Ucho

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 13. dubna 2018; kontroly vyžadují 67 úprav .

Ucho  ( lat.  auris ) je komplexní zvířecí orgán určený k vnímání zvukových vibrací. U většiny strunatců plní kromě zvukového vnímání ještě jednu funkci: zodpovídá za polohu těla v prostoru a schopnost udržet rovnováhu. Ucho obratlovců je párový orgán, který se nachází ve spánkových kostech lebky . U savců (včetně lidí) je ucho zvenčí omezeno ušními boltci .

Lidské ucho vnímá zvukové vlny s frekvencí přibližně 8 [1] až 20 000 Hz (cyklů za sekundu), což odpovídá vlnové délce (ve vzduchu za normálních podmínek ) od 41 m do 1,7 cm .

V procesu evolučního vývoje ucho vzniklo u primárních vodních předků obratlovců ze speciálních kožních smyslových orgánů ( postranní orgány ).

Anatomie ucha

Ucho se skládá z vnějšího, středního a vnitřního ucha.

Vnější ucho

Zevní ucho člověka se skládá z boltce a zevního zvukovodu [2] . Boltec  je složitá forma elastické chrupavky pokryté kůží ; jeho spodní část, nazývaná lalok , je kožní řasa, která se skládá z kůže a tukové tkáně. Boltec je velmi citlivý na jakékoli poškození (proto je u zápasníků tato část těla velmi často deformována). Ušní boltec se zase skládá z laloku, tragusu a antitragusu , kadeře a jeho nohou, antihelixu. Přibližně 10 % lidí má na zadní straně jednoho nebo dvou uší darwinovský tuberkul  – základní útvar zbylý z doby, kdy byly uši lidských předků ještě ostré. Také všichni lidé mají ušní svaly  - vyvinuté např. u koní , u lidí téměř atrofovaly, v důsledku čehož je naprostá většina lidí nepoužívá [3] .

Ušní boltec je přítomen pouze u savců . Funguje jako přijímač zvukových vln , které jsou následně přenášeny do vnitřku sluchadla. Hodnota boltce u lidí je mnohem menší než u zvířat, takže u lidí je prakticky nehybná. Ale mnoho zvířat, pohybujících se ušima, je schopno určit polohu zdroje zvuku mnohem přesněji než lidé. Vodní savci ( velryby , většina ploutvonožců ) a některé hrabavé druhy ( krtci , krtci ) postrádají boltce (druhotně ztracené). Řada polovodních živočichů ( bobr , mořské vydry , tuleni ušatí ) má ušní boltce, které se mohou při potápění zavřít [4] .

Záhyby lidského boltce vnášejí do zvuku vstupujícího do zvukovodu malé frekvenční zkreslení v závislosti na horizontální a vertikální lokalizaci zvuku. Mozek tak dostává další informace k objasnění umístění zdroje zvuku . Tento efekt se někdy používá v akustice , včetně vytvoření pocitu prostorového zvuku při použití sluchátek .

Funkcí boltce je zachytit zvuky; jeho pokračováním je chrupavka zevního zvukovodu, jejíž průměrná délka je 25-30 mm . Chrupavčitá část zvukovodu přechází do kosti a celý zevní zvukovod je vystlán kůží obsahující mazové a sirné žlázy, což jsou modifikované potní žlázy . Tento průchod končí slepě: je oddělen od středního ucha bubínkem . Zvukové vlny zachycené boltcem narážejí na bubínek a způsobují z něj vibrace, které se přenášejí do středního ucha. Samotný tvar boltce je u všech lidí téměř individuální – uši mohou být v různé míře odstáté, trčí dopředu, mají výrazný nebo srostlý lalok, Darwinův tuberkul nebo nějaké vrozené vady.

Střední ucho

Hlavní částí středního ucha je bubínková dutina  - malý prostor o objemu asi 1 cm³, který se nachází ve spánkové kosti. Jsou zde tři sluchové kůstky: kladívko , kovadlina a třmínek  - přenášejí zvukové vibrace z vnějšího ucha do vnitřního a přitom je zesilují [4] .

