Обонянием называется способность к ощущению запахов веществ, молекулы которых рассеяны в окружающем воздухе, а для живых существ, проживающих в водной среде — субстанций, растворенных в воде. Школьный предмет, в рамках которого изучаются механизмы обоняния — биология в 8 классе. Особенностью, отличающей эту разновидность ощущений от других, является отсутствие контакта нервных окончаний с предметом, запах которого чувствуется в данный момент.
Анатомия обонятельного анализатора
Обоняние — это один из органов чувств, отвечающий за улавливание, восприятие и анализ различных запахов и их оттенков. Строение органа обоняния — тема отдельного занятия по биологии в 8 классе. Обонятельный анализатор состоит из следующих отделов:
- специализированные рецепторы, расположенные в верхней части носовой полости;
- нервные волокна;
- обонятельные луковицы;
- специализированные подкорковые центры;
- корковый центр обоняния.
Готовя сообщение на тему об обонятельном анализаторе, изображать его на схемах или иллюстрациях следует полностью — от нервных окончаний, расположенных в решетчатой кости, до локализации подкорковых и корковых центров. Все центры последовательно связаны между собой специализированными нервными волокнами, которые являются проводниками нервных импульсов.
Доклад, посвященный этой теме, должен быть снабжен схематичным рисунком, изображающим обонятельный анализатор, на котором можно рассмотреть отдельные его части. Такую картинку рекомендуется сопроводить с краткими подписями, поясняющими назначение каждого из отделов.
Механизм восприятия запахов
Кратко механизм восприятия запахов веществ и предметов можно изложить следующим образом. Звеном обонятельного анализатора, вынесенным на периферию, является обонятельный эпителий. Эта ткань располагается в верхней части носовой полости, в соответствующей носовой раковине. Молекулы летучих веществ, проникшие к поверхности специализированных рецепторов обоняния, проникают к ним вместе с вдыхаемым через нос воздухом и вызывают возбуждение этих рецепторов.
Обонятельные нервные волокна проводят возбуждение по направлению к обонятельным луковицам, а оттуда — в специализированные мозговые центры, располагающиеся в подкорке (в том числе миндалины), а затем — в височную область коры головного мозга, где размещается корковый отдел обонятельного анализатора.
История и эволюция
Если говорить об эволюции биологических видов и появлении у их представителей различных органов чувств, то обоняние — самое древнее чувство. Так, и у современных высших животных оно продолжает оставаться одним из наиболее важных. Благодаря ему животное получает возможность ориентироваться в окружающей среде, ощущать присутствие себе подобных, естественных врагов, пищи, опасности.
Исследователи животного мира склонны выделять 3 основных аспекта организационного поведения живых существ:
- Ориентация. Примером может служить поисковое поведение, розыск определённых запахов в окружающей среде.
- Реакция. Линия поведения, спровоцированная тем или иным источником запахов, отношение как к самому запаху, так и к его источнику.
- Сигнализация. Это своеобразная система, при помощи которой животные могут общаться между собой.
В результате анализа многолетних наблюдений был сделан вывод о постепенном ухудшении обоняния человека в процессе филогенеза (эволюционного развития). На протяжении всей истории существования приматов система обоняния всегда оставалась у них третьим по значимости анализатором после органов чувств, обеспечивающим зрение и слух.
Вместе с тем у лемура (представителя приматов) и некоторых других животных обоняние приобретает особое значение — им оно служит в качестве одного из способов общения между особями в сообществе.
Резкое ухудшение обоняния человека, даже по сравнению с человекообразными обезьянами, наметилось около 6 млн лет назад. Именно тогда и разделились генетические линии предков шимпанзе и современного человека. Этот же период примерно совпадает с наметившейся тенденцией к прямохождению у «человеческой» эволюционной ветви.
Исследование обонятельной функции
Изучение различных аспектов обоняния преследует ряд целей. В своё время оно позволило определить значение этого вида ощущений для различных видов животных и человека. Изучение этой проблемы помогает использовать нарушение обоняния как симптом для диагностики заболеваний, влияющих на функции этого анализатора. Кроме того, исследования по последнему слову науки помогли установить, каким образом взаимосвязаны обоняние и вкус.
