Рецепторы звуков

Насекомые улавливают звуки с помощью разнообразных органов и приспособлений, расположенных на различных участках их тела. Все рецепторы слуха образованы пучком нервных окончаний, имеющих либо непосредственную, либо косвенную связь с кутикулой, чаще с утонченным её участком. Звуковые волны вызывают вибрацию этого участка кутикулы, которая передаётся нервным окончаниям, и этот сигнал поступает в нервную систему. В наиболее распространённом случае пучок нервных окончаний подходит к краю барабанной перепонки (или тимпанальной мембраны), воспринимающей колебания воздуха (рис. 6.7, А). Некоторые из тимпанальных органов устроены очень сложно (рис. 6.7, Б, В). Такие сложно устроенные органы имеются на передних ногах сверчков, на среднегруди некоторых клопов, заднегруди ночных бабочек и на брюшке некоторых других насекомых.

В мире животных слух хорошо развит только у позвоночных и насекомых. Слух служит для коммуникации особей внутри данного вида, для информирования о наличии представителей других видов, особенно хищников или конкурентов. Хотя производят и воспринимают звуки многие насекомые, строение и функции слуховых органов изучали в основном на различных производящих громкие звуки прямокрылых — кузнечиках и сверчках. У этих насекомых (рис. 6. 8, В) латеральные грудные дыхальца ведут в переднегрудь, где трахея каждой стороны образует большой трахейный мешок и длинную трубчатую трахею, доходящую до чувствительного органа, расположенного в голени передней ноги (рис. 6. 7, А).

Каждый трахейный мешок ограничен тимпанальной мембраной, и оба этих мешка отделены друг от друга другими внутренними воздушными мешками (рис. 6. 7, А), полностью не изолирующими звук между двумя боковыми частями органа. Тимпанальная мембрана, большое трахейное вздутие в переднегруди и длинные трубчатые трахеи, проходящие в переднюю ногу, играют роль усилителя, или звуковой трубы. Некоторые насекомые могут закрывать свои грудные дыхальца, у других они всегда открыты, у третьих же обе стороны трахейной системы соединены с помощью дополнительных трахей. Таким образом, у некоторых насекомых имеются системы, напоминающие по форме букву Н, с четырьмя входами для звука (два дыхальца и две тимпанальные мембраны) (рис. 6. 8, В), как в четырёх-фоническом звуке. Если колебания волн составляют меньше 10 000 вибраций в секунду, то есть такая система работает как детектор разницы звуковых давлений, при более же высоких частотах она воспринимает само давление.

Существуют и другие структуры, улавливающие звуки. Наиболее просто устроены и, по-видимому, наименее чувствительны среди них тонкие волоски на антеннах (рис. 6.8, А), вибрирующие от движения частиц воздуха, вызываемого звуковыми волнами. Вибрация волосков позволяет некоторым гусеницам обнаруживать летящую осу, но только при интенсивности звука выше 90 децибел, что примерно соответствует уровню звукового давления, создаваемого летящей осой на расстоянии 1 см от нашего уха! У самцов комаров семейств Chironomidae и Culicidae джонстонов орган улавливает жужжание летящих самок своего вида.

Бражники подсемейства Choerocampinae имеют рецептор ультразвука, чувствительный к «радарным» ультразвуковым излучениям охотящихся летучих мышей. Этот рецептор состоит из трёх отдельных образований лабиальных щупиков, небольшой лопасти, называемой пилифером, находящейся между основаниями щупиков и хоботка, и хоботка (рис. 6.8, Б). Эти три образования (они искусственно отделены друг от друга в нижней части рис. 6.8, Б) плотно прилегают друг к другу, как показано в верхней части рис. 6.8, Б.

Щупики крупные, с тонкими стенками и находящимися внутри большими воздушными мешками, каждый щупик своей срединной поверхностью примыкает к гладкой, лишённой волосков латеральной поверхности пилифера. Входящие ультразвуковые сигналы усиливаются щупиками и передаются при прямом контакте на пилифер, а затем с помощью длинной щетинки на срединной поверхности пилифера — на хоботок (лабрум). Эти импульсы раздражают лабиальный нерв, посылающий информацию в головной мозг.

6.7. Звуковые рецепторы
А. Схематическое изображение поперечного среза через слуховой орган кузнечика, находящийся непосредственно под его коленом. Б. Схематическое изображение слухового органа клопа-гладыша; вид снаружи. В. То же в разрезе. Значительная часть тимпанального органа покрыта основанием кутикулярного образования, имеющего вид молоточка, выступающего наружу. 1 — тимпанальная полость; 2 — чувствительные клетки; 3 — ветви трахей; 4 — голень; 5 — тимпанальная мембрана; 6 — основание; 7 — молоточек; 8 — рецепторные клетки; 9 — воздушное пространство

6.8. Звуковые рецепторы
А. Тонкая волосковидная щетинка (ариста) на третьем членике антенны плодовой мушки направлена латерально от апикального сочленения. Ариста служит приёмником звуковых вибраций, создаваемых призывной песней других особей своего вида. Б. Схематическое изображение рецептора ультразвука (вид с дорсальной стороны) с дистальной лопастью специального органа чувств (пилифера) у бражника Celerio lineata. В. Схематическое изображение среза через передние ноги и переднегрудь кустарникового сверчка, видна одна пара акустически изолированных слуховых органов. 1 — глаз; 2 — ариста; 3 — основная часть антенны; 4 — щупик (в разрезе); 5 — пилифер (орган чувств); 6 — щупик (отведённый); 7 — отверстие слухового органа, воспринимающие звук чувствительные клетки.