Рефлекси за бягство — определение, механизми и примери при животните

Рефлекси за бягство: как животните използват специални нервни механизми (раци, калмари, риби, хора) за бърза реакция и оцеляване — дефиниция, механизми и примери.

Много животни имат един или повече специални рефлекси за бягство. Те дават възможност на организма да реагира изключително бързо при заплаха, като използват специализирани нервни пътища и структури, които намаляват забавянето между възприемането на стимула и движението.

Как работят рефлексите за бягство

Рефлексите за бягство се характеризират с няколко общи черти: кратък и прост невронен път с малко синапси (понякога и електрически синапси), големи аксони или гигантски неврони за бързо провеждане на импулси, и директна връзка към моторните неврони, които предизвикват силни и координирани мускулни контракции. Тези решения често заобикалят по-висшите центрове за обработка, за да се минимизира времето за реакция, но могат да бъдат модифицирани от мозъка и от състоянието на животното (например при глад, страх или опит).

Примери

• Раци: сетивните власинки на опашното ветрило на раците са свързани с рефлексна дъга. Гигантските сетивни и моторни нерви са свързани с електрически синапси. По този начин опашката трепва и изстрелва рака встрани от стимула. Невроните заобикалят основната нервна система, която контролира локомоцията, и така съкращават времето за реакция. Връзката на латералния гигант с моторните гигантски неврони на бързите флексори е първият известен пример за електрически синапс.

  Допълнително: при раците съществуват и различни видове „tail‑flip“ движения — по-бързи реакции с латералните гиганти и по-сложни коригиращи движения чрез медиалните пътища. Електрическите синапси позволяват почти незабавно предаване на сигнала и висока надеждност при спешни случаи.

• Калмари: гигантският аксон на калмарите е много голям (до 1 mm в диаметър; обикновено около 0,5 mm) аксон, който контролира част от системата за задвижване на водната струя при калмарите. Той е описан за първи път от Л. У. Уилямс през 1909 г., но това откритие е забравено, докато английският зоолог Дж.З. Йънг не демонстрира функцията на аксона през 30-те години на ХХ век. Калмарите използват тази система за извършване на кратки, но много бързи движения във водата.

  Допълнително: големият диаметър на аксона намалява съпротивлението и повишава скоростта на провеждане, което прави тези аксони удобни за физиологични изследвания. Именно изучаването на гигантския аксон на калмара позволи на изследователи като Ходжкин и Хаксли да развият теорията за потенциала на действие и йонните механизми на нервната възбуда.

• Повечето риби имат специална система за реагиране, известна като "C-start". Тя се осъществява от клетките на Маутнер. Те са двойка големи неврони (по един за всяка половина на тялото) в ромбомера 4 на задния мозък при рибите и земноводните. Клетките се отличават и с необичайното използване както на химически, така и на електрически синапси.

  Допълнително: активирането на една Маутнерова клетка предизвиква мощна едностранна контракция, която оформя тялото във формата на буквата „C“ и изхвърля рибата в посока, обратна на заплахата. Този механизъм е изключително ефективен за внезапно избягване и често се случва за няколко до десетки милисекунди. Системата също така включва интернейрони за спиране на противоположната страна, което осигурява асиметрично задвижване и бърз старт.

• Хора: Имаме някои рефлекси за бягство (а не само рефлекснидъги). Имаме рефлекс за скриване на главата и бързо отдръпване на ръката, ако докоснем болезнен обект. Тези рефлекси са подсъзнателни: съзнателният мозък знае за тях едва след това.

  Допълнително: при човека класически примери са рефлексът на отдръпване (withdrawal reflex) и стартъл‑рефлексът, които се опосредстват от гръбначния или стволовия мозък. Въпреки че тези реакции са автоматични, те могат да бъдат модифицирани от опит, внимание и емоционално състояние. Хората също така комбинират бързи рефлексни реакции със съзнателни стратегии за бягство, когато времето и ресурсите позволяват.

Адаптация, модификации и ограничения

Рефлексите за бягство са важна адаптация за оцеляване, но имат и ограничения. Честите или неподходящи активирания могат да доведат до загуба на енергия и до „фалшиви положителни“ реакции, които пречат на други поведение. Затова много системи подлежат на модификация: чрез хабитуация животното намалява реакцията към неповтарящи се, неопасни стимули; чрез сенсибилизация — повишава реакцията след нараняване или стрес. Освен това нервните центрове могат да гейтват или потискат рефлексите в зависимост от задачите (например хранене или размножаване).

Рефлексите за бягство имат висока стойност за оцеляване.

Въпроси и отговори

В: Какво представляват рефлексите за бягство?

В: Какъв е примерът за рефлекс за бягство при раците?

Въпрос: Как калмарите използват рефлекса си за бягство?

В: Какво е С-старт?

Въпрос: Имат ли хората рефлекси за бягство?

В: Защо животните се нуждаят от рефлекси за бягство?

Търсене по буква