Почему у животных зрачки разной формы? — Троицкий вариант — Наука
У одних существ зрачки круглые, у других вытянуты вертикально, как мяч для регби, а у многих — узкие щелочки. Принято считать, что вертикальные щелевидные зрачки возникли как адаптация к ночному образу жизни, поскольку позволяют защитить чувствительную сетчатку от слепящего дневного света. Круглые зрачки сжимают кольцевые мышцы, а щелевидный снабжен двумя дополнительными мышцами, стягивающими отверстие в поперечном направлении, благодаря чему щелевидный зрачок можно сузить сильнее, чем круглый. Домашняя кошка и геккон, животные с вертикальными зрачками, могут изменить их площадь в 135 и 300 раз соответственно, а человек — только в 15.
Специалисты Сиднейского университета усомнились в общепринятой гипотезе [1]. По их мнению, хорошо сжимаемый зрачок полезен скорее не ночным животным, а полифазным, то есть активным и ночью и днем. Кроме того, для хорошего ночного видения важен не столько просвет зрачка, сколько некоторые морфологические особенности глаза и строение сетчатки. У ночных животных она состоит в основном из чувствительных палочек, позволяющих видеть при низкой освещенности, а у дневных животных — из колбочек, обеспечивающих цветное зрение при ярком свете. Ученые предположили, что эволюции вертикальной формы зрачка способствовали полифазная активность и охота из засады.
В пользу охоты у исследователей было два аргумента. Узкие вертикальные зрачки днем проецируют на сетчатку более резкое изображение горизонтальных линий, чем круглые, а для животных, ожидающих в засаде, очень важно отслеживать движения в этой плоскости. Также вертикальная щель зрачка маскирует глаз, зрительно разбивая его круглую форму, и выполняет роль камуфляжа, что полезно большинству хищников.
Свои предположения исследователи проверили на 127 видах австралийских змей. Они изучили фотографии рептилий, музейные образцы и описания образа жизни и соотнесли форму зрачков со способом охоты и временем суточной активности животных.
Оказалось, что большинство австралийских змей с вертикальными зрачками охотятся из засады по ночам, а змеи с круглыми зрачками ведут дневной образ жизни и активно ищут добычу. При этом способ охоты влияет на форму змеиных зрачков в большей степени, чем время активности, поскольку многие активно охотящиеся круглозрачковые змеи не ведут дневного образа жизни, как можно было бы ожидать.
Поскольку вертикальные зрачки позволяют более четко видеть в широком диапазоне освещенности, исследователи предположили, что они встречаются преимущественно у полифазных видов, однако это — приспособление ночных змей. Возможно, ночным рептилиям приходится иногда и днем бодрствовать. Кроме того, время активности змей могли определить неправильно: для этого их нужно сначала отыскать, когда они лежат в засаде, что непросто.
Австралийские ученые допустили, что обнаруженные ими закономерности справедливы не только для змей, и призвали коллег продолжить исследования зрения позвоночных. Эстафету приняли специалисты Даремского университета (Англия) и Калифорнийского университета в Беркли (США). В статье с абсолютно киплинговским названием «Почему у животных зрачки разной формы» они прежде всего опровергли данные австралийцев о том, что вертикальный зрачок увеличивает глубину резкости горизонтальных линий. На самом деле глубина резкости в этом случае выше для вертикальных линий. Но даже не будь этой ошибки, гипотеза австралийских исследователей не объясняет, почему у одних животных щелевидные зрачки вертикальные, а у других — горизонтальные. Очевидно, их ориентация также важна для каких-то неизвестных целей.
Чтобы выяснить, для каких именно, исследователи проанализировали сведения о форме зрачка, суточной активности и способе питания 214 видов животных: австралийских змей, описанных в предыдущем исследовании, представителей семейств кошачьих и псовых, гиен, виверровых, парнокопытных и непарнокопытных. Они обнаружили достоверную связь между формой зрачка и экологической нишей животных (рис. 1). Горизонтальные зрачки почти всегда принадлежат травоядным пастбищным животным, таким как овцы и козы, у которых глаза расположены по бокам головы. У полифазных хищников, преследующих жертву, зрачки круглые. Животные с вертикально вытянутыми зрачками, как правило, охотятся из засады, и глаза у них расположены фронтально.
Рис. 1. Форма зрачков соответствует времени суточной активности и способу питания (Banks et al., 2015)У домашних кошек, устраивающих засаду на мышей, зрачки вертикальные, у кошачьих, которые активно охотятся, — круглые. Вертикальные зрачки у лисицы, которая подкрадывается к добыче, но круглые — у волка, загоняющего жертву. Закономерности, обнаруженные учеными, позволяют на основании образа жизни животного предсказывать форму его зрачков.
