Электрорецепция и электрические органы.

У первичноводных позвоночных часть специализированных механорецепторов боковой линии трансформировалась в электрорецепторы. Помимо первичноводных позвоночных электрорецепция обнаружена у утконоса, и есть предположения о наличии такого рода рецепторов у птиц. Известно около 70 видов рыб с развитыми электрорецепторами, кроме того, около 500 видов могут генерировать электрические разряды. А, примерно, 20 видов обладают способностями и генерировать и рецептировать электрические поля.

По способности генерировать и рецептировать электрические сигналы животных делят на три группы. К первой группе относят рыб, генерирующих сильные заряды (электрические угри, электрические скаты и африканские электрические сомы). Ко второй группе относят животных, которые способны как генерировать, так и рецептировать электрические сигналы (гимнархи и клювокрылые). К третьей группе относят животных, способных только чувствовать электрические разряды, но не способных их генерировать. К этой группе относят кошачьих и молотоголовых акул. Чувствительность их электрорецепторов очень высокая, и это позволяет им определять место укрытия рыб в песке по локальному искажению электромагнитного поля Земли.

Органы, генерирующие электрические разряды имеют различное происхождение. Одни из них являются видоизмененными мышцами, а другие - нервными окончаниями. При этом электрические органы, сформированные из мышц, обычно являются низкочастотными или разряжающимися одиночными разрядами. В тех случаях, когда электрические органы формируются из нервных окончаний, частота разрядов бывает в несколько раз выше.

При формировании электрорецепторных органов из мышц последние утрачивают сократительные элементы и принимают уплощенную форму. Как правило, они имеют асимметричные потенциалы, которые складываются в силу того, что сами электрорецепторы образуют комплексы, в которых последовательно соединяются. Для синхронизации работы этих клеток существует специальный нервный аппарат, который находится под контролем среднего, заднего и продолговатого мозга, а у электрического сома контроль за синхронизацией электрических разрядов осуществляется на уровне спинного мозга. Есть и другие варианты синхронизирующих отделов мозга.

Рис. 25. Ампульные и клубочковые электрорецепторы. А - кожи акул; Б – костных рыб.

Среди электрочувствительных рецепторов выделяют два типа: ампульные и клубочковые. У некоторых видов водных позвоночных присутствуют оба типа, а у большинства – один из типов.

Ампульные электрорецепторы приспособлены для восприятия медленно изменяющихся электрических полей, а клубочковые реагируют на быстрые. Электрические сигналы, достигнув рецепторных клеток ампулы или клубочка, преобразуются в рецепторный потенциал волосковой клетки, откуда сигналы передаются к окончаниям сенсорного нерва по средством химического синапса. Следует заметить, что клубочковые рецепторы менее чувствительны, чем ампулярные.