Мы видим мир вокруг и, нам кажется, что он именно такой. Сложно даже представить, что кто - то видит его по-другому, в черно - белых тонах, или без синего и красного. Сложно поверить, что для кого - то наш привычный мир совсем другой.

Но это именно так.

Давайте посмотрим на окружающий мир глазами животных, разберемся, как животные видят, в каких цветах они воспринимают мир.

Итак, для начала разберем, что такое зрение и какие функциональные способности оно включает.

Что такое зрение?

Зрение — процесс обработки изображения объектов окружающего мира.

• осуществляется зрительной системой
• позволяет получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении и расстоянии между ними

Зрительный процесс включает:

• проникновение светового потока через преломляющие среды глаза
• фокусировка света на сетчатке
• трансформация световой энергии в нервный импульс
• передача нервного импульса от сетчатки в головной мозг
• обработка информации с формированием увиденного образа

Зрительные функции:

• светоощущение
• восприятие движущих объектов
• поля зрения
• острота зрения
• цветовое восприятие

Светоощущение - способность глаза воспринимать свет и определять различную степень его яркости.

Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией. Различают два вида адаптации:

• к темноте — при понижении уровня освещенности
• и к свету — при повышении уровня освещенности

Светоощущение является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия, особенно в темноте. На светоощущение глаза также влияют такие факторы как:

• распределение палочек и колбочек (у животных центральный участок сетчатки в25 ° состоит, преимущественно, из палочек, что улучшает ночное восприятие)
• концентрация светочувствительных зрительных веществ в палочках (у собак чувствительность к свету палочек 500-510нм, у человека 400нм)
• наличие тапетума (tapetum lucidum) - особый слой сосудистой оболочки глаза (тапетум направляет назад прошедшие на сетчатку фотоны, заставляя их ещё раз воздействовать на рецепторные клетки, повышая светочувствительность глаза, что в условиях малого освещения такая оказывается весьма ценно) у кошек глаз отражает в 130 раз больше света, чем у человека (Paul E. Miller, DVM, and Christopher J. Murphy DVM, PhD)
• форма зрачка - форма, размер и положение зрачка у различных животных (зрачок бывает круглый, щелевидный, прямоугольный, вертикальный, горизонтальный)
• форма зрачка может рассказать относится ли животное к хищникам или жертвам (у хищников зрачок сужается в вертикальную полоску, у жертв в горизонтальную — эту закономерность ученые обнаружили, сравнив формы зрачков у 214 видов животных)

Итак, какие бывают формы зрачков:

• Щелевидный зрачок - (у хищных животных, таких как домашние кошки, крокодилы, ящерицы гекконы, змеи, акула) позволяет точнее подстроить глаз под количество света вокруг, так, чтобы и в темноте видеть, и на полуденном солнце не ослепнуть

• Круглый зрачок- (у волков, собак, больших кошек - львов, тигров, гепардов, леопардов, ягуаров; птиц) т.к. они избавлены от необходимости хорошо видеть в темноте

• Горизонтальный зрачок (травоядные) позволяет глазу хорошо видеть, что происходит у земли и охватывает довольно широкую панораму глаз защищён от прямого попадания солнечных лучей сверху, которые могли бы ослепить животное

Как животные воспринимают движущие объекты?

Восприятие движения имеет жизненно важное значение, т.к. движущиеся объекты являются сигналами либо опасности, либо потенциальной пищи и требуют быстрого соответствующего действия, в то время как неподвижные объекты могут быть игнорированы.

Например, собаки могут распознать движущиеся объекты (благодаря большому количеству палочек) на расстоянии 810 до 900 м, а неподвижные объекты только на расстоянии 585 м.

Как животные реагируют на мелькающий свет (например, в телевизоре)?

Реакция на мелькающий свет дает представление о функции палочек и колбочек.

Человеческий глаз способен улавливать колебания 55 герц, а собачий глаз улавливает колебания на частоте 75 герц. Поэтому, в отличие от нас, собаки, скорее всего, видят лишь мерцание и большая часть из них на изображение в телевизоре не обращают внимание. Изображения предметов в обоих глазах проецируются на сетчатке и передаются в кору головного мозга, где происходит их слияние в одно изображение.

Какие у животных поля зрения?

Поле зрения — пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Можно выделить два основных типа зрения:

• бинокулярное зрение - восприятие окружающих предметов двумя глазами
• монокулярное зрение - восприятие окружающих предметов одним глазом

Бинокулярное зрение имеется далеко не у всех видов животных и зависит от строения и взаиморасположения глаз на голове. Бинокулярное зрение позволяет совершать тонкие координированные движения передними конечностями, прыжки, легко передвигаться.