Очевидно, преимущества вертикальной или горизонтальной ориентации щелевидных зрачков связаны с экологической нишей, которую занимает животное. Исследователи разработали компьютерную модель глаз, имитирующую появление изображения при разной форме зрачков.
Рис. 2. Фотография сделана камерой с вертикальной щелевидной апертурой, сфокусированана игрушечной птичке, так что
ближние и дальние объекты размыты, но вертикальные линии видны более четко, чем горизонтальные (Banks et al., 2015)
Если смотреть на мир сквозь вертикальную щель, вертикальные линии выглядят более резкими, чем горизонтальные (рис. 2). Засадным хищникам с глазами, расположенными фронтально, проще оценить расстояние до жертвы и ее горизонтальное смещение, то есть движение, именно по вертикальным линиям. Расчеты показали, что увеличение резкости вертикальных объектов, находящихся на земле, проявляется лишь в том случае, когда глаза близко к поверхности, поэтому вертикальными щелками имеет смысл обзаводиться невысоким животным. И действительно, из 65 проанализированных видов засадных хищников с фронтально расположенными глазами 44 имеют вертикальные зрачки, из них 36 видов (авторы подсчитали, что это 82%) ниже 42 см в плече. Среди 19 засадных хищников с круглыми зрачками таких низких только три вида (17%).
У травоядных свои проблемы. Они должны контролировать окрестности, вовремя заметить хищника и, если что, убежать. Их глаза расположены по бокам головы, благодаря чему животные имеют широкий панорамный обзор и вовремя замечают опасность. Кроме того, впереди у них узкая полоса бинокулярного зрения, поэтому они хорошо видят дорогу, когда спасаются от хищника по пересеченной местности. Но бежит животное или осматривается, его основное внимание обращено на землю.
Горизонтальные зрачки увеличивают количество света, поступающего спереди и с боков, но сокращают его количество сверху и снизу. Эта особенность способствует панорамному обзору и помогает заметить потенциального хищника, крадущегося по земле. Горизонтальные зрачки также повышают качество изображения горизонтальных планов, что улучшает зрение на уровне земли и создает преимущество при быстром беге.
Однако травоядные не только оглядывают окрестности, но и пасутся, постоянно наклоняясь к земле. Не теряют ли они при этом преимущества, которые дает им горизонтальный зрачок? Оказывается, нет. Когда животные наклоняются, их глаза поворачиваются так, что зрачки сохраняют горизонтальную ориентацию, при любом положении головы они параллельны земле. Чтобы выяснить, как возникали зрачки определенной формы в процессе эволюции, ученые проанализировали филогенетические древа нескольких семейств. У змей семейства аспидовых вертикальные щелевидные зрачки возникали независимо по крайней мере дважды.
Предок кошачьих был ночным или полифазным засадным хищником с вертикальными щелевидными зрачками. В процессе эволюции у видов семейства от двух до четырех раз независимо возникали вертикально вытянутые зрачки и шесть раз — круглые. Форма зрачков у кошачьих коррелирует главным образом с суточной активностью и в гораздо меньшей степени — с типом охоты, однако и разнообразие стратегий питания в этом семействе невелико.
Общий предок псовых имел вертикально вытянутые зрачки и охотился из засады. Щелевидные и круглые зрачки в ходе эволюции появлялись дважды, их форма зависит и от времени активности, и от способа охоты. Таким образом, форма зрачка независимо изменялась несколько раз в соответствии с экологической нишей, которую занимал вид, а не потому, что животные с разной формой зрачков ведут род от разных предков.
Исследователи признают, что не всем феноменам они нашли объяснение. Например, у хищных мангустов с фронтально расположенными глазами горизонтальные зрачки; у гекконов громадные круглые зрачки, которые, сжимаясь, превращаются в вертикальные щелочки с несколькими маленькими круглыми отверстиями; у каракатицы щелевидный изогнутый зрачок, напоминающий вытянутую по горизонтали букву W, ночью он округляется (рис. 3). Так что ученым предстоит интересная работа.
Рис. 3. Зрачки желтого мангуста Cynictis penicillata, мадагаскарского вельветового геккона Blaesodactylus boivini и каракатицы Sepia officinalis1. Brischoux F., Pizzatto L., Shine R. Insights into the adaptive significance of vertical pupil shape in snakes // Journal of Evolutionary Biology. 2010. 23(9). P. 1878–1885. doi:10.1111/j.1420-9101.2010.02046.x.
