Chương 3. SINH LÝ CƠ QUAN CẢM GIÁC VÀNH ẬN CẢM
PGS.TS. NguyễnBáMùi Khoach ănnuôi& nuôitr ồngth ủy sản
Nguyễn BáMùi
Cấu tạogi ảiph ẫucá
Nguyễn BáMùi
I. THỊ GIÁC
1, Hìnhtháivà c ấu tạo của mắtcá
Nguyễn BáMùi
Nguyễn BáMùi
1
nênkhicá v ận độngtrong n ước tránh đượcnh ững tổnth ươngdo ma sátgâynên
Nguyễn BáMùi
+Mắtcáth ườngcóhình bồ dục. +Thànhbêntrong c ủa mắtdo 3 l ớpmàng: củng mạc, mạch mạcvà võng mạc +Phần củng mạc ở phía trướchìnhthànhgiác mạctrongsu ốt +Giác mạc củacá t ương đối dẹp, mắtcá l ại nằm ở haibên c ủa đầu
Cấu tạochi ti ết
Nguyễn BáMùi
• Mạch mạc, cónhi ều mạchmáuvà s ắc tố. • Mạch mạckéodài v ề phíatr ước tạothành m ống mạc, giữalà đồng tử. Ở một số loàicá đồng tử khôngco đượcvìkhôngcó c ơ.
• Lớptrongcùnglàvõng m ạc, là bộ phậnch ủ yếu sản sinhratác d ụngth ị giác, do nhiều lớp tế bàoth ầnkinh tạothành, trong đócónhi ều tế bàoth ầnkinhhìnhtr ụ vàhìnhnón, là c ơ quan cảmth ụ ánhsáng.
•Bêntrong h ộp mắtcóthu ỷ tinhth ể, gọilàcon ng ươi, do đám tế bàokhôngmàutrongsu ốt tạothành, không cóth ầnkinhvà m ạchmáu, th ườnglàhình c ầu.
•Gi ữagiác m ạcvàthu ỷ tinhth ể là mộtkho ảngkhông, cóch ứa mộtch ất dịchtrongsu ốtvàcó n ăng lựcph ản quang.
Nguyễn BáMùi
Nguyễn BáMùi
2
2, Chức năng cảmquang c ủavõng m ạc
a, Đặc điểm cấu tạo •Võng m ạc của mắtcá g ồm4 l ớpdo nh ững đám tế bàoph ức tạp tạothành:
•TB th ượngbì s ắc tố, nốiti ếp với mạch mạc, có tác dụng tăng cườngkh ả năng hấpth ụ ánh sáng của mạch mạc.
•TB c ảmquanghìnhtr ụ vàhìnhnón • Lớp tế bàoth ầnkinh, cócác s ợiliên l ạc với nhau
Nguyễn BáMùi
• Lớp tế bàoth ầnkinhcócác s ợitr ục hợp lại với nhau tạothànhth ầnkinhth ị giácvà n ối vớinão
b, Tác dụngquanghoá c ủavõng m ạc
•Trên t ế bàohìnhtr ụ củavõng m ạc của động vậtcóvú
vàng ườicóch ất cảmquanglàRodopsin, ở cálàch ất Porphyropsin(nh ận cảmánhsáng y ếu).
• Tế bàohìnhnónnh ận cảmánhsáng m ạnh(cóch ất cảm
quanglàIodopsin).
a/s yếu
•Rodopsin --------------- (cid:224) Retinen + Opsin + Opsin: bản chất làprotein
+ H2
•Retinen làandehyt c
ủa vitA: Retinen ---------VitaminA
-H2
•
a/s
Nguyễn BáMùi
a/s Rodopsin -----------------------(cid:224) Retinen
+ Opsin +H2 -H2 Vitamin A
•Ch ất cảm quang Rodopsin sau khi ánh sáng tác động vào sẽ phân giải thành opsin vàretinen, và giải phóng ra năng lượng. • Năng lượng này sẽ kích thích tế bào cảm quang,
gây nên xung động thần kinh vàphát sinh th ị giác.
•Khi thi ếu viatmin A thìretinen c ũng thiếu, dẫn tới không tái tạo đủ rodopsin, làm mất khả năng cảm thu ánh sáng yếu, gây nên chứng quáng gà. Nguyễn BáMùi
Nguyễn BáMùi
3
c, Cảm giác màu sắc
* Học thuyết về cảm giác màu sắc •Ánh sáng có bước sóng khác nhau kích thích
vào tế bào hình chóp, làm cho cơ thể cảm giác được màu sắc khác nhau. • Đây là vấn đề phức tạp, được nhiều người quan tâm.