Несмотря на снижение обоняния в процессе эволюционного развития человека как вида, считать этот анализатор второстепенным в корне неверно. Он играет не менее важную роль, чем кожная мышечная чувствительность, осязание или способность чувствовать вкус нервными окончаниями, место локализации которых — корень языка.
Связь с полом у человека
Измерить степень восприятия запахов непосредственно (в точном числовом выражении) не представляется возможным. Однако группе ученых удалось выяснить, что представительницы женского пола превосходят мужчин по способности различать и узнавать некоторые запахи, в частности, мяты, камфоры, вишни. Кроме того, более чувствительны женщины и к запаху тестостерона (мужского полового гормона). В то время как некоторые запахи, например аромат эвкалипта, представители обоих полов чувствуют с одинаковой интенсивностью и одинаково отличают от других.
Отдельные исследования показали, что у женщин, не пользующихся гормональными контрацептивными средствами, выраженность обоняния изменяется на протяжении менструального цикла. Непосредственно перед овуляцией чувствительность к запахам приобретает максимально остроту; это продолжается до самой овуляции, а также еще несколько суток после этого события. В ходе этого исследования испытуемым предлагалось улавливать запахи аниса, гвоздики, мускуса, цитрусов, нашатыря.
Изменение обоняния в зависимости от возраста
Наиболее чувствительным обонятельным анализатором обладают новорождённые младенцы. Именно при помощи этого чувства они определяют близость родителей, начинают познавать мир. Однако уже в течение первого года жизни они становятся менее чувствительными к запахам на 40−50%. Зато за этот период приобретают более выраженную чувствительность остальные органы чувств, значение которых сразу после рождения было практически не выражено.
В течение всей дальнейшей жизни обоняние с возрастом притупляется. Такой результат показало исследование с привлечением более 10 млн человек, в ходе которого тестировалась способность улавливать запахи. Несколько уменьшается и способность отличать запахи друг от друга. Исследователями было замечено, что влияние возраста на интенсивность и скорость распознавания запахов более значима, по сравнению с влиянием половой принадлежности исследуемых.
Изменения в этой сфере, происходящие с возрастом, учёные связывают с гипотрофией, а в дальнейшем и атрофией специфических обонятельных нервных окончаний и волокон. Установлено, что количество нервных волокон в составе специализированного обонятельного нерва по мере старения организма неуклонно сокращается. Если в первые 15 лет жизни из работы выключаются около 8% нервных волокон, то к 75−90 годам это число достигает 73%.
Описание этого исследования снабжено таблицей, в которой отражена динамика изменения обоняния и количества специализированных нервных волокон в зависимости от возрастной группы (рассматривается шесть разных возрастных групп).
Правши и левши
Процесс изучения обоняния не обошёлся и без попытки определить, какое полушарие отвечает за эту способность. В результате было выяснено, что первичный сигнал, исходящий от специализированных нервных окончаний, обрабатывается на той же стороне тела, на какой расположена ноздря, которая его уловила. Таким образом, обонятельная область коры представляет собой прямую проекцию участков обонятельного эпителия.
Детальное изучение порога восприятия запахов показало, что у испытуемых, левая рука которых является ведущей, левая ноздря более чувствительна к запахам. В то же время правая ноздря более чувствительна у праворуких людей. В свою очередь, другое исследование, проведенное независимо от первого, подтверждает более выраженную чувствительность правой ноздри независимо от того, является ли испытуемый левшой или правшой.
Третья группа авторов никаких различий в чувствительности разных ноздрей у правшей и левшей не обнаружила. Такие противоречивые, а порой и конфликтные результаты различных исследований научным деятелям ещё предстоит объяснить.
Категоризация ароматов по степени интенсивности всё же подтвердила большую чувствительность правой ноздри. Однако достоверными эти результаты можно считать только среди женщин.
Обонятельный анализатор — древнейший, самый первый из появившихся у животных органов чувств. При этом парадоксом выглядит тот факт, что у более высокоорганизованных организмов в процессе эволюционного развития функция обоняния несколько притупилась. Первостепенное значение заняли другие системы органов чувств. Однако значение обоняния для жизнедеятельности и безопасности организма сохранилось.