2. Banks M. S., Sprague W. W., Schmoll J., Parnell J. A. Q., Love G. D. Why do animal eyes have pupils of different shapes? // Sci. Adv. 2015. 1:e1500391
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Связанные статьи
trv-science.ru
У хищников и травоядных разные формы зрачков
Ученые обнаружили, что по форме зрачка животного можно определить, к какой группе оно принадлежит.
Группа ученых из Университета Калифорнии в Беркли (США) и
Даремского университета (Великобритания) выяснили, что форма
зрачка животного может рассказать о том, относится ли оно к
хищникам или их жертвам. У первых зрачок сужается в вертикальную
полоску, у вторых же, наоборот, в горизонтальную — эту
закономерность ученые обнаружили, сравнив формы зрачков у 214
видов животных. Об исследовании
рассказывает Гордон Лав (Gordon Love), профессор физики в
Даремском университете, один из соавторов. Работа
опубликована в журнале
«Мы обнаружили, что животные, у которых зрачки вытягиваются по вертикали, чаще всего оказываются хищниками, нападающими из засады, когда расстояние до жертвы минимально. Также для них обычно, что глаза расположены спереди. Таковы, например, лисы и домашние кошки. Разница между лисами и, скажем, волками — у которых зрачки круглые — в том, что эти последние не устраивают засад, но охотятся стаями, преследуя свою жертву», — объяснил Лав.
А вот зрачки, вытягивающиеся по горизонтали, почти всегда присущи травоядным, у которых глаза расположены по сторонам головы, и, как правило, это животные, на которых охотятся, например, овцы и козы. См. также ролик внизу текста, снятый участниками исследования.
Компютерное моделирование показало, что вертикально ориентированные зрачки позволяют точно оценивать дистанцию, не двигая головой — это важно, чтобы не дать жертве себя заметить. Горизонтально ориентированные зрачки и глава на сторонах, а не спереди, в свою очередь, дают травоядным — которым нужно как можно раньше заметить хищника и быть готовыми убежать — своего рода панорамное зрение, почти на 360°. Благодаря такой форме зрачков уменьшается количество света, поступающего сверху и снизу, что улучшает качество визуальной информации об окружающем пространстве на уровне земли, что полезно не только чтобы заметить хищника, но и во время попытки спастись бегством.
Если эта гипотеза верна, то наибольшее преимущество вертикальные зрачки должны давать животным небольшого роста. Проверка данных по животным с вертикальными зрачками и глазами, расположенными спереди, показала, что 82% из них имеют рост не больше 42 см. (среди животных с круглыми зрачками таких всего 17%).
Но как ведут себя зрачки травоядных, когда те щиплют траву? Ведь в этом случае, учитывая расположение глаз на голове, зрачки больше не будут параллельны поверхности земли. Оказалось, что в этом случае зрачки козлов, лосей, лошадей и овец вращаются, сохраняя горизонтальную ориентацию.
Кстати, в мире животных есть еще немало удивительных зрачков. Например, у мангустов зрачки ориентированы по горизонтали, но глаза расположены спереди — вероятно, первое объясняется необходимостью как можно раньше заметить змею, а второе тем, что мангусты как раз поджидают змей в засаде. У гекконов зрачки в расширенном состоянии круглые, а вот сужаясь, они превращаются в несколько отдельных точек. Но всего интереснее зрачки у каракатиц — в форме буквы W (на иллюстрации справа внизу, другие три глаза принадлежат овце, волку и лисе)
scientificrussia.ru
Форма зрачка зависит от образа жизни
У наземных хищников, нападающих из засады, чаще всего встречается вертикальная щель зрачка, а у их жертв, травоядных животных, щель зрачка чаще ориентирована горизонтально. Ученые объясняют эту закономерность различными целями животных двух групп. Вертикальный зрачок позволяет хищникам резче видеть вертикально ориентированные объекты, такие, как их жертвы, а травоядным животным, наоборот, нужно обозревать широкие горизонты, чтобы вовремя заметить хищника, поэтому их зрачки часто приспособлены к тому, чтобы резче видеть горизонтальные линии.
