Institution municipale "Administration de l'éducation publique de Kamensk"

Concours de recherche de district

et projets des élèves du primaire "Debut in Science"

MOU "Lycée Kamenskaya №3"

5e année

Direction: Le Monde

TRAVAIL DE RECHERCHE

Développement de réflexes conditionnés chez les poissons d'aquarium guppy

Responsable: Yatskova Elena Aleksandrovna

professeur de biologie de la première catégorie de qualification

Étudiant: Shapovalova Alina Nikolaevna

Kamenka 2013

Table des matières

Introduction …………………………………………………………………………… ..3

Chapitre 1. La partie théorique

1. Les enseignements de I.P. Pavlov sur les réflexes conditionnés et inconditionnés ............ 4

   Études des réflexes chez les poissons ........................................... 5

   Caractéristiques générales des poissons d'aquarium guppy ………………… .8

Chapitre 2. La partie pratique

2.1. Développement d'un réflexe conditionné chez les poissons d'aquarium

couleur rouge et bleu ……………………………………………………… ..10

Conclusion .............................................. 12

Références …………………………………………………………………………… 13

Les applications

Présentation

Un aquarium est à première vue un petit récipient rempli d'eau pour y garder des animaux aquatiques et des plantes. (Annexe 1, Fig. 3) Mais en pratique c'est une source entière de connaissances pour les jeunes chercheurs. Il y a un peu plus d'un an, 8 poissons guppy sont apparus dans mon aquarium, qui m'ont été présentés. Aujourd'hui, leur nombre est supérieur à 100 individus. Le mode habituel de l'élève comprend le réveil quotidien le matin avec un réveil, l'allumage de la lumière et toute une série de préparations. En règle générale, j'ai commencé à nourrir le poisson immédiatement après avoir allumé la lumière. Au fil du temps, j'ai remarqué que le poisson commençait à se réveiller avec moi, et après que le réveil et la lampe se soient allumés, j'ai activement couru autour du verre en prévision d'un délicieux petit déjeuner. Je m'intéressais à la question: comment expliquer une telle ingéniosité de créatures avec un petit cerveau, car avant moi le calendrier de leur nutrition était significativement différent? La modification des conditions d'accueil et d'alimentation est-elle nocive pour les poissons d'aquarium? Il s'est avéré que ce comportement s'explique par des réflexes conditionnés. Alors je me suis misle but :

développer des réflexes conditionnés au rouge et au bleu chez les poissons d'aquarium guppy. Pour cela, j'ai identifié les éléments suivantsles tâches :

étudier l'histoire de la découverte des réflexes chez les animaux et

découvrez quels sont les réflexes chez les poissons d'aquarium

L'objet Les études sont des poissons d'aquarium guppy.Objet   les études sont devenues des réflexes conditionnés de poissons d'aquarium guppy. Les résultats de l'étude sont testés sur des poissons d'aquarium guppy domestiques à raison de 110 individus. La valeur pratique du travail est d’appliquer les résultats de l’étude dans un coin de la faune de l’école, comme matériel supplémentaire dans les cours de biologie, les réunions de l’équipe environnementale de l’école et d’autres activités parascolaires.

Le travail consiste en introduction, chapitre de la partie théorique avec 3 paragraphes, chapitre de la partie pratique, conclusion, liste de la littérature utilisée, applications.

Chapitre 1. La partie théorique

1. Les enseignements de I.P. Pavlov sur les réflexes conditionnés et inconditionnés

Reflex (du lat. Reflexus - tourné en arrière, réfléchi) - la réaction du corps, effectuée par le système nerveux en réponse à l'exposition à des stimuli externes ou internes. L'idée de réflexes a d'abord été avancée par R. Descartes, qui les a attribués à des actions involontaires automatiques. IM Sechenov a prouvé que «tous les actes de la vie consciente et inconsciente selon le mode d'origine sont des réflexes» Ce concept a été développé par I.P. Pavlov, qui a créé la doctrine des réflexes inconditionnés et conditionnés.

Pavlov Ivan Petrovich (1849 - 1936) - académicien, professeur de physiologie, célèbre scientifique russe, créateur de la doctrine des "réflexes conditionnés". Son travail principal, "Vingt ans d'étude objective de l'activité nerveuse supérieure (comportement) des animaux" (un recueil d'articles, de discours, de rapports), a été publié en 1923 par I.P. Pavlov et ses étudiants pour la première fois a donné la confirmation expérimentale exacte des vues théoriques de Sechenov, père de la physiologie russe. L'objet des observations directes de Pavlov était le travail des glandes salivaires chez le chien. On sait qu'en raison du mécanisme réflexe inné, le chien sécrète de la salive lorsque la nourriture entre dans sa bouche; c'est un réflexe naturel ou "inconditionné". Les expériences de Pavlov ont montré que si chaque fois qu'un chien était nourri, une ampoule était allumée (ou qu'une cloche était donnée), une connexion définitive serait établie entre le mécanisme nerveux de l'appareil visuel et le mécanisme réflexe de la sécrétion de salive. À la suite de la répétition de telles expériences, déjà un type d'ampoule seul, sans manger, provoquera la salivation. Une nouvelle connexion se forme, une nouvelle voie dans le système nerveux, une «habitude»; c'est ce que Pavlov appelle le réflexe "artificiel" ou "conditionné". Les réflexes inconditionnés sont innés, permanents (instincts), conditionnés - impermanents, temporaires, acquis (expérience, habitude). La signification biologique de la connexion réflexe conditionnée est énorme: en individualisant les réponses du corps aux stimuli externes, elle affine à l'infini son orientation dans le monde environnant. En étudiant les résultats de ses expériences simples sur des chiens, Pavlov est arrivé à la conclusion que toute activité mentale n'est rien d'autre qu'une collection de réflexes, c'est-à-dire réponses naturelles aux irritations externes.

La survenue de réflexes est associée à l'apparition de cellules nerveuses individuelles qui interagissent les unes avec les autres par le biais de contacts synaptiques. Une plus grande spécialisation des réflexes se produit avec l'apparition et la complication du système nerveux central (SNC). La signification biologique des réflexes est de maintenir l'intégrité fonctionnelle d'un organisme vivant et la constance de son environnement interne (homéostasie), ainsi que d'assurer l'interaction efficace du corps avec l'environnement externe (comportement adaptatif).

Conclusion . Chez tous les animaux, on distingue deux types de réflexes: congénital (inconditionné) et acquis (conditionnel)

1. Réflexes de recherche sur les poissons

En réponse à divers stimuli environnementaux perçus par les organes sensoriels, les poissons réagissent avec un nombre assez limité de réactions motrices: nager ou nager, plonger, saisir de la nourriture par la bouche, éviter les obstacles qui gênent la natation, etc. Un stimulus lumineux, en fonction de sa luminosité et la composition qualitative agit différemment sur les récepteurs de l'œil du poisson et provoque une impulsion nerveuse correspondante, qui est transmise par les nerfs sensoriels au cerveau, et se précipite donc par réflexe le long des nerfs moteurs jusqu'à la peau. Les cellules pigmentaires (chromatophores) situées dans la peau des poissons sous l'influence des influx nerveux subissent un changement dû à l'expansion ou à la contraction des grains de pigment ou à leurs mouvements dans les chromatophores. De là vient le changement réflexe de la couleur du corps. Dans les réservoirs naturels avec différentes couleurs de sol, les poissons restent instinctivement dans des endroits qui leur conviennent, mais en cas de mouvement forcé vers un environnement différent (par exemple, dans un réservoir avec une couleur de fond uniforme qui ne coïncide pas avec leur couleur), ils peuvent s'adapter à de nouvelles conditions grâce au réflexe décrit ci-dessus décoloration de la peau. Dans les deux cas, la survie de l'espèce est assurée par le subtil, comme le dit I. P. Pavlov, «équilibrant le corps avec l'environnement» grâce à l'activité du système nerveux. La couleur du sol dans des conditions naturelles a servi de signal de sécurité au poisson, car ce n'est que lorsqu'il est tombé sur son arrière-plan qu'il est devenu moins visible pour les ennemis et était moins susceptible d'être poursuivi par les prédateurs.

