خلاصه درس فصل ۲ زیست یازدهم؛ درسنامه و نکات مهم

از محرک تا پیام عصبی

چرا تماس لباس با پوستت پس از مدتی کمتر احساس می‌شود؟ برای پاسخ، اول ببینیم گیرنده چه می‌کند.

گیرندۀ حسی یک یاخته یا بخشی از آن است که اثر محرک را دریافت و به پیام عصبی تبدیل می‌کند. گیرنده‌ها بر اساس نوع محرک در پنج دستۀ مکانیکی، شیمیایی، دمایی، نوری و درد قرار می‌گیرند؛ مثلاً فشار، گیرندۀ مکانیکی و مولکول‌های بودار، گیرندۀ شیمیایی را تحریک می‌کنند.

در گیرندۀ فشار پوست، انتهای دارینۀ یک نورون حسی درون پوششی چندلایه از بافت پیوندی قرار دارد. فشار، پوشش و سپس دارینه را تغییر شکل می‌دهد. در پی این تغییر، کانال‌های یونی باز می‌شوند، نفوذپذیری غشا و پتانسیل آن تغییر می‌کند و پیام عصبی ایجاد می‌شود. پیام به دستگاه عصبی مرکزی می‌رود؛ پس خودِ فشار به مغز سفر نمی‌کند!

اگر محرک مدتی ثابت بماند، گیرنده ممکن است پیام کمتری بسازد یا دیگر پیامی نفرستد؛ این پدیده سازش نام دارد. کمتر احساس‌کردن لباس نمونه‌ای از آن است، نه نشانه‌ای قطعی از برداشته‌شدن فشار. با کاهش پیام‌های تکراری، مغز فرصت بیشتری برای پردازش اطلاعات مهم‌تر دارد.

خبرهای پوست و وضعیت بدن

چشم‌هایت را ببند و آرنجت را خم کن؛ بدون دیدن هم می‌دانی دستت چگونه قرار گرفته است! این آگاهی از حس وضعیت می‌آید.

حواس را به دو گروه تقسیم می‌کنند: حواس ویژه مانند بینایی، گیرنده‌هایی در اندام‌های حسی دارند؛ اما گیرنده‌های حواس پیکری در بخش‌های گوناگون بدن، مانند پوست، ماهیچه‌های اسکلتی و زردپی‌ها قرار دارند. حواس پیکری شامل تماس، دما، وضعیت و دردند:

• تماس: گیرنده‌های مکانیکی با تماس، فشار یا ارتعاش تحریک می‌شوند. نوک انگشتان و لب‌ها به‌دلیل داشتن گیرنده‌های تماس بیشتر، حساس‌ترند.
• دما: گیرنده‌های پوست تغییر دمای سطح بدن و گیرنده‌های بخش‌های درونی، تغییر دمای درون بدن را دریافت می‌کنند.
• وضعیت: گیرنده‌های مکانیکی در ماهیچه‌های اسکلتی، زردپی‌ها و کپسول مفصل‌ها به کشیده‌شدن حساس‌اند؛ بنابراین مغز از چگونگی قرارگیری بخش‌های بدن هنگام سکون و حرکت باخبر می‌شود.
• درد: گیرنده‌ها به آسیب بافتی ناشی از عوامل مکانیکی، دمای شدید یا برخی مواد شیمیایی پاسخ می‌دهند و سازش پیدا نمی‌کنند. ادامهٔ درد هشداری حفاظتی است تا برای رفع عامل آسیب‌رسان واکنش نشان دهیم؛ مثلاً پس از نشستن طولانی، وضعیت بدنمان را تغییر دهیم.

چشم چگونه واضح می‌بیند؟

از صفحۀ گوشی به انتهای اتاق نگاه کن؛ برای واضح‌دیدن، چشم باید نور را در هر دو حالت روی شبکیه متمرکز کند.

