Пояснительная записка.
Физиологи уже привыкли использовать латинизированный термин "сенсорные системы", как-то незаметно пришедший на смену "анализаторам" И.П.Павлова. Несомненно, у человека и всех позвоночных животных, глаз - это орган зрения, ухо - слуха, нос - обоняния, а язык - вкуса. Однако в процессе эволюции в качестве приспособительных изменений в организме животных появились дополнительные рецепторы, позволяющие им, например, видеть ультрафиолетовое излучение и поляризованный свет, как насекомые; слышать ультразвук и пользоваться им для эхолокации, как летучие мыши и дельфины; чувствовать океанскую электромагнитную погоду, как рыбы, обладающей системой электрорецепторов.
Эти простые рассуждения уже позволяют нам понимать под биосенсорами те датчики, которые организм выносит на периферию нервной системы, чтобы получать информацию о процессах, происходящих во внешней среде. Для физиологических наук естественные биосенсоры - это просто рецепторные, или сенсорные, клетки, располагающиеся в органах чувств и предназначенные для решения сложной диалектической задачи: изменяться под влиянием внешнего сигнала (иначе он не дойдет до нервной системы), оставаясь, однако, самими собой даже при очень сильных воздействиях.
Что же касается понятия "сенсорные системы", то оно включает в себя не только периферически расположенные биосенсоры, но и всю систему обработки передаваемых ими сигналов, т.е. мозг. Например, таким образом оптические биосенсоры, или фоторецепторы, превращают оптическое изображение в нейроизображение.
Сенсорные системы имеют большое значение для ориентации животного в пространстве. Зрительная, слуховая, обонятельная, соматосенсорная, система органов равновесия, электросенсорная - все эти системы служат в той или иной мере для этих целей.
Актуальность темы заключается в том, что изучение системы эхолокации позволило применить его в различной технике, которая используется с большим успехом, людьми. Действие эхолокационного аппарата дельфинов ныне широко применяется в технике в виде сонаров. Такие приборы - верные помощники человека в службе безопасности кораблевождения и в рыболовстве. Гидролокатор дельфина является важнейшим прототипом для моделирования в технике.
В связи с этим основной целью данной работы стало изучение сенсорных систем животных и их роли в механизме эхолокации.
Задачи, поставленные для достижения цели:
- классификация сенсорных систем на основе анализа источников;
- изучить механизм эхолокации у животных наземно-воздушной и водной сред (на примере китообразных, рукокрылых и чешуекрылых);
- разработать план-конспект урока на тему: "Способы воспроизведения звуков - биоакустика" для учащихся 7 классов по программе НРК.
Объектом изучения являются животные двух сред, использующие для ориентации в пространстве эхолокацию. В водной среде - китообразные (ORDO CETCEA), в наземно-воздушной - рукокрылые (ORDO CHIROPTERA) и чешуекрылые (LEPIDOPTERA).
Фрагментно материал можно использовать в школьном курсе биологии. План конспект интегрированного урока по биологии-физике на тему "Воспроизведение звуков в животном мире. Биоакустика". Урок разработан по программе НРК совместно с учителем физики, т.к. в этой теме прослеживаются межпредметные связи биологии и физики - апробирован в 7 классе.
Цели урока: познакомить учащихся с новой для них наукой - биоакустикой; рассмотреть способы воспроизведения звуков в животном мире; выявить целесообразность строения органов слуха у различных животных; повторить знания по теме "Звуковые волны"
- Обучающая: Сформировать знания об общей характеристике отряда китообразных, особенностях внешнего строения китообразных в связи с водной средой обитания.
- Развивающая: Развивать умения наблюдать, устанавливать причинно-следственные связи; продолжить формирование умений работать с учебником, находить в тексте ответы на вопросы, пользоваться текстом и рисунками.
- Воспитательная: Продолжить формирование научно-материалистического мировоззрения показав взаимосвязь общения китообразных между собой и с окружающей средой.
- Экологическая: Показать необходимость в бережном отношении к живым организмам.
- Эстетическая: Показать красоту живого мира.