Sluchové kůstky jsou nejmenší fragmenty kostry . Jsou řetězem, který přenáší vibrace. Rukojeť kladívka je těsně srostlá s bubínkem, hlavice kladívka je spojena s kovadlinkou a ta zase svým dlouhým výběžkem se třmínkem. Základna třmínku kryje oválné okénko vnitřního ucha. Přítomnost tohoto řetízku umožňuje zvýšit tlak na oválné okénko 20x oproti tlaku na bubínek [2] .

Středoušní dutina je spojena s nosohltanem pomocí Eustachovy trubice (základ spirakuly ), kterou se vyrovnává průměrný tlak vzduchu uvnitř a vně bubínku. Při změně vnějšího tlaku někdy uši „leží“ [2] , což se většinou řeší tím, že zívání je reflexně způsobeno . Praxe ukazuje, že ještě efektivněji ucpané uši řeší polykací pohyby [2] , nebo pokud v tuto chvíli fouknete do skřípnutého nosu.

Aby nedošlo k protržení ušních bubínků rázovou vlnou, doporučuje se vojenskému personálu, aby otevřel ústa co nejdříve, když se očekává výbuch nebo výstřel. V tomto případě funguje mechanismus kompenzace tlaku vzduchu na bubínek ze strany zvukovodu i se stejným tlakem ze strany nosohltanu.

Vnitřní ucho

Ze tří částí orgánu sluchu a rovnováhy je vnitřní ucho nejsložitější; pro svůj složitý tvar se mu často říká membranózní labyrint , který je ponořen do kostěného labyrintu skalní části spánkové kosti. Vnitřní ucho komunikuje se středním uchem oválnými a kulatými okénky krytými blánami [4] .

Membranózní labyrint se skládá z vestibulu, hlemýždě a půlkruhových kanálků (umístěných ve všech třech vzájemně kolmých rovinách [5] a naplněných tekutinami - perilymfou a endolymfou [5] ). Vnitřní ucho obsahuje jak kochleu (orgán sluchu), tak vestibulární systém [2] , což je orgán rovnováhy a zrychlení [5] .

Vibrace oválného okénka se přenášejí do tekutiny, která dráždí receptory umístěné v hlemýždi; ty zase tvoří nervové vzruchy [2] .

Receptory vestibulárního aparátu jsou sekundární mechanoreceptory umístěné na kristách kanálků. Jsou to buňky citlivé na vlasy dvou typů: tvar baňky se zaobleným dnem a tvar válce. Chloupky obou typů na cristae jsou umístěny proti sobě: na jedné straně jsou stereocilie (posun směrem k nim způsobuje excitaci) a na druhé straně kinocilie (posun směrem k nimž způsobuje inhibici) [5] .

Váš vlastní hlas reprodukovaný ze zvukového záznamu se výrazně liší od toho, co člověk slyší během rozhovoru. To se vysvětluje tím, že v druhém případě se zvuk dostává do ucha nejen vzduchem, ale také kostmi lebky, které lépe přenášejí nízkofrekvenční vibrace. Lidé s některými vývojovými vadami vnitřního ucha kvůli tomu slyší pohyb očí v důlcích a vlastní dýchání pro ně zní nesnesitelně hlasitě [6] .

Evoluce prvků ucha

Vnitřní ucho jako orgán sluchu a rovnováhy vzniklo u prvních obratlovců a od té doby prošlo mnoha vylepšeními v evolučním procesu. Kromě toho byl sluchový aparát postupně doplňován o střední ucho (objevuje se poprvé u obojživelníků) a vnější ucho, dostupné u ptáků a savců.

Evoluce vnějšího a vnitřního ucha

Vnitřní ucho (labyrint) u obratlovců vzniklo jako orgán rovnováhy. Skládal se z předsíně, která zahrnovala kulaté a oválné vaky, stejně jako půlkruhové kanály. Myxines mají jen jeden pár polokruhových kanálků, mihule mají  dva, a všichni jiní vertebrates (to je, jawed - stomes : od chrupavčitých ryb k ptákům a savcům ) mít tři [7] .

