А в носу звезда горит ...

подземные жители, которые известны каждому дачнику, уже сами по себе довольно необычные создания. Что уж говорить про его собрата, у которого вот такое необычное образование на мордочке. Узнаем подробности?

На картинке Звездонос или Звездорыл (Condylura cristata) отделен от других кротовых в особое подсемейство (Condylurinae). Внешне он отличается не только от кротовых, но и от других мелких зверьков только ему свойственным строением рыльца в виде розетки или звезды из 22 мягких мясистых подвижных голых лучей. По размерам, лопатообразным передним конечностям, густому бархатистому меху (черному или темно-коричневому) похож на европейского крота. Хвост относительно длинный (около 8 см), покрытый чешуйками и редкими волосами.

Зимой и весной бывает утолщение хвоста до диаметра карандаша. Ушных раковин нет. Глаза небольшие, но не скрыты под кожей. Зубов — 44, они мелкие; клыки и предкоренные не примыкают друг к другу (разделены промежутками). Встречается только в Юго-Восточной Канаде и на северо-востоке США. Звездонос живет в сырых лесах, по берегам ручьев, на влажных лугах и болотах.

Подобно настоящим кротам, в толще почвы прокладывает сложную систему ходов, расположенных на значительной глубине и обнаруживаемых по выбросам земли. Приповерхностных ходов с приподнятыми валиками земли он не устраивает, хотя зимой прокладывает кормовые ходы на поверхности земли под снегом. Гнездо устраивает в шарообразном расширении норы, но иногда в куче листьев, в полости болотной кочки или в гнилом пне. Иногда поселяется в стенках хаток ондатры. В отличие от настоящих кротов звездонос нередко путешествует на поверхности земли и снега, а в случае преследования быстро убегает или закапывается в землю.

Он хорошо плавает и ныряет, используя под водой все конечности и управляя хвостом. Зимой путешествует подо льдом. В толще воды звездонос не только перемещается, но и добывает пищу — водных насекомых, ракообразных и даже мелкую рыбу. А на суше он находит дождевых червей, наземных моллюсков и других беспозвоночных. Когда он ищет пищу, мясистые лучи (щупальца) на рыльце находятся в постоянном движении, за исключением двух средневерхних, которые направлены вперед и не гнутся.

Когда он ест, то лучи стягиваются вместе в компактную кучку; во время еды зверек передними лапами придерживает пищу. Когда звездонос пьет, то погружает на 5—6 секунд в воду и рыльце, и все усы. Звездоносы бывают общительными. Изредка издают слышимый писк высоких тонов.

Активными бывают во все сезоны и в разное время суток. Ранней весной железы звездоноса издают едкий запах, похожий на запах дикого пастернака. Брачный период бывает в конце зимы или ранней весной. Продолжительность беременности не выяснена. В одном приплоде бывает от 3 до 7 (обычно 6) детенышей. Родятся они с апреля до июня. У новорожденного голая, лишенная волос, розовая кожа. Дней через 10 появляются волосы, а в трехнедельном возрасте у них уже хороший мех, и вскоре они становятся самостоятельными. Самки достигают зрелости, вероятно, к 10 месяцям.

В сборное подсемейство Scalopinae объединяют 7 родов (12 видов), распространенных в Северной Америке, материковой Юго-Восточной Азии и на Японских островах. По внешнему облику некоторые из них похожи на настоящих кротов, другие - на землероек, третьи имеют промежуточный облик. Их объединяют по сходству в зубной системе. Всего зубов от 44 до 36. Внутренняя (передняя) пара верхних резцов крупнее средней и внешней пары.

В отличие от кротов звездонос путешествует и по поверхности земли или по снегу, быстро убегая от опасности или закапываясь в землю.

При поиске пищи мясистые лучи на его рыльце все время находятся в движении, кроме двух средневерхних, не гнущихся и направленных вперед. При поедании пищи лучи стягиваются вместе в одну кучку.

Но самое главное во внешности звездоноса, конечно, его звезда – 22 мясистых луча-щупальца, расположенных на мордочке вокруг носа и в целом больше всего напоминающих, наверное, «морскую анемону» – актинию.

Звезда – чувствительный орган. Когда зверек роется в земле или плавает в воде, ее лучи непрерывно движутся, помогая отыскивать пищу – червей, насекомых, ракообразных и даже мелкую рыбешку. Долгое время таким общим представлением о функциях звезды биологи и ограничивались. И лишь в самое последнее время исследователи К.Катания (Kenneth Catania) и Дж.Каас (J.Kaas) из Американского университета Вандербилт (Vanderbilt University) занялись более тщательным изучением этого органа. Они обнаружили совершенно удивительные вещи.

Схема, иллюстрирующая относительное «представительство» разных лучей в анализирующем отделе коры головного мозга звездоноса.

Цифры на рисунке соответствуют порядковому номеру пар лучей

Обследование лучей с помощью сканирующего электронного микроскопа показало, что кожа здесь не просто насыщена тактильными рецепторами – вся звезда целиком, подобно сетчатке глаза, представляет собой единую чувствующую структуру. Поверхность каждого из 22 лучей образована микроскопическими сосочками, носящими название органов Эймери. Каждый из этих органов, в свою очередь, представляет собой комплекс рецепторов, передающих в мозг различные сигналы. В нижней части органа Эймери находится единичное нервное окончание, окруженное кольцевыми пластинками (ламеллами), образованными шванновскими клетками. Эта структура является рецептором, воспринимающим относительно простую информацию о вибрациях или о факте контакта с неким внешним объектом. Выше этого рецептора располагается другое нервное волокно, связанное с так называемыми Меркелевыми клетками (описанными в 1875 г. исследователем Меркелем в эпидермисе мордочки крота), – эта часть органа воспринимает и передает в мозг информацию о давлении на кожу. Наконец, верхушка органа Эймери представляет собой округлое вздутие, составленное рядом расположенных непосредственно под поверхностью кожи нервных окончаний, расходящихся от центра в стороны подобно спицам колеса. Если два нижних типа рецепторов встречаются у многих млекопитающих, то окончание органа Эймери – структура, свойственная только кротам. Она обеспечивает восприятие информации о мельчайших деталях поверхности встреченного объекта.

Звезда звездоноса образована более, чем из 25 000 органов Эймери – при том, что суммарная площадь поверхности звезды не превышает 1 см2. Свыше 100 000 нервных волокон проводят информацию от этих органов в центральную нервную систему (в первую очередь – в неокортекс, новую кору, основную часть коры больших полушарий головного мозга млекопитающих), позволяя зверьку с необыкновенной полнотой и скоростью воспринимать и обрабатывать поступающие сигналы.

Кликабельно 1920 рх

Надо сказать, что и скорость поступления этих сигналов необычайно велика – за движениями звезды человеческий глаз проследить не в состоянии.

Только высокоскоростная съемка показывает, что за секунду звездонос способен ощупать 12 отдельных участков окружающего его пространства. При этом он успевает соответствующим образом отреагировать (то есть попросту отправить добычу в рот) на присутствие по крайней мере 5 мелких пищевых объектов.

Сходство звезды звездоноса с сетчаткой глаза не ограничивается тем, что оба органа целиком составлены из чувствительных элементов, – сходным является и характер их использования.

В сетчатке человеческого глаза, как известно, имеется желтое пятно – относительно небольшая по площади область наиболее четкого видения, расположенная напротив зрачка. Направляя глаз на объект, который имеет для нас наибольшее значение в данный момент, мы получаем о нем наиболее полную зрительную информацию. Остальная область сетчатки, с меньшей разрешающей способностью, воспринимает окружение этого объекта, позволяя мозгу определить, на какую точку следует перевести взгяд в следующее мгновение.

В звезде звездоноса максимальной чувствительностью (наибольшим количеством органов Эймери на единицу площади) отличаются два самых нижних (11-я пара) и самых коротких луча, расположенных непосредственно надо ртом зверька. Продвигаясь по своим ходам, звездонос сканирует окружающее пространство одновременно всеми лучами, но стоит ему обнаружить потенциальную добычу – он поднимает звезду так, чтобы именно эти два луча соприкоснулись с заинтересовавшим его объектом.

Сходство со зрительным анализатором человека этим, однако, не ограничивается. Подобно тому, как в нашем мозге область, воспринимающая сигналы от маленького желтого пятна, занимает несоизмеримо большую часть участка коры, отвечающего за анализ зрительной информации вообще, так и в мозге звездоноса область, «соответствующая» самой короткой, 11-й, паре лучей, превышает по размеру «представительства» всех других. Отдельные нейроны в этой области обрабатывают информацию, поступающую с гораздо меньших по площади участков луча, что обеспечивает высокую разрешающую способность.

Надо заметить, что не так давно был обнаружен еще один интересный пример подобной организации – функционирование слухового анализатора у летучих мышей. Среди общего количества рецепторов, воспринимающих звук, у них в наибольшем числе представлены те, которые резонируют на частоту эха, возвращающегося от преследуемой добычи. Этим рецепторам «отведена» и наибольшая площадь соответствующего участка мозга. Мало того, поскольку частоты эхосигналов могут изменяться в зависимости от скорости мыши и насекомого, зверек «по ходу дела» варьирует тональность исходящего сигнала так, чтобы тональность эха всегда оказывалась в пределах «наилучшей слышимости» – подобно тому, как мы двигаем глазами, чтобы удержать в поле наилучшего видения интересующий нас объект. То, что наиболее качественное восприятие сигналов возможно только в узких пределах спектра, определяется большим объемом нервных клеток, необходимых для проведения и анализа соответствующей информации. Если бы вся сетчатка нашего глаза обеспечивала такую же остроту зрения, как желтое пятно, объем нашего мозга должен был бы увеличиться по крайней мере в 50 раз!

Но вернемся к звездоносу и его звезде. Интересно, что в период эмбрионального развития 11-я пара – лучи «наилучшего осязания» оказываются наибольшими по величине, и лишь позже остальные лучи догоняют и перегоняют их в размерах. Это относится и ко времени формирования органов Эймери, и к развитию соответствующих участков коры головного мозга. Вновь напрашивается аналогия с процессом формирования структур зрительного анализатора человека и других приматов. Правда, у звездоноса может быть и «специфический» повод для первоочередного развития самых маленьких, но чувствительных лучей звезды – эта пара используется детенышами при поиске материнского соска...

Чувствительные полоски на мордочке американского крота Scapanus orarius

Не менее интересным оказался и сам механизм формирования звезды – она образуется не путем роста и разделения единого зачатка, как можно было бы ожидать. Лучи звезды возникают в виде самостоятельных валиков на мордочке зверька. Становясь все более выпуклыми, эти валики окончательно отделяются от поверхности морды, превращаясь в отростки, незадолго до рождения маленького звездоноса. Окончательный же вид – с лучами, направленными вперед – звезда приобретает у детенышей в возрасте двух недель. (Самостоятельными звездоносы становятся к трехнедельному возрасту, а половозрелости достигают через 9 месяцев после рождения.)

Валики на мордочке эмбриона звездоноса.

Именно так, каждый по отдельности, и формируются лучи будущего единого органа – звезды

Звезда звездоноса уникальна, но у некоторых других американских кротов вокруг носа на мордочке имеются полоски кожи, также представляющие собой осязательные органы. Видимо, такие же полоски имелись и у предков звездоноса – а превращение их в самостоятельные чувствующие органы-лучи явилось удачным эволюционным изобретением.