Методы: Словесные, наглядные.
Тип урока: изучение нового материала.
Вид урока: Интегрированный.
Оборудование: магнитофон, запись голосов различных животных, плакат "Строение уха", фотографии животных, звуковой генератор, камертон, молоточек.
Подготовка к уроку: на доске записана тема урока, план урока, высказывания-эпиграфы к уроку.
"Постижение языка животных - это древняя, как само человечество, мечта" К. Фабри
"Задача сохранения животных требует их понимания" Н. Тинберген
План урока:
- Введение
- Практическая работа "Значение звуковой сигнализации"
- История биоакустики
- Звук и его характеристики
- Кто как говорит?
- Кто как слышит?
- Вывод по уроку.
1. Вступительное слово учителя.
(Учитель физики) Тема сегодняшнего урока "Звуковая сигнализация в жизни животных". Урок интегрированный, т.к. сегодня мы поговорим о биоакустике, а это комплексная наука, объединяющая знания по биологии и физике. Работать будем по плану, приведенному на доске.
В сказках звери разговаривают. Вспомните, хотя бы "Маугли" Киплинга или "Сказку о золотой рыбке" Пушкина. И малышам не кажется странным, что золотая рыбка, лиса, медведь или лягушка умеют говорить. В сказках и сам человек разговаривает с животными. В этом проявляется вековая мечта человека научиться понимать язык животных.
Причина этих мечтаний понятна. Миллион лет человек очень тесно соприкасается с животными, слишком велика его зависимость от них: ведь животные - это и вкусная и питательная еда, и одежда, и всевозможные предметы обихода, наконец, животные - это и смертельные враги.
Выследить и добыть зверя на охоте, избежать его клыков, сделать из зверей помощников, приручив их, - все это требует глубокого понимания поведения животных.
Термин "язык животных" биологи долгое время писали в кавычках, но сейчас признали правомерность этого понятия для обозначения способности животных общаться друг с другом.
Язык животных - сложное понятие. Важную роль в обмене информацией между животными играет язык поз и телодвижений. Вспомните оскаленную пасть хищника или, наоборот, брачный танец журавля. Важен для них и язык запахов. Но звуковой язык имеет для животных совершенно особое значение, ведь он позволяет животным общаться, не видя друг друга (например, в полной темноте) и на далеком расстоянии.
2. "Значение звуковой сигнализации". Практическая работа с оформлением таблицы в тетради.
(Учитель биологии) А теперь мы предлагаем вам послушать голоса животных, записанные в разных уголках нашей планеты. Может быть, кого-нибудь узнаете? И подумайте, какое значение могут иметь звуковые сигналы. (Звучит запись) Результаты работы оформляются в таблице:
| Название животного, чей голос слышите | Значение звукового сигнала |
| 1 | |
| 2 |
Вывод. Итак, давайте подведем итог. Значение звуковой сигнализации для животных:
1. Внутривидовое общение:
а) между представителями разных полов одного вида в период размножения (поиск полового партнера или борьба с соперником за возможность спаривания);
б) забота о потомстве (поиск пищи, сигналы опасности)
в) у общественных животных совместный поиск пищи, коллективная защита;
г) мечение территории.
2. Межвидовое общение:
а) жертвам дает возможность избежать нападения хищника, а хищнику - ее обнаружить;
б) взаимодействие между конкурирующими видами.
3. История биоакустики.
(Рассказывает учитель биологии) Две с половиной тысячи лет назад греческий мыслитель и математик Пифагор (вы ведь знаете его теорему) приступил к первым в мире акустическим опытам. Пифагор умер. Шло столетие за столетием, а наука о звуке, начало которой он заложил, остановилась. Ни одного эксперимента до 1638 года, когда дело Пифагора продолжил Галилео Галилей. И вот наступило девятнадцатое столетие. Выходят в свет классические работы по акустике немецкого ученого Германа Гельмгольца.
Сегодня мы говорим о биоакустике, а это комплексная наука, объединяющая знания по биологии и физике. Акустика - наука о звуках, а биоакустика - изучает всевозможные существующие в природе способы звуковой связи между живыми существами. Биоакустика интересует и объединяет не только биологов и физиков, но и лингвистов, психологов, инженеров и многих других специалистов.