نور این مسیر را طی می‌کند: قرنیه ← زلالیه ← مردمک ← عدسی ← زجاجیه ← شبکیه. قرنیه و عدسی نور را همگرا می‌کنند. مردمک سوراخ میان عنبیه است؛ ماهیچه‌های عنبیه با تغییر اندازۀ آن، ورود نور را تنظیم می‌کنند، نه تطابق را. زلالیه به قرنیه و عدسی غذا و اکسیژن می‌رساند؛ زجاجیه به حفظ شکل چشم کمک می‌کند.

شبکیه داخلی‌ترین لایۀ چشم است؛ بیرون آن، مشیمیۀ پررگ و سپس صلبیۀ محکم قرار دارند. گیرنده‌های استوانه‌ای در نور کم کار می‌کنند؛ مخروطی‌ها در نور زیاد، رنگ و جزئیات را تشخیص می‌دهند و در لکۀ زرد فراوان‌ترند. پیام‌ها از راه عصب بینایی خارج می‌شوند.

تطابق یعنی تغییر همگرایی عدسی: برای دید نزدیک، ماهیچه‌های مژگانی منقبض و عدسی ضخیم‌تر می‌شود؛ برای دور، این ماهیچه‌ها استراحت می‌کنند و عدسی باریک‌تر می‌شود.

اختلال‌ها را هم با محل تمرکز نور بفهم:

• نزدیک‌بینی: نور اجسام دور جلوی شبکیه متمرکز می‌شود؛ عدسی واگرا آن را اصلاح می‌کند.
• دوربینی: نور اجسام نزدیک پشت شبکیه متمرکز می‌شود؛ عدسی همگرا کمک می‌کند.
• آستیگماتیسم: انحنای نامنظم قرنیه یا عدسی، تمرکز در یک نقطه را مختل می‌کند.
• پیرچشمی: کاهش انعطاف عدسی، تطابق را دشوار می‌کند.

شنیدن و حفظ تعادل

وقتی صدای زنگ گوشی را می‌شنوی یا سرت را می‌چرخانی، گیرنده‌های مکانیکی گوش داخلی فعال می‌شوند؛ اما در دو بخش متفاوت.

مسیر شنیدن: لالهٔ گوش صدا را جمع می‌کند. امواج از مجرای شنوایی به پردهٔ صماخ می‌رسند و آن را می‌لرزانند. لرزش به‌ترتیب به استخوان‌های چکشی، سندانی و رکابی در گوش میانی منتقل می‌شود. رکابی، دریچهٔ بیضی را می‌لرزاند و مایع بخش حلزونی به حرکت درمی‌آید. با خم‌شدن مژک‌های گیرنده‌ها، کانال‌های یونی باز و گیرنده‌ها تحریک می‌شوند؛ پیام از راه شاخهٔ شنوایی عصب گوش به مغز می‌رود.

شیپور استاش، گوش میانی را به حلق وصل می‌کند و به برابرشدن فشار دو طرف پردهٔ صماخ کمک می‌کند تا پرده درست بلرزد.

مسیر تعادل: در بخش دهلیزی گوش داخلی، سه مجرای نیم‌دایره در جهت‌های عمود بر هم قرار دارند. چرخش سر، مایع درون آن‌ها و سپس مادهٔ ژلاتینی را جابه‌جا می‌کند؛ مژک‌های گیرنده‌ها خم می‌شوند و گیرنده‌ها تحریک می‌شوند. پیام از شاخهٔ تعادلی عصب گوش به مغز، به‌ویژه مخچه، می‌رسد.

پس سازوکار مشترک، حرکت مایع و خم‌شدن مژک‌ها است؛ ولی محل گیرنده‌ها و عامل تحریک فرق دارند. مغز برای حفظ تعادل، از گیرنده‌های وضعیت بدن هم کمک می‌گیرد.

