Бионика не располагает пока систематизированными данными о количественных характеристиках рецепторов. В литературе имеется большое число разрозненных сведений о чувствительности, размерах, диапазоне и других характеристиках рецепторных клеток. Приведем некоторые из них с тем, чтобы проиллюстрировать высокое совершенство этих природных датчиков различных параметров.

Животные, обитающие в воде, как и обитатели суши, имеют рецепторы, реагирующие на изменение освещенности. Высшим достижением природы в этой области рецепции является зрительный анализатор, имеющий сложную сетчатку, состоящую из сотен тысяч и даже сотен миллионов отдельных, единичных фоторецепторов. Размеры одного фоторецептора очень малы – единицы микрон, что позволяет разместить все рецепторные клетки сетчатки на небольшой площади – от миллиметра до нескольких десятков миллиметров в поперечнике.

Хорошо изученным можно считать зрительный анализатор головоногих. Кстати, многие исследователи отмечают большое сходство глаз осьминога и человека (не только по устройству, но, по свидетельству очевидцев, и по выражению). Интересно сопоставить такие усредненные данные этих двух рецепторных органов. Плотность распределения фоторецепторов, отнесенная к одному квадратному миллиметру, составляет: у человека – около 400 000, у осьминога – около 64 000 (у кальмара – около 162 000). Известно, что распределение фоторецепторов на сетчатке неравномерно, плотность наиболее высока в локальной области желтого пятна и уменьшается от центра к периферии сетчатки.

Но наряду со сходством в функционировании рецепторов глаза осьминога и человека имеются и существенные различия. Одно из них состоит в том, что если в человеческом глазу аккомодация достигается изменением кривизны хрусталика, то у головоногих – удалением и приближением хрусталика постоянной кривизны к сетчатке, подобно тому, как перемещается объектив в фотоаппарате.

Поразительна чувствительность фоторецепторов – зрительного анализатора. Впервые точные измерения произвел академик С. И. Вавилов, который получил совершенно ошеломляющие данные. Оказалось, что человеческий глаз способен видеть такие слабые вспышки света, при которых до сетчатки доходит всего 100 фотонов. Для сравнения можно указать, что при наблюдении за горящей стеариновой свечой на расстоянии в 1 м в глаз попадает более 109 фотонов за 1 сек. Позднее отечественные и зарубежные физики произвели серию более точных измерений. Имеются сообщения о том, что минимальный порог чувствительности фоторецептора глаза равен всего двум квантам, т. е. в принципе человеческий глаз способен увидеть отдельный фотон. Можно предполагать, что фоторецепторы у глубоководных животных очень тонко реагируют на слабое свечение разных организмов в условиях полного мрака больших глубин.

Широк диапазон чувствительности фоторецепторов животных: тот же глаз, чувствительный к одиночным фотонам, успешно функционирует в условиях весьма высокой освещенности солнцем или искусственными источниками.

Расчеты показывают, что зрительная рецепция обладает самой высокой пропускной способностью. У высших животных она составляет от 10 до 50 двоичных единиц в секунду.

Диапазон световых волн составляет от 350 до 850 мкм, но, по-видимому, фоторецепция фактически охватывает более широкий диапазон. Специфической разновидностью фоторецепции можно считать такой вид сенсорной чувствительности, как терморецепция, наблюдаемая у глубоководных типа кальмаров (Chirotenthis lomplandi, Mastigotenthis grimaldii, abralia sp., Enoplotenthis sp.).

Предыдущая глава: Различия рецепторов

Следующая глава: Терморецепторы морских животных