Вибриссы — тактильные волосы млекопитающих¶
Вибриссы (лат. vibrissae, от лат. vibrare — «колебаться») — это толстые, длинные и жёсткие волосы, служащие млекопитающим органом осязания. В отличие от обычного волосяного покрова, вибриссы пронизаны богатой сетью нервных окончаний и кровеносных сосудов, что позволяет животному улавливать малейшие колебания воздуха, воды и твёрдых поверхностей. Располагаются они, как правило, на морде, над глазами, под подбородком и на щеках, а у некоторых видов — и на других частях тела.
¶Строение и расположение
Вибриссы состоят из стержня (видимой части) и корня, глубоко погружённого в кожу. Волосяной фолликул, в котором они растут, снабжён многочисленными сенсорными нервными окончаниями — механорецепторами, реагирующими на изгиб стержня. У кошек, например, у корня вибриссы окружены кровеносными полостями (кровяными синусами), что усиливает чувствительность и защищает фолликул.
Типичные зоны расположения вибрисс на морде млекопитающих:
- Мистациальные — над верхней губой («усы»);
- Супраорбитальные — над глазами («брови»);
- Генетальные — на подбородке и щеках;
- Ментальные — на подбородке;
- Карпальные — на запястьях (характерны для китообразных и некоторых хищных).
У большинства млекопитающих вибриссы растут симметрично и имеют строго определённое количество на каждой стороне морды — этот набор называется вибриссальным рисунком (vibrissal field) и используется зоологами для видовой идентификации.
¶Функции
Основная роль вибрисс — сенсорная. Они выполняют несколько задач:
- Осязание и ориентация в пространстве. Вибриссы помогают животным оценивать расстояние до препятствий, особенно в темноте или в тесных укрытиях (норах, расщелинах). Кошки, например, используют их для определения ширины прохода.
- Обнаружение движения воздуха. Колебания, вызванные приближающейся добычей или хищником, регистрируются вибриссами за счёт изгиба стержня и активации механорецепторов.
- Ориентация в воде. У китообразных и ластоногих вибриссы (в частности, вибриссы тюленей) воспринимают гидродинамические следы, оставленные движущейся рыбой.
- Защита глаз. Супраорбитальные вибриссы реагируют на прикосновение и вызывают моргательный рефлекс, предохраняя глаза от травм.
Нейрофизиологические исследования показывают, что сигналы от вибрисс обрабатываются в специализированных участках соматосенсорной коры головного мозга. У крыс, например, вибриссальная область коры («баррель-филд») занимает значительную площадь, что отражает важность этой системы осязания.
¶Вибриссы у разных животных
¶У млекопитающих
Вибриссы характерны для большинства отрядов млекопитающих — от грызунов и хищных до китообразных. Особенно развиты они у животных, ведущих ночной или подземный образ жизни (коты, тюлени, кроты, землеройки). У котообразных вибриссы особенно длинные и подвижные: кошка может двигать ими вперёд-назад, что позволяет точнее локализовать объект.
У грызунов (мыши, крысы, хомяки) вибриссы короче, но также играют важную роль в ориентации. У кротов и слепушонок вибриссы помогают перемещаться в подземных ходах.
¶У китообразных
У китов и дельфинов вибриссы расположены на морде и играют роль бокового линии, помогая улавливать колебания воды. У кашалотов вибриссы сохраняются в основном на верхней челюсти.
¶У человека
У человека вибриссы редуцированы: надглазничные волосы (брови) и ресницы считаются их рудиментарными аналогами. Функциональной роли в осязании они практически не играют.
¶Вибриссы в культуре и науке
Усы кошек и собак являются предметом изучения в этологии и нейробиологии. Модели вибрисс используются в робототехнике при создании сенсорных систем для роботов-исследователей (например, для движения в тёмных или загрязнённых средах). В бионике вибриссы рассматриваются как образец эффективного сенсорного аппарата.
¶Источники
- «Биология млекопитающих» / под ред. В. Е. Соколова — М.: Высшая школа.
- Hartmann M. J. Z. «Biomechanics of mammalian whisker follicles» — Journal of Neurophysiology.
- «Физиология сенсорных систем» / под ред. А. В. Валка — СПб.: Питер.
- Dehnhardt G. et al. «Hydrodynamic trail following in harbor seals» — Nature.