Breve panoramica delle strutture e delle funzioni dell’orecchio…Semplificato. Davvero.
Anatomia
Nei rettili con strutture auricolari esterne, la membrana timpanica è visibile, o quasi contigua alla superficie della pelle (come con iguanidi come l’iguana verde), o incassata più in profondità nella testa (come con alcuni scincidi, come lo scinco dalla lingua blu, e agamidi, come il drago barbuto). La membrana timpanica copre la cavità dell’orecchio medio. In effetti, è il confine esterno di questa cavità che è collegato, dall’altra parte, alla faringe e alla tromba di Eustachio. In generale, il confine interno della cavità dell’orecchio medio ha due aperture. Ce n’è uno rotondo, coperto da una sottile membrana, e, più indietro verso il collo, un’apertura ovale che è scoperta. La staffa attraversa la cavità dell’orecchio medio, dall’interno della membrana timpanica, la sua estremità interna montata all’interno dell’apertura ovale. L’estremità esterna della staffa ha un cappuccio cartilagineo che viene a contatto con la membrana timpanica. In alcuni rettili, questa cartilagine, chiamata extrastapes, è attaccata al quadrato, il supporto primario della mascella inferiore.
Oltre le aperture rotonde e ovali della cavità dell’orecchio medio si trova la cavità dell’orecchio interno. Qui si trovano gli organi relativi all’equilibrio (i canali semicircolari, l’utricolo e il sacculo) e l’udito (dotto cocleare). Il dotto cocleare e il sacculo sono entrambi sospesi nel liquido perilinfatico; anche la cocleare è riempita con questo fluido. L’interno del condotto ha due regioni specializzate, la papilla basilaris e la macula lagenae più piccola. Entrambe queste aree sono in realtà gruppi di cellule sensoriali. Queste aree hanno anche ciglia che sono incorporati in una membrana all’interno del dotto cocleare. Queste cellule sensoriali danno origine al nervo uditivo (il nervo cranico VII).
Funzione
Le vibrazioni aeree vengono captate dalla membrana timpanica. Le vibrazioni del substrato (terra o altra superficie di conduzione su cui il rettile è in stretto contatto) vengono rilevate dal quadrato. La membrana timpanica o quadrate vibra, a sua volta vibrando le extrastapes e quindi le staffe. Ciò fa sì che le vibrazioni siano condotte attraverso la cavità dell’orecchio medio, attraverso le finestre fino alla cavità dell’orecchio interno riempita di liquido che ospita il dotto cocleare sensibile, i cui cluster sensoriali trasmettono quindi le informazioni lungo il nervo uditivo.
Questo significa, ovviamente, che anche senza una membrana timpanica montata sulla superficie o sul sottosuolo, molti rettili “senza orecchie” possono effettivamente “sentire”, anche se in vari gradi. La membrana timpanica è assente in molte lucertole fossorie (scavatrici) e semi-fossorie, come l’Anniella senza zampe, così come in altri rettili, come i tuatara, gli anfisbeni e, naturalmente, i serpenti.
C’è una grande variazione nella membrana timpanica e sensibilità dell’orecchio interno tra quelle lucertole e cheloniani con membrane timpaniche (“eared”). Le variazioni morfologiche includono la profondità delle strutture dalla superficie della testa, le dimensioni delle strutture, lo spessore delle varie membrane, ecc. Alcune lucertole dalle orecchie, come accennato in precedenza, hanno membrane timpaniche montate in superficie. Altri hanno una membrana incassata, piuttosto come la membrana timpanica umana è incassata all’interno della testa. Considerando che le nostre orecchie sono contrassegnati da un piuttosto visibile il lembo di cartilagine della pelle che aiuta a condurre le vibrazioni nel nostro orecchio, altre orecchie rettili non hanno una significativa struttura come la nostra, anche se alcune specie hanno angolato recessi, o le scale che crescono più lontano dalla testa, proprio di fronte (cranialmente) della cavità, che possono servire per canale vibrazioni o, più probabilmente, a proteggere l’incasso della membrana ulteriormente da ottenere attizzava da oggetti affilati come ramoscelli e artigli.
Coccodrilli e gechi hanno un piccolo muscolo che si trova accanto o sopra la staffa, lo stapedius, che può funzionare nel modo in cui il muscolo stapedius mammifero fa: smorzando forti vibrazioni. Tuttavia, dato il numero di esseri umani il cui udito è stato permanentemente compromesso dall’ascolto di musica ad alto volume, o rumore del motore o di altri macchinari, non si dovrebbe supporre che lo stapedius fornisca una protezione completa contro tali danni negli esseri umani, né in quei rettili che hanno questo muscolo.
Nel tuatara, la staffa è più lunga, entrando in contatto con il quadrato così come lo ioide e lo squamosale. La loro cavità dell’orecchio medio è piena di tessuto sciolto, per lo più adiposo. I coccodrilli, d’altra parte, hanno un complesso di passaggi ossei pieni d’aria e una tromba di eustachio ramificata. Amphisbaenians mostrano almeno due varianti di extrastapes-staffa morfologia, entrambi i collegamenti più strettamente con la mascella inferiore.
In quei rettili privi della membrana timpanica, quella che sarebbe la cavità dell’orecchio medio è divisa, da una partizione ossea, in due camere. Gli extrastapes passano attraverso la camera esterna, nella quale si apre la tromba di eustachio. La camera interna è chiamato con nomi diversi, a seconda il cui cranio è:
Cheloni: juxtastapedial seno
Lucertole: pericapsular seno
Serpenti: pericapsular recesso
l’interno del seno, in tartarughe e lucertole, è riempito con perilymphatic fluido; in serpenti, la cavità è riempita d’aria.
In molti rettili, tra cui tartarughe, serpenti e anfisbene, manca la finestra rotonda che porta all’orecchio interno. Invece, altri modi si sono evoluti per dissipare le vibrazioni nel fluido perilinfatico. Nei coccodrilli, il dotto cocleare è allungato e differisce in altri modi tra questo gruppo.
Il dotto cocleare nelle tartarughe differisce dagli altri rettili in quanto le due aree sensoriali non sono così distanti l’una dall’altra. Negli studi di papilla basilaris macula lagenae del dotto cocleare, così come le loro ciglia e fibre nervose, i modelli trovati sono spesso così significativi che possono aiutare a tracciare le relazioni tassonomiche e filogenetiche. Alcune delle differenze indicano altre funzioni, come la papilla basilaris allargata in quei gechi che vocalizzano, un’area che è più grande della stessa area nei loro cugini più fossoriali. Contrariamente a questo, però, è che i serpenti fossori che hanno le più grandi aree di papilla basilaris.
Ok, è stato tutto molto interessante, ma cosa sentono davvero?
Come con le differenze morfologiche nelle strutture dell’orecchio, c’è una diversità nella sensibilità del loro udito, nelle gamme di decibel i rettili possono rilevare – sentire. Mentre non abbiamo dati su tutte le specie, ce ne sono alcuni, raccolti da test che misuravano la carica sul fluido perilinfatico, registrati indirettamente alla finestra rotonda o direttamente dal fluido stesso. L’uso di entrambe le tecniche consente di quantificare l’intervallo di frequenza e l’ampiezza richiesta per evocare la risposta.
Amphisbaenians
Amphisbaenia manni, come molti amphisbaenians, è sensibile alle basse frequenze, al di sotto di 2.000 Hz, con sensibilità di 50 dB a 1.000 Hz. Quando gli extrastapes sono stati recisi in amphisbaenians, la sensibilità aerea è scesa a 30 dB, ma ciò non ha fatto alcuna differenza sulla capacità degli amphisbaenians di rilevare e rispondere alle vibrazioni (somatiche) terrestri, trasmesse attraverso i tessuti della mascella inferiore. La punta anteriore della mascella inferiore è più sensibile. Amphisbaenians, non sorprendentemente, condividono alcune altre caratteristiche delle vibrazioni a terra che rilevano l’udito – con i serpenti. Vedi la sezione sui serpenti qui sotto per ulteriori informazioni.
Cheloniani
In quelle specie studiate, rispondono a suoni a bassa frequenza nella gamma 50-1.500 Hz,simile a quella dei coccodrilli. Le specie acquatiche studiate mostrano una certa differenza rispetto alle specie terrestri. Ad esempio, Clemmys guttata (tartaruga maculata) mostra una sensibilità di picco di 4 dB a 80 Hz, mentre Geochelone carbonaria (tartaruga dai piedi rossi) mostra una sensibilità molto più bassa, con un picco di 50 dB a 300 Hz.
Coccodrilli
Come per i cheloniani, rispondono a suoni a bassa frequenza nell’intervallo 50-1.500 Hz. Non sono limitati alle vibrazioni sonore raccolte dalle orecchie o persino dall’osso della mascella. Oltre a questa attrezzatura sensoriale, i coccodrilli hanno fosse apicali sulle scale del loro viso e corpi che sono sensibili alle vibrazioni che viaggiano attraverso l’acqua. Per ulteriori informazioni su questo, vedere il database di biologia dei coccodrilli di Adam Britton > Organi di senso tegumentari.
Lucertole
La maggior parte delle lucertole per le quali sono stati raccolti dati mostrano che la maggior parte sente nella stessa gamma come fa l’iguana verde (Iguana iguana), il cui raccoglie suoni nella gamma 500-4.000 Hz,con una sensibilità di picco a 700 Hz, pari a circa 24 dB. Con forme fossorie (come Holbrookia maculata) (lucertola senza orecchie minore) e altre prive di membrana timpanica, l’udito è limitato a frequenze più basse e richiede suoni più forti (stimolazione) da rilevare. Altre specie orecchie, come Gerrhonotus (lucertole alligatore) hanno sia alta sensibilità su una gamma più ampia, mentre altri, come il Lepidophyma sylvaticum (Madrean tropical night lizard), ha l’alta sensibilità, ma su una gamma più piccola nelle frequenze più basse. I gekkonidi che vocalizzano hanno sia alta sensibilità che alta frequenza, fino alla gamma di 10.000 Hz.
Serpenti
Quando le vibrazioni meccaniche vengono applicate al corpo, provocano l’attivazione dell’orecchio interno proprio come fanno le vibrazioni aeree rilevate dalla membrana timpanica e gli extrastapes nei rettili dalle orecchie. Le risposte alle vibrazioni trasmesse al suolo sono basse in sensibilità e frequenza, nell’intervallo 50-1.000 Hz; la loro sensibilità di picco è nell’intervallo 200-300 Hz,superiore ai gatti. Come i coccodrilli e altri rettili con collegamenti delle loro strutture dell’orecchio interno alla mascella e altre strutture nella testa e nella gola, i serpenti hanno un altro modo per condurre il suono all’orecchio. Vibrazioni captate dai meccanorecettori nella pelle delle loro pance(e corpi?), e possibilmente il loro venter, vengono trasmessi al quadrato attraverso i nervi spinali e da lì nelle loro strutture dell’orecchio interno. In altre parole, la maggior parte dei serpenti può sentire una persona che parla con un tono di voce normale in una stanza tranquilla a una distanza di circa 10 piedi (3 m). Quindi, se pensi che i tuoi serpenti riconoscano i loro nomi, probabilmente hai ragione. I ricercatori discutono se i recettori del serpente non possono dire la differenza tra stimoli aerotrasportati o terrestri (somatici), ma quell’elaborazione di livello superiore potrebbe consentire al serpente di dire se lo stimolo era aerotrasportato o terrestre.
Tuatara
Questi rettili senza orecchie mostrano una risposta in frequenza da 100-800 Hz, con sensibilità di picco a 40 dB a 200 Hz.
E questo significa…?
In confronto, l’udito umano è nell’intervallo di 20-20.000 Hz,con intensità a circa 120 dB. La soglia approssimativa del dolore è di 130 dB, con un concerto rock in arrivo a 130 dB, e danni all’udito si verifica a >90 dB Conversazione normale è tra 60-70 dB Il rumore di fondo tipico in una classe è di 20-30 dB Una moto che va 5 mph è di circa 100 dB, traffico intenso 70 dB, fruscio foglie 20 dB, e una respirazione umana normalmente è di 10 dB.
La sensibilità alle vibrazioni a terra non è stata ben studiata nelle lucertole terrestri o arboree e nei cheloniani. Non sarebbe sorprendente apprendere che anche loro hanno un meccanismo attraverso il quale le vibrazioni rilevate quando sono sdraiate su un ramo o, nel caso dei cheloniani, sul terreno.
I rettili possono comunicare in modo diverso dal comportamento?
Ci sono specie di rettili che vocalizzano (a parte una rapida espulsione dell’aria con conseguente sibilo): coccodrilli, molti gekkonidi e cheloniani. Ci sono alcune prove che alcuni (o forse tutti) veri camaleonti producono suoni a onde molto basse che possono essere usati per comunicare. Nei coccodrilli e cheloniani, le vocalizzazioni fanno parte del corteggiamento e/o dell’accoppiamento. I coccodrilli hanno anche una vasta gamma di altre vocalizzazioni (ascolta le vocalizzazioni sul sito di Adam Britton Crocodile Talk). La vocalizzazione dei gekkonidi non è stata ben studiata, ma le indicazioni sono che, oltre ai richiami di allarme, alcune specie possono giocare un ruolo nella territorialità e nei raggruppamenti sociali, simile all’uso di vocalizzazioni in alcune specie “superiori”.
Non è stato molto tempo fa che i ricercatori hanno capito che gli elefanti comunicano tra loro – spesso su distanze incredibili – in frequenze non rilevate dalle orecchie umane. Presumere che altri animali non stiano comunicando solo perché non possiamo sentirli sarebbe sciocco. Così, anche, sarebbe supponendo che gli animali non possono sentire noi, o le nostre televisioni e stereo quando sono a gomito.
Problemi di salute
Poiché la tuba di eustachio collega la struttura dell’orecchio esterno con la cavità dell’orecchio interno, il seno o la cavità, e da lì alla faringe, c’è il rischio che agenti patogeni entrino lì che non dovrebbero. Infezioni della tuba di eustachio, infiammazione del dotto cocleare e infezione della mucosa orale possono derivare da tali infezioni. Poiché l’orecchio interno contiene anche le strutture che aiutano a mantenere l’equilibrio, le infezioni dell’orecchio e di eustachio possono causare la perdita di equilibrio o l’incapacità di correggere se stessi.
Le cause più comuni di tali infezioni sembrano essere legate a periodi prolungati di cure non ottimali – temperature inappropriate e altre cure e malnutrizione – che portano a un sistema immunitario compromesso incapace più di respingere l’infezione. Un’altra fonte di ascesso può essere dovuta all’accumulo di cellule squamose che raccolgono e formano tappi o altri blocchi nelle cavità. Le membrane timpaniche possono essere perforate, accidentalmente mentre la lucertola o il cheloniano si muovono attraverso il suo ambiente. Le grandi lucertole, come le iguane, possono essere agganciate da un artiglio non tagliato, proprio o appartenente a un cagemate o al gatto di famiglia. Gatti e altri animali domestici possono entrare in possesso del rettile, causando lesioni alla testa. Se non trattata, le ferite potrebbero infettarsi.
Mentre gli esseri umani che hanno infezioni alle orecchie per la maggior parte andare avanti circa il loro business quotidiano, non possiamo essere così cavalier su tali infezioni nei nostri rettili. Insieme a farli controllare e il trattamento necessario avviato da un veterinario rettile, avevamo bisogno di valutare la configurazione in cattività del rettile per assicurarci di identificare eventuali problemi e correggerli immediatamente in modo da consentire al rettile malato di riprendersi a tutta velocità possibile.
Cool Stuff
Quando hai un po ‘ di tempo sulle tue mani, o anche se non lo fai, metti la testa di un’iguana verde tra te e una luce intensa, quindi guarda nella membrana timpanica. Vedrete qualche movimento in là come l’iguana respira e muove la mascella inferiore.
Nelle lucertole con membrane timpaniche, c’è uno strato di pelle che copre le membrane che si liberano quando il corpo perde. Nelle lucertole con membrane incassate, quando la pelle sulla membrana e le pareti circostanti della rientranza si staccano in un unico pezzo, è come una piccola tazza di pelle.
I coccodrilli (alligatori, coccodrilli, caimano, gaviali) sono gli unici rettili con un orecchio esterno che si muove. Un lembo di pelle mobile consente ai coccodrilli di chiudere le orecchie esterne a una sottile fessura quando sono sott’acqua.
Mentre questo articolo è davvero sui rettili, anfibi hanno alcuni adattamenti fresco, anche. Il primo vertebrato conosciuto per inviare il suono attraverso l’aria, avevano bisogno di un buon apparato ricevente e di un forte trasmettitore. Rane e rospi hanno orecchie ben sviluppate. In alcune specie, le frequenze più basse vengono trasmesse all’orecchio interno attraverso le zampe anteriori, mentre le frequenze più alte vengono captate e trasmesse dalla membrana timpanica. Le larve e gli adulti acquatici hanno una linea sensoriale laterale che rileva il movimento dell’acqua.
Roba più cool
Lucertole e salamandre possono sentire con polmone, nuovo studio trova
Serpente udito
Shhhh! I serpenti possono sentirti!il nostro sito utilizza cookie tecnici e di terze parti per migliorare la tua esperienza di navigazione. 1998. Zitto! Il Serpente potrebbe sentirti. Originariamente pubblicato online sul sito web di Torrey Pines State Park (CA).
TIGR Rettile Database
Fisica del suono Lezione
Kaplan, Melissa. 1994. Hai sentito quello su…?
Lucertole del Messico
Comunicazione camaleonte
Murray, Michael J. 1997. Ascessi uditivi. In, In, Medicina rettile & Chirurgia, pp. 349-352. Douglas Mader DVM, editore. WB Saunders, NY.
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Wright, Kevin M. 1997. Allevamento di anfibi e medicina. In, Medicina rettile & Chirurgia, pg. 440. Douglas Mader DVM, editore. WB Saunders, NY.
Per coloro che desiderano ulteriori ricerche, Young cita, tra i circa 214 riferimenti che ha alla fine del suo capitolo, tre in particolare per quanto riguarda la struttura e la funzione dell’orecchio rettile:
Baird, I. The anatomy of the Reptilian ear. In, Biologia della Reptilia, Gans, C.; Parsons, T (Eds.) Academic Press, New York, NY. 1970, pp. 193-275
Bellairs, A. La vita dei rettili. 2 vol. Universe Books, New York. 1970.
Wever, E. L’orecchio rettile: la sua struttura e funzione. La stampa dell’Università di Princeton, Princeton. 1978.