•Cónhi ều học thuyết về vấn đề này, trong đócó học thuyết ba màu được quan tâm sớm nhất và cóth ể giải thích được hiện tượng cảm giác màu sắc ở cá. •Theo h ọc thuyết 3 màu, trong võng mạc có3
Nguyễn BáMùi
thành phần cảm thụ được ba màu cơ bản: đỏ, lục vàlam.
•Các màu s ắc khác trong quang phổ cũng do ba màu nói trên hỗn hợp với nhau theo tỷ lệ khác nhau tạo thành, do đó người ta gọi 3 màu đỏ, lục, lam là“màu c ơ bản”. • Mỗi màu cơ bản làm cho thành phần cảm thụ
màu ấy ở võng mạc hưng phấn, các thành phần khác cũng cóth ể phản ứng nhưng mức độ thấp hơn.
•Ví d ụ ánh sáng đỏ chỉ làm thành phần cảm thụ màu đỏ hưng phấn, thành phần cảm thụ màu xanh lục chỉ hưng phấn yếu vàthành ph ần cảm thụ màu xanh hưng phấn rất yếu.
Nguyễn BáMùi
•Do đó, độ nhạy cảm của thành phần cảm thụ màu sắc ở võng mạc có bộ phận trùng nhau.
• Nếu chỉ một thành phần cảm thụ màu sắc hưng phấn, thì sẽ làm cho cảm giác đối với màu đó bão hoà.
• Nếu cả ba thành phần đều bị kích thích vừa phải thì sẽ sản sinh cảm giác ánh sáng trắng. •Cho nên do ba màu thành ph ần cảm thụ màu sắc của võng mạc hưng phấn khác nhau làm sinh ra cảm giác các loại màu khác nhau.
Nguyễn BáMùi
•Nh ược điểm của học thuyết ba màu cho rằng sự phân tích màu sắc chỉ dựa vào hoạt động của bộ phận ngoại biên của cơ quan phân tích thị giác. •Th ực ra vỏ não cũng cótác d ụng rất lớn trong hoạt động phân tích màu sắc.
Nguyễn BáMùi
4
3, Thị giác của cá
• Mắt cácóthu ỷ tinh thể tương đối lớn, hình cầu, nên cákhông nh ững cókh ả năng nhìn thẳng mà còn tiếp thu được cả ánh sáng chéo.
•Do đời sống ở dưới nước, cáph ải thích nghi với môi trường ánh sáng khóxuyên qua, nên m ắt cá bị cận thị nặng.
• Mặt khác, do thuỷ tinh thể cuả mắt cákhông có tính đàn hồi nên cách ỉ cóth ể nhìn thấy những vật thể tương đối gần
Nguyễn BáMùi
*Phạm vi thị lực: Tuy không nhìn được xa, song mắt cá vẫn cóth ể nhìn thấy những vật thể trên mặt nước.
•Nh ững vật thể ở trên bờ do khúc xạ ánh sáng nên cũng cóth ể lọt vào mắt cá.
•Theo định luật khúc xạ ánh sáng thì
những tia sáng chiếu từ những vật thể trên mặt nước tạo thành với đường thẳng đứng với mắt nước một góc nhỏ hơn 48,8o thìcóth ể rọi vào mắt cá được.
• Nếu góc tạo thành đó lớn hơn 48,8o thìch ỉ những tia sáng chiếu từ vật thể ở dưới nước mới lọt vào mắt cá được
Nguyễn BáMùi
•Tuy nhiên, m ắt cácókh ả năng điều tiết khoảng cách gữa võng mạc vàthu ỷ tinh thể, nhờ đómà cánhìn được các vật thể tương đối xa hơn, nhưng không quá10-12 m.
*Vùng nhìn (thị trường) của mỗi một mắt cá gọi là vùng nhìn đơn.
•Ph ạm vi nhìn thấy của cả hai mắt cá gọi làvùng nhìn kép. Vung nhìn kép của mắt cákhông l ớn lắm, cóloài không có.