Зрачок регулирует количество света, падающее на сетчатку. Помимо круглых зрачков, просвет которых определяется круговой мышцей — сфинктером зрачка, в природе часто встречаются щелевидные зрачки, снабженные дополнительной парой мышц. Диапазон просвета щелевидного зрачка шире, чем у круглого: площадь вертикального зрачка кошки может меняться в 135 раз, а круглого зрачка человека — только в 15. Поэтому щелевидные зрачки полезны для животных, которые активны и днем, и ночью, в широком диапазоне освещенности. Ведь днем, когда светло, зрачок не должен пропускать слишком много света, а ночью он, наоборот, должен быть как можно шире, чтобы на сетчатку попадало побольше из и так небольшого количества фотонов.
Но щель зрачка может быть ориентирована по-разному — вертикально или горизонтально. Ученые из Калифорнийского и Даремского университетов недавно предположили, что ориентация зрачка не случайна и зависит от образа жизни животного и объектов в зрительном поле, которые для него особенно важны. Они сопоставили данные о форме зрачков 214 наземных видов животных с их образом жизни (рис. 1). Оказалось, что у травоядных животных зрачки в основном ориентированы горизонтально, у активных хищников чаще всего встречается круглая форма зрачка, а у хищников, поджидающих жертв в засаде, чаще всего зрачки ориентированы вертикально. Форма зрачка зависела и от периода суточной активности: у ночных животных зрачки чаще были щелевидными, чем круглыми. Найденным закономерностям соответствовали очень строгие уровни значимости, так что оставалось понять, какими причинами объясняется различие форм зрачков у животных разных групп.
Когда глаз или камера фокусируется на какой-то точке, остальная часть картинки становится размытой. Диаметр размытого круга вокруг определенной точки зрительного поля зависит от разницы расстояний до нее и до точки, на которой сфокусирован глаз, а также от диаметра зрачка. Если зрачок не круглый, глубина резко видимого пространства будет отличаться для разных направлений. Например, животное с вертикальным зрачком будет достаточно резко видеть не только вертикальную линию, на которой оно сфокусировалось, но и вертикальные линии, расположенные чуть дальше или ближе фокусного расстояния. А вот к горизонтальным контурам такой зрачок приспособлен хуже, и горизонтальные линии, на которых животное непосредственно не сфокусировалось, будут сильно размыты (рис. 2). У животных с горизонтально ориентированными щелевидными зрачками картина противоположная: они резко видят горизонтальные контуры, а к восприятию вертикальных объектов приспособлены не так хорошо.
Выгода от определенной формы зрачка зависит и от высоты, на которой располагаются глаза животного. Это легко понять, рассматривая фотографии, сделанные с разного расстояния от объекта съемки: чем ближе к поверхности находится камера, тем выше градиент размытости того, что не находится в фокусе (рис. 3). Поэтому если сравнивать, к примеру, кошку и человека, то кошке намного важнее корректировать размытость изображения, потому что она находится «ближе к земле», чем человек. Из этих соображений ученые предположили, что у животных меньшего роста щелевидные зрачки встречаются чаще, и это предположение подтвердилось, когда исследователи проанализировали данные о размерах животных из своей выборки. Интересно, что у птиц зрачки почти всегда круглые, за единственным исключением — у водорезов вертикальные щелевидные зрачки. Такое исключение подходит под теоретические выкладки исследователей, потому что по образу жизни водорез напоминает наземного хищника маленького роста. Эта птица летает очень низко у поверхности воды, охотясь на рыбу, так что все соображения о расплывчатости изображения, на которое смотрят с близкого расстояния, верны и для водореза.
Почему глаза хищников, нападающих из засады, лучше приспособлены, чтобы видеть вертикальные линии, а глаза их травоядных жертв, наоборот, настроены на горизонтальные контуры? Можно только предположить, что хищникам важнее видеть жертву (которая скорее похожа на вертикально ориентированный объект), а жертве, наоборот, нужно обозревать широкие горизонты, которые должны быть ей четко видны, чтобы вовремя заметить угрозу. Кроме того, жертве нужно определять направление, куда бежать, а хищнику нужно только гнаться за жертвой, и окружающие просторы его при этом не очень интересуют.
Разные формы зрачка по нескольку раз независимо друг от друга возникали в ходе эволюции. Получается, что определенная форма зрачка у животных с разным образом жизни — это пример конвергентной эволюции, когда полезный для жизни признак параллельно развивается у организмов, не относящихся к близким группам.
Источник: Martin S. Banks, William W. Sprague, Jürgen Schmoll, Jared A. Q. Parnell and Gordon D. Love. Why do Animals have Pupils of Different Shapes? // Science Advances. 2015. V. 1. P. e1500391. DOI: 10.1126/sciadv.1500391.