U cyklostomů tvoří spodina oválného vaku malou kapsu zvanou lagena a současně se zajištěním rovnováhy těla se podílí na vnímání zvukových signálů [8] . V evoluci obratlovců se lagena vyvinula ve sluchový orgán obojživelníků. U plazů má o něco větší velikost a je rozdělena do tří kanálů (stejně jako savčí hlemýždi); u ptáků je lagena ještě protáhlejší, což jim umožňuje lépe slyšet. Savci se vyznačují nejsložitější stavbou vnitřního ucha a lagena se mění ve zkroucenou kochleu.

Evoluce kůstek středního ucha

Homologie sluchových kůstek savců a kostí čelistí plazů byla dobře studována na materiálech s fosilními pozůstatky a na datech z embryologie savců [7] .

V procesu tvorby tetrapodů (Tetrapoda) došlo k významným změnám ve stavbě viscerální kostry, které nakonec vyvrcholily vytvořením sluchových kůstek: nejprve třmínku (u obojživelníků , plazů , ptáků a nesavčí synapsidy ) a pak další dva – kovadliny a kladívko – u savců .

Vznik třmínku je zajištěn uvolněním hyomandibulární kosti z čelistního závěsného systému, ke kterému došlo ve fázi vzniku skupiny obratlovců choanových nebo plicních (Choanata). Tato kost je topograficky spojena se spirakulem , které se později stalo dutinou středního ucha a převzalo funkci přenosu vibrací z kožních útvarů do vlastního ucha. Uvedená kost (s názvem třmínek , nebo sloupec ) je přítomna u všech tetrapodů. Má tyčovitý tvar s ostrým vnitřním koncem. Homologní kost u ryb (hymandibulární) sloužila jako opora pro čelisti.

Vznik systému tří kůstek středního ucha u savců je jednou z nejlépe doložených fosilií. S jejich výskytem souvisí i ztráta jejich původních funkcí kostmi viscerálního skeletu. U savců k tomu došlo díky tomu, že ke vzniku mandibuly (spodní čelisti) došlo pouze díky jedné - zubní - kosti. Ostatní kosti podílející se na tvorbě mandibuly u časných amniot, podobně jako hyomandibulární, nezmizely, ale přešly do oblasti středního ucha a vytvořily dvě nové sluchové kůstky:

Strukturní rysy ucha různých skupin obratlovců

Skupina obratlovců Vlastnosti struktury ucha
cyklostomy Má pouze vnitřní ucho, skládá se z předsíně a půlkruhových kanálků (bagly mají jeden pár, mihule dva). Funkci sluchu plní malý výrůstek oválného saclagenu.
Chrupavčité a kostnaté ryby Vnitřní ucho je doplněno třetím polokruhovým kanálkem. Oválný váček, kulatý váček a lagena obsahují statolity volně připevněné dvěma membránami ke stěnám předsíně, aby mohly vibrovat. Vibrující statolity dráždí smyslový epitel. U ryb skupiny Ostariophysi je sluch obzvláště akutní, částečně kvůli tomu, že mají speciální kosti (Weberův aparát), které se vyvíjejí z obratlů [9] . Weberův aparát spojuje plavecký měchýř se stěnou vnitřního ucha a přenáší na něj vibrace [8] .
Obojživelníci U obojživelníků se objevuje střední ucho, což je dutina, jejíž vnější strana je pokryta tympanickou membránou. Ve středním uchu je tyčovitá sluchová kůstka - třmínek, který se na jednom konci opírá o oválné okénko vnitřního ucha a na druhém konci o bubínek. Střední ucho je spojeno s orofaryngem Eustachovou trubicí. U kaudátů chybí střední ucho [8] .

