Мұрттар – сүтқоректілерде қоршаған ортаны сезуге арналған қатайып, мақсатты түрде өскен түктер. Навигация, қозғалыс, ізденіс және әлеуметтік байланысқа көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жануарлардың қоршаған ортаны сезуге арналған түктерінің түрі
Type of animal hair used for sensing
Мұрттар немесе вибриссалар (/v//ə/'/b//r//ɪ//s//i/; вибрисса; /v//ə/'/b//r//ɪ//s//ə/) – көптеген сүтқоректілердің қоршаған ортаны сезуіне арналған қатаң, функционалдық түктердің бір түрі. Бұл түктер осы мақсатқа арнайы бейімделген, ал басқа түктер тактильді сезімталдық үшін жалғақ болып келеді. Мұрттар әсіресе бет маңында кездессе де, вибриссалар дененің әртүрлі бөліктерінде топтасып өседі. Көптеген сүтқоректілерде, соның ішінде адам емес приматтарда және әсіресе түнгі сүтқоректілерде олар бар. Мұрттар – навигацияға, қозғалысқа, зерттеуге, аң ауруға, әлеуметтік байланысқа көмектесетін сезімтал тактильді түктер және басқа да функцияларды атқарады. Бұл мақала негізінен сүтқоректілердің арнайы сезімтал түктері туралы, бірақ кейбір құстар, балықтар, жәндіктер, қабықтылылар және басқа да буынды аяқтылар да қоршаған ортаны сезу үшін ұқсас құрылымдарға ие екендігі белгілі.
Whiskers or vibrissae (/v//ə/'/b//r//ɪ//s//i/; : vibrissa; /v//ə/'/b//r//ɪ//s//ə/) are a type of stiff, functional hair used by most mammals to sense their environment. These hairs are finely specialised for this purpose, whereas other types of hair are coarser as tactile sensors. Although whiskers are specifically those found around the face, vibrissae are known to grow in clusters at various places around the body. Most mammals have them, including all non human primates and especially nocturnal mammals. Whiskers are sensitive tactile hairs that aid navigation, locomotion, exploration, hunting, social touch and perform other functions. This article is primarily about the specialised sensing hairs of mammals, but some birds, fish, insects, crustaceans and other arthropods are known to have similar structures also used to sense the environment.
Этимология
Vibrissae (лат. vibrāre – дірілдеу) – кішкентай кеміргіштерде байқалатын, әйтпесе тыныш отыратын ерекше қозғалыстан шыққан атау. Медицинада бұл термин адам мұрынының ішіндегі қалың түктерді де білдіреді.
Vibrissae (from Latin vibrāre 'to vibrate') from the characteristic motion seen in a small rodent that is otherwise sitting still. In medicine, the term also refers to the thick hairs found inside human nostrils.
Вибрис
Вибристік түктер әдетте басқа (пелагикалық) түктерге қарағанда қалың және қаттырақ болады, бірақ басқа түктер сияқты, құрылымы инертті материалдан (кератин) тұрады және жүйке талшықтары жоқ. Вибриссалар бетте симметриялы түрде топтасып орналасқан және үштік нервті қамтамасыз етеді. Мистациалды макровибриссалар құрлықта және суда тіршілік ететін сүтқоректілердің көптеген түрлеріне ортақ (суреттерді қараңыз), және осы топқа ғылыми зерттеулер ең көп бағытталған. Бұл мұрттың түктерінің орналасуы кездейсоқ емес: олар бұрыштар (бағандар) және қатарлардан тұратын реттелген тор құрайды, ал алдыңғы жағында қысқа, артқы жағында ұзын түктер болады (суреттерді қараңыз). Егеуқұйрықтар мен тышқандардың әр бетінің екі жағында шамамен 30 макровибрисса болады, (зертханалық) егеуқұйрықтарда – 50 мм, (зертханалық) тышқандарда – 30 мм, ал микровибриссалардың саны сәл көп. Осылайша, егеуқұйрық немесе тышқанның бетіндегі мистациалдық вибриссалық массивке қызмет ететін сезімтал жүйке жасушаларының жалпы саны шамамен 25 000 болуы мүмкін. Егеуқұйрықтың мистациалдық төсемшесіндегі вибриссалардың табиғи пішіндері Эйлер спиралының бөліктерімен жақсы жуықталады. Егер бір егеуқұйрықтың барлық бөліктері біріктірілсе, олар Эйлер спиралының бір орамды доменінен екіншісіне дейінгі аралықты қамтиды. Теңіз сүтқоректілері вибриссалық сезімталдық жүйесіне егеуқұйрықтар мен тышқандарға қарағанда көбірек инвестиция жасауы мүмкін. Мистациалдық аймақта ұқсас орналасқан теңіз түлендерінің әр вибриссасында егеуқұйрықтар мен тышқандардағыдан 10 есе көп жүйке талшықтары бар, сондықтан теңіз түлендерінің мистациалдық