См. также:
Видео Predator or prey? The eyes have it.
Юлия Кондратенко
elementy.ru
вертикальные зрачки и небольшие размеры кошек указывают, что животные охотятся из засады
Ученые выяснили, что форма зрачка животного выдает его способ добычи пищи
Зоологи выяснили, что форма зрачка животного безошибочно выдает его экологическую специализацию — вертикальными зрачками обладают хищники, в том числе и домашние кошки, ведущие охоту из засады, горизонтальными — травоядные животные, а круглыми — собиратели и охотники-«спринтеры», говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Основные положения публикации излагает РИА Новости.
«Некоторым видам животных, которые активны днем и ночью, такие как домашние кошки, щелевидные вертикальные зрачки позволяют одновременно видеть окружающую среду ночью и не слепнуть на полуденном солнце. Эта гипотеза, однако, не объясняет того, почему эти щели вертикальные или горизонтальные. Почему они не диагональные? Мы впервые попытались объяснить это», — заявил Мартин Бэнкс (Martin Banks) из университета Калифорнии в Беркли (США).
Бэнкс и его коллеги раскрыли связь между формой зрачков и экологической нишей, которую занимает то или иное животное, проследив за тем, как меняется поле зрения и прочие черты зрения у виртуальных версий десятков сухопутных млекопитающих. Как показал этот анализ, все эти животные приобрели характерную для них форму зрачка в ходе приспособления их зрения к жизни в той экологической нише и среде, которую они занимают.
К примеру, все парнокопытные и непарнокопытные травоядные обладают горизонтальными зрачками по той причине, что подобное устройство глаз помогает им поддерживать почти полный панорамный обзор местности перед и за ними. Это необходимо для того, чтобы не только замечать хищников за спиной, но и видеть возможные пути спасения от него.
Что интересно, все травоядные животные стараются поддерживать зрачок в параллельном положении к поверхности земли даже тогда, когда они склоняют голову для щипания травы или веток растений. В таких случаях, как показали наблюдения Бэнкса за антилопами и козлами в местном зоопарке, животное просто поворачивает глаза на тот угол, на который наклонена его голова. Такие животные могут вращать глаза в любую сторону на целых 50 градусов, что в 10 раз больше, чем это может делать человек.
Кошки и другие засадные хищники, по расчетам Бэнкса и его коллег, обзавелись вертикальными зрачками не ради «круглосуточного» зрения, а для того, чтобы максимально точно оценивать расстояние до жертвы и рассчитывать силу прыжка.
«Удивительным было то, что не все засадные хищники обладают такими зрачками. Их обладатели обычно обладают малым ростом — не выше 42 сантиметров от земли до плеча — и ведут охоту с поверхности земли. Это справедливо для диких предков кошек, но не львов, тигров и других крупных кошачьих. Их зрачки круглые, как у людей или собак», — объясняет ученый.
Эта биологическая загадка объясняется тем, что точность определения расстояния до жертвы падает с повышением роста хищника из-за того, что падает разница в резкости между тем, на что смотрит кошка, и остальным миром. Данный феномен может, в частности, объяснять то, почему глаза у манулов, чей рост чуть выше нормальных кошек, обладают круглым, а не щелевидным зрачком.
Добавить BFM.ru в ваши источники новостей?
www.bfm.ru
Зачем кошкам вертикальные зрачки | Наука и жизнь
Форма зрачков у млекопитающих тесно связана с образом жизни: вертикальные зрачки позволяют мелким хищникам точно оценить расстояние до добычи, горизонтальные помогают травоядным копытным вовремя заметить опасность.
Все знают, что у кошки зрачки узкие и вертикальные. Многие замечали, что у коз зрачки, как у кошек, щелевидные, но при этом горизонтальные. И, возможно, кто-то задавался вопросом, имеет ли форма зрачков какой-то биологический смысл.
Вертикальные зрачки позволяют мелким хищникам не только регулировать количество света, попадающее в глаза, но и правильно оценивать расстояние до добычи. (Фото Aaron Horowitz / CORBIS.)
Горизонтальные зрачки помогают травоядным копытным вовремя заметить хищника. (Фото Paul Turner / Flickr.com.)
‹
›
В статье, опубликованной в Science Advances, группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли утверждает, что смысл тут есть. Сравнив строение зрачков у 214 видов зверей, авторы работы обнаружили, что вертикальные зрачки свойственны хищникам, охотящимся из засады и активным днём и ночью, а горизонтальные можно найти преимущественно у травоядных, у которых глаза к тому же расположены по бокам головы. Что же до круглых зрачков, то они чаще всего встречаются у тех, кто в поисках еды преодолевает большие расстояния, а также у тех, кто гоняется за добычей.