Lagena je větší než u ryb a je částečně pokryta krycí (tektoriální) membránou. Tato struktura je obvykle citlivá na zvuky s nízkou frekvencí (ne více než 4000 Hz). Například velká zelená žába slyší zvuky od 100 do 200 Hz, tedy s frekvencí odpovídající křiku samců [7] .

plazi

  • Dracaena guianensis . Na fotografii je tympanická membrána

Sluch je dobře vyvinutý. Poprvé se objevuje struktura podobná hlemýžďům: v lagenu jsou tři kanály a spodní část lagenu tvoří bazilární membránu. Všichni plazi, kromě hadů, mají střední ucho. U hadů je třmen připevněn ke čtyřhranné čelistní kosti, takže zvuky ve vzduchu většinou slyší špatně, ale dobře zachycují zemní vibrace [8] .
Ptactvo

  • Kasuár je běžný. Na fotografii je vnější zvukovod

Ucho má tři části: vnitřní, střední a vnější ucho, druhé je reprezentováno zevním zvukovodem. Cochlea se nachází ve vnitřním uchu, je kratší než u savců a není stočená. Většina ptáků slyší přibližně ve stejném frekvenčním rozsahu jako lidé. Stejně velcí savci jsou však schopni vnímat zvuky s vyšší frekvencí. Ptáci jsou dobří v rozlišování frekvencí zvuků a dokážou určit místo, odkud zvuk přichází [7] .
savců

  • africký slon

Charakteristickým rysem struktury ucha savců je přítomnost ušního boltce, tří sluchových kůstek ve středním uchu a zkrouceného hlemýždě. V závislosti na způsobu života se ušní boltce různých savců liší strukturou. Většina zvířat má speciální svaly, které jim umožňují otáčet uši; u jiných savců, včetně člověka, je pohyblivost boltce ostře omezena.

Struktura vnitřního ucha u různých savců je také poněkud odlišná. Počet otáček se tedy pohybuje od čtvrtiny u ptakopyska po čtyři u prasete a morčete. Velryba má jeden a půl otáčky, kůň 2, člověk 2,75, kočka 3 [8] .

Zvířata mají obzvláště jemný sluch, jehož aktivita je největší v noci. Horní frekvenční limit citlivosti u psů je 45 kHz , u koček je to 50 kHz . Někteří savci, zejména netopýři a kytovci, mají schopnost echolokace, horní hranice frekvenční citlivosti ucha dosahuje 100 kHz [8] .

Sluchové orgány bezobratlých

Přestože uši mají pouze obratlovci , mnoho bezobratlých má také schopnost detekovat zvuky pomocí jiných typů smyslových orgánů . Například u hmyzu se tympanické orgány používají k vnímání vzdálených zvuků . Podle toho, do které konkrétní čeledi hmyz patří, mohou být příslušné orgány sluchu umístěny jak na hlavě, tak na jiných částech těla [10] .

U některých druhů hmyzu jsou bubínkové orgány extrémně citlivé a poskytují sluch , který je ostřejší než u většiny ostatních zvířat. Známý je zejména příklad parazitické mouchy Ormia ochracea , jejíž samice mají bubínkové orgány umístěné po obou stranách břicha. Vzhledem k tomu, že jsou propojeny vnější kostrou, fungují jako ušní bubínky a poskytují velmi přesné informace o umístění zdroje zvuku. Tento mechanismus používá hmyz k detekci zpěvných cvrčků , na které moucha klade vajíčka. Jednotlivci jsou schopni rozlišit minimální rozdíly ve frekvencích dozvuku (až 50 miliardtin sekundy ), což jim umožňuje určit směr ke zdroji s vysokou přesností [11] .

Členovci mají jednodušší struktury, které jim umožňují detekovat zvuky v těsné blízkosti. Například pavouci a švábi mají na končetinách speciální citlivé chlupy, které slouží k vnímání zvukových vibrací. Housenky mohou mít na těle také chlupy podobné vlastnosti, které jim umožňují vnímat vibrace a reagovat tak na zvuk [12] .

Patologie

Rozlišujte vrozené vady, traumata ( akustické trauma , barotrauma ) a ušní choroby ( otoskleróza , Meniérova choroba , zánět středního ucha , labyrintitida ).