Les poissons sont capables de distinguer non seulement la couleur, mais aussi la forme, ainsi que la taille des objets en mouvement. Par exemple, sous la forme d'une pince à épiler à partir de laquelle les poissons prennent de la nourriture, un réflexe alimentaire conditionné se développe au fil du temps. Au début, les poissons ont peur des pincettes immergées dans l'eau, mais, en recevant de la nourriture à chaque fois, après un certain temps, ils commencent à nager en toute confiance vers les pincettes, au lieu de flotter. Cela signifie que le poisson a développé un réflexe conditionné à la pince à épiler comme irritant, coïncidant avec un aliment irritant inconditionné. Dans ce cas, les pincettes servent de signal alimentaire. Avec une alimentation régulière des poissons de la boîte, ils commencent à répondre non seulement à l'approche de la personne qui allaite vers l'aquarium, mais aussi à l'apparence de la boîte. Si vous passez la boîte à une personne debout de l'autre côté de l'aquarium, les poissons y vont aussi. Cela signifie qu'ils ont développé un réflexe conditionné à la figure d'une personne avec une boîte comme image généralisée, jouant dans son ensemble le rôle d'un signal alimentaire.

Réflexes conditionnés aux stimuli sonores . Les amateurs d'aquariums savent très bien comment apprendre aux poissons à se rassembler à la surface de l'eau au signal de taper sur le mur. Les chercheurs qui nient avoir entendu parler du poisson affirment que le poisson n'a navigué que lorsqu'il a vu une personne venir à l'étang ou lorsque ses pas ont provoqué une secousse du sol. Cependant, cela n'exclut pas la participation du son comme l'une des parties d'un stimulus complexe. La question de l'audition des poissons est depuis longtemps controversée, d'autant plus que les poissons n'ont ni cochlée ni membrane principale de l'organe de Corti. Il n'a été résolu positivement que par la méthode objective des réflexes conditionnés (Yu. Frolov, 1925). Les expériences ont été réalisées sur des poissons d'eau douce (carpe crucifère, collerette) et marins (morue, gobie). Dans un petit aquarium, le poisson test a nagé sur un fil attaché à une capsule de transfert d'air. Le même fil a été utilisé pour amener le courant électrique dans le corps du poisson; le deuxième poteau était une plaque métallique située au fond. La source sonore était le combiné. Après 30 à 40 chocs électriques, un réflexe protecteur conditionné auditif s'est formé. Lorsque vous allumez le téléphone, le poisson a plongé sans attendre un choc électrique. Ils ont également constaté que le développement d'un réflexe conditionné facilitait la formation de réflexes ultérieurs.

Réflexes conditionnés aux stimuli lumineux . Une variété de réflexes conditionnés sur le renforcement alimentaire ont été développés lors de la formation des poissons afin d'étudier leur vision. Si les macropodes étaient nourris avec des larves de chironomes rouges, alors les poissons attaqueraient la paroi de l'aquarium lorsque des morceaux de laine rouge de taille similaire aux larves étaient collés sur le verre extérieur. Les micropodes n'ont pas répondu aux grumeaux verts et blancs de la même taille. Si vous nourrissez le poisson avec des bobines de chapelure blanche, alors il commence à saisir les morceaux de laine blancs qui apparaissent. Le développement élevé de la perception visuelle d'une carpe est mis en évidence par sa capacité à distinguer la couleur d'un objet même dans différentes conditions d'éclairage. Cette propriété de constance de perception se manifeste chez la carpe par rapport à la forme de l'objet dont la réaction reste certaine malgré ses transformations spatiales.

Réflexes alimentaires sophistiqués . Pour une meilleure comparaison des indicateurs de l'activité réflexe conditionnée de différentes espèces animales, des mouvements naturels de production alimentaire sont utilisés. Un tel mouvement pour les poissons est la prise d'une perle suspendue à un fil. Les premières crises aléatoires sont renforcées par la nourriture et combinées à un signal auditif ou visuel, auquel se forme un réflexe conditionné. Un tel réflexe visuel conditionné, par exemple, a été formé et renforcé dans la carpe cruciforme pour 30 à 40 combinaisons. La différenciation des couleurs et le freinage conditionnel ont également été développés. Cependant, des modifications répétées de la valeur du signal des stimuli positifs et négatifs se sont révélées être une tâche extrêmement difficile pour les poissons et ont même conduit à des troubles de l'activité réflexe conditionnée.

Conclusion . Chez les poissons d'aquarium, divers réflexes conditionnés peuvent se développer: à la lumière, à la couleur et à la forme des objets, au temps, etc.

1.3. Caractéristiques générales des poissons d'aquarium guppy

Domaine: Eukaryotes

Royaume: Animaux

Type: Chordés

Classe: Poisson rayfin

Commande: carpe

Famille: Pecilian

Sexe: Pecilia

Vue: Guppy

Nom scientifique international

Poecilia reticulata (Peters, 1859)

Guppy (lat.Poecilia reticulata) - poisson vivipare d'eau douce. Les guppys ont un dimorphisme sexuel prononcé - les mâles (Annexe 1, Fig. 1) et les femelles (Annexe 1, Fig. 2) diffèrent en taille, forme et couleur. La taille des mâles est de 1,5 à 4 cm, des individus pur-sang minces, souvent avec de longues nageoires. La couleur est souvent brillante. La taille des femelles est de 2,8 à 7 cm, avec un abdomen élargi, dans la région anale dont le caviar est visible. Les ailerons sont toujours proportionnellement plus petits que les mâles. Les femelles des habitats naturels et de nombreuses races sont grises avec un réseau d'écailles rhombique prononcé, pour lequel l'espèce a obtenu son nom: réticulum avec lat. - maille, maille.

Les poissons d'aquarium les plus populaires et sans prétention. Dans un aquarium à domicile habite toutes les couches. En captivité, vit plus longtemps et grandit plus que dans la nature. Les aquariums contiennent le plus souvent différentes races de guppys ou le résultat de leur mélange.

Guppies a obtenu son nom en l'honneur du prêtre et universitaire anglais Robert John Lemcher Guppy, qui en 1886 a fait un rapport aux membres de la Royal Society, dans lequel il a parlé de poissons qui ne frayent pas, mais donnent naissance à des oursons vivants.

La température optimale de l'eau est de +24 ° C. Survivez dans la plage de + 14 ° à +33 ° C. La surface de l'aquarium pour une paire de guppys est de 25 × 25 cm à un niveau d'eau d'environ 15 cm. Ils sont omnivores - ils ont besoin de petits aliments d'origine animale et végétale. Il s'agit principalement de protozoaires, de rotifères (philodyne, asplanha); crustacés (cyclopes, daphnies, moina, larves de moustiques - corpetra, vers de vase); chrysalide de moustique; plantes inférieures (chlorella, spiruline), ainsi que certains encrassements d'algues. Pour les poissons adultes, il est nécessaire d'organiser un ou deux jours de jeûne par semaine (lorsque les poissons ne sont pas nourris).

Conclusions pour le chapitre 1.

Une contribution significative à l'étude des réflexes a été apportée par I.P. Pavlov

Pour développer un réflexe conditionné, une action combinée prolongée de stimuli inconditionnés et conditionnés est nécessaire

Chez les poissons, il est possible de développer de simples réflexes conditionnés à la lumière, au son, à un objet en mouvement, au temps, à la taille et à la couleur des objets, etc.

Guppies - poissons d'aquarium vivipares sans prétention, pratiques pour la recherche.

Chapitre 2. La partie pratique

2.1. Le développement d'un réflexe conditionné chez les poissons d'aquarium au rouge et au bleu

Pour qu'une expérience réussie développe un réflexe conditionné, les conditions suivantes doivent être respectées:

1. Nourrissez le poisson à différents moments, sinon un réflexe conditionné se développe pendant un certain temps.

2. Le stimulus conditionné doit agir en premier - dans ce cas, c'est un objet de couleur rouge ou bleue

3. Le stimulus conditionné est en avance sur le temps ou coïncide avec le stimulus non conditionné - aliments (aliments pour animaux)

4. L'irritant conditionnel et l'alimentation sont combinés plusieurs fois

5. Un réflexe conditionné est considéré comme développé si les poissons nagent jusqu'aux parois de l'aquarium lorsqu'un stimulus conditionné apparaît (Annexe 2, Fig. 4, 5.)

L'expérience est menée avec des poissons d'aquarium guppy. Au moment de l'expérience, il y avait 110 individus. Avant l'expérience, ils étaient conservés dans un aquarium, c'est-à-dire dans les mêmes conditions: durée d'alimentation, conditions de température et d'éclairage, composition et quantité d'eau. Tous les individus ont développé le même réflexe conditionné: le matin (à 6h30) après avoir déclenché l'alarme sur le téléphone portable et allumé la lumière, l'alimentation a commencé. Tous les individus ont nagé simultanément au bord de l'aquarium en prévision de la nourriture. Pendant la journée, la lumière était allumée au besoin, mais pas à chaque fois qu'elle se terminait par l'alimentation du poisson.

