Wibrysy – niezbędne włosy w życiu zwierząt?

Praca magisterska autorstwa Pauliny PanekWydział Biologii i Hodowli Zwierząt Uniwersytet Przyrodniczy we WrocławiuOpiekun pracy: prof. dr hab. Inż. Bożena Patkowska-SokołaInstytut Hodowli ZwierzątZakład Hodowli Owiec i Zwierząt FuterkowychUniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Cel badań

Celem pracy była charakterystyka okrywy włosowej ssaków na przykładzie wyspecjalizowanych włosów dotykowych (czuciowych, zatokowych) zwanych wibrysami, pochodzących od lisów pospolitych (Vulpes vulpes L.), lisów polarnych (Alopex lagopus L.) oraz kotów domowych (Felis catus L., Felis domestica L.) uznanych jako rasa: kot europejski.

Badania były prowadzone pod kątem budowy histologicznej wibrysów oraz oceny ich parametrów fizyko-mechanicznych.

Materiał i metody badań

• Materiał pozyskiwano w Katedrze Patologii na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej Zakładu Patomorfologii i Weterynarii Sądowej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu

• Włosy zatokowe kotów wyrywano wraz z ich cebulką włosową po obu stronach wargi górnej z użyciem pensety

• Włosy uzyskiwano od kotów poddanych uśpieniu (w czasie nie dłuższym niż od dwóch do trzech godzin po zejściu zwierzęcia)

• Od jednego osobnika wyrywano średnio osiem włosów dotykowych wargi górnej

Czym są wibrysy?

• Rodzaj włosów szczególnie wyspecjalizowanych, nieliniejących, podlegających oddzielnej klasyfikacji

• Włosy dotykowe (pili tactiles)

• Czuciowe lub zatokowe (pili sinuosi)

• Rodzaj włosów grubych, długich, prostych, sztywnych i giętkich o kształcie stożka zwężającego się obwodowo

• Duża średnica przy podstawie• Liczebność zdecydowanie mniejsza w

porównaniu z innymi rodzajami włosów • Barwy białej lub czarnej• Podczas ontogenezy rozwijają się jako pierwsze

Pochodzenie wibrysów

• Przypuszcza się, iż wyewoluowały one z narządów odbierających wrażenia dotykowe

• Analiza czaszek gadów ssakokształtnych wskazuje na obecność bogato unerwionych i unaczynionych włosów czuciowych

Budowa wibrysów

• Korzenie zlokalizowane w skórze właściwej, trzy razy głębiej niż pozostałe typy włosów okrywy

• Pozbawione gruczołów potowych• Słaby stopień rozwoju gruczołów łojowych• 2 razy większa grubość w porównaniu z resztą

włosów okrywy• Obecność dużej zatoki krwionośnej (żylnej)• Bardzo dobre unerwienie (50-100 włókien

nerwowych) i unaczynienie

Włos czuciowy i typowy włos okrywy

BUDOWA HISTOLOGICZNA

Mikroskop skaningowy elektronowy

Mikroskop fluorescencyjny 10x

Mikroskop skaningowy elektronowy

Mikroskop fluorescencyjny 10x

Mikroskop skaningowy elektronowy

Mikroskop skaningowy elektronowy

Włos puchowy nietoperza

Włos puchowy owcy

Włos puchowy tygrysa

Włos puchowy rysia

OCENA FIZYKO - MECHANICZNA

Technika mierzenia grubości

Klasy długości:

KL I – 30 mm

KL II – 31-50 mm

KL III – 51 mm

grubość (µm) długość (mm) klasa długości

samice 125,93a 58,75A długie (III)

samce 133,35b 67,17B długie (III)

A,B – różnice wysoko istotnea,b – różnice istotne

Fm (N) Lmax (%) NZ (N/mm²)

samice 3,03a 37,19A 1186,29A

samce 3,62b 31,27B 1476,91B

A,B – różnice wysoko istotnea,b – różnice istotne

Analiza zawartości jonów pierwiastków na powierzchni włosów

PierwiastekZawartość na powierzchni włosa (%)

C 63,64

O 28,16

Na 0,29

P 0,08

S 7,19

Cl 0,58

Ca 0,07

Rozmieszczenie wibrysów

• Nadoczodołowe• Podoczodołowe• Jarzmowe• Wargi górnej• Wargi dolnej• Policzkowe• Bródkowe• Na kończynach tylnych• Na nadgarstkach• Obszar szyi• Obszar tułowia (wiewiórki) • Koniec ogona (kret)

Mechanizm odbierania bodźców przez wibrysy

Automatyczna reakcja

Bodziec

Mechanoreceptory zatoki włosa

Orientacja w przestrzeni

Mózg

Kora czuciowa

Bodziec

Nerw

trójdzielny

Rola wibrysów u zwierząt wodnych• Odbieranie ruchów i zmian ciśnienia wody

(analogia do linii bocznej ryb)• Skuteczne identyfikowanie i rozróżnianie obiektów

poprzez dotyk – pojęcie czucia wibrysowego (ssaki morskie np. foki)

Bardzo dobrze widocznymi wibrysami są te umiejscowione na wardze górnej u gryzoni (np. szczurów) oraz u zwierząt drapieżnych

(przedstawicieli m.in. rodziny psowatych Canidae oraz kotowatych Felidae)

Rola wibrysów u zwierząt lądowych

• Czujniki dotykowe – orientacja w przestrzeni

• Pomoc w krótkodystansowym widzeniu• Informacje na temat wielkości, jakości i

kształtu dotykanych elementów środowiska

• Pomoc podczas poruszania się w pomieszczeniach ciasnych, wąskich, nieoświetlonych

• Możliwość polowania w ciemności (złowienie ofiary przy bliskim z nią kontakcie)

• Spostrzeganie ofiary i śledzenie jej ruchów

• Wyczuwanie niewidzialnych przeszkód bez ich dotykania (np. za pośrednictwem wiatru)

• Identyfikowanie powierzchni terenu• Rejestrowanie zmian ciśnienia, ruchów

i wibracji powietrza (bodźce zapachowe i akustyczne)

Wibrysy – niezbędne włosy w życiu

zwierząt?

T A K

• Kot pozbawiony wąsów przez spory czas odczuwa dyskomfort fizjologiczny, czując się nieswojo i bardzo niepewenie (D. Taylor)

• Odcięcie kotu wibrysów przyczynia się do uwstecznienia zdolności wyczuwania przeszkód czy ofiar na dystans (A. Vogel, H. Schneider)

• Gorsze wyniki polowania wydr z obciętymi włosami czuciowymi (badania Green’a)

Literatura

• Anatomia porównawcza kręgowców. Cz. 1 / pod red. Henryka Szarskiego ; [aut. Zygmunt Grodziński et al.].   Wyd. 4.   Warszawa : Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1987. Str 43; 68-71 – rozdzial pokrycie ciala Zygmunta Grodzińskiego

• Układ powłokowy zwierząt domowych / Witold Lutnicki.   Wyd. 2.   Warszawa ; Kraków : Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1988. Str. 6-25, 43-64

• Skóry surowe futrzarskie / Ignacy Duda.   Kraków : Akad. Ekonomiczna ; Warszawa : Wydaw. Naukowo-Techniczne, 1992.str 28, 34, 35 -36-60,138-145, 199-201

• Histologia zwierząt / Jan Kuryszko, Jan Zarzycki. Wydano   Warszawa : Państ. Wydaw. Rolnicze i Leśne, 2000. Str. 481 – 488, 495,496-497,489-494

• Przewodnik do ćwiczeń z hodowli zwierząt futerkowych : okrywa włosowa i użytkowanie futrzarskie / Maria Bednarz, Andrzej Frindt. Warszawa : Szk. Gł. Gosp. Wiejskiego, 1971 str. 10 -51

• Zarys futrzarstwa / Roman Kopański.   Warszawa : Państ. Wydaw. Rolnicze i Leśne, 1965. Str. 13,-31,71,74-77

• Hodowla zwierząt futerkowych / Władysław Herman, Wyd. 4, Warszawa : Państ. Wydaw. Naukowe, 1986. Str. 36-37-45,71-75, 78-80

• Chów i hodowla zwierząt futerkowych / Janusz Kuźniewicz, Andrzej Filistowicz.  Wrocław : Wydawnictwo Akademii Rolniczej, 1999. Str. 52-84,145-173

• Dziurdzik B.: Klucz do oznaczania włosów ssaków Polski; Acta Zoologica Cracoviensia 18(4) 1973; 73-92

• Dziurdzik B.: Badania nad identyfikacją gatunków ssaków na podstawie budowy histologicznej włosów; Przegląd Zoologiczny 22(2)1978; 185-189

Literatura

• Scott D.W., Miller W.H., Griffin C.E.: Small Animal Dermatology 2001 str 4-9,39-48• Hausman L.A.: Structural characteristics of the hair of mammals. Am. Nat. 54,

1920; 496-523• Jarosz S., 1993: Hodowla zwierząt futerkowych. PWN, Warszawa-Kraków• Young D.W., Iggo A.: Neurones in the Spinal Trigeminal Nucleus of the Cat

Responding to Movement of the Vibrissae. Experimental Brain Research.28,1977,457-467

• Hyvärinen H., Palviainen A., Strandberg U., Holopainen I.J.: Aquatic environment and differentiation of vibrissae: comparsion of sinus hair systems of Ringed Seal, Otter and Pole Cat. Brain, Behavior and Evolution.74,2009,268-279

• Williams Christopher M., Kramer Eric M.: The Advantages of a Tapered Whisker. PLoS ONE 5(1): e8806. doi:10.1371/journal.pone.0008806, 2010, 1-9

• Ahl AS (1986) The role of vibrissae in behavior: a status review. Veterinary Research Communications 10: 245–268.

• Ty i twój kot : [encyklopedyczny poradnik dla właścicieli kotów : pielęgnacja, rozmnażanie, wychowanie, zdrowie] / David Taylor ; [tł. Elżbieta Gałązka]. Tyt.oryg.: You & your cat   Warszawa : Muza, 1992. Str 34-35

• Rady dla miłośników kotów / Annemarie Vogel ; Heinz-Eberhard Schneider ; tł.z niem. Zbigniew Wolański.   Warszawa : Państ.Wydaw.Roln.i Leśne, 1991. Str 16,18

Dziękuję za uwagę !