 |
En näsgropsorm, förmodligen en skallerorm. Det ena värmestrålningskänsliga groporganet är markerat med en röd pil, den ena näsborren med en svart pil. Courtesy of Serpent Nirvana from Wikimedia Commons under GNU Free Documentation License. |
|
Visste du att skallerormar kan "se" utan att använda ögonen och utan att använda synligt ljus? Att de har inbyggda IR-kameror? Däggdjur och fåglar är jämnvarma ("varmblodiga") djur. Detta innebär att de håller en konstant kroppstemperatur, som är högre än omgivningens. Därför sänder de ut en intensivare värmestrålning än omgivningen. Skallerormarna använder sig av denna värmestrålning för att ta reda på var deras byte finns.
Värmestrålning kallas också för infraröd strålning, och de infraröda "ögonen" hos ormar kallas groporgan. Groporgan finns hos en del boaormar (familjen Boidae), de flesta pytonormar (familjen Pythonidae) och hos alla näsgropsormar (underfamiljen Crotalinae bland huggormarna). De mest kända näsgropsormarna är skallerormarna. Hos boaormar och pytonormar finns groporganen intill läpparna, 3-20 organ på varje sida. Näsgropsormarna har ett par groporgan, belägna mellan ögonen och näsborrarrna. I fortsättningen beskrivs bara groporganen hos näsgropsormarna.
Infrarödsinnet hos skallerormarna fungerar inte bara som ett extra sinne, ett "sjätte sinne". Informationen från näsgroparna behandlas nämligen av ormen tillsammans med informationen från ögonens tre typer av tappar. Tapparna är känsliga för olika färger, alltså olika spektralområden av synlig elektromagnetisk strålning. Groporganen är känsliga för ett visst spektralområde av infraröd, för människor osynlig, elektromagnetisk strålning. Informationen om dessa fyra spektralområden når samma områden i hjärnan och integreras där till en bild av omgivningen. Ormarna har alltså ett seende som inkluderar infraröd strålning, precis som fåglar och många insekter har ett seende som inkluderar för oss osynlig ultraviolett strålning. Den ultravioletta strålningen registreras emellertid av en särskild typ av tappar i ögat, inte av ett särskilt organ. Det bör framhållas att groporganet ger en avsevärt sämre bild än ögat. Läs om UV-seende på en annan sida.
Hos ryggradsdjur förmedlar det så kallade somatosensoriska nervsystemet sinnesintryck från huden. bland annat av temperatur, av smärta samt av tryck och annan mekanisk stimulering. Trigeminusnerven är en hjärnnerv som leder somatosensorisk information från ansiktet till hjärnan. Hos skallerormar är en del av trigeminusnervens nervfiberändar mycket känsliga termoreceptorer ("temperaturmätare") i groporganen. Texten fortsätter under bilden.
 |
En pytonorm. Den ena sidans tre värmestrålningskänsliga groporgan är markerade med röda pilar, den ena näsborren med en svart pil. Courtesy of Serpent Nirvana from Wikimedia Commons under GNU Free Documentation License. |
|
Groporganen hos näsgropsormarna utgörs av två små hålor framför och under ögonen. I varje håla finns ett värmekänsligt membran som är cirka 30 kvadratmillimeter stort, men bara 15 µm (0,015 mm) tjockt. Membranet sitter utspänt i hålan och innehåller tusentals ansamlingar av nervfiberändar, som fungerar som termoreceptorer. I nervfiberändarnas cellmembraner finns proteinkanaler, vars öppningsgrad bestäms av deras temperatur. När kanalerna är öppna släpper de in natriumjoner och kalciumjoner i nervfiberändarna, vilket leder till att nervimpulser skickas via nervändarnas nervfibrer i riktning mot hjärnan. Det löper ständigt nervimpulser i fibrerna. När ormen "ser" ett föremål som är varmare än omgivningen, till exempel en mus, värms receptorerna av värmestrålning från musen. Då sänder fibrerna nervimpulser med kortare tidsmellanrum. När ormen "ser" ett föremål som är kallare än omgivningen, till exempel en groda, minskar värmestrålningen, receptorerna kyls och nervimpulser sänds med längre tidsmellanrum.
Nervfiberändarna sitter bara ett par tusendelar av en millimeter från membranytan. Dessutom finns det bakom membranet en ficka fylld med luft som isolerar membranet. Den isolerande luften gör att nästan all värmestrålning absorberas av membranet och påverkar dess temperatur, samt att mycket lite värmestrålning passerar membranet. Den värmestrålning som passerar absorberas av luftfickans bakre vägg. Dessa och andra anpassningar gör receptorerna mycket känsliga för små temperaturförändringar. Det räcker att temperaturen ökar eller minskar med så lite som 0,001 °C för att nervändarna ska reagera.