از بو و مزه تا درک حس

وقتی سرما خورده‌ای و بینی‌ات گرفته، چرا غذا مثل همیشه مزه نمی‌دهد؟ برای پاسخ، دو مسیر را دنبال کنیم:

• بویایی: مولکول‌های بودار، گیرنده‌های سقف حفرهٔ بینی را تحریک می‌کنند. این یاخته‌ها پیام را به پیازهای بویایی می‌برند و پیام سرانجام به قشر مخ می‌رسد.
• چشایی: مواد غذایی ابتدا در بزاق حل می‌شوند و سپس گیرنده‌های درون جوانه‌های چشایی را تحریک می‌کنند. این جوانه‌ها در دهان و برجستگی‌های زبان قرار دارند.

هر دو حس، گیرندهٔ شیمیایی دارند. پنج مزهٔ اصلی شامل شیرینی، شوری، ترشی، تلخی و اومامی‌اند؛ اومامی را مثلاً در عصارهٔ گوشت تجربه می‌کنیم. بویایی هم در درک مزهٔ غذا سهم دارد؛ پس گرفتگی بینی می‌تواند این تجربه را تغییر دهد، بدون اینکه لزوماً گیرنده‌های چشایی آسیب دیده باشند.

اما مغز چگونه بو را با صدا اشتباه نمی‌گیرد؟ ماهیت پیام‌های عصبی یکسان است، ولی مقصد آن‌ها متفاوت است. پیام هر حس به بخش‌های ویژه‌ای از دستگاه عصبی مرکزی می‌رسد و آنجا پردازش می‌شود؛ مثلاً پیام بینایی پس از گذر از بخش‌هایی مانند تالاموس، در لوب‌های پس‌سری قشر مخ پردازش می‌شود.

حس کردن ارتعاش آب

فرض کن ماهی‌ای نزدیک ماهی دیگر شنا کند. حرکتش آب را به ارتعاش درمی‌آورد؛ ماهی دوم چگونه می‌تواند این تغییر را حس کند؟ یکی از ساختارهای کمک‌کننده، خط جانبی است که در دو سوی بدن ماهی قرار دارد.

خط جانبی کانالی زیر پوست است که از راه سوراخ‌هایی با آب بیرون ارتباط دارد. درون این کانال، یاخته‌های گیرندۀ مژک‌دار قرار دارند و مژک‌هایشان در ماده‌ای ژلاتینی جای گرفته است.

مسیر تحریک را دنبال کن:

جریان آب در کانال ← حرکت مادۀ ژلاتینی ← تحریک یاخته‌های مژک‌دار

پس آب مستقیماً چیزی را به ماهی «نشان» نمی‌دهد؛ حرکت آن به گیرنده‌ها منتقل می‌شود. چون محرک این گیرنده‌ها حرکت و ارتعاش است، آن‌ها را گیرنده‌های مکانیکی می‌نامیم. ماهی با کمک خط جانبی از وجود اجسام و جانوران پیرامون، از جمله شکار یا شکارچی، آگاه می‌شود.

گیرنده‌های شیمیایی روی پا

تصور کن مگسی روی یک خوراکی نشسته است؛ پاهایش فقط تکیه‌گاه بدن نیستند! روی پاهای مگس موهای حسی وجود دارد و گیرنده‌های شیمیایی در این موها قرار گرفته‌اند. مگس به کمک این گیرنده‌ها می‌تواند مولکول‌های گوناگون را تشخیص دهد.

برای به‌خاطر سپردن جایگاه گیرنده، از بیرون به درون پیش برو: پا ← موی حسی ← گیرندۀ شیمیایی. پس گیرنده روی پا قرار دارد، اما محرکی که دریافت می‌کند شیمیایی است.

نکتۀ مهم این است که نوع گیرنده را از روی محرک آن تشخیص می‌دهیم، نه محل قرار گرفتنش. بنابراین، قرار داشتن یک گیرنده روی پا به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که آن گیرنده فشار یا حرکت را دریافت می‌کند؛ در اینجا کار گیرنده، تشخیص مولکول‌هاست.

