Почему нет обоняния у рыбы?

Рисунок © Е.В.

Почему же нет? Конечно у рыб есть обоняние! Вы замечали, что у рыб на голове есть ноздри? А ведь подавляющее большинство рыб через ноздри не дышит. Ноздри у них ведут в слепо замкнутые мешки. Тем не менее через эти мешки создается ток воды. Вход в ноздрю у многих рыб разделен на два отверстия, и через одно вода входит, а через другое выходит за счет биения ресничек (это не такие реснички, как на наших глазах, а микроскопические подвижные выросты клеток).

Внутри мешков есть особые клетки обонятельного эпителия. На них тоже есть реснички, но неподвижные. Они погружены в слизь. Эти реснички и воспринимают запахи. От другого конца клеток отходят нервные отростки, из которых состоят обонятельные нервы. Они передают информацию о запахах в особый отдел мозга — обонятельные луковицы.

Обонятельная система человека. Рисунок с сайта nobelprize.org
Обонятельная система человека. Рисунок с сайта nobelprize.org

У большинства рыб обонятельный эпителий занимает большую площадь, а обонятельные луковицы имеют крупные размеры по сравнению с другими отделами мозга. И наблюдения за поведением рыб показывают, что запахи играют важную роль в их жизни. У некоторых рыб найдены половые феромоны — пахучие вещества, служащие для привлечения особей противоположного пола. Есть у многих рыб и «феромоны тревоги» — они выделяются из кожи рыбы при ранении и служат для других рыб сигналом опасности. Лососи по запаху воды находят дорогу в родную реку, когда возвращаются из моря на нерест. Еще чаще рыбы используют обоняние для поисков пищи. Например, акулы чуют кровь раненой жертвы.

Сравнительно недавно выяснилось, что на клетках обонятельного эпителия есть очень разнообразные белки-рецепторы — особые молекулы, с которыми связываются молекулы пахучих веществ. Сравнение разных животных показало, что если разновидностей таких белков много, то обоняние развито хорошо — животное может различать много запахов и имеет тонкий нюх, то есть чувствует запахи веществ при меньшем их содержании в воздухе или в воде. За каждый такой белок отвечает особый ген. Если обоняние утрачивает важную роль по сравнению, например, со зрением, то некоторые из этих генов в процессе эволюции портятся. Тогда белок, за которые такой ген отвечал, больше не образуется. Чем больше процент «сломанных» генов — тем меньше роль обоняния. У хорошо изученной рыбки данио работающих генов примерно 150, «сломанных» — около 50; у шпорцевой лягушки 410 генов работают и 480 «сломаны»; у разных птиц всего от 100 до 670 генов, причем не менее половины работают; у мыши около 1100 генов работают и около 300 не работают; у человека примерно 390 генов работают и более 400 (по другим данным, около 700) не работают. Судя по этим данным, даже у птиц обоняние довольно хорошо развито (хотя еще недавно думали, что большинство птиц его лишены).

Интересно, что некоторые белки-рецепторы отвечают за восприятие веществ, растворенных в воде, а другие — за восприятие летучих веществ, переносимых по воздуху. У рыб есть почти исключительно «водные» рецепторы — запахом цветов рыбы не интересуются. У птиц и млекопитающих рецепторы почти исключительно «воздушные». А вот у лягушки есть и те, и другие: возможно, «водные» рецепторы нужны головастикам, а может быть, и некоторые взрослые лягушки могут чуять что-то и под водой, и на суше.

Вообще, способность распознавать присутствие в воде или в воздухе пахучих веществ есть почти у всех организмов — даже у бактерий и растений. Да-да, растения тоже «чуют» некоторые вещества! Например, растение, погрызенное травоядными, выделяет в воздух этилен, и для соседних растений он служит сигналом тревоги — они начинают усиленно вырабатывать ядовитые вещества для защиты от поедания.

Единственная изученная группа животных, у которых нет (или почти нет) обоняния — это зубатые киты (дельфины, косатки и кашалоты). У них нет ни обонятельных луковиц, ни обонятельных нервов. И большинство их обонятельных рецепторов (около 80%) не работают. Это и неудивительно — ведь их предки жили на суше и утратили «водные» рецепторы. А когда киты полностью приспособились к жизни в воде, «воздушные» запахи их перестали интересовать, как и рыб.

Почему же всё-таки у китов испортились не все гены обонятельных рецепторов? Возможно, оставшиеся белки-рецепторы отвечают за восприятие половых феромонов — пахучих веществ, служащих для общения между самцами и самками у многих млекопитающих. Эти запахи воспринимает у млекопитающих особый вомероназальный орган, который у китов развит слабо, но всё-таки, может быть, работает. А возможно и другое объяснение. Дело в том, что обонятельные белки-рецепторы есть не только на клетках обонятельного эпителия, но и на некоторых других клетках. И там они могут выполнять совсем другие функции.

Ответил: Сергей Глаголев


1
Показать комментарии (1)
Свернуть комментарии (1)

  • Olexa  | 19.04.2012 | 22:34 Ответить
    А сколько рабочих и "сломанных" генов у собаки? Собака — известный эксперт по запахам, такой вопрос вполне логично ожидать.
    Ответить
Написать комментарий

Другие вопросы


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»