У кого прямоугольный зрачок? Разные формы зрачков
Зрачок – необходимое образование органов зрения. Без зрачков нет смысла иметь глаза, потому что именно через эти отверстия проходит свет внутрь глаза и попадает на сетчатку, состоящую из многочисленных рецепторов света и цвета.
Разнообразие форм зрачков
Природа создала отверстия для прохождения света разной формы. У каждого вида организмов зрачок имеет именно такую форму, которая наиболее выгодна животному, с точки зрения выживаемости.
Так, у человека зрачки имеют круглую форму. Дело в том, что нам необходим обзор во все стороны в равной степени. Круглый зрачок характерен для охотников и собирателей.
Кошки имеют вертикальный зрачок. Потому что им при охоте необходимо определять расстояние до объекта нападения наиболее точно, чтобы рассчитать силу прыжка. Вертикальный зрачок помогает в этом. Однако у тигров, львов и всех других крупных кошачьих зрачки круглые, как у человека. Лишь у кошек небольшого размера вертикальные отверстия.
Видимо, при большей высоте тела вертикальная форма зрачка не помогает.
У кого зрачок прямоугольной формы? Очень многие млекопитающие имеют такую форму.
При этом в темноте отверстие становится квадратным. Какие именно млекопитающие имеют зрачок прямоугольный? Почти все копытные животные. Дело в том, что травоядным млекопитающим для выживания необходим широкий обзор местности. Прямоугольный зрачок позволяет увеличить обзор до 340 градусов. Более того, копытные обычно пасутся стадом. Множество глаз постоянно оглядывает местность. Что еще интересно, так это то, что глаза козы, например, могут поворачиваться на 50 градусов, чтобы сохранить горизонтальную направленность зрачка при движении головой. Наклоняя голову к траве, то есть, питаясь, коза сохраняет горизонтальность прямоугольного отверстия.
Зрачок жирафа
В школьном курсе на тестах может попасться такой вопрос: у кого прямоугольный зрачок? У жирафа или осьминога? Этот вопрос с хитростью. Нужно подумать. Люди могут знать, что у коз прямоугольные зрачки.
На основе этого сделать вывод о том, что у жирафа, который тоже является копытным, глазные отверстия являются прямоугольными. Но у него зрачки, скорее, овальные. Такими же обладают и лошади. При слабом свете у них зрачок становится большим и круглым.
Зрачок головоногого моллюска
У кого прямоугольный зрачок? У осьминога. Отверстие его глаза имеет строго прямоугольную форму.
Еще у кого прямоугольный зрачок? У мангустов. Видимо, тоже для увеличения обзора местности.
Некоторым головоногим моллюскам природа дала замысловатые формы зрачков. У каракатицы они серповидные или в форме латинской буквы «S».
Зрачки амфибий и рептилий
У гекконов зрачок в суженом состоянии имеет форму бусинок, нанизанных на нитку.
Разнообразием форм глазных отверстий отличаются и амфибии. У наших лягушек зрачки горизонтальные. А у чесночницы – вертикальной направленности, как у кошки. По этому признаку ее легко отличают все молодые зоологи. Есть амфибии с ромбовидными зрачками.
Эта особенность также помогает расширять обзор зрения во все стороны.
Происхождение форм зрачков
Рассмотрим на примере копытных животных. Те, у кого прямоугольный зрачок, в далеком прошлом обладали круглыми отверстиями глаз. Но постоянное яркое солнце заставляло мышцы сужать отверстия зрачков. Копытным необходимо беречь глаза, чтобы сохранить хорошее зрение и при слабом ночном свете. У таких млекопитающих в настоящее время развиты мышцы, отвечающие за горизонтальное сокращение зрачка. Именно такая форма позволяет наиболее широко оглядывать территорию, не поворачивая головы. При расслаблении мышц, что происходит при испуге или снижении освещенности, зрачки расширяются. Это увеличивает поступление света к сетчатке.
Таким образом, проанализировав множество животных, ученые пришли к выводу, что форма зрачков зависит от экологической специализации видов. У охотников и собирателей зрачок круглый. У копытных он прямоугольный. А для охотников из засады лучше подходит зрачок вертикальной формы.
Почему форма зрачка бывает разной
Если у вас есть кот, то вы наверняка задумывались о его необычной форме зрачков. А как объяснить безумные глаза коз? Почему у животных такие разные зрачки?
Екатерина Бельчикова
ScienceABC
Какие преимущества таят в себе разные формы зрачков?
В животном мире существует три формы зрачков: круглые, вертикальные и горизонтальные. У людей, птиц и больших кошек, таких как львы, тигры и пумы, зрачки имеют круглую форму. В то время как у маленьких кошек, змей и крокодилов зрачки вертикальные. Крупный рогатый скот, овцы и козы имеют горизонтальные зрачки. Чтобы понять преимущества всех форм, нужно узнать саму функцию зрачков.
Зачем нужен зрачок?
Цветная часть наших глаз называется радужной оболочкой. Черная дыра прямо в центре — зрачок. Он поглощает свет, который помогает сформировать изображение на сетчатке в задней части глаза.
Некоторые животные ведут ночной образ жизни, как совы, другие бодрствуют только днем, а некоторые активны как днем, так и ночью, как кошки. Одна из причин того, что у животных зрачки разной формы, заключается именно в этом — времени бодрствования. Но это не единственная причина. Еще одна причина заключается в том, хищник ли это или добыча. Разберемся подробнее.
Круглые зрачки
Такие зрачки характерны для людей, волков, тигров и многих других хищников. Все эти животные подвергаются длительному воздействию темноты, поэтому зрачок должен иметь возможность хорошо сужаться и расширяться. Минимальный диаметр человеческого зрачка составляет от 2 до 4 мм, в то время как максимальный диаметр составляет от 3 до 8 мм.
Вертикальные зрачки
Уникальность удлиненных зрачков заключается в том, что их расширение и сокращение обеспечивается за счет двух дополнительных мышц, которыми не обладают животные с круглыми зрачками. Большая гибкость помогает животным лучше видеть в темноте даже при минимальном освещении, так как их зрачки способны значительно расширяться. Это также предотвращает ослепление животных ярким светом, так как их зрачки могут превратиться в узкие щели за секунду. Такие вертикальные щелевые зрачки обычно встречаются у животных, которые охотятся при низком уровне освещения.
Прямоугольные зрачки
Большинство пасущихся или травоядных животных, включая оленей, коз и овец, имеют почти квадратные или прямоугольные зрачки. Обычно это животные-добыча.
Их глаза расположены по бокам головы, что обеспечивает им панорамное зрение. Эти прямоугольные зрачки, наряду с боковым расположением глаз, дают животным поле зрения примерно от 320 до 340 градусов по сравнению с кошками, которые могут видеть только на 200 градусов вокруг, и людьми, которые могут видеть только в поле 180 градусов.
Ориентация зрачка параллельна земле ограничивает количество солнечного света, попадающего в глаза сверху, тем самым предотвращая ослепление светом. Этим животным также необходимо видеть краем глаза, чтобы обнаружить хищников и быстро выбрать траекторию для бегства, в этом им помогает форма зрачка.
Эволюция прямоугольного глаза
Глаза — это интерфейс между внешним миром и восприятием нашего мозга. Будучи инструментом зрения и, следовательно, источником большой части нашей информации, мы весьма одержимо полагаемся на функции наших глаз, а почему бы и нет? Они позволяют наблюдать за нашим прекрасным миром и по-настоящему ценить различные виды и уникальные характеристики, которыми они обладают, например, их глаза.
Эволюция глаза
Поскольку глаза не очень хорошо окаменевают, мы не можем точно изобразить изменения в глазах, как мы можем с эволюцией, скажем, ног, а что нет. Что могут сделать ученые и что они сделали, так это воссоздать наиболее вероятный план эволюции глаз. Это включает в себя развитие светочувствительных клеток, которые на протяжении тысяч поколений и в соответствии с принципами естественного отбора позволили развиться глазу. Звучит просто? Не совсем. Не существует стопроцентно точных моделей глаза, хотя ученые считают, что они приблизились к этому.
Одно из лучших объяснений происходит от первых животных, у которых есть то, что напоминает глаз. Эти существа жили около 600 миллионов лет назад, обладая не столько глазом , сколько светочувствительными генами, называемыми «опсинами». Гидра — это пресноводный книдарий, похожий на кораллы и медузы. Его тело покрыто опсинами, которые, по мнению ученых, давали ему преимущество в поимке добычи и сохранении дистанции от хищников.
С открытием этого животного последние исследования называют его возможным источником зрения.
Биолог Тодд Окли из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре говорит, что эта новая разработка «очень четко показывает, что специфические мутационные изменения в конкретном дуплицированном гене (опсине) позволяют новым генам взаимодействовать с различными белками по-новому. Сегодня эти разные взаимодействия лежат в основе генетического механизма зрения, который различен у разных групп животных».
Гидры не имеют глаз или световосприимчивых органов, но у них есть генетические пути восприятия света, что позволяет ученым более точно моделировать эволюцию глаза.
