Успех адаптации индивидуума к изменениям, происходящим в среде обитания, зависит от своевременности обнаружения этих изменений.
Скажем, сезонная миграция птиц на юг потеряет смысл, если птицы начнут перелет после того, как ляжет снег и покроются льдом водоемы. В пути они погибнут от холода, голода или врагов. Птицы реагируют на приближение холодов задолго до наступления зимы. Точно так же становятся бессмысленными всякие действия зайца, если лисе удалось приблизиться к нему вплотную и ухватить за шею. Поэтому заяц, как, впрочем, и любая другая потенцистльная жертва любого хищника, обладает способностью фиксировать приближение лисы на достаточном удалении, когда еще не поздно избежать прямых контактов с ней.
Постоянный контроль за происходящими в среде обитания изменениями осуществляют сенсорные системы животного организма — зрительная, слуховая, тактильная, система химической и термической рецепции. Животное имеет систему органов, контролирующих изменения электромагнитного поля Земли, а также положение тела в пространстве (чувство равновесия). Фактически животный организм имеет системы слежения за изменением всех основных физико-химических параметров биосферы. Причем наиболее сложную структурно-функциональную организацию имеют сенсорные системы, предназначенные отслеживать параметры среды с широким диапазоном изменений. Таковыми являются, например, система зрения, слуха, химической рецепции. Те параметры среды, которые изменяются незначительно на протяжении жизни индивидуума, животными не контролируются или животные имеют к таким факторам слабо развитые низко чувствительные сенсорные системы.
В качестве примера, подтверждающего последний тезис, можно привести реактивность животных на изменение гравитационного поля, уровень развития зрительного анализатора у пещерных рыб, низкие адаптационные возможности рыб и других животных большого кораллового рифа к изменению температуры воды. А по отношению к некоторым физическим параметрам среды у животных в процессе эволюции вообще не выработалась чувствительность и не сформировались органы их рецепции. Так обстоит дело с радиоактивным излучением и магнитным полем Земли. Глобальные изменения этих параметров столь незначительны для отдельных поколений животных, что в процессе эволюции у них и не возникала необходимость их контролировать. Виды животных, историческое развитие которых исчисляется миллионами лет, имеют на своем вооружении сенсорные системы, бесполезные для эволюционно молодых видов. Так, древнейшие из рыб — акулы — имеют развитую систему органов рецепции электрического и магнитного полей Земли. Такая же система имелась и у ископаемых пресмыкающихся. Клопы и тараканы — ровесники динозавров — имеют повышенную устойчивость к радиоактивному излучению.
Все сенсорные системы, независимо от модальности воспринимаемого фактора среды, имеют одну и ту же принципиальную схему строения.
Морфологическую основу любой сенсорной системы (или анализатора) составляют несколько структур различной степени специализации. В зависимости от модальности стимула периферическая часть (рецепторная часть) анализатора может иметь различное строение (глаз, ухо, болевой рецептор, акустико-латеральный орган и т. д.).
У высокоразвитых животных центральная часть сенсорной системы представлена группой нейронов в проекционных зонах коры больших полушарий. Проекционные зоны занимают наружную поверхность коры больших полушарий. Выделяют зрительную (затылочную), слуховую (височную) и общечувствительную (теменную) зоны. В коре имеется также представительство обонятельного и вкусового анализаторов. Первичные и вторичные зоны коры составляют центральную часть анализатора в коре головного мозга.
Некоторые нейроны ассоциативных зон коры (гностические нейроны) избирательно реагируют на отдельные сложные стимулы. Они имеют большой запас лабильных пластических связей. Поэтому их функционирование лежит в основе распознавания как генетически детерминированных биологически значимых стимулов, так и стимулов, важность которых определилась в процессе приобретения животным личного опыта. В свою очередь, ориентировочно-исследовательское поведение животных имеет своим результатом образование новых синаптических связей у гностических нейронов и формирование гностической и познавательной систем.
По пути от рецептора к проекционной зоне коры афферентный сигнал подвергается существенной переработке: фильтрации, модуляции, усилению или ослаблению.
В проекционной коре и некоторых подкорковых структурах происходит синтез отдельных сенсорных потоков в сложные образы.
Периферическая часть анализаторов наземных животных является предметом изучения в курсе общей физиологии. Поэтому в данном разделе ограничимся лишь общими соображениями о роли рецепторного аппарата в обеспечении связи животного организма со средой обитания.