شنیدن با پاهای جلویی

اگر جای گوش را فقط روی سر جست‌وجو کنیم، اندام دریافت صدای جیرجیرک را پیدا نمی‌کنیم! روی هر یک از پاهای جلویی این جانور، محفظه‌ای از هوا قرار دارد که پردۀ صماخ روی آن کشیده شده است. گیرنده‌های مکانیکی هم پشت این پرده قرار دارند.

برای فهمیدن کار این ساختار، به لرزش شیشۀ پنجره هنگام پخش صدای بلند فکر کن: امواج صوتی می‌توانند جسمی را به لرزش درآورند. در جیرجیرک نیز امواج صوتی، پردۀ صماخ را می‌لرزانند. این لرزش، گیرنده‌های مکانیکی پشت پرده را تحریک می‌کند و جانور صدا را دریافت می‌کند.

پس مسیر را این‌طور دنبال کن: امواج صوتی ← لرزش پردۀ صماخ ← تحریک گیرنده‌های مکانیکی.

نکتۀ مهم این است که جای گیرنده به‌تنهایی نوع آن را مشخص نمی‌کند؛ گیرنده‌های روی پای مگس شیمیایی‌اند، اما گیرنده‌های دریافت صدای جیرجیرک، به تحریک مکانیکی پاسخ می‌دهند.

یک تصویر از واحدهای بسیار

تصور کن از کنار هم گذاشتن قطعه‌های کوچک یک موزاییک، تصویری بزرگ ساخته شود. چشم مرکب حشرات هم از تعداد زیادی «واحد بینایی» تشکیل شده است؛ البته این واحدها قطعه‌های سنگ نیستند، بلکه ساختارهایی برای دریافت نورند!

هر واحد بینایی، یک قرنیه، یک عدسی و تعدادی گیرندۀ نوری دارد و تصویر کوچکی از بخشی از میدان بینایی را ایجاد می‌کند. سپس دستگاه عصبی، اطلاعات این واحدها را یکپارچه می‌کند و تصویری موزاییکی شکل می‌گیرد. پس هر واحد، تصویر کامل محیط را نمی‌سازد؛ اطلاعات بخش‌های مختلف در دستگاه عصبی کنار هم قرار می‌گیرند.

توانایی دریافت نور در همۀ جانوران یکسان نیست. گیرنده‌های نوری بعضی حشرات، مانند زنبور، پرتوهای فرابنفش را هم دریافت می‌کنند؛ پرتوهایی که چشم انسان نمی‌تواند ببیند. دقت کن: داشتن چشم مرکب به‌تنهایی به این معنا نیست که هر حشره‌ای فرابنفش را دریافت می‌کند.

یافتن شکار در تاریکی

تصور کن موشی در تاریکی نزدیک مار زنگی حرکت می‌کند. وقتی نور کافی برای دیدن وجود ندارد، مار چگونه جای شکار را پیدا می‌کند؟ بدن شکار پرتوهای فروسرخ می‌تاباند و مار زنگی گیرنده‌هایی دارد که این پرتوها را دریافت می‌کنند.

این گیرنده‌ها در سوراخ‌هایی در جلو و زیر هر چشم قرار دارند؛ پس نباید جای آن‌ها را با خود چشم اشتباه بگیریم. دریافت پرتوهای فروسرخِ بدن شکار به مار کمک می‌کند محل آن را حتی در تاریکی تشخیص دهد.

برای به‌خاطر سپردن سازوکار، این مسیر را دنبال کن: تابش فروسرخ از بدن شکار ← دریافت با گیرنده‌های سوراخ‌های نزدیک چشم ← تشخیص جای شکار. نکتۀ مهم این است که نبودِ نور کافی برای دیدن، به معنی نبودِ هر نوع محرک قابل دریافت نیست؛ جانور ممکن است گیرندۀ محرکی را داشته باشد که چشم انسان دریافت نمی‌کند.