Во многих научных центрах по биоакустике содержатся десятки тысяч записей голосов разных животных. Коллекционирование голосов животных имеет большое научное и практическое значение. Например, многие птицы и насекомые, не отличимые внешне, хорошо различаются по голосам, и по этому признаку их удается выделить в самостоятельные биологические виды.Транслируя призывные сигналы, можно заманивать рыб или насекомых в ловушки, а если включать сигналы угрозы, то отпугивать животных с нежелательных мест их присутствия.
Насекомоядные летучие мыши испускают короткие залпы высокочастотных звуков. Характеристики варьируют у различных видов, и есть данные, свидетельствующие о связи этих различий с разными видами питания.
Рис. 1 Семейство Подковоносые (Familia Phinolophidae)
Рис. 2 Семейство Гладконосые (Familia Vespertilionidae)
Рис. 3 Род Ночницы (Genus Myotis Kaup)
Летучие мыши используют звуки для эхолокации. Именно отражения звуков от препятствий или от жертв интересуют их слуховую систему. Направление, откуда приходит эхо, определяется очень точно.
4. Звук и его характеристики.
(Учитель физики) Живые организмы способны издавать самые разнообразные звуки, непохож друг на друга. Давайте вспомним с уроков физики, что же такое звук, и чем могут звуки отличаться друг от друга? (фронтальная беседа-опрос сучащимися)
Вопрос: Что такое звук?
Ответ: Звук - это упругие волны сжатия и разрежения, распространяющиеся в твердой, жидкой, газообразной среде.
Т.е. звук - это обычная механическая волна, которая представляет собой сменяющие друг друга области сгущения и разрежения.
Но каждый звук имеет свои особенности, т.е. свои характеристики.
Вопрос: Какие характеристики звука вы знаете?
Ответ. Высота, громкость, тембр.
Вопрос: Что такое высота или тон звука?
Ответ: Это характеристика, которая определяется частотой колебаний в звуковой волне. Большей частоте соответствуют высокие звуки, меньшей частоте - низкие звуки.
Вопрос: Звуки какой частоты воспринимает человек?
Ответ: От 20 до 20 000 Гц (проводится опыт со звуковым генератором)
Вопрос: Какие звуки находятся за этими пределами?
Ответ: Инфразвуки (частота меньше 20 Гц) и ультразвуки (частота больше 20 кГц)
Вопрос: Что такое громкость звука?
Ответ: Это характеристика, которая определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Чем больше амплитуда, тем громкость больше.
Вопрос: В каких единицах измеряется?
Ответ: Измеряется в дБ.
Вопрос: Какая характеристика называется тембром?
Ответ: Окраска звука, возникающая вследствие наложения друг на друга нескольких обертонов.
Именно благодаря тембру мы можем различать звуки различных музыкальных инструментов, голоса разных людей, животных, птиц.
Одна из характеристик любой волны - это скорость распространения.
Вопрос: Что можно сказать об этой характеристике. От чего она зависит?
Ответ: Скорость звука различна в разных средах. Больше в твердых телах, меньше в газах, т.к. взаимодействие частиц в газообразном веществе самое слабое.
Не случайно в далекие времена воины прикладывали ухо к земле и таким образом обнаруживали конницу противника значительно раньше, чем она появлялась в поле зрения. Т.к. звук в твердом теле - земле - распространяется быстрее, чем в воздухе.
Если подвести итог всему вышесказанному, то можно отметить, что все разнообразие звуков объясняется их различными характеристиками.
5. Кто как говорит.
(Учитель физики) Звук имеет в жизни животных немаловажное значение. Это средство передачи информации. Животные способны издавать звуки, например, человек, может говорить. Каким же образом возникает звук? Обратимся к опыту. Ударим молоточком по ножкам камертона и слышим звук. Почему возникает звук?
Ответ: При ударе молоточком о ножки камертона, они начинают колебаться, что вызывает колебания воздуха, которые распространяются в пространстве, т.е. возникает звуковая волна.