Основная структура и функция глаза
Основной глаз совсем не простой. Наоборот, он очень сложный, постоянно приспосабливающийся к окружению и количеству света, который он пропускает. Хотя сложная работа глаза состоит из нескольких компонентов, сегодня мы обсудим зрачок и радужную оболочку.
Зрачок — это точка, в которой свет попадает в глаз и приводит к тому, что разум создает образ. Чем больше зрачок, тем больше солнечного света проходит через него. Эволюция ученика заключается в идее «выживания слесаря», более известной как Теория Дарвина. Различия в обстоятельствах и окружении определяют не только мирские физические характеристики, но и то, как мы используем наши глаза. Зрачок непроизвольно контролируется радужной оболочкой, которая сужается и расширяется, чтобы регулировать количество света, попадающего на роговицу.
Радужная оболочка — это центр управления светом, контролирующий, сколько света попадает в глаз. Когда света много, диафрагма сужается, позволяя поглощать ровно столько света, сколько нужно. Однако в более темных условиях диафрагма расширяется, позволяя поглощать максимальное количество света. Функция радужной оболочки является отличным доказательством эволюции, четко определяя, какие животные выживут лучше. Животные, чьи глаза могли адаптироваться к изменениям освещения, могли легко и при любых обстоятельствах избегать хищников и, таким образом, передавать эти гены.
Изменения в строении глаза происходили на протяжении всей истории эволюции. Чем вызваны эти различия? Конечно же, естественный отбор!
Зрачки также бывают разных типов, в зависимости от цели, которую они могут выполнять для животного, в котором они содержатся. Например, вид животных, проводящих большую часть времени на солнце, обычно имеет глаза со сферическими зрачками. Те, кому необходимо быть активным в любое время дня и ночи, лучше оснащены зрачками, которые могут легко изменяться или подстраиваться, например, прямоугольные глаза. Общие варианты включают:
Сферический: Это типичный зрачок, встречающийся у людей, а также у приматов, псовых и представителей животного мира. Этот тип зрачков хорошо адаптируется к интенсивности дневного света, хотя и не обязательно эффективен во время ночных прогулок. Полезен для широких наблюдений за плотоядными и подобными им хищниками.
Кредит: Университет Флориды
Вертикальный разрез: Этими глазами обладают кошки, многие виды змей, аллигаторы и крокодилы.
Хотя эти типы зрачков являются полезной адаптацией для ночных животных, животные, у которых они обычно есть, активны как днем, так и ночью. Из-за воздействия дневного света этот зрачок позволяет защитить сетчатку от яркого дневного света.
Прямоугольный: У овец, коз, осьминогов и жаб зрачки прямоугольной формы. Обычно классифицируемые как добыча, эти животные нуждаются в защите как днем, так и ночью. Но у них нет вертикальных щелей из-за необходимости более точного наблюдения за окружающей обстановкой. Чем уже зрачок по отношению к горизонту, тем выше точность восприятия глубины периферическим зрением животного. Восприятие глубины необходимо учитывать у этих животных, которые проводят время, уклоняясь от хищников на пересеченной местности.
*****
«Если глаза созданы для того, чтобы видеть, то красота — это само оправдание существования.» — Ральф Уолдо Эмерсон
*****
См.
15 глаз сумасшедших животных — прямоугольные зрачки в диких цветахКогда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
Кошки
(Изображение предоставлено Shutterstock)У многих ночных хищников, устраивающих засаду, включая кошку (на фото здесь), зрачки имеют форму вертикальной щели.
Этот тип зрачка, вероятно, дает хищникам самый точный способ оценить расстояние между собой и вкусной едой, как показало исследование. Измерение этого расстояния важно, потому что оно помогает хищнику решить, как далеко ему нужно прыгнуть, чтобы поймать свою добычу.
[Изображения: Посмотрите на мир глазами кошки]
Хамелеоны
(Изображение предоставлено Shutterstock) Хамелеон может двигать каждым глазом независимо от другого, что позволяет животному одновременно смотреть в двух разных направлениях с полным 360-градусный обзор.
Точно так же, как объектив камеры с зумом, хамелеоны могут фокусировать свои глаза и увеличивать то, на что они смотрят, ранее сообщал Live Science.
Гигантские моллюски
(Изображение предоставлено Shutterstock)Гигантские моллюски ( Tridacna ) могут быть большими, но их глаза размером с точечное отверстие. Согласно исследованию 2003 года, опубликованному в журнале Proceedings of the Royal Society B, у каждого моллюска есть несколько сотен таких крошечных глазков на открытой части его мясистой мантии. по направлению к своей оболочке, как показало исследование.