Nguyễn BáMùi
•Vùng nhìn kép r ộng hay hẹp phụ thuộc vào hình dạng của đầu cá, vị trí của mắt cá ở đầu, tính hoạt động của mắt trong khoang mắt. Những vật thể trong vùng nhìn kép cánhìn th ấy rất rõ. * Cảm giác của màu sắc: trước đây có người cho rằng cákhông phân bi ệt được màu sắc, vìth ấy rằng cácon nuôi trong b ể kính thường tập trung ở phần màu lục của quang phổ
Nguyễn BáMùi
5
• Ở người, những người không phân biệt được
màu sắc cókh ả năng cảm giác màu lục rõ ràng nhất.
•Nh ưng gần đây nhiều người dùng phương pháp PXCĐK để nghiên cứu về năng lực thị giác của cá đã chứng minh rằng, cácókh ả năng phân biệt được màu sắc. * Thích nghi đặc biệt của mắt cá: cá sống trong
môi trường nước rất đa dạng, nên mức độ phát triển của mắt có liên quan đến môi trường nó sống và độ chiếu sáng ở trong nước.
Nguyễn BáMùi
•Trong ph ạm vi độ sâu 500 m trở lại, cánào s ống càng sâu thì mắt cácàng phát tri ển để thích ứng với điều kiện ánh sáng yếu dần
•Ng ược lại ở độ sâu quá500 m, h ầu như không có ánh sáng, nên những loại cánào không di động lên tầng trên thì mắt bị thoái hoá, thậm chícóth ể hoàn toàn bị tiêu biến. •Có trường hợp ngoại lệ như cáCoclorhynchus
japonicus, sống ở dưới biển sâu 2.000 m mà mắt lại rất phát triển. • Điều này cóth ể liên quan với sự phát sáng của một
số loài động vật không xương sống ở dưới đáy biển là thức ăn của cá. •Trong m ắt cá sống ở tầng sâu 300 m trở lại thìvõng
mạc cóhai lo ại tế bào hình trụ vàhình nón. Cá s ống ở độ sâu trên 300 m, thìvõng m ạc chỉ có tế bào hình trụ. • Từ đócho th ấy ở độ sâu vượt quá300 m thìcákhông còn cảm giác đối với màu sắc. Nguyễn BáMùi
•Ví d ụ: Từ dưới đáybi ểnsâu, cácnhàkhoa h ọc Mỹ đãpháthi ện mộtloàicá l ạ cócái đầutrong suốtvà c ặp mắthình ốngcókh ả năngxoay đượcnhi ều hướng. •Loàicákì l ạ nàycótênkhoa h ọclàMacropinna microstoma“cá m ắtthùng”.
• Để thíchnghi v ớicu ộc sống tối tăm dưới đáy biển, cá mắtthùngbu ộcph ải tự “trang bị”cho mìnhgiácquannh ạybénnh ằmpháthi ệncon mồi cũngnh ư chạytr ốn kẻ thù từ phíatrên. •Cùng v ớiquátrìnhti ếnhóa, cá m ắtthùng d ần
Nguyễn BáMùi
có đượccái đầutrongsu ốtvà đôi mắtcóth ể di chuyểnkhálinhho ạtbêntrong đầunh ằmquan sátnh ữngdi ễnbi ếnbênngoài t ừ mọi hướng.
Nguyễn BáMùi
6
Cá mắtthùng
Nguyễn BáMùi
II, HỆ THỐNG ĐƯỜNG BÊN-THÍNH GIÁC VÀ THĂNG BẰNG CỦA CÁ
1, Cơ quan cảm giác đường bên • Đường bên là cơ quan cảm giác đặc biệt chỉ có
ở cávà động vật thuỷ sinh, do cơ quan cảm giác ở da phát triển đến mức độ cao màhình thành • Cơ quan cảm thụ nguyên thuỷ cuả đường bên là những chồi cảm giác phân tán, đầu lộ ra ngoài cơ thể. •Cóth ể quan sát được rất rõ ràng các chồi cảm giác này ở cá mới nở.