Porušení kostního systému ucha nezpůsobuje úplnou hluchotu kvůli vodivosti kostí [2] .

Ucho v kultuře

Existují tři typy ušních šperků - klipsové náušnice , manžety a náušnice . Náušnice se obvykle nosí v propíchnutých ušních boltcích [13] , kdežto napínací náušnice propichování nevyžadují. Piercing uší byl rozšířen po celém světě již od starověku, zejména v kmenových kulturách, jak dokládají četné archeologické nálezy. Opakovaně byla nalezena mumifikovaná těla s piercingem uší. Takže v ledovci Similaun v Rakousku byla nalezena mumie Ötziho s propíchnutýma ušima, stáří mumie je 5300 let [14] . Kromě zdobení je možné uši upravit protažením tunýlků.

Operace přetvoření uší se nazývá otoplastika . Nejčastěji je nutné změnit tvar nebo velikost ucha, protože během života neprochází významnými změnami.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Erika Schowová. Opravdu slyšíte "neslyšitelný" zvuk?  (anglicky)  (nedostupný odkaz) . PTB.de. Získáno 19. února 2017. Archivováno z originálu 20. února 2017.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Batuev A. S.  Kapitola 3. Fyziologie senzorických systémů. #čtyři. Sluchový senzorický systém a řeč // Fyziologie vyšší nervové aktivity a senzorických systémů. - 3. - Petrohrad. : Peter, 2010. - 317 s. — ISBN 9785911808426 . . - S. 78-81.
  3. ↑ 10 znaků evoluce moderního člověka . fact-planet.ru. Získáno 19. dubna 2013. Archivováno z originálu 19. dubna 2013.
  4. ↑ 1 2 3 Barabash-Nikiforov I. I. , Formozov A. N.  Theriology. - M . : Vyšší škola, 1963. - 396 s.  - S. 62.
  5. ↑ 1 2 3 4 Batuev A. S.  Kapitola 3. Fyziologie senzorických systémů. #5. Vestibulární senzorický systém // Fyziologie vyšší nervové aktivity a senzorických systémů. - 3. - Petrohrad. : Peter, 2010. - 317 s. — ISBN 9785911808426 . . - S. 83-85.
  6. ↑ Hullar TE Proč můj hlas zní tak odlišně, když je zaznamenán a přehráván?  (anglicky) (13. ledna 2009). Získáno 1. června 2013. Archivováno z originálu 1. června 2013.
  7. ↑ 1 2 3 4 Hickman CP, Roberts LS, Larson A. Integrované principy zoologie  (neurčité) . — 11. - McGraw-Hill Higher Education, 2001. - ISBN 0-07-290961-7.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 Prosser CL, biskup DV, Brown FA, Jahn TL, Wulf VJ Srovnávací fyziologie zvířat  (neopr.) . — Společnost W.B.Saunders, 1950.
  9. ↑ Encyclopædia Britannica . Získáno 25. 5. 2013. Archivováno z originálu 3. 7. 2011.
  10. ↑ Yack JE, Fullard JH   Co je hmyzí ucho? // Ann. Entomol. soc. Dopoledne. , 86 (6), 1993. - str. 677-682.
  11. ↑ Piper R.   Extraordinary Animals: An Encyclopedia of Curious and Unusual Animals. — Greenwood Press , 2007.
  12. ↑ Scoble MJ   Lepidoptera: Forma, funkce a rozmanitost. — Oxford University Press , 1992.
  13. ↑ Kibalová Ljudmila, Gerbenová Olga, Lamarová Milena.  Vzácné šperky // Ilustrovaná módní encyklopedie . - Praha: Artia, 1966. Archivováno 18. ledna 2012 na Wayback Machine
  14. ↑ Hesse, RW  Výroba šperků historií:  encyklopedie . - Greenwood Publishing Group , 2007. - P. xvii. — (Řemesla světovými dějinami). — ISBN 0313335079 . Archivováno 11. října 2013 na Wayback Machine

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie