Aktive sensoriske systemer - Active sensory systems
Aktive sensoriske systemer er sensoriske reseptorer som aktiveres ved å undersøke omgivelsene med egengenerert energi. Eksempler inkluderer ekkolokering av flaggermus og delfiner og insektantenner. Å bruke egengenerert energi gir mer kontroll over signalintensitet, retning, timing og spektrale egenskaper. Derimot involverer passive sensoriske systemer aktivering av omgivelsesenergi (det vil si energi som er eksisterende i miljøet, i stedet for generert av brukeren). For eksempel er menneskets syn avhengig av å bruke lys fra omgivelsene.
Aktive sensoriske systemer mottar informasjon med eller uten direkte kontakt. Telepeptive aktive sensoriske systemer samler inn informasjon ved å dirigere forplantende energi og oppdage gjenstander ved hjelp av signaler som tidsforsinkelse og intensitets retursignal. Eksempler inkluderer ekkolokering av flaggermus og elektrosensorisk deteksjon av elektrisk fisk . Kontaktaktive sensoriske systemer bruker fysisk kontakt mellom stimuli og organisme. Insektantenner og værhår er eksempler på kontaktaktive sensoriske systemer.
innhold
eksempler
Aktiv elektrolokalisering
Bioluminesens : Voksen Firefly bruker egenprodusert lys for å finne kameratene. På dype hav produserer barreled dragonfish nær infrarødt lys.
Elektrostatisk felt : Elektriske fisker søker miljøet og lager aktiv elektrodynamisk avbildning.
Mechanosensory
Aktiv berøring: Nattdyr er avhengige av værhår for å navigere ved å samle informasjon om gjenstanders plassering, størrelse, form, orientering og tekstur. Insekter bruker antenner for å undersøke miljøet under bevegelse. Menneskets å nå ut til gjenstander med hender er en analogi.
ekkolokalisering
Ekkolokering : Aktiv akustisk sensing av egenproduserte lyder. Flaggermus avgir ekkolokalisering for å oppdage byttedyr under flukten. Tannhval bruker ekkolokalisering i vann.
Kjemisk
Siden forplantning av kjemikalier tar lengre tid enn andre kilder, er det bare organismer med langsom bevegelse som kan bruke kjemiske signaler for å undersøke miljøet. Slimeformen Dictyostelium discoideum bruker ammoniakk for å undersøke omgivelsene for å unngå hindringer under dannelse av fruktkropp. Distribusjon av kjemisk signal er også begrenset av mangel på retursignaler.
Fysiske og økologiske begrensninger
Energiforplantning
En viktig begrensning i teleceptive aktive sensoriske systemer er å generere energi med retursignal over deteksjonsgrensen. Selvgenerert energi må være sterk nok til å oppdage objekter på avstand. På grunn av geometrisk spredning vil energien som sendes ut jevnt spre seg over en sfære med økende overflate. Signalstyrke avhenger av kvadratet på avstanden mellom organisme og mål. Ved teleceptiv aktiv sensing blir geometrisk spredningskostnad doblet, fordi signal sendes ut og returneres. Som et resultat avtar brøkdel av returnert energi som den fjerde kraften i avstanden mellom organisme og mål.
Retninglighet spiller også en rolle i energiforbruket i å produsere signaler. Økning i retning og smalt område resulterer i lengre dempningslengde. En flaggermus har et bredere deteksjonsområde for å målrette små insekter som flyr med høy hastighet. En delfin produserer en mer smal ekkolokasjonsstråle som forplanter seg ytterligere. Elektriske fisker avgir signaler som omslutter hele kroppen, og har dermed en kortere forplantningsavstand.
Demping
Demping : I tillegg til geometrisk spredning, resulterer absorpsjon og spredning av energi under utbredelse tap av energi. Den dempning lengde er den avstand ved hvilken intensitet faller til 1 / e (37%) til den opprinnelige intensitet. Miljøfaktorer som tåke, regn og turbulens forstyrrer signaloverføringen og reduserer dempningslengden.
Lengde på vedlegg
For kontaktsensorisk system er det bare mål som er innen rekkevidde av kontaktvedlegg, detekterbare. Økning i lengden på vedlegg tilfører fysiske energikostnader ved å legge vekt under bevegelse og investeringer for vekst. Som et kompromiss dekker ryddyr av rotter bare 35% av kroppen. For å minimere kostnadene kobles rytmiske bevegelser sammen med trinnmekanismer for insekter.
så iøynefallende
Energi som frigjøres til miljøet av organismer er utsatt for påvisning av andre organismer. Påvisning av rovdyr og konkurrerende individer av samme art gir et sterkt evolusjonspress. Når aktiv sensing brukes, er energinivåene som er oppdaget ved målet større enn nivået for det returnerende signalet. Byttedyr eller rovdyr utviklet seg til å avlyttes på aktive sensesignaler. For eksempel utviklet de fleste flygende insektsdyr av flaggermus følsomhet for ekkolokasjonsanropsfrekvens. Når mor blir stimulert av en høy lyd, driver møl med å unnvike flyveien. Delfiner kan også oppdage spekkhoggere ultralydklikk. Til gjengjeld produserer spekkhoggere mer uregelmessige, isolerte ekkoloddklikk for å gi mindre iøynefallende signaler. I tilfelle av barreled dragonfish, bruker den rødt lys som andre havfisk ikke kan oppdage.
Beslektede konsepter
Corollary Discharge refererer til evnen til å differensiere egne bevegelser og responser på ytre motoriske hendelser. Orientering og handlinger er kartlagt på nevronalt nivå og huskes i hjernen. Korollarutladning gjør at man kan inkorporere sensorisk inntak som et resultat av sensorisk system og fungerer som et tilbakemeldingssystem. Forstyrrelse av fastkjørt
unngåelse Konspesifikke signaler forstyrrer aktiv sensing av individer som deler habitater. Elektriske fisker som Eigenmannia utviklet refleksiv forskyvning i utslippsfrekvenser for å unngå frekvensinterferens.