Хищникам бинокулярное восприятие объектов охоты помогает правильно оценить расстояние до намеченной жертвы и выбрать оптимальную траекторию нападения. У собак, волков, койотов, лисиц, шакалов угол бинокулярного поля равен 60-75°, у медведей 80-85°. У кошек 140°(зрительные оси обоих глаз почти параллельны).

Монокулярное зрение с большим полем позволяет потенциальным жертвам (сурки, суслики, зайцы, копытные и т. п.) вовремя заметить опасность. достигает у грызунов 360°, у копытных 300-350°, у птиц достигает более 300°. Хамелеоны и морские коньки умеют смотреть сразу в двух направлениях, т.к. их глаза двигаются независимо друг от друга.

Острота зрения

• способность глаза воспринимать две точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга, как отдельные
• минимальное расстояние, при котором две точки будут видны раздельно, зависит от анатомо-физиологических свойств сетчатки

От чего зависит острота зрения?

• от размеров колбочек, рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика и стекловидного тела (составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста
• диаметр колбочки определяет величину максимальной остроты зрения (чем меньше диаметр колбочек, тем больше острота зрения)

Угол зрения -универсальная основа для выражения остроты зрения. Предел чувствительности глаза большинства людей в норме равен 1. У человека для определения остроты зрения используют таблицу Головина-Сивцева, содержащую буквы, цифры или знаки различной величины. У животных остроту зрения определяют с помощью (Ofri ., 2012):

• поведенческого теста
• электроретинографии

Острота зрения собак оценивается в 20-40% от остроты зрения людей, т.е. собака узнает объект с 6 метров, тогда как человек - с 27 м.

Почему собака не обладает остротой зрения человека?

У собак, как и у всех других млекопитающих, за исключением обезьяны и человека, отсутствует центральная ямка сетчатки (область максимальной остроты зрения). Большинство собак слегка дальнозорки (гиперметропия: +0,5 Д), т.е. они могут различать мелкие предметы или их детали на расстоянии не ближе 50-33 см; все предметы, расположенные ближе, кажутся расплывчатыми, в кругах рассеивания. Кошки близоруки, то есть они не видят дальние объекты также хорошо. Способность хорошо видеть вблизи больше подходит для охоты на добычу. Лошадь имеет невысокую остроту зрения и относительно близорука. Хорьки близоруки, что является, без сомнения, реакцией на их адаптацию к норному образу жизни и поиску добычи по запаху. Близорукое зрение хорьков является таким же острым как и наше и, может быть, даже немного острее.

Таким образом,самое острое зрение у орла, затем в порядке убывания: сокол, человек, лошадь, голубь, собака,кошка,кролик,корова, слон,мышь.

Цветовое зрение

Цветовое зрение - это восприятие цветового многообразия окружающего мира. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр). Осуществляется цветовое зрение колбочками. В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек:

• первый воспринимает длинноволновые цвета - красный и оранжевый
• второй тип лучше воспринимает средневолновые цвета - жёлтый и зелёный
• третий тип колбочек отвечает за коротковолновые цвета - синий и фиолетовый

Трихромазия - восприятие всех трех цветов
Дихромазия - восприятие только двух цветов
Монохромазия - восприятие только одного цвета

Как воспринимают цвет животные?

Вид животного	Короткая длина волны, нм	Средняя длина волны,нм	Источник
Собака	454	561	Loop et al. (1987) Guenther &Zrenner (1993)
Кошка	429-435	555	Neitz et al. (1989); Jacobs et al. (1993)
Лошадь	428	539	Carroll et al. (2001); Timney&Macuda (2001)
Свинья	439	556	Neitz&Jacobs (1989) Корова 451 555 Jacobsetal. (1998)

Цветовое зрение собак:

Цветовое зрение кошек:

Цветовое зрение лошади:

Органы зрения имеют большинство животных. У некоторых глаза расположены близко, улучшая восприятия глубины. У других глаза находятся далеко друг от друга, образуя большее поле зрения и заранее получая сигнал о возможном нападении.

В животном мире представлено множество типов глаз. Глаз человека не похож анатомически на глаз мухи, предназначенный для молниеносной реакции на перемещения.

Только у человека есть белки глаз, показывающие настроение и эмоциональный фон.

Особенности работы глаз у животных и насекомых

Хамелеон управляет своими глазами независимо друг от друга. Они могут смотреть одновременно в разные стороны.

Козы, мангусты, овцы и осьминоги имеют глаза с прямоугольными зрачками.

Объем глаз страуса больше объема мозга этой птицы!

Глазные яблоки совы занимают все пространство черепной коробки, они вращаются с трудом. Сова компенсирует это поворотами шеи на половину окружности в любую сторону.

Некоторые скорпионы имеют до шести пар глаз. Многие из пауков - по четыре пары. Ящерица туатара имеет три глаза!

Пауки-скакуны имеют два основных глаза и шесть вспомогательных.

Морские звезды имеют глаза на конце каждого луча и рецепторы по всему телу. Эти морские животные могут различать только светлое и темное освещение.

Глаз китов весит около килограмма. Но кит видит всего на расстоянии в 1 метр.

Сложной системой являются глаза креветки-богомола. Она может видеть в поляризационном свете, в оптическом, ИК- и УФ- диапазонах.

Подобную точность человек получит, лишь используя оборудование весом в центнер.

Среди морских животных самое совершенное зрение у каракатиц, кальмаров и осьминогов.

Как животные и насекомые видят цвета

Кошки не различают красный цвет. Их цветовая гамма неяркая. У человека на каждую колбочку приходится только 4 палочки, а у кошки - 25. Поэтому кошки видят мир серым.

Собаки четко видят синие и фиолетовые тона, но не могут распознают теплые оттенки, например, желтый, оранжевый и красный.

Быки и коровы не выделяют красного цвета. Тореро раздражает животное не красным цветом своего плаща, а резкими движениями.

Пчела не различает красного цвета, она путает его с зеленым, серым или черным. Пчела точно видит желтый, синий, сине-зеленый, синий, фиолет и пурпур. Отлично выделяет ультрафиолетовые тона и соответствующее им излучение.

Как животные и насекомые видят вблизь, вдаль и по сторонам

Собаки отлично видят вдаль, но плохо вблизи. Острота зрения собаки слабее человеческой примерно на 60%. Зато собаки легко определяют "на глаз" дистанцию.

Орлиная острота зрения в два раза сильнее человеческой.

Сокол может разглядеть объект величиной в 10 см. с высоты 1500 м.

Гриф видит мелких грызунов с расстояния до 5 километров.

Стрекоза - одно из наиболее зорких насекомых. Она видит спичечную голову на расстоянии в метр. Глаз стрекозы составлен из 30 тыс. отдельных биологических камер. Каждая камера фиксирует одну точку, затем массив изображений в мозгу складывается в единый объект. Глаз стрекозы захватывает до 300 изображений в секунду.

Лягушки видят лишь движущиеся объекты, рассматривая их как возможную добычу.

Благодаря горизонтальным и прямоугольным зрачкам козлы и зубры видят на 240°. Поле зрения лошади составляет 350%.

Угол обзора у кошек - 190°, а у собак - только 40°.

У каждого человека рисунок радужки глаза индивидуален. Наравне с отпечатками пальцев рисунок радужки используютдля идентификации конкретной персоны.

Обычный человеческий глаз при всем богатстве его функций весит меньше пули к патрону 7,62х54. Пуля весит 9 граммов, глаз только 8.

Диаметр глазного яблока у большинства совершеннолетних людей - приблизительно 24 мм.

Наименее распространенный цвет глаз у людей - зеленый. Встречается в 2% случаев.

При рождении человек имеет неопределенный цвет глаз. Глаза приобретают постоянный цвет спустя два-три года.

Глаз человека различает до 5 миллионов различных оттенков цвета, имея громадное число светочувствительных клеток (свыше 130 млн).

Цвет глаз определяется меланином, пигментом радужной оболочки. Малая концентрация пигмента способствует приобретению светлых холодных тонов - голубому, серому, зеленому. При большой концентрации меланина радужка окрашивается в черные или карие тона. Отсутствие в радужной оболочке меланина лишь у альбиносов .

Основными цветами, воспринимаемыми человеком, являются красный, синий и зеленый. Различная их насыщенность позволяет получить все варианты цветовой гаммы, видимые глазом.

У каждого сотого человека цвета радужки левого и правого глаза различаются.

Дальтонизм выявляется у 8% мужчин и всего лишь 1% женщин.

В Европе самые светлые глаза у шведов, финнов, поляков и жителей Прибалтики. Самые темные глаза - у югославов, турок и португальцев.

О ночном зрении

Из птиц лучше всего в темноте видят совы. Совы точно видят мышей или белок даже без Луны. Днем совы видят плохо, поэтому скрываются в укромных местах.

Кошки видят в темноте лучше людей. В сумерках и ночью зрачки кошек расширяются до 14 мм.. У человека диаметр зрачка даже ночью не более 8 мм. На ярком свете кошки инстинктивно зажмуриваются, чтобы инстинктивно не повредить сетчатку.

Человеческий глаз имеет на каждом веке по 150 ресниц.

Чихание всегда сопровождается зажмуриванием глаз, так как при этом развивается скорость 170 км/ч и давление на носовые пазухи.

Мужчина моргает через каждые 10 секунд, каждое моргание занимает от одной до трех секунд. За сутки протяженность моргания мужчин занимает около часа.

Женщины моргают чаще мужчин приблизительно в два раза.

Женщины плачут около 40 раз за год, мужчины - около 6.

Глаза приспосабливаются к темноте примерно за час. За это время чувствительность глаз к свету вырастает в тысячи раз. Внезапный переход из темноты к яркому свету вызывает дискомфорт.

Человеческий глаз - сложный биологический орган, получающий визуальную информацию извне и передающий ее дальше в головной мозг. Высокая скорость обработки полученной информации позволяет реагировать на внезапные изменения.

Внутренняя поверхность глаза выстлана тканями сетчатки. Ее функция напоминает фотопленку в фотоаппарате или цифровую матрицу мобильного телефона.

Роговица - элемент глаза, изменяющий форму и фокусирующийся на разноудаленных объектах. Роговица прозрачная, ее покрывает радужная оболочка, представляющая собой цветную пленку. В центре радужки находится зрачок, через который к сетчатке проходит поток света. Зрачок регулирует количество приходящего света.

В глазу человека, где зрительный нерв проходит через сетчатку, имеется небольшое слепое пятно. Эта особенность компенсируется информацией от другого глаза.

Трансплантация глаз невозможна. При отделении зрительного нерва от головного мозга первый сразу же погибает. Однако роговица глаза успешно пересаживается.

Слезы у новорожденного появляются на втором месяце жизни.

Обычные люди распознают тысячи цветовых оттенков, а художники - миллионы.

Круги под глазами указывают на обезвоженность, а мешки - на проблемы с почками.

Первые дни младенцы могут видеть вдаль всего на 25 см.

При быстром чтении глаза устают менее, чем при медленном.

Освещение глаз красным цветом увеличивает чувствительность к темноте на полчаса.

Существует множество животных, которые могут гордиться своим зрением.

Кошки различают предметы почти в полной темноте, мухи видят 300 кадров в секунду, тараканы замечают движение при смещении всего на 0,0002 миллиметра.

Но тот, у кого самое хорошее зрение в мире, величественно парит в небе. Это орел, который видит пищу, находящуюся на земле, с высоты 3 км. Он находит еду даже под водой и под снегом. С высоты орел легко распознает приближающуюся бурю и любую другую угрозу. Недаром прозвище «Орлиный Глаз» издревле давалось самым метким и зорким воинам.

Защита самого зоркого глаза

У орлов две пары прозрачных век. Одну пару они используют во время пребывания на земле в неподвижном положении. Вторая опускается на первую во время полета. Ее задача – предохранение чувствительного глазного яблока от воздействия солнца, воздушного напора, ветвей деревьев и кустарников на охоте.

Орел пикирует к добыче с огромной скоростью, в результате чего его глаза могут травмироваться или пересыхать от ветра. Двойные прозрачные веки препятствуют этому, не влияя на четкость картинки.

Особенности орлиного зрения

Взгляд орла охватывает пространство на 275 градусов.

Птица видит окружающий мир с обеих сторон от себя и сзади. Его стереотипическое зрение позволяет безошибочно определять форму предмета и расстояние до него. Именно поэтому, паря высоко в небе, когда человек с трудом может увидеть его с земли, орел легко находит в поле мышь размером в десять сантиметров.

При резкой перемене выходы глаза орла мгновенно приспосабливаются. Во время пикирования он не упускает жертву из виду ни на секунду. В полете птица способна обыскать территорию площадью в 13 квадратных километров.

Удивительно, но тот, у кого самое хорошее зрение в мире, в детстве видит плохо. У только что вылупившихся орлят зрение не так развито, птенец видит ровно столько, сколько нужно для жизни в уютном гнезде. Лишь по мере взросления глаза орла развиваются, а зрение совершенствуется.

Орлы различают цвета, что для птиц считается явлением редким. По сравнению с людьми они гораздо точнее воспринимают оттенки.

Еще одна особенность – возможность безошибочно ориентироваться в пространстве даже на максимальных высотах. Орел определяет высоту, расстояние и глубину пространства. Эта способность не подводит их даже при необходимости пикировать вниз. В противном случае орел не умел бы так красиво и молниеносно настигать добычу и избегать удара о землю.

Таким образом, орел – существо с самым лучшим зрением в мире. Он лучший на земле охотник и специалист по навигации.

Человек является высшим разумным существом на Земле, но некоторые наши органы значительно уступают братьям наших меньшим, одно из которых - зрение. Во все времена людей интересовало, а как окружающий мир видят птицы, животные, насекомые, ведь внешне глаза у всех такие разные, и сегодняшние технологии позволяют нам взглянуть их глазами, и поверьте - зрение у животных очень интересное.

Глаза животных

Первым делом всех интересует - а как видят наши ближайшие друзья кошки и собаки?

Кошки прекрасно видят в кромешной тьме, так как их зрачок способен расшириться аж до 14 мм, тем самым улавливая малейшие световые волны. Вдобавок у них имеется светоотражающая мембрана за сетчаткой, выполняющая роль зеркала, собирая все крупицы света.

Зрачки кошки

За счет этого кошка видит в темноте в шесть раз лучше, чем человек.

У собак глаз устроен примерно так же, но зрачок неспособен так сильно расширяться, тем самым давая преимущество перед человеком видеть во тьме уже в четыре раза.

А как обстоят дела с цветным зрением? Еще совсем недавно люди были уверены, что собаки все видят в оттенках серого, ни различая ни единого цвета. Последние исследования доказали - это ошибка.

Цветовой спектр собаки

Но за качество ночного зрения приходится платить:

1. Собаки, как и кошки, дихроматы, они видят мир в блеклых сине-фиолетовых и желто-зеленых цветах.
2. Хромает острота зрения. У собак она примерно в 4 раза слабее нашей, а у кошек в 6 раз. Посмотрите на Луну - видите пятна? Ни одна кошка в мире их не видит, для нее это просто серое пятно на небе.

Также стоит отметить и расположение глаз у животных и у нас, за счет которого питомцы видят периферическим зрением не хуже, чем и центральным.

Центральное и периферическое зрение

Еще один интересный факт - собаки видят 70 кадров в секунду. Когда мы смотрим телевизор, то 25 кадров в секунду для нас сливаются в единый видеопоток, а для собаки это быстрая череда картинок, наверно поэтому они не очень любят смотреть телевизор.

Кроме собак и кошек

Хамелеон и морской конек может смотреть одновременно в разные стороны, каждый его глаз мозгом обрабатывается отдельно. Хамелеон перед тем, как выбросить язык и схватить жертву, все-таки сводит глаза, чтобы определить расстояние до жертвы.

А вот обычный голубь имеет угол обзора 340 градусов, что позволяет видеть практически все вокруг, что усложняет охоту для кошек.

Несколько сухих фактов:

• Глубоководные рыбы имеют сверхплотную сетчатку, на каждом миллиметре которой сосредоточено 25 миллионов палочек. Это превышает наше с вами в сто раз;
• Сокол видит мышь в поле с расстояния в полтора километра. Невзирая на его скорость полета, четкость полностью сохраняется;
• У морского гребешка имеются около 100 глаз на краю раковины;
• У осьминога квадратный зрачок.

Немного всех переплюнули пресмыкающиеся. Питоны и удавы способны видеть инфракрасные волны, то есть тепло! В каком-то смысле мы его тоже «видим» кожей, но змеи его видят именно глазами, как хищник в одноименном фильме.

Креветка богомол

Но самые непревзойденные глаза имеют креветки богомолы. Это даже ни глаза, и орган, нашпигованный датчиками волн. Причем каждый глаз на самом деле состоит из трех - две полусферы, разделенные полосой. Видимый свет воспринимается только средним поясом, а вот полусферы чувствительны к ультрафиолету и инфракрасному диапазону.

Креветка видит 10 цветов!

Это не считая того, что у креветки получается тринокулярное зрение, в отличие от самого распространенного на планете (и у нас с вами) бинокулярного.

Глаза насекомых

Насекомые тоже могут нас немало удивить:

• Обыкновенную муху не так просто убить газетой, так как она видит 300 кадров в секунду, что быстрее нас в 6 раз. Отсюда и мгновенная реакция;
• Домашний таракан увидит движение, если предмет сместился всего на 0,0002 миллиметра. Это в 250 раз тоньше волоса!
• Паук имеет восемь глаз, но на деле это практически слепые насекомые, способные различить только пятно, глаза у них практически не работают;
• У пчелы глаз состоит из 5500 микроскопических линз, которые не видят красного цвета;
• Дождевой червь тоже имеет глаза, но атрофированные. Он может отличить день от ночи, не более.

Глаза пчелы

Самым острым зрением среди насекомых обладают стрекозы, но все равно оно хуже нашего примерно в 10 раз.

Насколько острым зрением обладают люди по сравнению с животными?

Ученые из Университета Дьюка задались этим вопросом и провели исследование, в котором сравнили остроту зрения у человека и у различных животных. При этом с помощью специальной программы были даже созданы изображения, демонстрирующие, насколько размытым или четким может видеться мир некоторым животным.

В животном царстве большинство видов «видят мир с куда меньшей детальностью, чем мы», отмечает Элинор Кейвс (Eleanor Caves), соавтор новой работы. Разумеется, у ученых нет возможности попросить животных прочитать буквы в оптометрической таблице: вместо этого специалисты изучают анатомию глаз и проводят поведенческие тесты, чтобы определить остроту зрения тех или иных животных.

В этот раз исследователи использовали метод, в котором измеряется параметр «циклы на градус» (cycles per degree) для определения остроты зрения. Затем эту информацию обработали в специальной программе, в которой после этого были созданы изображения, демонстрирующие, насколько четким или размытым видится мир исследуемому животному.

Люди различают ориентировочно 60 циклов на градус — то есть 60 пар черных и белых параллельных линий на один градус угла зрения. При этом, как обнаружили исследователи, у шимпанзе и других приматов — примерно такой же показатель, как и у нас. Некоторые же птицы даже превосходят людей: например, клинохвостый орел способен видеть 140 циклов/градус — такое острое зрение, очевидно, помогает ему замечать на высоте в тысячи метров добычу на земле.

У большинства же других животных зрение гораздо менее острое, чем у людей, как выяснили исследователи. Так, многие рыбы и птицы видят около 30 циклов/градус, а слоны — только 10 циклов/градус. Последний показатель — это уже уровень слепоты для человека, однако у многих животных и насекомых он еще ниже.

Если Вы скажете, что у кошки, то ошибетесь

Люди неплохо видят в темноте, но ночные животные, такие как кошки, дадут нам сто очков вперед. Но кто же является обладателем самых чувствительных глаз?

Человеческий глаз — одно из самых поразительных достижений эволюции. Он способен видеть мелкие пылинки и огромные горы, вблизи и вдалеке, в полном цвете. Работая в паре с мощным процессором в виде головного мозга, глаза позволяют человеку различать движение и узнавать людей по их лицам.

Одна из наиболее впечатляющих особенностей наших глаз так хорошо развита, что мы ее даже не замечаем. Когда мы входим с яркого света в полутемное помещение, уровень освещенности окружающей обстановки резко падает, но глаза адаптируются к этому почти мгновенно. В результате эволюции мы приспособилось видеть при плохом свете.

Но на нашей планете есть живые существа, которые видят в темноте гораздо лучше человека. Попробуйте почитать газету в глубоких сумерках: черные буквы сливаются с белым фоном в размытое серое пятно, в котором нельзя ничего понять. А вот кошка в аналогичной ситуации не испытывала бы никаких проблем — конечно, если бы она умела читать.

Но даже кошки, несмотря на привычку охотиться по ночам, видят в темноте не лучше всех. У существ с самым острым ночным зрением эволюционировали уникальные зрительные органы, позволяющие им улавливать буквально крупицы света. Некоторые из этих существ способны видеть в условиях, когда, с точки зрения нашего понимания физики, увидеть в принципе ничего нельзя.

Для сравнения остроты ночного зрения мы будем использовать люкс — в этих единицах измеряется количество света на квадратный метр. Человеческий глаз хорошо работает при ярком солнечном свете, когда освещенность может превышать 10 тысяч люксов. Но мы можем видеть и всего при одном люксе — примерно столько света бывает темной ночью.

Домашняя кошка (Felis catus ): 0,125 люкса

Фото с сайта www.listofimages.com

Чтобы видеть, кошкам нужно в восемь раз меньше света, чем людям. Их глаза в целом похожи на наши, но в их устройстве есть несколько особенностей, позволяющих хорошо работать в темноте.

Кошачьи глаза, как и человеческие, состоят из трех основных компонентов: зрачка — отверстия, через которое проникает свет; хрусталика — фокусирующей линзы; и сетчатки — чувствительного экрана, на который проецируется изображение.

У человека зрачки круглые, а у кошки они имеют форму вытянутого вертикального эллипса. Днем они сужаются в щелочки, а ночью раскрываются на максимальную ширину. Человеческий зрачок тоже может менять размер, но не в таких широких пределах.

Хрусталики у кошки крупнее, чем у человека, и способны собрать больше света. А за сетчаткой у них расположен отражающий слой под названием tapetum lucidum, также известный просто как «зеркальце». Благодаря ему глаза кошек светятся в темноте: свет проходит через сетчатку и отражается обратно. Таким образом свет воздействует на сетчатку дважды, давая рецепторам дополнительный шанс его поглотить.

Состав самой сетчатки у кошек тоже отличается от нашего. Есть два типа светочувствительных клеток: колбочки, различающие цвета, но работающие только при хорошем освещении; и палочки — не воспринимающие цвет, но зато работающие в темноте. У людей много колбочек, дающих нам богатое полноцветное зрение, а у котов гораздо больше палочек: 25 на одну колбочку (у людей это соотношение составляет один к четырем).

На квадратный миллиметр сетчатки у кошек приходится 350 тысяч палочек, а у человека — всего лишь 80—150 тысяч. К тому же, каждый отходящий от кошачьей сетчатки нейрон передает сигналы от примерно полутора тысяч палочек. Слабый сигнал таким образом усиливается и превращается в детальное изображение.

У такого острого ночного зрения есть и обратная сторона: в дневное время кошки видят примерно так, как люди с красно-зеленой цветовой слепотой. Они могут отличать синий от других цветов, но не видят разницы между красным, коричневым и зеленым.

Долгопят (Tarsiidae ): 0.001 люкса

Фото с сайта www.bohol.ph

Долгопяты — это живущие на деревьях приматы, встречающиеся в Юго-Восточной Азии. В сравнении с остальными пропорциями тела у них, похоже, самые большие глаза из всех млекопитающих. Тело долгопята, если не брать хвост, обычно достигает в длину 9—16 сантиметров. Глаза же имеют диаметр 1,5—1,8 сантиметра и занимают почти все внутричерепное пространство.

Питаются долгопяты в основном насекомыми. Они охотятся рано утром и поздно вечером, при освещенности в 0,001—0,01 люкса. Передвигаясь по верхушкам деревьев, они должны почти в полной темноте высматривать маленькую, хорошо замаскированную добычу и при этом не падать, перепрыгивая с ветки на ветку.

Помогают им в этом глаза, в целом похожие на человеческие. Гигантский глаз долгопята пропускает много света, и его количество регулируется сильными мускулами, окружающими зрачок. Крупный хрусталик фокусирует изображение на сетчатке, усыпанной палочками: их у долгопята более 300 тысяч на квадратный миллиметр, как у кошки.

У этих больших глаз есть недостаток: долгопяты не способны ими двигать. В качестве компенсации природа наделила их шеями, поворачивающимися на 180 градусов.

Навозный жук (Onitis sp.): 0.001-0.0001 люкса

Фото с сайта www.bbc.co.uk

Где навоз, там обычно и навозные жуки. Они выбирают самую свежую кучу навоза и начинают в ней жить, скатывая шарики из навоза про запас или выкапывая под кучей тоннели, чтобы обустроить себе кладовую. Навозные жуки рода Onitis вылетают на поиски навоза в разное время суток.

Их глаза сильно отличаются от человеческих. Глаза у насекомых фасеточные, они состоят из множества структурных элементов — омматидиев.

У жуков, летающих днем, омматидии заключены в пигментные оболочки, поглощающие лишний свет, чтобы солнце не ослепляло насекомое. Эта же оболочка отделяет каждый омматидий от соседних. Однако в глазах у жуков, ведущих ночной образ жизни, эти пигментные оболочки отсутствуют. Поэтому свет, собранный многими омматидиями, может передаваться всего лишь к одному рецептору, что значительно повышает его светочувствительность.

Род Onitis объединяет несколько разных видов навозных жуков. В глазах у дневных видов есть изолирующие пигментные оболочки, глаза вечерних жуков суммируют сигналы от омматидиев, а у ночных видов суммируются сигналы от количества рецепторов в два раза большего, чем у вечерних. Глаза ведущего ночной образ жизни вида Onitis aygulus , например, в 85 раз более чувствительны, чем глаза дневного Onitis belial .

