali nello spazio e nel tempo?

Vi siete mai chiesti come i vari rappresentanti del regno animale determinano in modo sorprendentemente accurato l'orario e le rotte dei voli, il ritorno a casa, i siti di deposizione delle uova, ecc. A proposito, dovreste essere ben consapevoli che il "regno animale" è un mondo completamente termine scientifico. Insetti, uccelli, pesci, lucertole e afidi appartengono tutti al vasto regno animale, ulteriormente suddiviso in tipi, classi, ordini e famiglie.

La memoria gioca un ruolo speciale nell'orientamento degli animali nello spazio e nel tempo. Gli scienziati hanno scoperto che le api ricordano la posizione del cibo in quattro direzioni diverse dall'alveare a distanze di centinaia di metri e dopo lo svernamento (cioè dopo 4-5 mesi) volano dietro con sicurezza. Oppure ecco un altro tipico esempio delle proprietà della memoria durante l’orientamento nei pesci. Ricorda il salmone Composizione chimica le acque della loro areola “nativa” e dopo lunghi mesi di vagabondaggio per mare ritornano invariabilmente a casa.

Tuttavia, non solo la capacità di ricordare è un criterio di orientamento. Gli animali determinano la distanza, il luogo e il tempo in base al sole, così come alla luna e alle stelle. Per le api, ad esempio, il sole funge da bussola nel vero senso della parola. Oppure prendi le tartarughe marine. Depongono le uova su uno stretto tratto di costa. Tuttavia, quando vengono rilasciati a decine di chilometri dalla costa, si spostano assolutamente verso il luogo di deposizione, a condizione che il sole non sia nascosto dietro le nuvole. Quando è stato mostrato loro il sole riflesso nello specchio, hanno nuotato nella direzione opposta. Ma la formica rossa, come hanno scoperto i ricercatori, naviga seguendo la luna.

Gli animali hanno la capacità di navigare grazie ai campi elettrici e magnetici. Ad esempio, i chafer si orientano nella direzione delle linee del campo magnetico terrestre. E anche il Centro Idrometeorologico può invidiare le api, poiché percepiscono i cambiamenti del potenziale atmosferico che precedono un cambiamento del tempo. Molti animali hanno una capacità ben sviluppata di orientarsi attraverso l'olfatto. Un esempio lampante i cani possono servire qui.

L'orientamento degli animali tramite il suono è ben noto agli scienziati. Rimarrai sorpreso, ma si scopre che i pesci emettono suoni forti e, cosa più sorprendente, vari. E le rondini evitano gli ostacoli nell'oscurità percependo i segnali sonori riflessi. Puoi verificarlo personalmente se noti come le rondini piangono più forte e più spesso la sera. Ci sono animali, come pipistrelli e delfini, che utilizzano segnali ultrasonici per orientarsi. Si tratta di veri e propri localizzatori e stazioni radiometriche viventi ultraprecisi. Gli animali hanno anche altri tipi di orientamento, ad esempio per gravità, come molti vertebrati e insetti, o per pressione, come i pesci. Per te e me è importante concludere quanto sia interessante e lontano dall'essere conosciuto il mondo che ci circonda. Nella natura vivente non esistono creature insignificanti, perché ognuna di esse, anche la più piccola, è unica e custodisce molti segreti profondi dell'universo.

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Piano
1. Caratteristiche generali dei sistemi di riconoscimento della direzione del movimento
2. Determinazione della direzione del movimento negli insetti
3. Determinazione della direzione del movimento nei rettili 4. Determinazione della direzione del movimento nei pesci
5. Determinazione della direzione del movimento negli uccelli
6.Determinazione della direzione del movimento nei mammiferi