Groporganets membran har på sin yttre yta en speciell struktur som gör att synligt ljus reflekteras och inte värmer upp receptorerna. Därmed säkerställs att receptorerna bara reagerar på värmestrålning. Membranet innehåller en mängd speciellt utformade blodkapillärer och är väl genomblött. Detta gör att temperaturen hos ett uppvärmt eller nerkylt område snabbt återställs genom att blodet tar upp eller avger värme till området. Funktionen med detta tros vara att hindra den infraröda bilden från att stanna kvar för länge i membranet. I så fall skulle den bilda en efterbild som registreras samtidigt som nästa bild, ungefär som vid en dubbelexponering med en gammaldags kamera.
Själva öppningen på gropen har endast en tredjedel av membranets diameter, vilket gör att groporganet fungerar som en hålkamera. En hålkamera är en linslös kamera, i vilken ett litet hål fungerar som lins. Groporganet producerar alltså i princip en infraröd bild på sitt membran, på samma sätt som ögat producerar en bild av ljus på näthinnan. Upplösningen är dock avsevärt sämre hos groporganet än hos ögat, vilket gör att groporganets bild blir väldigt suddig och oklar. Det område som varje ansamling av nervändar registrerar utgörs av en kon, med spetsen i membranet. En mindre öppning hade gjort denna kon smalare och gett groporganet en högre upplösning, men på bekostnad av ljuskänsligheten. Detta hade förmodligen varit en nackdel.
Man kan själv tillverka en hålkamera genom att sticka ett hål i ett svart papper och sedan försöka projicera den uppochnervända bilden av en lampa eller ett ljust fönster mot den motsatta vita väggen i ett för övrigt mörkt rum.
De områden i hjärnan som är ansvariga för att behandla syninformationen behandlar också informationen från värmestrålningssinnet. Information från ögonen används alltså tillsammans med information från groporganen för att fånga byten. Det finns nervceller som bara reagerar på information från ögonen, andra celler som bara reagerar på information från groporganen och åter andra som reagerar på information från båda dessa sinnesorgan. En typ av nervceller i skallerormshjärnan reagerar maximalt på ett litet, varmt föremål som rör sig. Dessa celler mottar information både från ögonen och från groporganen. De har kallats "musdetektorer". Förmodligen reagerar ormarna främst på på rörliga varma objekt, snarare än på stillastående. Med sina musdetektorer kan ormen skilja mellan en mus och en musliknande sten. Stenen retar inte groporganen, men den varma musen gör det. Det skulle ju inte vara så lyckat om ormen högg mot stenar.
Skallerormar använder sig av luktsinnet vid jakt. De känner också av vibrationer i marken. Men det är synen kombinerad med infrarödsinnet som spelar störst roll när en skallerorm närmar sig sitt byte och utdelar sitt dödande bett. Bettet är mycket snabbt. Ändå hinner ormen med att röra huvudet mot bytet, spänna ut huggtänderna, injicera giftet och dra tillbaka huvudet. Bettet måste vara mycket precist, och det är tack vare information framför allt från ögonen, men även från groporganen, som skallerormar har så bra träffsäkerhet.
Groporganen hjälper sannolikt också skallerormar att reglera sin kroppstemperatur, något som kan ha varit organens ursprungliga funktion. Ormar är växelvarma ("kallblodiga") djur, som inte producerar sin egen kroppsvärme. De kan höja sin kroppstemperatur bland annat genom att uppsöka varma områden i sin omgivning. Groporganen kan hjälpa skallerormar att hitta sådana områden. Märkligt nog tycks skallerormar inte använda sina groporgan för att orientera sig i mörker.
Läs mer om ormarnas sinnen på en annan sida.
Referenser
Texten har uppdaterats och utökats år 2020 av Anders Lundquist.
R. C. Goris: Infrared organs of snakes: an integral part of vision (Journal of Herpetology 45:2-14, 2011).
K. V. Kardong och H. Berkhoudt: Rattlesnake hunting behavior - correlations between plasticity of predatory performance and neuroanatomy (Brain, Behavior and Evolution 53:20-28, 1999).
A. R. Krochmal, G. S. Bakken, and T. J. LaDuc: Heat in evolution’s kitchen, evolutionary perspectives on the functions and origin of the facial pit of pitvipers (Viperidae: Crotalinae) (Journal of Experimental Biology 207:4231-4238, 2004).
E. A. Newman och P. H. Hartline: The infrared "vision" of snakes (Scientific American 246:98-107, 1982).
H. A. Schraft, G. S. Bakken, and R. W. Clark: Infrared-sensing snakes select ambush orientation based on thermal backgrounds (Scientific Reports 9:3950, 2019).
H. A. Schraft and R. W. Clark: Sensory basis of navigation in snakes, the relative importance of eyes
and pit organs (Animal Behaviour 147:77-82, 2019).
Till början på sidan
Till "Artiklar om djur"
|