Nguyễn BáMùi
•Trong ống đường bên chứa đầy dịch
limpho, chồi cảm giác nằm trong dịch đó •Khi n ước chảy đập vào thân cá, gây chấn động dịch limpho trong ống đường bên, làm lay động đỉnh chồi cảm giác,
•Các lông c ảm giác sẽ biến kích thích nước chẩy thành xung động, rồi thông qua sợi thần kinh cảm giác hướng tâm truyền vào trung khu thần kinh
Nguyễn BáMùi
•Trong quátrình phát tri ển cáth ể, các chồi cảm giác dần dần chìm xuống rãnh, hoặc bị phủ kín thông với nhau bằng một hệ thống ống dài có các lỗ thông ra ngoài
Nguyễn BáMùi
7
* Chức năng của đường bên
•Liên quan đến sự xác định vị trívà dòng nước chảy.
Trong điều kiện ở nước nếu chỉ dựa vào thị giác để xác định vị tríthìkhông th ẻ chính xác được.
• Đường bên phối hợp với thị giác giúp cáxác định được chính xác các vật thể ở xa sẽ cóý ngh ĩa sinh học rất lớn.
•Ví d ụ một con mồi (cách ết) gần một con cáEsox b ị mù
và đói, cánày s ẽ phát hiện và đớp mồi ngay.
• Nếu di động mồi cũng gây phản ứng bắt mồi của cá
Esox mù đó.
•Rõ ràng đường bên là cơ quan cảm giác quan trọng của
cá.
• Đối với cá dữ, thì đường bên cótác d ụng xác định vị trí của vật mồi, đối với cáhi ền cótác d ụng tránh vật hại
Nguyễn BáMùi
• Đường bên còn cảm giác được chấn động của
gióth ổi trên mặt nước, đá rơi xuống nước, hoặc nước từ trên bờ chảy xuống •Cá s ống ở sông dựa vào đường bên với tác
dụng của dòng chảy để xác định phương hướng bơi lội.
•Cábi ển sống ở khu vực cóthu ỷ triều cũng dựa vào đường bên để xác định phương hướng. • Sự phát triển của đường bên liên quan mật thiết đến tập tính sống và môi trường sống cuả cá. •Th ường những loài cá sống nơi nước chảy và hiếu động thì đường bên phát triển •Cáchép vàcádi ếc cóth ể phân biệt được
Nguyễn BáMùi
phương hướng chấn động trong nước nhờ tác động hỗ trợ của đường bên.
2, Tai trong
•Cách ỉ cótai trong, ngh ĩa làch ỉ có bộ phận màng mê lộ. •Tai trong c ủa cách ủ yếu là cơ quan thăng bằng, tác dụng thính giác không lớn.
•Tai trong c ủa cácócùng ngu ồn gốc với đường bên, không có cấu tạo hốc tai như ở động vật bậc cao.
Nguyễn BáMùi
•Ba ống bán khuyên của tai trong nằm thẳng góc với nhau trong một mặt phẳng không gian, bên trong chứa đày dịch limpho và đều thông với túi bồ dục. •Mút cu ối thần kinh cảm giác phân bố ở khu vực Ampula của ống bán khuyên
Nguyễn BáMùi
8
Cấu tạotai trong c ủacá
Nguyễn BáMùi
•Khi thân cá v ận động xoay thì dịch limpho trong ống bán khuyên lưu động, đập vào chồi cảm giác, kích thích mút cuối thần kinh gây ra xung động thần kinh rồi dẫn đến điều tiết thăng bằng của cá.
•Khi cá v ận động thẳng đứng với tốc độ
nhanh, ống bán khuyên cũng cótác d ụng đối với sự điều tiết thăng bằng của cơ thể.
•Ph ần dưới của tai trong: túi tròn vàtúi hình chai cótác d ụng chủ yếu làthính giác.
Nguyễn BáMùi
•Khi sóng âm thanh truy ền đến gây chấn động đá tai (nhĩ thạch) do đókích thích t ế bào cảm giác ở Ampula gây nên xung động thần kinh, rồi truyền vào trung khu thính giác của thần kinh trung ương • Điều đáng lưu ý làquan h ệ giữa tai trong với bong bóng ở các loài thuộc bộ cáchép. •Bong bóng được nối tiếp với tai trong bởi cơ quan Weber. •Nhi ều thực nghiệm đã chứng minh rằng, các
Nguyễn BáMùi
loài cátrong b ộ cáchép cóth ể nghe được các chấn động với tần số 7000 –10000 l ần/giây. •Ngoài ra cácòn cócác c ơ quan xúc giác, khứu giác và vị giác
Nguyễn BáMùi
9
Cơ quan cảmgiác
Nguyễn BáMùi