вибриссаларын иннервациялайтын жүйке жасушаларының жалпы саны 300 000-нан аспайды деп есептеледі. Манаттардың аузында немесе ауыз айналасында таңғажайып түрде 600-ға жуық вибрисса бар. Кейбір түрлердің мұрт түктері өте ұзын болуы мүмкін; шиншилдің мұрт түгі оның дене ұзындығының үштен бірінен астам болуы мүмкін (суретті қараңыз). Тіпті қысқа мұрт түктері бар түрлерде де олар өте айқын мүшелер болуы мүмкін (суреттерді қараңыз). Осылайша, мұрт түктерін, мысалы, көзге қарағанда «жақын сенсорлар» деп сипаттауға болады, бірақ олар функционалдық тұрғыдан өте маңызды сезімдік диапазоны бар тактильді сезімді ұсынады.
The vibrissal hair is usually thicker and stiffer than other types of (pelagic) hair but, like other hairs, the shaft consists of an inert material (keratin) and contains no nerves. Vibrissae are symmetrically arranged in groups on the face and supply the trigeminal nerve. The mystacial macrovibrissae are shared by a large group of land and marine mammals (see images), and it is this group that has received by far the most scientific study. The arrangement of these whiskers is not random: they form an ordered grid of arcs (columns) and rows, with shorter whiskers at the front and longer whiskers at the rear (see images). Rats and mice typically have approximately 30 macrovibrissae on each side of the face, with whisker lengths up to around 50 mm in (laboratory) rats, 30 mm in (laboratory) mice, and a slightly larger number of microvibrissae. Thus, an estimate for the total number of sensory nerve cells serving the mystacial vibrissal array on the face of a rat or mouse might be 25,000. Natural shapes of rat's mystacial pad vibrissae are well approximated by pieces of the Euler spiral. When all these pieces for a single rat are assembled together, they span an interval extending from one coiled domain of the Euler spiral to the other. Marine mammals may make even greater investment in their vibrissal sensory system than rats and mice. Seal whiskers, which are similarly arrayed across the mystacial region, are each served by around 10 times as many nerve fibres as those in rats and mice, so that the total number of nerve cells innervating the mystacial vibrissae of a seal has been estimated to be in excess of 300,000. Manatees, remarkably, have around 600 vibrissae on or around their lips. Whiskers can be very long in some species; the length of a chinchilla's whiskers can be more than a third of its body length (see image). Even in species with shorter whiskers, they can be very prominent appendages (see images). Thus, whilst whiskers certainly could be described as "proximal sensors" in contrast to, say, eyes, they offer a tactile sense with a sensing range that is functionally very significant.
Теңіз сүтқоректілері
Қаңқалы жануарлардың жақсы дамыған сезімталдық қабілеттері бар. Олардың мистациалдық вибриссаларының жүйкеленуі құрлықтағы сүтқоректілерге қарағанда он есе жоғары, бұл оларға судағы дірілдерді тиімді анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай дірілдер, мысалы, балық суда жүзген кезде пайда болады. Дірілдерді анықтау жануарлар азық іздеген кезде пайдалы, және әсіресе қараңғыда көру қабілетін толықтырады немесе тіпті алмастырады. Порттық теңіз түлкілері бірнеше минут бұрын жүзіп өткен басқа организмдердің әртүрлі жолдарынан ілесіп жүрген, иіс іздерін ұстанған итке ұқсас, тіпті сол ізге жауапты балықтың түрін және мөлшерін ажырата алады. Сайма көлінде соқыр сақиналы теңіз түлкілерінің өздігінен сәтті аң ауып, сенсорлық ақпарат алу үшін вибриссаларына сүйеніп, олжа ұстай алатыны байқалды. Құрлықтағы сүтқоректілерден, мысалы, кеміргіштерден айырмашылығы, қаңқалы жануарлар бір затты зерттегенде вибриссаларын қозғалтпайды, керісінше, қозғалмалы мұрттарын созып, оларды бір жағдайда ұстайды. Тюленьдердің вибриссалары толқынды және иілгіш, ал теңіз арыстандары мен морждардың вибриссалары тегіс болады. Осы пішіндердің анықтау қабілетіне қандай әсер ететінін анықтау үшін зерттеулер жалғастырылуда. Дегенмен, ең маңызды фактор – талшықтың пішіні емес, ағынға қатысты оның бұрышы.