1. Il sistema di riconoscimento della direzione dei movimenti negli animali è una caratteristica associata alla capacità di orientamento nello spazio, che coinvolge segnali che agiscono sui recettori e sul sistema nervoso. Il sistema di riconoscimento è anche associato ai sensi e alla loro reazione a influenze specifiche ambiente esterno.
2.Insetti
Gli insetti sono anche in grado di orientarsi e riconoscere la direzione del movimento. Ad esempio, le formiche determinano la direzione utilizzando i raggi polarizzati del sole 3. Rettili
Ad esempio, considera le tartarughe. Hanno un senso dell'orientamento molto ben sviluppato e lo usano per trovare la giusta direzione. Questi animali ritrovano la riva sulla quale sono nati anche se hanno trascorso più di vent'anni negli oceani
4.Pesci
Il sistema di riconoscimento della direzione del movimento nei pesci è associato principalmente alla presenza di una linea laterale, che è un organo sismosensoriale. Grazie alla linea laterale, il pesce può controllare la velocità e la direzione del movimento nell'acqua. L'orientamento dei pesci in movimento durante il periodo della deposizione delle uova merita grande interesse. È stato stabilito che questo è associato agli elettrorecettori, che si trovano sotto forma di canali nella linea laterale e aiutano il pesce ad orientarsi, agendo come una sorta di bussola. È stata accertata anche la reazione dei pesci ai campi elettromagnetici, che aiuta anche a riconoscere la direzione dei movimenti
5. Uccelli
Il sistema per riconoscere la direzione del movimento degli uccelli è legato all'orientamento in base alla posizione della Luna, del Sole e delle stelle. Ciò è particolarmente importante durante i voli che gli uccelli compiono, infatti devono percorrere distanze enormi e non possono farne a meno navigazione sismica. Inoltre, il campo magnetico della Terra gioca un ruolo importante negli uccelli. Inoltre, i piccioni viaggiatori trovano sempre la strada di casa
6.Mammiferi I mammiferi sono anche in grado di riconoscere la direzione, ciò è dovuto al loro sviluppo elevato sistema nervoso e l'orientamento lungo il campo magnetico terrestre. Si ritiene che cani e gatti, ad esempio, siano in grado di vedere la Terra come una “griglia energetica” e di utilizzare questa griglia per trovare la strada giusta. Ciò è dimostrato dal seguente esperimento, in cui sono stati posizionati dei magneti sul torso dei gatti e successivamente gli animali hanno perso la capacità di orientarsi nello spazio.Anche l'orientamento spaziale dei pipistrelli è di grande interesse, si basa sul principio dell'ecolocalizzazione, ovvero durante il volo i pipistrelli emettono onde ultrasoniche che, quando entrano in collisione con un oggetto, si riflettono da esso e ritornano sotto forma di. un'eco, che viene percepita dall'apparecchio acustico dell'animale.

I principi di base dell'orientamento degli animali nello spazio sono implementati in metodi specifici per ottenerlo.

Il modo principale per ottenere informazioni sullo spazio per molti rappresentanti della fauna è l'orientamento ottico, che è determinato principalmente dalle capacità visive degli organi: occhi e altri recettori sensibili alla luce.

Questi ultimi sono solitamente in grado di registrare solo il grado di illuminazione, la composizione spettrale della luce e il grado della sua polarizzazione.

Pertanto, la lancetta, un primitivo animale cordato che vive nel suolo marino, ha organi sensibili alla luce: l'ocello d'Assia, che si trovano lungo l'intera lunghezza corpo trasparente, lungo il tubo neurale, registrano se l'intero corpo dell'animale è immerso nel terreno, cioè protetto dall'attacco di un predatore. Un modo importante di orientamento spaziale è la chemiocezione.

La chemorecezione e l'orientamento degli animali in base alle caratteristiche della composizione chimica dell'ambiente sono particolarmente diffusi tra gli abitanti dell'acqua e del suolo. Ad esempio, i salmoni anadromi durante le migrazioni riproduttive trovano i loro fiumi "nativi" da odori familiari, le balene durante le migrazioni sono guidate dalle peculiarità della composizione chimica dell'acqua nelle diverse correnti marine; Anche gli animali terrestri usano gli odori per orientarsi durante la ricerca del cibo, la migrazione e la colonizzazione.