Pour une expérience, c'est-à-dire le développement d'un réflexe conditionné au rouge et au bleu (se nourrissant après l'apparition d'une boîte avec un capuchon rouge ou un ballon bleu), les poissons ont été divisés en 3 parties (installés dans 3 aquariums). Le groupe témoin (30 individus) a été maintenu dans les mêmes conditions (les conditions d'alimentation n'ont pas changé). Le premier groupe expérimental (40 individus) n'a pas reçu de nourriture le matin après les signaux précédents. L'alimentation a eu lieu après l'apparition d'une boîte avec un capuchon rouge près des parois de l'aquarium et la plupart des poissons y prêteraient attention. Entre les tétées, un ballon bleu se tenait près des parois de l'aquarium, des poissons y nageaient, mais il n'y avait pas de nourriture.

Le deuxième groupe expérimental (40 individus) est l'inverse: après l'apparition d'un ballon bleu, le poisson a reçu de la nourriture. Dans les intervalles entre les tétées, une boîte rouge est apparue sur les parois de l'aquarium pendant plusieurs minutes, les poissons y ont nagé, mais n'ont pas reçu de nourriture.

Au fil du temps, les premier et deuxième groupes expérimentaux d'individus ont développé un réflexe conditionné à l'alimentation après l'apparition d'un objet de couleur rouge ou bleue, respectivement. Les résultats de l'expérience sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1. Journal d'observation

Date

Stimulation conditionnée et temps d'alimentation

Temps estimé des poissons s'approchant des parois de l'aquarium

1 groupe

2 groupes

1 groupe

2 groupes

02.01

07.00

07.30

6, 5 minutes

6, 5 minutes

09.01

14.45

14.25

5 minutes

5, 5 minutes

16.01

16.30

16.00

4, 5 minutes

4 minutes

23.01

07.00

07.20

3, 5 minutes

3 minutes

30.01

15.00

15.50

2 minutes

2,5 minutes

06.02

17.00

17.30

1 minute

1,5 minutes

13.02

15.00

15.10

30 secondes

50 secondes

20.02

07.10

07.20

10 secondes

20 secondes

27.02

14.30

14.50

10 secondes

10 secondes

TOTAL

réflexe de couleur spécifique développé

Conclusions au chapitre 2.

Pour développer un réflexe conditionné chez les poissons d'aquarium guppy, certaines conditions doivent être remplies

Au cours de l'expérience, un réflexe conditionné a été développé chez les poissons d'aquarium guppy pour le rouge et le bleu

Les réflexes conditionnés contribuent à l'adaptation des organismes aux conditions environnementales (dans ce cas, les conditions d'alimentation)

Conclusion

L'aquarium est un petit monde qui donne une occasion unique de transférer un morceau de nature dans la maison, où tout est coordonné, vit en harmonie, se développe, change, se révèle à l'observateur. Ce monde fragile dépend entièrement du propriétaire, car sans ses soins et son attention constants, il périra.

Chez les animaux hautement organisés avec un système nerveux central, il existe deux groupes de réflexes: inconditionné (congénital) et conditionné (acquis). Les réflexes sont une valeur adaptative importante pour maintenir l'intégrité du corps, le plein fonctionnement et la constance de l'environnement interne. Chez les poissons d'aquarium, il est possible de développer toutes sortes de réflexes conditionnés à divers stimuli: temps, lumière, couleur et forme des objets, etc. Au cours de l'expérience, des réflexes conditionnés se sont formés chez les poissons d'aquarium guppy pour le rouge et le bleu en fonction de l'inconditionné (nourriture).

Dans cet article, un exemple du développement d'un seul réflexe conditionné est considéré. Les connaissances acquises donnent lieu à un large éventail d'opportunités pour la connaissance scientifique des lois de la nature et l'amélioration de ses propres connaissances.

Les références

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Reshetnikov Yu.S., Kotlyar A.N., Russ T.S., Shatunovsky M.I.Le dictionnaire païen des noms d'animaux. Du poisson. Latin, russe, anglais, allemand, français. / édité par Acad. V. E. Sokolova. - M.: Rus. Yaz., 1989 .-- S. 183.

Frolov Yu.P. I.P. Pavlov et sa doctrine des réflexes conditionnés. Gos. éd. littérature biologique et médicale, 1936 - 239 p.

http://books.google.com

APPENDICE 1

Fig. 1 Guppy Male

Fig. 2 femelles guppys

Fig. 3 poissons d'aquarium Guppy

APPENDICE 2

Fig. 4 Développement d'un réflexe conditionné au rouge

Fig.5 Développement d'un réflexe conditionné au bleu

Dans l'étude des poissons, une grande attention est accordée au développement du concept de "réflexe", pour la première fois une définition du concept de "réflexe conditionné" est donnée. Il est important que les élèves soient convaincus que les poissons développent une grande variété de réflexes et peuvent être développés par eux-mêmes.

Les plus abordables sont des expériences sur le développement de réflexes conditionnés conditionnés au son, à la lumière et à d'autres stimuli. Relativement rapidement (dans une semaine ou deux), vous pouvez apprendre au poisson à nager jusqu'à un certain endroit d'alimentation sur des signaux tels que taper sur le verre d'un aquarium avec un objet métallique (clé, trombone, pièce de monnaie), allumer la lumière d'une lampe de poche.

Dans la leçon, en se familiarisant avec le système nerveux et le comportement des poissons, l'enseignant peut proposer aux élèves qui ont des aquariums à la maison de dire quels réflexes conditionnés se sont développés eux-mêmes dans les poissons contenus, dans quelles conditions ils pourraient se développer. De plus, plusieurs élèves peuvent être invités à développer un réflexe conditionné au son et à dire comment ce travail doit être effectué.

Équipements et installations. Aquarium avec plusieurs poissons de la même espèce ou d'espèces différentes; lampe de poche; ampoules avec réflecteurs; colorants bleus et rouges.

Expérience de conduite. 1. Avant de mener une expérience sur le développement d'un réflexe conditionné au son des poissons, vous devez le laisser sans nourriture pendant plusieurs jours. Ensuite, avant chaque tétée, vous devez taper sur le mur de l'aquarium avec une pièce de monnaie ou un autre objet métallique et, en observant le comportement des poissons, leur donner un peu de nourriture. L'expérience se déroule quotidiennement. Une fois que les poissons ont mangé la nourriture, on leur donne une autre petite portion en tapant sur la paroi de l'aquarium.

Nourrissez les poissons au même endroit. Le temps entre l'action d'un stimulus conditionné et son renforcement à chaque tétée doit être progressivement augmenté. Le réflexe conditionné est considéré comme développé lorsque les poissons après le signal se rassemblent sur le lieu d'alimentation en l'absence de nourriture.

Les élèves doivent savoir que la réponse à un stimulus conditionné n'est maintenue que si elle est complétée par de la nourriture ou un autre stimulus non conditionné.

2. De la même manière que pour le son, un réflexe conditionné à la lumière se développe. À l'extérieur, les murs de l'aquarium renforcent l'ampoule d'une lampe de poche. Pour empêcher la lumière de se propager dans toutes les directions, vous pouvez faire un petit réflecteur - un cône à partir d'un morceau de papier d'aluminium collé sur du papier épais. L'ampoule est câblée à la batterie.

Avant l'expérience, les poissons ne sont pas nourris pendant 1-2 jours. Les élèves sont encouragés à allumer les lumières, à observer le comportement des poissons, puis à leur donner de la nourriture. L'expérience est répétée plusieurs fois par jour. Dans le même temps, il est noté comment le comportement des poissons change, combien de jours après le signal lumineux, ils navigueront vers le lieu d'alimentation.

L'expérience suivante peut être suggérée. Deux petites carpes crucian sont placées dans deux aquariums ou pots d'eau et de plantes aquatiques. Après avoir tapé sur la paroi de l'aquarium, un poisson est nourri avec de la nourriture tombant au fond (vers enchitrea, tubule, ver de sang, petits vers de terre coupés) et l'autre avec de la nourriture flottant à la surface (daphnie sèche, gammarus, ver de sang sec). Chaque tapotement sur la paroi de l'aquarium est accompagné d'une alimentation.

Au cours de l'expérience, il est établi après combien de jours (ou, mieux encore, après combien de séances d'alimentation et d'opération de signal) lors de la mise en place de la carpe carassin dans un aquarium commun, l'un d'eux descendra en tapotant et l'autre montera.

3. Une expérience intéressante est la clarification de la capacité des poissons à réagir aux couleurs. Sur la paroi extérieure de l'aquarium, deux ampoules avec réflecteurs se renforcent. L'une des ampoules est pré-peinte en rouge, l'autre en bleu. Initialement, les poissons développent un réflexe conditionné à l'ampoule rouge. Ensuite, allumez alternativement les lumières bleue et rouge, et lorsque la lumière bleue est allumée, aucun aliment n'est donné. Au début, les poissons réagissent à l'une et aux autres ampoules, puis uniquement à la rouge. Une lumière de freinage est générée par l'allumage de la lumière bleue.

