Самое древнее чувство
Для комфортного бытия всем живым организмам, от микроба до слона, нужно отслеживать происходящие вокруг изменения, иначе как на них вовремя реагировать? А потому важно научиться ощущать окружающее пространство. Для этого им даны специальные клеточные элементы или целые органы чувств, по сути своей — датчики определённых сигналов. Первым возникло умение распознавать... Однако не будем забегать вперёд.
В каком порядке расположить пять вполне обыденных чувств, которые дают живому существу представление об окружающем его мире? У каждого животного свои приоритеты: для одних первично зрение, для других важнее слух, а кто-то вообще обходится без глаз или ушей. Однако способность распознавать химические сигналы возникла первой — она есть даже у бактерий и простейших. У высокоразвитых животных эта способность представлена чувством обоняния и вкуса, из коих обоняние, с точки зрения эволюции, — более древнее.
Многоклеточные организмы распознают химические вещества с помощью обонятельных нервных клеток. Одним своим концом такая клетка сообщается с внешней средой. В её поверхность, обращённую вовне, вмонтирован специальный рецепторный белок, который способен связываться со строго определённым типом веществ. «Осевшая» на рецептор инородная молекула запускает механизм, вызывающий в нервной системе возбуждение. Чем больше разных обонятельных рецепторов (то есть рецепторных белков), тем больше разнообразных веществ может распознать организм. У млекопитающих с острым нюхом их количество приближается к тысяче, тогда как общее количество обонятельных клеток может исчисляться сотнями миллионов. Их чуткие носы ощущают нужный запах, исходящий даже из-под земли. Так, собаки и свиньи, натренированные на поиск ценных грибов, таких как трюфели, чуют их на метровой глубине.
Обонятельные рецепторы могут быть разбросаны по всему телу или собраны в специальных обонятельных органах, причём один вариант не исключает другого. У позвоночных животных такие клетки сосредоточены в обонятельном эпителии, выстилающем носовую полость. Именно для этих целей нос и возник первоначально. Рыбы, в большинстве своём, дышат жабрами, а носом только нюхают. Змеи и ящерицы помимо носа чуют ещё и ртом.
Микроорганизмы (бактерии и простейшие) распознают химические вещества по тому же принципу, что и многоклеточные: посредством пронизывающих их стенку рецепторных белков. Примитивные многоклеточные животные в большинстве своём лишены особых нюхающих приспособлений, но некоторые черви имеют обонятельные ямки или улавливающие запах щупики. У наземных улиток органы обоняния располагаются на второй паре щупалец, а у водных — возле жабр (удобнее всего оценивать качество воды на «входе»). Головоногие моллюски нюхают всеми своими щупальцами, но также и поверхностью тела. Насекомые и ракообразные обоняют антеннами (усиками). Причём у ракообразных полный набор усиков — две пары, а насекомые ограничились одной. Количество чувствительных элементов на усиках насекомых может быть огромным и достигать многих тысяч. Химические рецепторы паукообразных локализованы в особых микроскопических органах, рассеянных по всему телу, или сосредоточены в крошечных бугорках на лапках.