Значит, источником звука является колеблющееся тело.
Зачем в опыте используют подставку в виде деревянного ящичка?
Ответ: Для усиления звука. Его подбирают таким образом, чтобы его собственная частота колебаний равнялась частоте звука камертона, т.е. чтобы наблюдалось явление резонанса, вследствие которого амплитуда колебаний увеличивается, и мы слышим более громкий звук.
Сама подставка называется резонатором.
Каким же образом животные издают звуки? Рассмотрим данный вопрос на примере человека. (рассказ учителя биологии о голосовых связках).
А какие еще способы создания звуков существуют у животных? (сообщение учащегося) Вы у себя в тетради по ходу доклада отмечайте название животного и "чем оно говорит":
| Название животного | Органы, воспроизводящие звуки |
| 1 | |
| 2 |
Доклад "Как у животных образуются звуки?
(Доклад сопровождается показом фотографий соответствующих животных)
Как и у человека у всех млекопитающих органом, специально предназначенным создавать звуковые колебания, является гортань. Части, составляющие ее причудливы. Щитовидный хрящ напоминает раскрытую книгу, корешок которой стоит вертикально. На что похож; перстневидный хрящ, ясно из его названия, а черпаловидные хрящи - трехгранные пирамидки. Как раз между этими пирамидками и щитовидным хрящом идут голосовые связки - эластичные складки слизистой оболочки. Многие звуки зверей зависят от дыхания, и почти у всех зверей возникают они тогда, когда вырывается из легких воздух. Именно они заставляют колебаться голосовые связки гортани, и они издают слабый звук, а ротовая полость играет роль резонатора, усиливающего звук. Если воздух будет выходить из легких более или менее плавно, то получится вой. У некоторых зверей звуки могут образовываться и на вдохе и на выдохе (например, у марала и осла). Тигр и остальные его собратья, когда настроены дружелюбие фыркают. И фыркают своеобразно: ухитряются издать два разных звука, потому что в этот момент используют они не только гортань, но и нос. А собаки, утконосы и вомбаты так вдыхают и выдыхают воздух через нос, что получается у них свист. Свистеть умеют и дельфины. А еще они умеют щелкать. При чем воздух здесь не нужен, так как источником звуков служит не колебание голосовых связок, а вибрация черпаховидных хрящей, управляемых мышцами гортани. Это легко проделать самим (предложить попробовать).
Гортань птиц похожа на гортань млекопитающих, но птицы мало пользуются ею. Называется она "верхняя гортань". Почему верхняя? Да потому что существует еще и нижняя или сиринкс. Сиринкс -орган особый. Он есть только у птиц. В глубине груди, где трахея делится на бронхи, находится камера. Если заглянуть внутрь этой камеры, в каждом бронхе увидим голосовые перепонки. Хотя анатомия сиринкса изучена очень хорошо, это настолько сложная система, что до сих пор нет единой теории, объясняющей, как образуются звуки у птиц. Скорость, с какой птицы извлекают свои звуки, необыкновенна. Садовая камышевка успевает за 1 минуту пропеть 250 звуков, а болотная камышевка - ровно в два раза больше.
Однако, всегда ли, чтобы сообщить что-то друг другу, надо использовать гортань? Вовсе нет. И этим особым звукам, которые возникают безучастия гортани, дано специальное название: "инструментальные". А вот инструменты, используемые животными очень разные. Щелкают клювом совы. Хлопают крыльями голуби, утки же свистят ими. Галапагосский пастушок топает лапами. Тараканы, сеноеды, муравьи стучат кто чем: кто головой, кто кончиком брюшка, а кто челюстями. Термиты, обнаружив опасность, дружно бьют головами о субстрат (материал термитника), оповещая о тревоге всех жителей. Стучат зубами морские свинки и сони-полчки. Кузнечик сдвигает и раздвигает крылья, да так, чтобы канатик на одном крыле дотрагивался до напильничка с ребрышками на втором крыле. Некоторые жуки (слоник, водолюб, навозник) стрекочут, потирая брюшко о надкрылья, а жуки-олени издают звуки надкрыльями и бедрами ног.