Au cours de la réalisation des expériences, les élèves peuvent observer si les réflexes conditionnés se développent également rapidement chez différentes espèces de poissons, par exemple les guppys ou les épéistes.

Conclusions. 1. Les poissons forment des réflexes conditionnés à divers sons, lumières, couleurs, lieux d'alimentation. 2. Les réflexes conditionnés sont produits un peu plus rapidement chez les poissons prédateurs que chez les poissons pacifiques. 3. Les réflexes conditionnés instruits les aident à mieux survivre dans un environnement en évolution.

Des messages sur les résultats d'expériences sur le développement de réflexes conditionnés chez les poissons sont entendus dans une leçon sur l'étude du système nerveux et le comportement des poissons si les élèves se voyaient confier des tâches préliminaires à la fin de l'étude des arthropodes. Si l'intérêt à mener les expériences décrites a été démontré chez les écoliers lors de leur connaissance du système nerveux et du comportement des poissons, alors les résultats des travaux sur le développement de réflexes conditionnés chez les poissons peuvent être obtenus dans une leçon qui examine le système nerveux et le comportement d'une grenouille en tant que représentant des amphibiens.

Des questions. En quoi les réflexes conditionnés diffèrent-ils des réflexes inconditionnés? Pourquoi les réflexes conditionnés se forment-ils sous la condition de l'action simultanée du réflexe inconditionné? Quelle est l'importance de développer des réflexes conditionnés? Quelle est l'importance de l'extinction des réflexes conditionnés en l'absence de renforcement par leurs stimuli inconditionnés?

\u003e\u003e Système nerveux, organes sensoriels et comportement des poissons

§ 40. Système nerveux, organes sensoriels et comportement des poissons

Moelle épinière

Le système nerveux central des poissons, comme dans lancelet, ressemble à un tube. Sa région postérieure, la moelle épinière, est située dans le canal de la colonne vertébrale, formée par le haut du corps et les arcs des vertèbres. De la moelle épinière entre chaque paire de vertèbres, les nerfs vont à droite et à gauche qui contrôlent les muscles du corps et les nageoires et les organes situés dans la cavité corporelle 77 .

Sur les nerfs des cellules sensibles du corps poisson   des signaux d'irritation pénètrent dans la moelle épinière.

Le cerveau.

L'avant du tube neural des poissons et autres vertébrés est modifié dans le cerveau, protégé par les os du crâne. Dans le cerveau vertébral, les services suivants sont distingués: le cerveau antérieur, le diencéphale, le mésencéphale, le cervelet et la moelle oblongue. Toutes les parties du cerveau sont d'une grande importance dans la vie du poisson. Par exemple, le cervelet contrôle la coordination des mouvements et l'équilibre de l'animal. La moelle oblongue passe progressivement dans la moelle épinière. Il joue un rôle important dans le contrôle de la respiration, de la circulation, de la digestion et d'autres fonctions essentielles du corps.

Organes sensorielspermettre aux poissons de bien naviguer dans l'environnement. Les yeux jouent un rôle important. Perche   ne voit qu'à une distance relativement proche, mais distingue la forme et la couleur des objets.

Deux trous sont placés devant chaque œil de la perche - les narines conduisant à un sac aveugle avec des cellules sensibles. C'est l'organe de l'odorat.

Organes d'audition   ils ne sont pas visibles de l'extérieur, ils sont placés à droite et à gauche du crâne, dans les os de sa partie postérieure. En raison de la densité de l'eau, les ondes sonores sont bien transmises par les os du crâne et sont perçues par les organes auditifs du poisson. Des expériences ont montré que les poissons peuvent entendre les pas d'une personne marchant le long du rivage, la sonnerie d'une cloche, un coup de feu.

Organes de goût   - cellules sensibles. Ils sont situés sur la perche, comme autres poissons, non seulement dans la cavité buccale, mais également dispersés sur toute la surface du corps. Il existe également des cellules tactiles. Certains poissons (par exemple, le poisson-chat, la carpe commune, la morue) ont une antenne tactile sur la tête.

Les poissons sont caractérisés par un organe sensoriel spécial - la ligne latérale. Un certain nombre de trous sont visibles à l'extérieur du corps. Ces trous sont associés à un canal situé dans la peau. Le canal contient sensible les cellulesconnecté à un nerf passant sous la peau.

La ligne latérale perçoit la direction et l'intensité du courant de l'eau. Grâce à la ligne latérale, même les poissons aveugles ne rencontrent pas d'obstacles et peuvent attraper des proies en mouvement.

Réflexes de poisson.

En observant le comportement de la perche dans l'aquarium, vous pouvez voir que les réponses à l'irritation peuvent se manifester de deux manières.

Si vous touchez un perchoir, il se précipite instantanément sur le côté. Tout aussi rapide est sa réponse à l'apparence de la nourriture. Un prédateur gourmand, il se précipite rapidement vers ses proies (petits poissons et divers invertébrés - crustacés, vers). À la vue d'une proie, l'excitation se propage le long du nerf optique jusqu'au système nerveux central du perchoir et retourne le long des nerfs moteurs de celui-ci aux muscles. Perch nage vers la victime et la capture. Le mécanisme de telles réponses corporelles à l'irritation est inné - de tels réflexes sont appelés, comme vous le savez déjà, innés ou inconditionnés. Chez tous les animaux de la même espèce, les réflexes inconditionnés sont les mêmes. Ils sont hérités.

Si nourrir le poisson dans l'aquarium s'accompagne d'actions (conditions), par exemple, allumer une ampoule ou taper sur le verre, alors au bout d'un certain temps, un tel signal commence à attirer le poisson lui-même, sans pansement supérieur. Des réflexes acquis ou conditionnés, apparaissant dans certaines conditions, se produisent sur ces signaux chez les poissons.

Contrairement aux réflexes congénitaux, les réflexes conditionnés ne sont pas hérités. Ils sont individuels et se développent au cours de la vie de l'animal.

1. Utilisation de dessins 71   et 77   établir quelle est la différence dans la structure du système nerveux central de la perche et de la lancette.
2. Quels organes sensoriels se développent chez les poissons?
3. Qu'est-ce que le réflexe inconditionné? Donnez quelques exemples.
4. Quelle est la différence entre les réflexes conditionnés et ceux non conditionnés?

Biologie: animaux: manuel. pour 7 cl. mercredi l'école / B. E. Bykhovsky, E. V. Kozlova, A. S. Monchadsky et autres; En dessous. éd. M.A. Kozlova. - 23e éd. - M .: Éducation, 2003 .-- 256 p.: Ill.

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ACTIVITÉ NERVEUSE PLUS ÉLEVÉE DES CARACTÉRISTIQUES ET DES POISSONS À GRANDE CORDE

L'activité nerveuse plus élevée des vertébrés reflète l'une des tendances importantes de leur évolution - l'amélioration individuelle. Cette tendance se manifeste par une augmentation de l'espérance de vie, une diminution du nombre de descendants, une augmentation de la taille corporelle et une augmentation du conservatisme de l'hérédité. Une expression de la même tendance est que, sur la base d'un nombre limité d'instincts d'espèce, chaque individu dans l'ordre de l'expérience de vie personnelle peut former un plus grand nombre de réflexes conditionnés divers.

Dans les chordates inférieurs tels que les chordates larvaires et les cyclostomes, les réflexes conditionnés sont primitifs. Avec le développement de l'activité cérébrale analytique et synthétique et l'utilisation de signaux de plus en plus fins chez les poissons, les réflexes conditionnés commencent à jouer un rôle de plus en plus important dans leur comportement.

Réflexes conditionnés des chordés larvaires

Malgré la régression de son système nerveux, l'ascidium peut former un réflexe protecteur conditionné de fermeture des siphons à un signal sonore, ou plutôt vibratoire.

Pour développer un tel réflexe, un compte-gouttes a été installé sur l'ascidium assis dans l'aquarium. À chaque goutte frappée à la surface de l'eau, l'ascidium fermait rapidement les siphons et, avec une irritation plus forte (laissant tomber une goutte d'une hauteur élevée), il les tirait vers l'intérieur. La source des signaux conditionnels était une cloche électrique montée sur une table près de l'aquarium. Son action isolée a duré 5 s, au terme desquelles une baisse est tombée. Après 20-30 combinaisons, la cloche elle-même pouvait déjà provoquer des mouvements de protection des siphons.

L'ablation du nœud nerveux central a détruit le réflexe développé et rendu impossible la formation de nouveaux. Des tentatives persistantes de développer chez des animaux sains des réflexes conditionnés similaires à la lumière ont échoué. De toute évidence, l'absence de réactions aux signaux lumineux s'explique par les conditions de vie de l'ascidium.

Dans ces expériences, il a également été constaté qu'en raison de combinaisons du signal avec une réaction inconditionnée, celle-ci était de plus en plus facilement provoquée par un stimulus inconditionné. Il est possible qu'une telle augmentation conditionnelle de l'excitabilité de la réaction de signalisation soit la forme de sommation initiale de la communication temporaire, à partir de laquelle des plus spécialisées se sont développées plus tard.

Cyclostomes

La lamproie marine atteint un mètre de longueur. L'instinct sexuel chaque printemps la fait, comme de nombreux poissons marins, quitter les profondeurs de la mer et remonter dans les rivières pour frayer. Cependant, une inhibition peut être générée sur cette réaction instinctive (les lamproies ont cessé de pénétrer dans les rivières où elles ont rencontré de l'eau contaminée).

Les réflexes conditionnés de la lamproie fluviale ont été étudiés avec renforcement par choc électrique. Le signal lumineux (2 lampes de 100 W chacune), auquel était attachée 1 à 2 secondes de stimulation électrodermique non conditionnée après 5 à 10 secondes d'action isolée, déjà après 3 à 4 combinaisons, a commencé à provoquer une réaction défensive motrice. Cependant, après 4 à 5 répétitions, le réflexe conditionné a diminué et a rapidement disparu. Après 2-3 heures, il pourrait être développé à nouveau. Il est à noter que, parallèlement à une diminution du réflexe défensif conditionné, la valeur de l'inconditionné a également diminué. Le seuil d'irritation électrodermique pour induire une réaction défensive a été augmenté. Il est possible que de tels changements dépendent de la nature traumatique de la stimulation électrique.

Comme il a été montré ci-dessus par l'exemple des ascidies, la formation d'un réflexe conditionné peut se manifester par une augmentation de l'excitabilité de la réaction de signalisation. Dans ce cas, l'exemple de la lamproie montre comment, lorsque le réflexe conditionné est inhibé, l'agent pathogène de la réaction de signalisation diminue. Avec facilité, formant un réflexe défensif conditionné à la lumière de la lampe, les lamproies n'étaient pas en mesure de le régler au son d'une cloche. Malgré 30 à 70 combinaisons d'anneaux avec des décharges électriques, il n'est jamais devenu un signal de mouvements de protection. Cela indique l'orientation visuelle prédominante des lamproies dans l'environnement.

La lamproie perçoit de légères irritations non seulement avec les yeux. Même après la transection des nerfs optiques ou l'ablation complète des yeux, la réaction à la lumière s'est poursuivie. Il n'a disparu que lorsque, en plus de l'œil, l'organe pariétal du cerveau, qui avait des cellules photosensibles, a été retiré. Certaines cellules nerveuses du diencéphale et les cellules situées dans la peau près de la nageoire anale ont également une fonction photoréceptrice.

Ayant atteint une haute perfection dans l'adaptation à un mode de vie aquatique, les poissons ont considérablement augmenté leurs capacités de réception, en particulier grâce aux mécanorécepteurs des organes de la ligne latérale. Les réflexes conditionnés constituent une partie essentielle du comportement des poissons cartilagineux et surtout osseux.

Poissons cartilagineux.   Ce n'est pas pour rien que la gourmandise des requins est devenue un proverbe. Son instinct alimentaire puissant est difficile à inhiber même les irritations douloureuses sévères. Ainsi, les baleiniers affirment que le requin continue de déchirer et d'avaler des morceaux de viande de la baleine tuée, même si une jetée y est percée. Sur la base de ces réactions alimentaires inconditionnelles prononcées chez les requins en milieu naturel, de nombreux réflexes alimentaires conditionnés se forment apparemment. Cela, en particulier, est mis en évidence par des descriptions de la rapidité avec laquelle les requins développent une réponse aux navires d'escorte et nagent même à un certain moment vers la planche à partir de laquelle les déchets de cuisine sont jetés.

Les requins utilisent très activement les signaux alimentaires olfactifs. On sait comment ils poursuivent des proies blessées dans le sillage du sang. L'importance de l'odorat pour la formation de réflexes alimentaires a été démontrée lors d'expériences sur de petites Mustelus laevis,   flottant librement dans l'étang. Ces requins ont trouvé des crabes vivants cachés en 10-15 minutes, et ont tué et ouvert en 2-5 minutes. Si les requins étaient recouverts de coton avec de la vaseline, ils ne pourraient pas trouver le crabe caché.

Propriétés de la formation de réflexes défensifs conditionnés chez les requins de la mer Noire (Squalus acanthias)   étudié en utilisant la méthodologie décrite ci-dessus pour les lamproies. Il s'est avéré que les requins ont développé un réflexe conditionné à un appel après 5 à 8 combinaisons, et à une lampe - seulement après 8 à 12 combinaisons. Les réflexes développés étaient très instables. Ils n'étaient pas stockés pendant la journée et le lendemain, ils devaient être retravaillés, même si cela nécessitait moins de combinaisons que le premier jour.

Des propriétés similaires de la formation de réflexes défensifs conditionnés ont également été trouvées par d 'autres représentants de raies cartilagineuses de poissons. Ces propriétés se reflètent dans leurs conditions de vie. Ainsi, pour un résident des eaux profondes d'une pente épineuse, 28 à 30 combinaisons étaient nécessaires pour développer un réflexe annulaire, tandis que 4 à 5 combinaisons étaient suffisantes pour un résident mobile des eaux côtières. Dans ces réflexes conditionnés, la fragilité des connexions temporaires s'est également manifestée. Le réflexe conditionné élaboré la veille a disparu le lendemain. Il a dû être restauré à chaque fois par deux ou trois combinaisons.

Poisson osseux. En raison de l'énorme diversité de la structure et du comportement du corps, les poissons osseux ont atteint une excellente adaptabilité à une grande variété de conditions de vie. Le bébé appartient à ces poissons. Mististhus luzonensis   (le plus petit vertébral, 12-14 mm), et le géant "roi du hareng" (Regalecus)   mers du sud, atteignant 7 m de long.

Instincts de poissons extrêmement divers et spécialisés, en particulier la nourriture et le sexe. Certains poissons, comme un crucian végétarien, nagent paisiblement dans des étangs boueux, tandis que d'autres, comme le brochet carnivore, vivent de la chasse. Bien que la plupart des poissons laissent leurs œufs fécondés à leur sort, certains d'entre eux s'occupent de la progéniture. Ainsi, les chiens de mer gardent les œufs pondus jusqu'à l'éclosion des juvéniles. L'épinoche à neuf épines construit un véritable nid de brins d'herbe, les collant avec ses sécrétions muqueuses. Une fois la construction terminée, le mâle enfonce la femelle dans le nid et ne la laisse pas partir jusqu'à ce qu'elle se reproduise. Après cela, il asperge le caviar de liquide séminal et des gardes à l'entrée du nid, le ventilant parfois avec des mouvements spéciaux des nageoires pectorales.

Poissons d'eau douce de la famille Cichlidae   en cas de danger, les juvéniles éclos sont cachés dans la bouche. Ils décrivent les mouvements spéciaux «d'appel» des poissons adultes avec lesquels ils ramassent leurs alevins. Pinagor mène des alevins qui peuvent être attachés au corps du père avec des ventouses spéciales.

La migration saisonnière est une manifestation frappante de la force de l'instinct sexuel des poissons. Par exemple, à certains moments de l'année, le saumon se précipite de la mer vers les rivières pour frayer. Leurs masses sont exterminées par les animaux et les oiseaux, de nombreux poissons meurent d'épuisement, mais les autres persistent obstinément sur leur chemin. Dans une poursuite irrésistible des cours supérieurs de la rivière, un noble saumon, rencontrant un obstacle, saute sur des pierres, s'introduit dans la circulation sanguine et se précipite à nouveau jusqu'à ce qu'il le surmonte. Il saute les rapides et monte les cascades. Les instincts protecteurs et alimentaires sont complètement inhibés, tout est subordonné à la tâche de reproduction.

La relation des poissons à l'école révèle une certaine hiérarchie de soumission au leader, qui peut prendre différentes formes. Ainsi, des observations sont faites d'un troupeau de poissons de poisson zèbre Malabar, où le leader nage presque horizontalement, ce qui lui permet d'être le premier à voir et à attraper un insecte tombé à la surface de l'eau. Les poissons restants sont classés et nagent avec une inclinaison de 20 à 45 °. Un rôle important dans le comportement des poissons est joué par les phéromones sécrétées par eux. Par exemple, avec des dommages à la peau du goujon, les toribones pénètrent dans l'eau - des alarmes chimiques. Il suffisait de déposer une telle eau dans l'aquarium avec des goujons pour qu'ils fuient.

Réflexes conditionnés aux stimuli sonores.   Les amateurs d'aquariums savent très bien comment vous pouvez apprendre aux poissons à se rassembler à la surface de l'eau pour un signal du robinet sur le mur, si vous pratiquez un tel robinet avant chaque tétée. Apparemment, un tel réflexe alimentaire conditionné a déterminé le comportement du célèbre poisson de l'étang du monastère de Krems (Autriche), qui a attiré l'attention des touristes du fait qu'ils ont navigué jusqu'au rivage au son d'une cloche. Les chercheurs qui nient avoir entendu parler du poisson affirment que le poisson n'a navigué que lorsqu'il a vu une personne arriver à l'étang ou lorsque ses pas ont provoqué une secousse du sol. Cependant, cela n'exclut pas la participation du son comme l'une des parties d'un stimulus complexe.

La question de l'audition des poissons est restée une question controversée depuis longtemps, d'autant plus que les poissons n'ont ni cochlée ni membrane principale de l'organe de Corti. Il n'a été résolu positivement que par la méthode objective des réflexes conditionnés (Yu. Frolov, 1925).

Les expériences ont été réalisées sur des poissons d'eau douce (carpe crucifère, collerette) et marins (morue, aiglefin, gobie). Dans un petit aquarium, le poisson test a nagé en laisse attaché à une capsule de transfert d'air. Le même fil a été utilisé pour amener le courant électrique dans le corps du poisson; le deuxième poteau était une plaque métallique située au fond. La source sonore était le combiné. Après 30 à 40 combinaisons de sons avec des décharges électriques, un réflexe protecteur auditif conditionné s'est formé. Lorsque vous allumez le téléphone, le poisson a plongé sans attendre un choc électrique.

De cette façon, des réflexes conditionnés à divers types de vibrations de l'eau et d'autres signaux, tels que la lumière, pourraient également être développés.

Les réflexes défensifs développés à partir du courant électrique étaient très forts. Ils ont persisté longtemps et ont été difficiles à éteindre. Dans le même temps, des réflexes n'ont pu se développer sur les traces des signaux. Si le début du renforcement inconditionnel était à au moins 1 s derrière la fin du signal conditionné, aucun réflexe ne se formait. Ils ont également constaté que le développement d'un réflexe conditionné facilitait la formation de réflexes ultérieurs. D'après les résultats de ces expériences, on peut juger de l'inertie et de la faiblesse des connexions temporaires, qui sont cependant capables de s'entraîner.

Il n'est pas difficile de développer un réflexe alimentaire conditionné pour sonner dans un orp de poisson doré, accompagnant le signal sonore en abaissant un sac avec des vers hachés dans l'aquarium. Au poisson Umbra limi   non seulement un réflexe positif conditionné similaire a été formé au ton de 288 vibrations / s, mais aussi une différenciation du ton de 426 vibrations / s a \u200b\u200bété développée, qui a été accompagnée par l'alimentation d'un morceau de papier filtre humidifié avec de l'alcool de camphre au lieu de la nourriture.

Afin d'exclure complètement la participation de la vision, des réflexes conditionnés par le son ont été développés sur le poisson-chat, le méné et l'omble nain précédemment aveuglés. De cette façon, la limite supérieure de l'audibilité des sons a été établie, qui s'est avérée être d'environ 12 000 vibrations / s pour le poisson-chat, environ 6 000 pour le vairon et environ 2 500 pour l'omble. Lors de la détermination de la limite inférieure de l'audibilité sonore, il s'est avéré que les poissons perçoivent très lentement (2–5 vibrations / s) et même des vibrations uniques d'eau qui ne sont pas des sons à l'oreille humaine. Ces fluctuations lentes peuvent être conditionnées à des stimuli du réflexe alimentaire et développer leur différenciation. La traversée des nerfs de l'organe de la ligne latérale détruit les réflexes aux sons graves, la limite inférieure d'audibilité s'élève à 25 Hz. Par conséquent, l'organe de la ligne latérale est une sorte d'organe de l'ouïe infrasonore des poissons.

Récemment, des informations ont été accumulées sur les sons émis par les poissons. On sait depuis longtemps que les pêcheurs malais plongent dans l'eau pour que la rumeur révèle où se trouve le banc de poissons. Les «voix» des poissons sont enregistrées sur bande. Ils se sont révélés différents selon les espèces de poissons, plus élevés en alevins et plus faibles chez les adultes. Parmi nos poissons de la mer Noire, le plus vocal était le croasseur. Il est à noter que chez un croasseur, un réflexe conditionné au son se forme après 3 à 5 combinaisons, c'est-à-dire plus rapide que les autres poissons étudiés, par exemple la carpe carassin, qui a nécessité 9 à 15 combinaisons. Cependant, sur les signaux lumineux, le croasseur produit des réflexes conditionnés pires (après 6 à 18 combinaisons).

Réflexes conditionnés aux stimuli lumineux.   Une variété de réflexes conditionnés sur le renforcement alimentaire ont été développés lors de la formation des poissons afin d'étudier leur vision. Ainsi, dans les expériences avec les ménés, il a été constaté qu'ils différencient bien les irritations légères par la luminosité, en distinguant les différentes nuances de gris, il a également été possible de distinguer les figures en pointillés par les poissons. De plus, les hachures verticales ont acquis une valeur de signal plus rapide qu'horizontale. Les expériences avec la perche, le goujon et le vairon ont montré que les poissons peuvent produire des différenciations sous la forme de figures telles qu'un triangle et un carré, un cercle et un ovale. Il s'est également avéré que les poissons sont caractérisés par des contrastes visuels qui reflètent des phénomènes d'induction dans les parties cérébrales des analyseurs.

Si vous nourrissez les macropodes avec des larves de chironomes rouges, les poissons ont rapidement bondi sur la paroi de l'aquarium, lorsque des morceaux de laine rouge, de taille similaire aux larves, ont été collés au verre extérieur. Les micropodes n'ont pas répondu aux grumeaux verts et blancs de la même taille. Si vous nourrissez le poisson avec des bobines de chapelure blanche, alors il commence à saisir les morceaux de laine blancs qui apparaissent.

Il est décrit qu'une fois qu'un prédateur de corail a reçu un atherinka peint en rouge avec un tentacule de méduse. Le poisson prédateur a d'abord attrapé la proie, mais, après s'être brûlé sur des capsules piquantes, il l'a immédiatement relâchée. Après cela, elle n'a pas pris de poisson rouge pendant 20 jours.

En particulier, de nombreuses recherches ont été menées pour étudier les propriétés de la vision des carpes. Ainsi, dans des expériences sur le développement de réflexes conditionnés défensifs en présentant des lignes comme des signaux, il a été montré que les poissons pouvaient les différencier par l'angle d'inclinaison. Sur la base de ces expériences et d'autres, des suggestions ont été faites sur un mécanisme possible d'analyse visuelle chez les poissons à l'aide de neurones détecteurs. Le développement élevé de la perception visuelle de la carpe est mis en évidence par sa capacité à distinguer la couleur de l'objet même dans différentes conditions d'éclairage. Cette propriété de constance de perception se manifeste chez la carpe par rapport à la forme de l'objet dont la réaction reste certaine malgré ses transformations spatiales.

Réflexes olfactifs conditionnels, de goût et de température.   Le poisson peut produire des réflexes olfactifs et gustatifs conditionnés. Après que le méné ait été nourri de viande avec l'odeur de musc pendant un certain temps, il a commencé à réagir avec une réaction de recherche typique à l'odeur précédemment musquée qui lui était indifférente. L'odeur de skatole ou de coumarine pourrait être un signal olfactif. Odeur de signal différenciée d'une alimentation non prise en charge. Il devient très facilement un signal positif pour les mineurs de sentir le mucus qui recouvre leur corps. Il est possible qu'un tel réflexe naturel explique certaines propriétés du comportement de troupeau de ces poissons.

Si les vers de terre nourris de ménés sont préalablement trempés dans une solution de sucre, puis après 12-14 jours, le poisson bondira sur du coton abaissé dans l'aquarium avec une solution de sucre. D'autres substances sucrées, dont la saccharine et la glycérine, ont provoqué la même réaction. Vous pouvez développer des réflexes gustatifs conditionnés à l'amer, au salé, à l'acide. Le seuil d'irritation était amer dans un méné plus haut et plus doux plus bas que chez l'homme. Ces réflexes ne dépendaient pas des signaux olfactifs, car ils persistaient même après l'ablation des lobes olfactifs du cerveau.

Des observations sont décrites qui montrent que le développement de chimiorécepteurs chez les poissons est associé à la recherche et à la détection d'aliments. Les carpes peuvent développer des réflexes conditionnés instrumentaux pour réguler la salinité ou l'acidité de l'eau. Dans ce cas, la réaction motrice a conduit à l'ajout de solutions d'une concentration donnée. Chez le poisson Poecilia reticulata   Peters a développé des réflexes alimentaires conditionnés pour goûter au bêta-phényléthanol différencié par la coumarine.

Des preuves convaincantes ont été obtenues selon lesquelles le saumon, s'approchant de l'embouchure de la rivière où il est né, utilise son odorat pour trouver ses frayères «indigènes». La haute sensibilité sélective de leur chimioréception est indiquée par les résultats d'une expérience électrophysiologique dans laquelle des impulsions ont été enregistrées dans le bulbe olfactif uniquement lorsque l'eau a traversé les narines des frayères «natives» et étaient absentes si l'eau provenait d'eau «étrangère». Il est connu d'utiliser la truite comme objet d'essai pour évaluer la pureté de l'eau après les installations de traitement.

Vous pouvez faire de la température de l'eau dans laquelle le poisson nage un signal alimentaire conditionnel. Dans ce cas, il a été possible de différencier les stimuli de température avec une précision de 0,4 ° C. Il y a lieu de croire que les signaux de température naturels jouent un rôle important dans le comportement sexuel des poissons, en particulier lors des migrations de frai.

Réflexes alimentaires difficiles.   Pour une meilleure comparaison des indicateurs de l'activité réflexe conditionnée de différentes espèces animales, des mouvements naturels de production alimentaire sont utilisés. Un tel mouvement pour les poissons est la prise d'une perle suspendue à un fil. Les premières crises aléatoires sont renforcées par la nourriture et combinées à un signal auditif ou visuel, auquel se forme un réflexe conditionné. Un tel réflexe visuel conditionné, par exemple, a été formé et renforcé dans la carpe cruciforme pour 30 à 40 combinaisons. La différenciation des couleurs et le freinage conditionnel ont également été développés. Cependant, des modifications répétées de la valeur du signal des stimuli positifs et négatifs se sont révélées être une tâche extrêmement difficile pour les poissons et ont même conduit à des troubles de l'activité réflexe conditionnée.

Des études sur le comportement des poissons dans les labyrinthes ont montré leur capacité à développer la réaction d'une sélection irréprochable de la bonne voie.

Donc, le poisson qui aime les ténèbres Tundulus   après 12-16 échantillons, en deux jours, il a commencé à nager à travers les ouvertures des écrans, sans entrer dans des impasses, jusque dans le coin où la nourriture attendait. Dans des expériences similaires avec des poissons rouges, le temps de recherche d'un moyen de sortir du labyrinthe pour 36 échantillons est passé de 105 à 5 minutes. Après une interruption de travail de 2 semaines, la compétence acquise n'a que légèrement changé. Cependant, avec des labyrinthes plus complexes, tels que ceux utilisés pour les rats, les poissons ne pouvaient pas faire face, malgré des centaines d'échantillons.

Chez les poissons prédateurs, une suppression réflexe conditionnée de l'instinct de chasse peut être développée.

Si vous mettez de la carpe carassin dans l'aquarium avec un brochet derrière une cloison en verre, le brochet se précipitera immédiatement dessus. Cependant, après plusieurs coups de tête dans le verre, les attaques cessent. Après quelques jours, le brochet n'essaie plus de saisir le carassin. Le réflexe alimentaire naturel est complètement éteint. Ensuite, la cloison est retirée et le creuset peut nager à côté du brochet. Une expérience similaire a été réalisée avec des perchoirs prédateurs et des goujons. Les prédateurs et leurs victimes habituelles vivaient paisiblement ensemble.

Un autre exemple de transformation réflexe conditionné du comportement instinctif a été montré par une expérience avec des poissons avec des cichlidés qui, lors de leur première ponte, ont remplacé le caviar par du caviar d'une espèce différente. Lorsque les alevins ont éclos, les poissons ont commencé à prendre soin et à les protéger, et lorsqu'ils ont amené les alevins de leur espèce au frai suivant, ils les ont conduits comme des étrangers. Ainsi, les réflexes conditionnés conditionnés se sont avérés très conservateurs. Sur la base du renforcement par des réactions alimentaires et défensives, divers réflexes conditionnés par le moteur ont été développés chez les poissons. Par exemple, un poisson rouge a appris à nager à travers un anneau, à faire des "boucles mortes", un brillant poisson combattant le betta, habitué à passer à travers un trou dans un obstacle, a commencé à sauter dedans même lorsqu'il était élevé au-dessus de l'eau.

Le comportement des poissons, leurs réflexes inconditionnés et conditionnés sont largement déterminés par des facteurs environnementaux environnementaux, qui laissent leur empreinte sur le développement du système nerveux et la formation de ses propriétés.

Le développement de réflexes conditionnés défensifs chez les alevins.   La régulation des débits fluviaux, la construction de barrages de centrales hydroélectriques et de systèmes de remise en état entravent plus ou moins le passage des poissons vers les frayères naturelles. Par conséquent, la pisciculture artificielle devient de plus en plus importante.

Chaque année, des milliards d'alevins éclos dans les écloseries sont rejetés dans les lacs, les rivières et les mers. Mais seule une petite partie d'entre eux survit jusqu'à l'âge de la pêche. Cultivés dans des conditions artificielles, ils se révèlent souvent mal adaptés à la vie sauvage. En particulier, les alevins, qui n'avaient aucune expérience de la vie dans la formation de réactions protectrices, deviennent facilement la proie des poissons prédateurs, dont ils n'essaient même pas de s'échapper. Afin d'augmenter le taux de survie des alevins produits par les écloseries, des expériences ont été entreprises pour développer artificiellement des réflexes protecteurs conditionnés pour approcher les poissons prédateurs.

Dans des tests préliminaires, les propriétés de la formation de tels réflexes aux signaux visuels, auditifs et vibrationnels ont été étudiées. Si parmi les alevins de gardon, nous plaçons des plaques métalliques brillantes en forme de corps de prédateur-schurenka et passons un courant à travers ces plaques, alors les alevins commencent à éviter ces chiffres même en l'absence de courant. Le réflexe se produit très rapidement (Fig. 84).

Fig. 84. Développement d'un réflexe défensif conditionné chez les alevins de gardon par l'apparition d'un modèle de poisson prédateur pendant 1 h (selon G. V. Popov):

1   - des alevins de 35 jours, 2   - 55 jours

Pour évaluer dans quelle mesure le développement de réflexes défensifs artificiels peut augmenter le taux de survie des juvéniles, nous avons comparé le taux auquel un prédateur mangeait des alevins entraînés et des alevins qui n'avaient pas reçu une telle formation.

Pour ce faire, des étangs ont été installés dans l'étang. Un poisson prédateur a été placé dans chaque cage - un chevesne et le nombre précisément compté de poissons alevins. Après 1 ou 2 jours, il a été compté combien d'alevins ont été laissés vivants et combien ont été mangés par le prédateur. Il s'est avéré que parmi les alevins qui n'ont pas développé de réflexes défensifs, près de la moitié meurent le premier jour. Il convient de noter que le deuxième jour, presque rien n’a été ajouté à cet égard. On pourrait penser que les alevins survivants parviennent à former des réflexes défensifs naturels conditionnés et échappent avec succès à la poursuite d'un prédateur. En effet, si nous les prenons après une telle préparation naturelle dans des expériences spéciales, alors le pourcentage de décès est soit relativement faible, soit même nul.

Les alevins avec des réflexes défensifs conditionnés développés artificiellement à la fois à l'apparence de la figure d'un poisson prédateur et aux secousses de l'eau, imitant ses mouvements, étaient les moins affectés par le chevesne. Dans la plupart des expériences, le prédateur n'a pas pu attraper même l'un d'entre eux pendant deux jours.

Récemment, une technique simple pour élever les réflexes protecteurs chez les alevins de poissons commerciaux pendant leur élevage peut apporter des avantages pratiques importants à l'élevage.