Пчелы-галиктиды (Megalopta genalis ): 0.00063 люкса

Фото с сайта www.bbc.co.uk

Но описанное выше правило действует не всегда. Некоторые насекомые могут видеть при очень низкой освещенности, несмотря на то, что их зрительные органы явно приспособлены для дневного света.

Эрик Уоррент и Элмут Келбер из Лундского университета в Швеции выяснили, что у некоторых пчел в глазах есть пигментные оболочки, изолирующие омматидии друг от друга, но они тем не менее прекрасно умеют летать и искать пишу темной ночью. Например, в 2004 году двое ученых продемонстрировали, что пчелы-галиктиды способны ориентироваться при освещенности, в 20 раз менее интенсивной, чем звездный свет.

Но глаза пчелы-галиктиды устроены так, чтобы хорошо видеть при свете дня, и в ходе эволюции пчелам пришлось несколько адаптировать органы зрения. После того, как сетчатка поглотила свет, эта информация передается в мозг через нервы. На этом этапе сигналы можно суммировать, чтобы увеличить яркость изображения.

У этих пчел есть специальные нейроны, соединяющие омматидии в группы. Таким образом сигналы, поступающие от всех омматидиев в группе, сливаются вместе перед отправкой в мозг. Изображение получается менее резким, но существенно более ярким.

Пчела-плотник (Xylocopa tranquebarica ): 0.000063 люкса

Фото с сайта www.bbc.co.uk

Пчелы-плотники, встречающиеся в горах под названием Западные Гаты на юге Индии, видят в темноте еще лучше. Они могут летать даже в безлунные ночи. «Они способны летать при звездном свете, в облачные ночи и при сильном ветре», — рассказывает Хема Соманатан из Индийского института научного образования и исследований в Тируванантапураме.

Соманатан обнаружила, что омматидии пчел-плотников имеют необычно большие хрусталики, да и сами глаза довольно велики в пропорции к другим частям тела. Все это помогает улавливать больше света.

Однако этого недостаточно, чтобы объяснить столь великолепное ночное зрение. Возможно, у пчел-плотников омматидии тоже объединены в группы, как и у их собратьев Megalopta genalis .

Пчелы-плотники летают не только ночью. «Я видела, как они летают днем, когда их гнезда разоряют хищники, — говорит Соманатан. — Если ослепить их вспышкой света, то они попросту падают, их зрение не в состоянии обработать большое количество света. Но потом они приходят в себя и снова взлетают».

Похоже, из всех представителей фауны пчелы-плотники наделены наиболее острым ночным зрением. Но в 2014 году появился и еще один претендент на чемпионский титул.

Таракан американский (Periplaneta americana ): менее одного фотона в секунду

На заставке фото с сайта www.activepestsolutionsltd.co.uk

Напрямую сравнить тараканов с другими живыми существами не получится, потому что острота их зрения измеряется иначе. Однако известно, что их глаза необычайно чувствительны.

В серии экспериментов, описанных в 2014 году, Матти Вэкстрем из финского Университета Оулу и его коллеги выясняли, как отдельные светочувствительные клетки в омматидиях тараканов реагировали на очень низкую освещенность. Они вставили в эти клетки тончайшие электроды, сделанные из стекла.

Свет состоит из фотонов — безмассовых элементарных частиц. Человеческому глазу необходимо, чтобы в него попали как минимум 100 фотонов, чтобы что-то почувствовать. Однако рецепторы в глазах таракана реагировали на движение, даже если каждая клетка получала всего по одному фотону света каждые 10 секунд.

У таракана в каждом глазу есть 16—28 тысяч чувствительных к зеленому цвету рецепторов. По данным Вэкстрема, в условиях темноты суммируются сигналы из сотен или даже тысяч этих клеток (напомним, что у кошки работать вместе могут до 1500 зрительных палочек). Эффект этого суммирования, по словам Вэкстрема, «грандиозен», и похоже, что аналогов в живой природе он не имеет.

«Тараканы впечатляют. Меньше фотона в секунду! — говорит Келбер. — Это самое острое ночное зрение».

Но пчелы способны обставить их по крайней мере в одном отношении: американские тараканы не летают в темноте. «Управлять полетом гораздо сложнее — насекомое движется быстро, и столкновение с препятствиями представляет опасность, — комментирует Келбер. — В этом смысле пчелы-плотники наиболее удивительны. Они способны летать и добывать пищу в безлунные ночи и при этом различать цвета».