2906543821

120

są wykładnikiem zmian ilościowych i strukturalnych we florze najbardziej uprzemysłowionego obszaru w Polsce.

Przyszłość mieszkańców GOP byłaby mało zachęcająca, gdyby nie wielkie wysiłki podejmowane od 20 lat na rzecz poprawy warunków przyrodniczych (C e-liński 1973). Utworzono Leśny Pas Ochronny, przebudowuje się ekosystemy leśne, likwidowane są hałdy, a nieużytki podlegają procesom rekultywacji. Powstają liczne ośrodki rekreacyjne, zapewniające wypoczynek w niewielkiej odległości od miejsca zamieszkania.

HENRYK WIŚNIEWSKI (Bydgoszcz)

BUDOWA, BIOFIZYKA I ZNACZENIE BIOLOGICZNE

ORGANÓW SŁUCHU U OWADÓW

Zachowanie się zwierzęcia jest reakcją na bodźce ze środowiska. Aby to zachowanie lepiej zrozumieć, należy poznać w jaki sposób odbywa się odbieranie wrażeń, które z nich są rejestrowane przez narządy zmysłów i analizowane przez układ nerwowy. Wiadomo, że nie wszystkie bodźce akustyczne odbierane przez narządy słuchu są ważne dla owada z biologicznego punktu widzenia. Ich selekcji dokonuje układ nerwowy. Z pomocą w wyjaśnieniu tych zjawisk przychodzi dynamicznie rozwijająca się biofizyka, opisująca z punktu widzenia fizyki sposób pracy, sprawność działania i czułość narządów zmysłu.

Interesujące zależności między funkcją organu słuchowego a rolą, jaką on odgrywa w życiu owada, przedstawia Friedrich G. Barth w artykule zamieszczonym w Bild der Wissenschaft, 1971 r. pt. „Die Gehororgane der Insekten”. Zapewne wyniki tych badań zainteresują i polskiego czytelnika.

Fizyka określa dźwięk jako mechaniczne drgania w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych. W przypadku narządów tutaj omawianych zajmiemy się tylko dźwiękiem przenoszonym w powietrzu. Aby powstała fala dźwiękowa, cząsteczki powietrza muszą zostać pobudzone do drgań. Kierunek ich drgań jest zgodny z kierunkiem rozprzestrzeniania się dźwięku. Drgania cząsteczek odbywają się wokół położeń równowagi, co wywołuje ich zagęszczenia i rozrzedzenia. Odpowiada temu powstanie obszarów zwiększonego i zmniejszonego ciśnienia wzdłuż kierunku propagacji

Ryc. 1. Wykresy przedstawiają w jaki sposób dźwięk powstający podczas drgań korpusu przenosi się w powietrzu. Powstająca fala przesuwa się w kierunku rozprzestrzeniania się dźwięku powodując drgania coraz to nowych cząstek powietrza. Na schematach widać zagęszczenia i rozrzedzenia cząstek, którym odpowiada wytwarzające się nad- i podciśnienie. Wg barwnej ryc.

Bartha (1971)

fali. Między amplitudą drgań cząsteczek i ciśnieniem istnieje ścisła zależność. Drgania cząsteczek powietrza mogą być przekazywane praktycznie tylko w kierunku rozchodzenia się fali (ryc. 1).

Na jakiej zasadzie odbywa się percepcja dźwięku? Czy organ zmysłu jest receptorem ruchu czy różnicy ciśnień wywołanej tym ruchem? Który aspekt zjawiska dźwiękowego odgrywa istotną rolę we wspomnianej na początku zależności: odbiór dźwięku — zachowanie się owada? Okazuje się, że oba parametry biorą udział w odróżnieniu sygnału akustycznego, ale tylko jeden z nich jest miarodajny. Aby rejestrowane było ciśnienie musi istnieć naprężona membrana reagująca na różnicę ciśnień i odpowiednio odkształcająca się pod wpływem działającego ciśnienia. Membrana musi być częścią struktury, wewnątrz której istnieje stałe ciśnienie. Poprzez odpowiednie struktury pomocnicze odkształcenie zostaje przekazane komórkom zmysłowym, w których powstaje odpowiedni impuls nerwowy. Z kolei percepcja ruchu musi odbywać się za pośrednictwem delikatnych struktur ze-wnątrzszkieletowych znajdujących się zwykle na eksponowanych miejscach ciała. Ich połączenie z pokrywami ciała jest zwykle bardzo delikatne i ruchliwe, do ich postawy zaś dochodzi wypustka komórki zmysłowej (ryc. 2).

Owady mają struktury odpowiadające tym wymaganiom. Na powierzchni ciała znajduje sfię szereg delikatnych włosków. Narządy tympanalne posiadają elastyczne, naprężone błony, funkcjonalnie odpowiadające błonie bębenkowej ucha ludzkiego. Spotykamy

Ryc. 2. Schemat działania organu z błoną tympanal-ną, wewnątrz którego panuje stałe ciśnienie. W chwili gdy Ap=0, błona pozostaje w spoczynku, natomiast silnie wychyla się włosek reagując na maksymalne w tym czasie drgania cząsteczek powietrza (porównaj z ryc. 1). Ap — różnica ciśnień. Wg Bartha, jw.