Pinnipeds have well developed tactile senses. Their mystacial vibrissae have ten times the innervation of terrestrial mammals, allowing them to effectively detect vibrations in the water. These vibrations are generated, for example, when a fish swims through water. Detecting vibrations is useful when the animals are foraging and may add to or even replace vision, particularly in darkness. Harbor seals have been observed following varying paths of other organisms that swam ahead several minutes before, similar to a dog following a scent trail, and even to discriminate the species and the size of the fish responsible for the trail. Blind ringed seals have even been observed successfully hunting on their own in Lake Saimaa, likely relying on their vibrissae to gain sensory information and catch prey. Unlike terrestrial mammals, such as rodents, pinnipeds do not move their vibrissae over an object when examining it but instead extend their moveable whiskers and keep them in the same position. The vibrissae of seals are undulated and wavy while sea lion and walrus vibrissae are smooth. Research is ongoing to determine the function, if any, of these shapes on detection ability. The vibrissa's angle relative to the flow, and not the fiber shape, however, seems to be the most important factor.
Нейробиологиялық ғылым
Мұрттың қылшықтарына маманданған сүтқоректілердің миының үлкен бөлігі қылшықтардан келетін нервтік импульстарды өңдеуге қатысады, бұл жануар үшін сезімнің маңыздылығымен сәйкес келеді деп есептеледі. Қылшықтардан алынған ақпарат миға үш қабатты жүйке арқылы жетеді және алдымен ми сабағының үш қабатты сезімдік кешеніне жеткізіледі. Одан кейін, ең көп зерттелген жолдар таламустың бөліктері арқылы және баррельді қабыққа дейін барады, бірақ мидың ортаңғы бөлігіндегі жоғарғы колликулус (көрнеу жануарларының маңызды визуалды құрылымы) және мишақша арқылы басқа да маңызды жолдар, мысалы, олар да зерттеулерге тартылып жатыр. Нейробиологтар және басқа да зерттеушілер сезім жүйелерін зерттеу үшін мұрт жүйесін бірнеше себептерге байланысты жақсы көреді (Баррельді қабыққа қараңыз), соның ішінде зертханадағы егеуқырлар мен тышқандардың көруге емес, мұртқа маманданғаны да бар.
A large part of the brain of whisker specialist mammals is involved in the processing of nerve impulses from vibrissae, a fact that presumably corresponds to the important position the sense occupies for the animal. Information from the vibrissae arrives in the brain via the trigeminal nerve and is delivered first into the trigeminal sensory complex of brainstem. From there, the most studied pathways are those leading up through parts of thalamus and into barrel cortex, though other major pathways through the superior colliculus in midbrain (a major visual structure in visual animals) and the cerebellum, to name but a couple, are increasingly coming under scrutiny. Neuroscientists, and other researchers, studying sensory systems favour the whisker system for a number of reasons (see Barrel cortex), not least the simple fact that laboratory rats and mice are whisker, rather than visual, specialists.
Эволюциялық биология
Мистациалдық вибриссалардың ерекше туыстамаларда (Қаңылтырлар, Афротерия, сүтқоректі жануарлар) айқын сақталуы, олардың барлық териандық сүтқоректілердің ортақ ата-бабасында болған ежелгі белгі болуы мүмкін екенін көрсетеді. Шындығында, кейбір адамдардың жоғарғы ерінінде әлі де дамылмаған вибрисса бұлшықтары табылады, бұл адам тектерінің бұрынғы өкілдерінде мистациалдық вибриссалар болған деген гипотезамен сәйкес келеді. Осылайша, вибрисса сезім жүйесінің дамуы сүтқоректілердің эволюциясында маңызды рөл атқарған болуы мүмкін. Бұл, ерекшеліктеріне қатысты модельдерді құру арқылы, вибриссасы бар жануарларды роботтар түрінде қайта жасауға жасалған тыянақтарда көрінеді (Bristol Robotics Laboratory-нің ScratchBot және ShrewBot роботтары).