In quest'ultimo caso gli animali si muovono prevalentemente contro vento e il loro schema di distribuzione corrisponde alla “rosa dei venti”. È stata dimostrata la capacità dei maschi di alcune farfalle (saturnia, bachi da seta) di trovare una femmina con l'odore a una distanza massima di 10 km.

Tutti gli esempi di chemorecezione sopra descritti dimostrano il fatto che con il suo aiuto puoi ottenere un gran numero di informazioni dettagliate necessarie per i rappresentanti di gruppi sistematici ristretti: specie, generi, classi. Un altro modo di orientamento nello spazio è l'orientamento acustico, caratteristico dei biotopi acquatici, e comunità naturali con fitta vegetazione.

Molti predatori trovano e catturano le prede ascoltando. Un gufo rileva la posizione di un roditore dal suo fruscio a una distanza di 15-20 metri con una precisione di 1 kHz (localizzazione passiva). Pipistrelli e delfini utilizzano l'ecolocalizzazione come un caso speciale di orientamento acustico a frequenze di 20-200 kHz, inviando segnali di sondaggio e catturando il loro riflesso (eco) da un bersaglio (preda) o da un ostacolo.

L'ecolocalizzazione consente loro di navigare, trovare e catturare prede nell'oscurità. L'uccello Guajaro, che nidifica in caverne buie, si orienta ecolocalizzandosi a frequenze udibili (nella gamma audio).

Per quanto riguarda i metodi sopra descritti per orientare gli animali nello spazio, non sono gli unici. Esistere modi alternativi acquisire conoscenze sulla biosfera, ma sono di natura idioadattativa. I muscoli del maggiolino hanno recettori sensoriali. Trasmettono informazioni sulla posizione del corpo dell'insetto.

Peli, terminazioni nervose, piume e recettori aiutano a navigare nello spazio. Nuotando durante la caccia, lo scorpione d'acqua si orienta utilizzando sei piccoli spiracoli pieni d'aria, fori sulla superficie addominale. Ogni foro è coperto da una sottile membrana. A profondità dove la pressione dell'acqua aumenta, l'aria viene compressa e la membrana viene premuta verso l'interno. Se la testa dello scorpione è più vicina alla superficie rispetto alla coda, gli spiracoli più vicini alla testa subiscono una pressione minore di quelli più vicini alla coda, e le membrane anteriori sono meno depresse di quelle posteriori. Questo dice allo scorpione d'acqua che si sta dirigendo verso la superficie.

Esistono anche i cosiddetti modi "primitivi" di orientare gli animali nello spazio, che includono la navigazione stimata, perché non è associata a informazioni esterne. Nel contesto questo metodo l'animale segue il suo movimento e l'informazione integrale sul percorso percorso è apparentemente fornita correlando questo percorso e il tempo trascorso.

Questo metodo è impreciso, ed è proprio per questo che è praticamente impossibile osservarlo in forma isolata in animali altamente organizzati.

Nell'ambito della resa dei conti, gli animali spesso ricorrono anche all'uso di punti di riferimento.

Questo tipo di orientamento è in larga misura simile alla formazione delle connessioni stimolo-risposta.

La particolarità di "lavorare con i punti di riferimento" è che l'animale li usa rigorosamente uno per uno, "uno alla volta".

Il percorso che un animale ricorda è una catena di connessioni associative.

Nonostante la perfezione delle tecniche biologiche per l'orientamento nello spazio, gli animali spesso commettono errori.

Ad esempio, ci sono casi in cui le pernici bianche, in migrazione, volano in mare e poi un numero enorme dei loro cadaveri viene trovato sulla riva. C'è un caso noto di ritrovamento di una foca in un villaggio a 13 km di distanza. dal mare. Se gli obiettivi delle migrazioni degli uccelli sono per lo più chiari, le migrazioni di massa dei mammiferi spesso colpiscono per la loro apparente insensatezza.