Нельзя сказать, что биологи только сейчас заинтересовались формой зрачков у млекопитающих: ещё в 1942 году профессор Гордон Уоллс из того же Калифорнийского университета в Беркли выпустил работу «The Vertebrate Eye and Its Adaptive Radiation», в которой среди прочего объяснял, что за выгода может быть некоторым хищникам от щелевидного зрачка. Поскольку кошки и, к примеру, гекконы охотятся и ночью, и днём, им нужно хорошо видеть и в светлое, и в тёмное время суток. Щелевидный зрачок позволяет точнее подстроить глаз под количество света вокруг, так, чтобы и в темноте видеть, и на полуденном солнце не ослепнуть. Сужение зрачка в щель позволяет изменять его площадь от 135 до 300 раз, тогда как круглый зрачок может менять размер своего отверстия только лишь в 15-кратном диапазоне.
Но почему есть зрачки вертикальные и есть горизонтальные? И почему нет диагональных? Ответить на эти вопросы помогла модель, созданная Мартином Бэнксом (Martin Banks) и его коллегами – с её помощью они смогли оценить, что и как может видеть животное с щелевидным зрачком. Когда его щель располагается параллельно земле, то есть горизонтально, в глаз попадает больше света, так спереди, так и сзади (ну и, разумеется, с боков). Одновременно глаз защищён от прямого попадания солнечных лучей сверху, которые могли бы ослепить животное, если бы зрачки стояли под углом к земле. То есть, проще говоря, овцы, козы, лошади и прочие очень хорошо видят своими горизонтальными зрачками то, что происходит у земли, охватывая довольно широкую панораму. Действительно, крупным травоядным важно вовремя заметить хищника, который может появиться спереди, сбоку или сзади, но всегда придёт по земле, а не спустится с воздуха. Им важно не только заметить опасность, но ещё и понять, куда самому-то от неё бежать, и здесь очень кстати оказывается горизонтальный зрачок, дающий широкую панораму местности.
Но тут можно заметить, что копытные травоядные то и дело опускают голову, чтобы пощипать траву. В этом случае горизонтальный зрачок должен неизбежно вместе с головой наклоняться к поверхности земли, и все его преимущества, о которых мы только что рассказали, просто исчезнут. На самом деле, как показали наблюдения за антилопами, овцами, козами и лошадьми, они удерживают зрачок в горизонтальной позиции, поворачивая глаза – пасущиеся животные могут поворачивать их на 50 градусов, что в 10 раз больше, чем в случае человеческих глаз.
Если вернутся к хищникам, которые охотятся, нападая из засады, то им вертикальный зрачок помогает не только дозировать свет в разное время суток, но и фокусироваться на добыче, правильно оценить дистанцию до неё, и, соответственно, правильно рассчитать прыжок. Тут, впрочем, есть одна особенность: такие зрачки есть у тех хищников, которые сами по себе невелики – высота в холке у большинства из них не превышает 42 см. (Здесь можно вспомнить, что у крупных кошек, львов, тигров и т.д., зрачки круглые.) По словам авторов работы, эффект вертикальных зрачков, помогающий точнее нацелиться на добычу, лучше всего срабатывает именно у небольших животных. Есть ли похожие взаимосвязи между строением глаза и образом жизни у тех, кто летает, плавает в воде или лазает по деревьям? Наверно, есть, но точно узнать это можно будет только после дополнительных исследований.
www.nkj.ru
Почему у кошек вертикальные зрачки и как видят мир другие животные?: aleks070565 — LiveJournal
Ученые выяснили, почему у кошек вертикальные зрачки. Вертикальный зрачок позволяет различным видам животных видеть одинаково хорошо и ночью, и днем. Но ученые из университета Калифорнии в Беркли считают, что кошкам такие глаза нужны не только для того, чтобы хорошо видеть в темноте…
Мартин Бэнкс и его коллеги из университета Калифорнии в Беркли считают, что узкий вертикальный зрачок выдает экологическую специализацию животного. Он отличительная черта кошек и других засадных хищников. Щелевидный зрачок позволяет животному точно определить расстояние до жертвы и рассчитать силу прыжка.