Опустив гидрофоны в воду, исследователи обнаружили, что и "рыбы не немы". Морской петух, например, " кудахчет и квохчет ". Ставрида " лает ". Рыба-барабанщик издает звуки, действительно, напоминающие барабанный бой, а морской налим выразительно урчит и "хрюкает ". Сила звука некоторых морских рыб так велика, что они вызывали взрывы акустических мин, получивших распространение во время второй мировой войны, и предназначавшихся, естественно, для поражения кораблей противника. Один из живущих в Амазонке сомов - пирара (не путать с кровожадной пираньей), достигающий метра в длину и весящий до 100 килограммов, издает трубные звуки, похожие на рев слона и слышимые на расстоянии до 100 метров. Звуки эти издаются сомом путем выталкивания смеси воды и воздуха через плотно сомкнутые жаберные щели и служат, скорее всего, для отпугивания хищников. Хараки - основная промысловая рыба Амазонки - во время нереста издает при помощи плавательного пузыря сильнейший звук, напоминающий звук мотоцикла. Можно себе представить, когда сотни самцов хараки во время нереста заводят свои мотоциклы. Причины обилия и разнообразия на Амазонке "поющих рыб" ученые видят в том, что воды этой реки очень мутные из-за примеси известняков и перегноя. Зрительное общение рыб практически невозможно, поэтому природа и пошла по пути выработки разнообразной акустической сигнализации.
6. Кто как слышит.
(Учитель физики) Чтобы общаться животные должны не только издавать звуки, но и принимать их, т.е. слышать. Звукоприемник - это ухо. Животные слышат, потому что их уши реагируют на звуковые волны. Разберем строение уха млекопитающих на примере человеческого уха. (рассказ по таблице "Внутреннее строение уха") Ухо можно разделить на три части: наружное, среднее, внутреннее. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода. Среднее ухо: здесь располагается барабанная перепонка и три косточки характерной формы: молоточек, наковальня и стремечко. Кроме того, среднее ухо соединяется с носом узкой трубкой, которая необходима для выравнивания давления воздуха в среднем ухе по отношению к внешней среде. Во внутреннем ухе находится три наполненные жидкостью трубки (полукружные каналы), которые относятся к вестибулярному аппарату, улитка - миниатюрная спиральная трубка и слуховой нерв.
Итак, ушная раковина принимает звуковую волну. При чем площадь поверхности ушной раковины имеет немаловажное значение. Давайте проведем опыт: приставим руку к ушной раковине и послушаем. Слышимость увеличивается. Чем больше площадь поверхности, тем большую часть звуковых волн мы воспринимаем.
Далее слуховой проход направляет волну к барабанной перепонке. Барабанная перепонка под действием звуковой волны начинает колебаться, и эти колебания передаются молоточку, наковальне и стремечку, которые работают как маленькие рычажки, усиливая колебания. Косточки соединены с улиткой, заполненной особой жидкостью, и переданные колебания вызывают движение жидкости вперед и назад в такт с колебаниями в звуковой волне. При этом чувствительные волосковые клетки, расположенные внутри улитки, деформируются и посылают электрический сигнал через слуховой нерв в мозг. Мозг расшифровывает сигналы и воспринимает их как звуки.
Зачем человеку два уха? Оказывается, благодаря этому мы можем определить, где находится источник звука. Ухо, ближайшее к источнику слышит его немного громче и чуть раньше, чем другое ухо. Именно этим два звука и дают возможность определить, откуда исходит звук.
Если источник находится строго перед вами, то звук достигает каждого уха одновременно, и определить нужное направление мы не сможем. Значит, если мы хотим определить, откуда доносится звук, надо не поворачиваться на звук, а наоборот, отвернуться от него.
Ухо устроено таким образом, что оно по-разному реагирует на громкие и тихие звуки. Самое маленькое давление, на которое реагирует ухо, называет порогом слышимости. У каждого организма он свой. Например, человек способен слышать такие слабые звуки как шорох листьев 10 дБ или тиканье часов на расстояние 1 м - 30 дБ.
В случае громких звуков дополнительно сокращаются две мышцы среднего уха и барабанной перепонки, молоточек, наковальня и стремечко колеблются уже с меньшей амплитудой. При этом давление, передаваемое внутреннему уху - улитке уменьшается. Но слишком громкие звуки вредны для слуха, а звуки равные 140 дБ вызывают болевые ощущения, а равные 160 дБ - разрушение барабанной перепонки. Как защитить орган слуха: закрыть уши и открыть рот.
Несмотря на принципиальное сходство в строении уши у разных млекопитающих имеют свои особенности. Индивидуальные особенности органов слуха позволяют разным животным воспринимать разные звуки. (Учитель биологии) Вы знаете, что звери живут кто где. В зависимости от среды обитания и уши у них устроены по-разному. Давайте попытаемся вместе с вами на примере некоторых животных объяснить биологическую целесообразность строения их ушей. Я буду называть животных, а вы попробуйте определить биологическую целесообразность строения их ушей: (беседа по вопросам сопровождается показом фотографий соответствующих животных)
Вопрос 1: Усатые киты, обыкновенные дельфины, кроты совсем не имеют ушной раковины, почему? Ответ: В воде и в земле, где обитают эти животные, ушная раковина только мешала бы. У крота, чтоб земля не попала в слуховой проход, есть специальный клапан, который может открываться и закрываться по необходимости.
Вопрос 2: У дождевых червей нет глаз, как они ориентируются в земле?
Ответ: Фоторецепторы клетки могут быть рассеяны по поверхности тела, однако обычно они образуют скопление. Глаз самого примитивного типа состоит из группы рецепторов, лежащих на дне углубления или ямки в коже.
Вопрос 3. Насколько точен эхолокационный аппарат дельфинов и какова роль эхолокации в жизни китообразных? Ответ: По эхолокационным сигналам дельфины могут с большей точностью ориентироваться в пространстве, определять глубину дна и близость берега, разный характер грунта, величину и качество погруженных предметов, находить вещи в мутной воде.
Эти особенности строения увеличивают общую поверхность тела, а, следовательно, и его теплоотдачу. То же можно сказать и большие уши слонов, которыми, к тому же, еще можно прекрасно отгонять назойливых насекомых.
7. Итоги урока.
(Подводят учащиеся) Итак, подведем итог сегодняшнего урока. Звуковая сигнализация имеет огромное значение в жизни животных. Изучение существующих в природе способов звуковой сигнализации между животными, то есть, то чем занимается биоакустика, важно и для научной и для практической деятельности человека.
Доклад к презентации
Слайд 1. Изучение эхолокации животных в рамках НРК в школе.
Актуальность темы: Выявление общего принципов механизма эхолокации.
Цель: изучение сенсорных систем животных и их роль в механизме эхолокации.
Слайд 2. Задачи, поставленные для достижении цели:
Классификация сенсорных систем на основе анализа источников.
Изучить механизм эхолокации у животных наземно-воздушной и водной сред (на примере китообразных, рукокрылых и чешуекрылых).
План-конспект урока на тему: "Способы воспроизведения звуков - биоакустика" для учащихся 7 классов по программе НРК.
- Объект изучения являются животные двух сред, использующие для ориентации в пространстве эхолокацию. В водной среде-китообразные (ORDO CETCEA), в наземно-воздушной - рукокрылые (ORDO CHIROPTERA) b чешуекрылые (LEPIDOPTERA)
Слайд 3. Дано определение "сенсорная система", какие функции она выполняет, рассмотрены сенсорные системы животных, их классификация и как сенсорные системы отвечают за ориентацию в пространстве.
Сенсорная система - это совокупности Ц.Н.С.
- связанных с нервными путями с рецепторным аппаратом и друг с другом.
- предназначепнных для анализа раздражителей одной и той же природы с последующим кодированием внешнего сигнала.
- Фоторецепторы - зрительная система, слуховая система
- Хеморецепторы - обонятельная и вкусовая система
- Механорецепторы - слуховая, осязательная система (органы осязания, рецепторы кожи)
- Гигрорецепторы электрорецепторы
- Соматосенсорная система - система кожной чувствительности (по Ромененко, Артеменко, 1980г.)
Слайд 4-5. - Способ ориентации животных в пространстве - эхолокация, реализуется за счет слуховой и соматосенсорной систем.
В ходе эволюции сформировались разные эхолакационные механизмы, общий принцип их действия таков: короткие ультразвуковые импульсы сравниваются с возвращающимися отраженными звуками. Это сравнение предполагает оценку временных и частотных различий между импульсами и вернувшимся эхом. Принцип подобного механизма идентичен принципу действия "сонара" (прибор использующийся для звуковой навигации в воде). Часть мозга животного образована особыми нейронами, настроенными на обработку звука. Так звуки, отраженные от объектов, находящихся поблизости отличаются от тех, которые исходят от более удаленных объектов. Группы таких Неронов настроены на восприятие временных интервалов, в результате этого создается "акустический образ" того, что находится вблизи от животного.
- Эхолокация возникает тогда, когда появляется необходимость для ориентации водных животных на больших глубинах, у рукокрылых и чешуекрылых в связи с переходом на ночную активность и при жизнь вне света (пещерные виды).
Слайд 6. Рассмотрено строение органов, позволяющих принимать и передавать звуки при эхолокации.
Здесь мы можем рассмотреть строение принимающего механизма: среднее и внутреннее ухо помещаются в двух очень плотных костных образованиях: первое - в барабанной кости. Из рисунка слайда можно сказать, что зубатые киты используют эхолокацию.
Слайд 7. По современным данным известно, что был обнаружен дополнительный путь передачи данных у дельфинов. (это путь передачи звука) - происходит через нижнюю челюсть: локальный пучок, произведенный воздушными мешками, а затем отраженный от костной стенки черепа и преломленный жировой подушкой.
Слайд 8. Передающий механизм эхолокационного аппарата очень сложен. Главную роль в нем играют воздушные мешки, связанные с носовым каналом и расположенные в мягких тканях головы над костными ноздрями. У разных видов дельфинов воздушные мешки устроены по-разному.
Слайд 9. В момент дыхательного акты мускульная пробка носового канала втягивается, носовой проход и дыхало открываются, а верхние мешки спадают. В конце дыхательного акта дыхало плотного закрываются, верхние мешки наполняются воздухом и носовой канал блокируется мускульной пробкой - происходит щелканье.
Слайд 10. Кроме китообразных обладателями эхолокации являются еще и летучие мыши и чешуекрылые.
Слайд 11. Летучие мыши испускают короткие залпы высокочастотных звуков. Отражение звуков от препятствий или от жертв. Обратное движение этих звуков называется эхом и определяется очень точно. Таким образом летучие мыши могут распознавать на каком расстоянии находится интересующий объект.
Слайд 12. Чешуекрылые, или бабочки, в данном случае - совка имеет непосредственную связь с летучими мышами, т.к. совки ведут ночной образ жизни, они воспринимают эхолокационные сигналы летучих мышей, могут вовремя сманеврировать и уйти от своего врага.
Предположение о способности ночных бабочек к эхолокации впервые высказал английским энтомолог Г.Е. Хинтон в 1955 г. и следом же появилось несколько работ с теоретическими расчетами возможной дальностью действия эхолокатора у бабочек.
Слайд 13. Использование материала имеющегося в ВКР, может быть использовано на уроках биологии. Данные о вариантах программ, о темах уроков и классах, представлены в таблице, а так же эта тема может быть использована на факультативных занятиях.
Слайд 14.
Выводы:
1) Сенсорные системы обеспечивают возможности ориентации животных в пространстве.
2) Эхолокация позволяет определять положение объектов, размеры, форму и собственное положение в окружающем пространстве при недостатке освещенности.
3) разработан интегрированный урок по биологии-физике, на тему: "Способы воспроизведения звуков. Биоакустика". Из программы Национального регионального компонента.