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Chapitre 10 L'hypnotisme du système nerveux Un autre type de maladie qui ne relève pas de la théorie de Pasteur est la maladie du système nerveux. Ces maladies ont confondu et effrayé l'humanité depuis des temps immémoriaux. Hippocrate les a approchés rationnellement, mais la plupart

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Chapitre XIII Les fonctions du système nerveux Le système nerveux des êtres vivants a deux fonctions principales. Le premier est la perception sensorielle, grâce à laquelle nous percevons et comprenons le monde qui nous entoure. Sur les nerfs sensoriels centripètes, impulsions des cinq organes

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§ 25. Théories de l'origine des chordés Il existe plusieurs points de vue sur l'émergence des chordés, qui diffèrent à la fois dans les approches de résolution du problème et chez les animaux choisis comme représentants de groupes ancestraux. Les hypothèses les plus célèbres de l'apparition des chordés

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§ 26. Origine du système nerveux chordé Les hypothèses d'origine les plus fréquemment discutées ne peuvent expliquer l'apparition d'un des principaux signes du chordé - le système nerveux tubulaire, situé du côté dorsal du corps. Je voudrais utiliser

III. Exemples de réflexes moteurs.

1. Réflexes musculaires d'étirement et d'inhibition.

Considérez le réflexe musculaire de l'étirement. Il est conçu pour réguler la position des membres, pour fournir une position stationnaire du corps, pour soutenir le corps lorsqu'il est debout, couché ou assis. Ce réflexe maintient la constance de la longueur musculaire. L'étirement d'un muscle provoque l'activation des fuseaux musculaires et la contraction, c'est-à-dire le raccourcissement d'un muscle qui contrecarre son étirement. Par exemple, lorsqu'une personne est assise, il y a un étirement des muscles abdominaux et une augmentation de leur tonus, ce qui contrecarre la flexion du dos. A l'inverse, trop de contraction musculaire affaiblit la stimulation de ses récepteurs d'étirement, le tonus musculaire s'affaiblit

Considérez le passage d'une impulsion nerveuse le long d'un arc réflexe. Il convient de noter immédiatement que le réflexe musculaire d'étirement appartient aux réflexes les plus simples. Il passe directement du neurone sensoriel au motoneurone (Fig. 1). Le signal (irritation) vient du muscle vers le récepteur. Selon les dendrites du neurone sensoriel, l'impulsion passe à la moelle épinière, et là elle passe le plus court chemin vers le motoneurone du système nerveux somatique, puis l'impulsion se déplace le long de l'axone du motoneurone jusqu'à l'effecteur (muscle). Ainsi, le réflexe musculaire d'étirement est effectué.

Fig.1. 1 - muscle; 2 - récepteurs musculaires; 3 - neurone sensoriel; 4 - motoneurone; 5 - effecteur.

Un autre exemple de réflexe moteur est le réflexe d'inhibition. Il se pose en réponse à l'action du réflexe d'étirement. L'arc réflexe inhibiteur comprend deux synapses centrales: excitatrice et inhibitrice. Nous pouvons dire que dans ce cas, nous observons le travail des muscles antagonistes dans une paire, par exemple, un fléchisseur et un extenseur dans une articulation. Les motoneurones d'un muscle sont inhibés lors de l'activation d'un autre composant de la paire. Considérez la flexion du genou. Dans ce cas, nous observons l'extension des fuseaux des muscles extenseurs, ce qui améliore l'excitation des motoneurones et l'inhibition des motoneurones fléchisseurs. De plus, une diminution de l'étirement des fuseaux des muscles fléchisseurs affaiblit l'excitation des motoneurones homonymes et l'inhibition réciproque des motoneurones extenseurs (désinhibition). Par motoneurones homonymes, nous entendons tous les neurones qui envoient des axones au même muscle ou excitent le muscle d'où provient le chemin correspondant de la périphérie au centre nerveux. Et l'inhibition réciproque est un processus dans le système nerveux, basé sur le fait que le long de la même voie afférente, certains groupes de cellules sont excités et d'autres groupes de cellules sont inhibés par des neurones inversés. En fin de compte, les neurones moteurs extenseurs sont excités et les neurones fléchisseurs sont réduits. Ainsi, la régulation de la longueur musculaire se produit.

Considérez le passage d'une impulsion nerveuse le long d'un arc réflexe. Une impulsion nerveuse prend sa source dans le muscle extenseur et se déplace le long des axones du neurone sensoriel jusqu'à la moelle épinière. Étant donné que cet arc réflexe est du type disynaptique, l'impulsion bifurque, une partie tombe sur le motoneurone extenseur pour maintenir la longueur musculaire, et l'autre partie sur le motoneurone extenseur, l'extenseur est inhibé. Ensuite, chaque partie de l'influx nerveux passe à l'effecteur correspondant. Ou, dans la moelle épinière, il est possible de passer au motoneurone des fléchisseurs de l'articulation du genou par le biais de synapses inhibitrices, ce qui vous permet de modifier la longueur du muscle, puis le long des axones moteurs de sortir vers les plaques d'extrémité (effecteur, muscle squelettique). Deux autres options sont possibles, lorsque l'agitateur perçoit le récepteur fléchisseur, alors le réflexe suit le même chemin.

ORIS 2 1. Extenseur musculaire. 2. Fléchisseur musculaire. 3. Le récepteur musculaire. 4. Neurones sensoriels. 5. Interneurones de frein. 6. Neurone moteur. 7. Effecteur

Nous allons maintenant nous familiariser avec des réflexes plus complexes.

2. Flexion et réflexe extenseur croisé.

En règle générale, les arcs réflexes comprennent deux ou plusieurs neurones connectés en série, c'est-à-dire qu'ils sont polysynaptiques.

Un exemple est le réflexe protecteur chez l'homme. Lorsqu'il est exposé à un membre, il est retiré par flexion, par exemple dans l'articulation du genou. Les récepteurs de cet arc réflexe se trouvent dans la peau. Ils fournissent un mouvement visant à éliminer le membre de la source d'irritation.

Avec une irritation du membre, un réflexe de flexion se produit, le membre est tiré en arrière et l'inverse est redressé. Cela se produit à la suite du passage d'une impulsion le long d'un arc réflexe. Nous agissons du bon pied. Du récepteur de la jambe droite le long des axones du neurone sensoriel, l'impulsion pénètre dans la moelle épinière, puis elle est envoyée à quatre chaînes interneurones différentes. Deux chaînes vont aux motoneurones du fléchisseur et de l'extenseur de la jambe droite. Le muscle fléchisseur se contracte et l'extenseur se détend sous l'influence des interneurones inhibiteurs. Nous éloignons la jambe. Dans la jambe gauche, le muscle fléchisseur se détend et le muscle extenseur se contracte sous l'influence d'un interneurone excitant.

RiceBlack - interneurones inhibiteurs; rouge excitant. 2. Motoneurones. 3.Effecteurs des muscles fléchisseurs et extenseurs détendus. 4. Effecteurs des muscles contractés du fléchisseur et de l'extenseur.

3. Réflexe tendineux.

Les réflexes tendineux servent à maintenir une tension musculaire constante. Chaque muscle a deux systèmes de régulation: la régulation de la longueur, à l'aide de fuseaux musculaires comme récepteurs et la régulation de la tension, les tendons agissent comme récepteurs dans cette régulation. La différence entre le système de régulation de tension et le système de régulation de longueur, dans lequel le muscle et son antagoniste sont impliqués, consiste à utiliser le réflexe tendineux du tonus musculaire de tout le membre.

La force développée par le muscle dépend de son étirement préalable, du taux de contraction, de la fatigue. La déviation de la tension musculaire par rapport à la valeur souhaitée est enregistrée par les organes tendineux et corrigée par un réflexe tendineux.

Le récepteur (tendon) de ce réflexe est situé dans le tendon du membre à l'extrémité du muscle fléchisseur ou extenseur. De là, le long des axones du neurone sensoriel, le signal passe dans la moelle épinière. Là, le signal peut traverser l'interneurone inhibiteur vers le motoneurone extenseur, qui enverra un signal au muscle extenseur pour maintenir la tension musculaire. En outre, le signal peut aller vers l'interneurone excitant, qui envoie un signal à travers l'axone moteur vers l'effecteur fléchisseur, pour changer la tension musculaire et effectuer une certaine action. Dans le cas où l'excitatrice perçoit le récepteur fléchisseur (tendon), le signal passe par l'axone du neurone sensoriel vers l'interneurone, et de là vers le motoneurone, qui envoie un signal au muscle fléchisseur le long des axones du motoneurone. Dans l'arc réflexe du fléchisseur, le chemin n'est possible que par l'interneurone inhibiteur.

Fig. Récepteur tendineux. 2. Neurone sensoriel. 3. Frein interneurone. 4. Un interneurone passionnant. 5. Neurone moteur. 6. Le récepteur.