Также ученые выяснили, что такое заключение справедливо только для мелких хищников ростом до 42 см. Чем выше хищник, тем меньше разница в резкости между целью и окружающей средой. Это объясняет, почему у манулов и более крупных охотников-«спринтеров» круглый зрачок.
Травоядные парнокопытные и непарнокопытные, в свою очередь, обладают горизонтальными зрачками и могут видеть на 340 градусов. Козы способны держать зрачок параллельно земле, даже когда наклоняют голову вниз. Это позволяет животным видеть не только подбирающегося со спины хищника, но и возможные пути спасения.
Кошки
Говоря об отличном зрении, человек подразумевает способность видеть четкие красочные изображения вблизи, вдали и боковым зрением. Многие из знакомых нам параметров оказываются для кошки несущественными. Вертикальный зрачок в глазу хищника защищает его от прямых солнечных лучей, поэтому при ярком освещении сужается до тонкой щелки.
Возле фоторецепторов глаза кошки есть специальные образования – тапетумы, которые «перехватывают» свет и направляют обратно в сетчатку, что позволяет кошке видеть в сумерках как днем, а ночью – как человек видит в сумерках. Благодаря тамепуму и светятся глаза кошки в темноте.
Все кошки воспринимают мир в оттенках серого, зеленого и голубого. Что удивительно, кошки не отличаются остротой зрения в привычном понимании, мелкие детали они видят расплывчато, так как во время охоты ориентируются в основном на звуки и движения. Кроме того, зрение ночного охотника охватывает 270 градусов, причем каждый глаз различает до 45% картинки, благодаря чему кошка способна рассчитать расстояние затяжного прыжка с погрешностью до 3-4 сантиметров.
Собаки
Долгое время бытовало мнение, что собаки видят мир черно-белым. На самом деле, цвета они различают, но чуть иначе. В человеческой сетчатке содержатся 3 вида колбочек, ответственных за цветовосприятие: первые чувствительны к длинноволновому излучению (красный и оранжевый цвет), вторые — к средневолновому (желтый и зеленый), третьи – к коротковолновому (голубой и фиолетовый).
У собак отсутствует первый вид колбочек, в результате чего они не чувствительны к оранжево-красному цвету и могут воспринимать его аналогично желто-зеленому. При этом цвет, который хозяин идентифицирует как сине-зеленый, для собаки будет белым, но пес больше других существ различает оттенки серого. Поле зрения собак «растянуто», в результате чего в него попадает картинка в 270 градусов (для сравнения – аналогичный параметр для человеческого восприятия составляет на 60-70 градусов меньше).
Собаки, как и кошки, ориентируются на движение, и неподвижный предмет способны воспринимать на расстоянии 600 метров (в то время как движущийся улавливают с 800-900 метров). Интересный факт: для пород собак с висячими ушами главным является зрения, а особи со стоящими ушами доверяют, в первую очередь, слуху.
Крысы
Эти грызуны давно перешли в разряд одомашненных, но даже если в вашем доме крыса – незваный гость, вы можете быть уверены, что она даже не подозревает о вашем присутствии в другом конце комнаты, если вы не шевелитесь и не зовете на помощь пронзительным криком.
Дело в том, что максимальное расстояние для зрения крысы – всего около 1 метра, всему виной панорамное зрение и латерально размещенные глаза, помогающие крысе различать окружающие объекты. Бинокулярное зрение крысы, в отличие от человеческого, захватывает несколько отдельных изображений под различными углами.
Крысы прекрасно различают расстояние до объекта, но ввиду низкого охвата это актуально только на ограниченной территории. Крысы также испытывают недостаток цветного видения. Как и собаки, они хорошо различают серые цвета, воспринимают голубую и зеленую часть спектра, а вот красный цвет для них равносилен абсолютной темноте. Зато крысы прекрасно видят ультрафиолетовое излучение, и даже различают оттенки ультрафиолета.
Птицы
У домашних пернатых любимцев очень хорошее зрение. Угол обзора, благодаря расположению глаз, равен 360 градусам, так что от Кеши не скроется ни одна деталь в окружении. Безусловно, попугайчики видят мир цветным, на что указывает яркое оперение, созданное для опознавания особями друг друга.
К сожалению, попугаи плохо видят близкие предметы, поэтому, заметив корм издалека, вблизи они ориентируются посредством кончика клюва. Благодаря сильно развитым глазным мышцам, попугаи могут рассматривать два отдельных предмета одновременно, но к вечеру они «слепнут» и в темноте уже неспособны ориентироваться, поэтому клетку с пернатыми советуют накрывать на ночь.