Ciò è dovuto principalmente all’instabilità dei fattori climatici e all’influenza umana sull’ambiente.

Pertanto, i metodi di orientamento nello spazio basati su principi generali danno agli animali l’opportunità di svolgere le loro funzioni biologiche, sia come individui che come membri di comunità naturali. catene alimentari, elementi del ciclo delle sostanze e della biosfera.

Molti animali, dalle api alle balene, trovano la giusta direzione per muoversi con facilità. Per fare ciò, utilizzano gli ultrasuoni, l’orientamento chimico e molti altri metodi di “navigazione”.
Quasi tutti gli individui adulti delle popolazioni europee e americane di anguille di fiume ogni anno lasciano i fiumi e si recano nei luoghi di deposizione delle uova. Nuotano per una distanza di oltre 5mila chilometri, il loro percorso corre fino al Mar dei Sargassi, situato al centro dell'Atlantico. Anguille di fiume piuttosto, determinano la direzione in base alle correnti profonde. Inoltre, scelgono un percorso a seconda della temperatura e della salinità dell'acqua e di altri fattori.
Dopo che le api operaie hanno raccolto molto nettare e polline, ritornano all'alveare, guidate dal sole (più precisamente dalla polarizzazione del cielo; le api distinguono le direzioni delle oscillazioni della luce polarizzata). Al ritorno informano le altre api non solo della distanza a cui si trova il cibo, ma soprattutto della sua posizione rispetto al sole.
Con l'aiuto di una speciale danza circolare, le api raccontano, ad esempio, che la fonte del nettare si trova a una distanza massima di 100 m dall'alveare. Se la sorgente si trova a più di 100 m, l'ape scrive una cifra simile alla lettera "fita" dell'antico alfabeto cirillico. Muovendosi lungo il bastoncino centrale “fita”, l'ape agita l'addome.
Il numero di oscillazioni indica la distanza dalla fonte di cibo e l'inclinazione rispetto alla verticale è l'angolo rispetto al sole al quale dovrebbero volare le altre api. Tuttavia, si scopre che ballare da solo non è sufficiente. L'odore che la ballerina "trapelava" indica quali fiori dovrebbero essere visitati lì. Quando si trasmettono informazioni, anche i segnali sonori sono importanti: se l'esploratore ronza per poco meno di mezzo secondo, significa che la distanza dai fiori è di circa 200 m. Per determinare la corretta direzione del movimento, gli animali devono determinare la loro posizione utilizzando punti di riferimento terreni. Sensi speciali possono misurare la gravità terrestre e il campo geomagnetico, trasmettere queste informazioni al cervello e determinare quali movimenti muscolari sono necessari per cambiare direzione.
Durante la migrazione molti animali si orientano lungo punti permanenti e ben visibili del paesaggio terrestre. Gli uccelli volano lungo i fiumi e le coste durante la migrazione.
I mammiferi e gli insetti si orientano seguendo determinate caratteristiche del paesaggio durante brevi viaggi. Alcuni animali determinano la direzione del loro movimento in base alla posizione del sole, il che è più difficile perché il sole cambia posizione nel cielo durante il giorno.
Uccelli, api, vespe, formiche e alcune farfalle calcolano con successo il movimento quotidiano del sole utilizzando il proprio "orologio biologico" e determinano la corretta direzione del movimento. Anche con tempo nuvoloso, questi animali possono determinare con precisione la direzione utilizzando la luce polarizzata. I raggi del sole divergono in direzioni diverse, ma quando entrano nell'atmosfera terrestre vengono rifratti e polarizzati. Una persona, sfortunatamente, non può usare la luce polarizzata come guida.