Другой моллюск, известный как диско-моллюск ( Ctenoides ales ), имеет около 40 глаз. Но его зрение плохое; Согласно исследованию, проведенному Live Science, он даже не мог обнаружить вспышку, отраженную от соседнего диско-моллюска.
Крабы
(Изображение предоставлено Shutterstock) Крабы не могут двигать глазами, но у существ отличное поле зрения, которое помогает им обнаруживать хищников и добычу.
Например, краб-скрипач ( Uca vomeris ) может видеть все вокруг себя, в том числе над головой, согласно исследованию 2009 года, опубликованному в Журнале экспериментальной биологии.
Глазные клетки на верхушках стеблей краба могут различать свет и тьму, но не мелкие детали. «Крабу достаточно увидеть одно темное пятно, движущееся вверх, чтобы понять, что он должен бежать к своей норе», — заявил соавтор исследования Ян Хемми, старший преподаватель биологии Университета Западной Австралии.
Крокодилы
(Изображение предоставлено Shutterstock)Как и кошка, крокодил — хищник из засады, у которого есть вертикальные зрачки, помогающие ему определять расстояние, когда он атакует добычу. У этих двух животных есть еще одно сходство: у обоих есть ночное зрение.
У крокодила есть слой отражающих зеркальных кристаллов за сетчаткой. В течение дня пигмент в этих кристаллах действует как солнцезащитные очки. Но ночью пигментные клетки втягиваются, позволяя кристаллам отражать свет обратно на сетчатку, усиливая яркость изображения.
Это позволяет крокодилу практически видеть в темноте.
Каракатица
(Изображение предоставлено Shutterstock)Когда каракатица ( Sepia officinalis ) подвергается воздействию яркого света, ее зрачок принимает форму буквы W. Но когда животное находится в тусклой или темной воде, зрачки каракатицы становятся круглыми. Почему это происходит?
Согласно исследованию, проведенному в 2013 году в журнале Vision Research, узкий W-образный зрачок помогает каракатице уравновешивать неравномерный вертикально распространяющийся свет. Это сокращает количество солнечного света, который рассеивается через линзу каракатицы, облегчая животным видеть контрастные изображения, говорят исследователи.
Стрекозы
(Изображение предоставлено Shutterstock)У стрекоз острое зрение благодаря большим линзам в их сложных глазах. Более того, эти насекомые могут видеть широкий спектр цветов.
Люди обладают трехцветным зрением, термином, который описывает чувствительные к красному, синему и зеленому свету белки в наших глазах.
Стрекозы, напротив, могут видеть гораздо больше цветов, включая ультрафиолетовый свет. Согласно исследованию 2015 года, опубликованному в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в котором изучалось 12 видов стрекоз, в глазах насекомых находится от 11 до 30 светочувствительных белков.
Козы
(Изображение предоставлено Shutterstock)У коз характерные прямоугольные глаза. Но почему?
Ответ связан с выживанием. Как ранее сообщал Live Science, зрачки козла странной формы, вероятно, помогают ему искать хищников на горизонте.
Человек
(Изображение предоставлено Shutterstock)Человеческий глаз напоминает старомодную камеру. Но вместо того, чтобы фокусировать свет на пленке, роговица глаза (прозрачная структура в передней части глаза) и хрусталик фокусируют свет на сетчатке, ткани со светочувствительными белками, которые могут обрабатывать черный, белый и другие цвета.
Место, где зрительный нерв входит в сетчатку, называется слепым пятном.
Но не отчаивайтесь: вы можете уменьшить слепое пятно с помощью упражнений для тренировки зрения, показало небольшое исследование 2015 года.
Паук-скакун
(Изображение предоставлено Shutterstock)Несмотря на восемь глаз, у большинства пауков плохое зрение. Отчасти поэтому они используют паутину для ловли добычи. Но паук-скакун ( Phidippus audax ) занимает особое место среди пауков: у него отличное зрение, которое помогает ему точно определять добычу, с которой он может схватиться.
Паук-скакун может видеть вокруг себя почти на 360 градусов своими восемью глазами. Он использует большие первичные глаза на передней части головы, чтобы видеть детали, и маленькие, вторичные глаза, чтобы видеть движение, ранее сообщал Live Science. [См. фотографии глаз прыгающего паука]
Листохвостые гекконы
(Изображение предоставлено Shutterstock) Захватывает дух, когда видишь мраморные глаза листохвостых гекконов. По данным Национального зоопарка Смитсоновского института и института биологии охраны природы, они часто имеют фоновый цвет золотого, серебряного или коричневого цвета, покрытый концентрическими полосами вокруг зрачка.