The presence of mystacial vibrissae in distinct lineages (Rodentia, Afrotheria, marsupials) with remarkable conservation of operation suggests that they may be an old feature present in a common ancestor of all therian mammals. Indeed, some humans even still develop vestigial vibrissal muscles in the upper lip, consistent with the hypothesis that previous members of the human lineage had mystacial vibrissae. Thus, it is possible that the development of the whisker sensory system played an important role in mammalian development, more generally. through feature specific models, to attempts to reproduce complete whiskered animals in robot form (ScratchBot and ShrewBot, both robots by Bristol Robotics Laboratory).
Сүтқоректілер емес жануарларда
Көптеген сүтқоректі емес жануарлар сүтқоректілердің мұрттарына ұқсас құрылымдарға немесе олармен бірдей функция атқаратын құрылымдарға ие.
A range of non mammals possess structures which resemble or function similarly to mammalian whiskers.
Құстарда
Кейбір құстардың мұнығының тамырында шаш тәрізді арнайы қауырсындары болады, олар риктальді қылдар деп аталады, кейде оларды білік деп те атайды. Аэтия пигмея (Aethia pygmaea) құсының көзінің үстінен де, астынан да жарқырап тұратын қатаң ақ қауырсындары бар, ал қара түсті қауырсыны басының жоғарғы жағынан алға қарай иіліп тұрады. Қауырсындарын артқа жабыстырып, туннельдердегі лабиринт арқылы өткізгенде, олар қауырсындары еркін болғандағыдан екі есе көп басын соқтырады, бұл олардың қауырсындарын мысықтар сияқты пайдаланатынын көрсетеді. "Біліктері" бар басқа құстарға киви, шырылдақшы, қарлығаштар, түнгі құстар, кедейлерді қамшылаушы, какапо және ұзын білікті сұлуқұс (Xenoglaux loweryi) жатады.
Some birds possess specialized hair like feathers called rictal bristles around the base of the beak which are sometimes referred to as whiskers. The whiskered auklet (Aethia pygmaea) has striking, stiff white feathers protruding from above and below the eyes of the otherwise slate grey bird, and a dark plume which swoops forward from the top of its head. Whiskered auklets sent through a maze of tunnels with their feathers taped back bumped their heads more than twice as often as they did when their feathers were free, indicating they use their feathers in a similar way to cats. Other birds that have obvious "whiskers" are kiwis, flycatchers, swallows, nightjars, whip poor wills, the kākāpō and the long whiskered owlet (Xenoglaux loweryi).
Балықтарда
Кейбір балықтардың аузының жанында жіңішке, төмен салбыраған сезімтал мүшелері болады. Оларды көбінесе "мұрттар" деп атайды, бірақ олардың дұрыс атауы – барбельдер. Барбельдері бар балықтарға мысық балық, сазан, табан балық, шаян, бекіре, зебра балығы және акуланың кейбір түрлері жатады. Pimelodidae – Siluriformes отрядына жататын, ұзын мұртты мысық балықтары деп белгілі мысық балықтарының бір туысы.
Some fish have slender, pendulous tactile organs near the mouth. These are often referred to as "whiskers", although they are more correctly termed barbels. Fish that have barbels include the catfish, carp, goatfish, hagfish, sturgeon, zebrafish and some species of shark. The Pimelodidae are a family of catfishes (order Siluriformes) commonly known as the long whiskered catfishes.
Птерозаврларда
Анурогнатидтердің жауының беті тегіс емес, бүршікті (қырлы) болған, және бұл вибриссалардың бекітілу орындары ретінде қарастырылған, бірақ вибриссалардың өзі табылған жоқ. Жақында ғана анурогнатидтердің аузының айналасынан ерекше түрі бар қауырсындар анықталды.
Anurognathid pterosaurs had a rugose (wrinkled) jaw texture that has been interpreted as the attachment sites for vibrissae, though actual vibrissae have not been recorded. More recently, a specific type of feathers has been found around anurognathid mouths.