Alcuni uccelli, rane e rospi possono navigare secondo le stelle e, come le persone, determinare il nord dalla Stella Polare e il sud dalla Croce del Sud. I piccioni sono guidati non solo dalla loro straordinaria vista, ma anche dal loro senso dell'olfatto ben sviluppato.
Campo geomagnetico della terra. Tra i poli magnetici nord e sud globo atto forze invisibili, la cui esistenza può essere dimostrata utilizzando una comune bussola. Una persona può utilizzare questo dispositivo per determinare la sua posizione, tuttavia, a quanto pare, anche gli animali hanno capacità simili e utilizzano il campo magnetico terrestre.
Secondo gli scienziati, le linee del campo magnetico vengono utilizzate, ad esempio, dalle balene. Questo spiega il trascinamento delle balene sulla costa, che sembra essere d'intralcio. Il metodo di orientamento che utilizza il campo geomagnetico terrestre è spesso utilizzato dagli uccelli. In una notte buia, con nuvole pesanti, quando non sono visibili né stelle né altri punti di riferimento, nell'oscurità affollata, gli uccelli trovano la direzione di cui hanno bisogno e la mantengono costantemente.
Maschio e femmina accoppiati pinguini imperatori vivono in mare abbastanza distanti gli uni dagli altri. Tuttavia, con l'inizio del periodo di nidificazione, gli uccelli seguono una direzione e si incontrano, avendo raggiunto la meta finale del loro viaggio. La maggior parte degli uccelli migratori sono in grado di percepire il campo geomagnetico della Terra. Il "dispositivo" che percepisce le linee magnetiche, secondo i ricercatori, lo è sistema circolatorio. Il sangue degli animali contiene globuli rossi che contengono ferro e tutto il sangue è un eccellente elettrolita. Se i tuoi animali hanno bisogno di una farmacia veterinaria, contattaci.
Sostanze chimiche. Molto fenomeno interessante rappresentano le migrazioni regolari dei salmoni dai luoghi in cui sono nati oceano Atlantico, e poi di nuovo nelle zone di deposizione delle uova nei corpi d'acqua dolce. Si ritiene che il fattore ottico aiuti il ​​salmone nella scelta della direzione. Inoltre, i salmonidi possono anche essere guidati dalla chimica dell'acqua dei fiumi in cui vivono. Probabilmente la chimica dell’acqua gioca un ruolo ruolo importante e durante le migrazioni delle anguille di fiume verso le zone di riproduzione nel Mar dei Sargassi. Altri "viaggiatori" - le tartarughe verdi - vanno a lungo raggio dal Brasile ai loro luoghi di riproduzione sull'isola dell'Ascensione nell'Atlantico centrale. Quando nuotano, le tartarughe verdi probabilmente navigano usando i sensi dell'olfatto e del gusto. Le femmine di molte specie di farfalle secernono sostanze chimiche speciali chiamate feromoni, che sono una sorta di "messaggio erotico" che attrae i maschi.
I pipistrelli emettono suoni a frequenza molto alta. Questi suoni vengono riflessi dagli ostacoli, restituiti all'animale e catturati dalle grandi orecchie. Grazie a questo preciso sistema di orientamento, gli animali determinano perfettamente la loro posizione al buio, possono aggirare qualsiasi ostacolo e, inoltre, catturare insetti notturni volanti, come le tarme, di cui si nutrono. E le farfalle, a loro volta, creano speciali “ostacoli” per ingannare pipistrello. La Salangana Grigia possiede anche uno sviluppato sistema di ecolocalizzazione, grazie al quale naviga nell'oscurità. L'ecolocalizzazione è necessaria per questi uccelli perché nidificano nelle caverne. I delfini e alcune balene usano suoni simili per comunicare in gruppo. Le balene blu possono sentirsi a una distanza massima di 850 km. Durante le lunghe migrazioni, i maschi delle megattere cantano canzoni che vengono ascoltate da altre balene che si trovano a grande distanza da loro.