А вот, например, воробьи видят мир в розовом цвете. Окончания светочувствительных нервов в их клетчатке имеют маслянистые красно-желтые капли, благодаря чему воробушек в прямом смысле слова смотрит на жизнь сквозь розовые очки.
Лошади
Угол обзора лошади равен 350 градусам, а значит, не видит конь только то, что у него под мордой, надо лбом и прямо перед носом. Вот почему лошадь не подберет лежащий прямо перед ней кусочек яблока – она его просто не видит. Зато лошади прекрасно видят в темноте и способны точно оценивать расстояние до предметов.
Главная особенность их зрения – монокулярность, чем зачастую обусловлена пугливость лошадей: они видят две различных картинки двумя глазами, а не единый образ, как в случае с человеческим зрением, и конь часто пугается того предмета, который резко перешел из одного поля зрения в другое.
Из-за наличия «слепого пятна», лошадь не видит предмета, находящегося в области посередине. Кроме того, дальность зрения коня не превышает 500 метров, и оно медленно приспосабливается к цветовым изменениям, из-за чего лошади часто пугаются солнечных бликов и неожиданной тени на земле.
Цветовой спектр лошадиного зрения довольно разнообразен, хотя кони и питают слабость к синим и зеленым оттенкам.
Рептилии
Немногие осмеливаются поселить у себя дома такого очаровательного питомца, но если вы все же являетесь счастливым обладателем змеи, то должны знать, как она видит своего хозяина.
Глаз змеи покрыт тонкой кожистой пленкой, результатом сросшихся век. К началу линьки глаза змеи становятся мутными, и это затрудняет зрение. В дальнейшем пленка уйдет при смене «одеяния».
Выходит, змеиное зрение несколько раз в течение жизни ухудшается и возвращается к рептилии. Змеям, ведущим дневной образ жизни, присущ круглый зрачок, а ночным – узкий вертикальный. Бинокулярное зрение позволяет змее формировать картинку с сетчатки обоих глаз, но зрение это ориентировано, в первую очередь, на тепловую информацию.
Так, змея скорее видит контуры, размеры, расстояние до другого животного, и этот образ позволяет определить теплокровную мышь на прохладной почве или хладнокровную лягушку среди теплых испарений земли. На картинке показан пример того, как змея видит человека.
aleks070565.livejournal.com
Самые необычные зрачки у животных: фото
В процессе эволюции живые организмы получили множество диковинных особенностей, необходимых им для жизнедеятельности. Самые необычные зрачки у животных — удивительное разнообразие форм на фотографиях.
Овца
Зрачок овцы представляет собой горизонтальный прямоугольник. Такое строение позволяет этим животным иметь обзор в 360 градусов и вовремя замечать хищников.
Дневные змеи
Особенность змей, активных в дневное время суток, — круглые зрачки.
Ночные змеи
У пресмыкающихся, ведущих ночной образ жизни, зрачок вертикальный.
Плетевидная носатая змея
Данный вид отличается от остальных змей тем, что зрачок у них имеет форму стрелки.
Верблюд
У верблюда также прямоугольный горизонтальный зрачок, образующий на фоне сетчатки глаза уникальный рисунок.
Осьминог
Горизонтально вытянутая форма зрачка помогает лучше ориентироваться в пространстве и осьминогу.
Хамелеон
Хамелеон имеет обычные круглые зрачки, однако они могут вращаться совершенно автономно на каждом глазу, что позволяет одновременно концентрироваться и на добыче, и следить за хищниками.
Геккон
У гекконов вытянутые вертикально зрачки, имеющие волнистые края. Их уникальная особенность — разбиваться на несколько частей.
Колоссальный кальмар
Размер зрачка колоссального кальмара — с крупное яблоко.
Сатанинский геккон
Как и у других ночных гекконов, у сатанинского вертикально вытянутые зрачки. Однако у этого вида рисунок сетчатки таков, что создаёт впечатление, будто у животного зрачков нет совсем.
Рыба анаблепс
В процессе эволюции зрачки этих рыб разделились на две части, позволяя видеть одновременно и на поверхности, и в толще воды.
Электрический скат
Электрические скаты имеют V-образные зрачки.
Колючий скат
А вот у колючего ската форма зрачков ещё более сложная — вырост в верхней части представляет собой элемент органов эхолокации.
Каракатица
У каракатицы одна из самых необычных форм зрачков — у неё они W-образные.
Странные формы зрачков у животных неслучайны — это позволяет каждому виду иметь преимущества в функционировании зрительного аппарата.
theecology.ru