L'orientamento degli animali nello spazio è una delle loro caratteristiche più misteriose. Trovano la strada di casa, anche se il destino li porta in luoghi molto remoti.

Questa storia è avvenuta a metà del secolo scorso in Francia, a Parigi. Il ragazzo lustrascarpe aveva un fedele amico a quattro zampe, un cane, che probabilmente capiva che la loro cena comune dipendeva dal numero di clienti. Pertanto, volteggiava sotto i piedi dei passanti e, come per sbaglio, si sporcava le scarpe. Un ricco inglese venne a sapere dello straordinario cane e convinse il ragazzo a venderlo. È andata a Foggy Albion.

Ma tre settimane dopo, il cane intelligente sporcava di nuovo le scarpe dei parigini nella capitale francese. La storia tace su come abbia potuto attraversare la Manica, ma da allora gli amici non si sono mai separati.

Sono anche famosi per il loro orientamento spaziale.

Il record è stato battuto dal gatto Chapa, che ha percorso una distanza di 1.500 chilometri: da Volsk è tornato nella sua nativa Ekaterinburg, dai suoi proprietari.

E il gatto americano ha trascorso tre mesi alla ricerca della sua casa. Si è perso mentre percorreva 320 chilometri. Ma ho trovato casa!

Ebbene, dov'è nascosta questa bussola speciale tra i nostri fratelli minori? Questo mistero interessa gli scienziati da molto tempo, quindi oggi è già stata creata una sezione in biologia che studia l'orientamento degli animali nello spazio. E si chiama bionavigazione.

Si scopre che alla ricerca della giusta direzione, gli animali usano l'olfatto, la vista e l'udito fine. Tuttavia, non importa quanto sforzi gli occhi, il naso, i baffi e le orecchie, il tuo casa natale da grande distanza non puoi vederlo né annusarlo. Cos'altro funge da navigatore?

Non molto tempo fa, gli scienziati americani hanno suggerito che l'orientamento degli animali avvenga lungo le linee magnetiche del nostro pianeta. E assomiglia a questo: il campo magnetico colpisce i radicali che si formano nelle molecole del criptocromo, una proteina speciale che fa parte delle cellule di un organismo vivente. Per noi comuni mortali è difficile capirlo, ma ci proveremo comunque.

Immagina questa molecola proteica che ha proprietà magnetiche. Quando si trova in un campo familiare, l'animale prova conforto. Non appena porti il ​​tuo animale domestico lontano da casa, il campo magnetico cambia e la molecola proteica inizia a ruotare secondo le linee del campo, irritando le terminazioni nervose. L'animale si sentirà a disagio finché non tornerà al suo solito luogo di residenza, cioè al suo solito campo magnetico.

Finora questa è solo un'ipotesi non ancora provata, ma oggi è noto che non solo cani e gatti, ma anche api, mosche, scarafaggi, termiti, si orientano lungo le linee magnetiche della Terra, tartarughe marine e molti animali invertebrati.

Gli uccelli, andando in inverno e tornando a casa, navigano in base al sole, alle stelle o ai cambiamenti della pressione atmosferica.

Nel mondo animale le prime impressioni dei bambini sono molto importanti.

Alcuni salmoni del Pacifico si schiudono nelle regioni dell'Estremo Oriente, mentre altri si schiudono nei torrenti canadesi. Quindi si spostano nell'oceano, dove crescono e raggiungono la maturità. Ma per moltiplicarsi ognuno va alle “loro” origini. Nell'oceano utilizzano punti di riferimento astronomici o magnetici e vicino alla costa, quando scelgono i corsi d'acqua e i fiumi nativi, navigano in base all'olfatto.

Gli abitanti dell'acqua e del suolo sono aiutati dalla capacità di orientarsi secondo le caratteristiche della composizione chimica dell'ambiente. Il principio è sempre lo stesso: l'insolita composizione chimica provoca sensazioni spiacevoli, quindi la creatura si sforza con tutte le sue forze di entrare nel suo spazio nativo.

Le ricerche degli scienziati non sono ancora terminate ed è ovvio che resta ancora molto da scoprire, ma almeno da questi risultati possiamo giudicare come si orientano gli animali nello spazio.

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• 16 ottobre 2013 Voglio mettere in mostra i miei pantaloni! La mia master class è stata inclusa nella rivista! )