Как видят животные? Цветное зрение.

Как видят животные?

Наверное, каждый из нас когда-то задавался вопросом о том, все же как видят животные? Я тоже интересовался этим вопросом, и, поискав ответ в книжках, нашел его. Каким же было моё удивление, когда, пересмотрев десятки видеороликов и прочитав самые популярные статьи на эту тему, я обнаружил, что все они не соответствуют реальности!
В этой статье я рассмотрю зрение собак, кошек и лошадей, оставив ссылки на авторитетные издания по ветеринарной офтальмологии. Однако начну немного издалека.

Зрение – это очень сложный процесс, одно из пяти внешних чувств, благодаря которому мы можем видеть объекты вокруг нас с помощью глаз.

Когда зрение только зарождалось в живых организмах, оно было представлено простейшим светочувствительным глазом и позволяло понять, где есть свет, а где – тьма. Очень необычным и интересным примером является кубомедуза, у которой есть 4 простейших светочувствительных глаза, а также 2 сложноустроенных камерных глаза с роговицей, хрусталиком, сетчаткой. Такая медуза может видеть мир, однако изображение не очень резкое!

 

 

Постепенно совершенствуясь, зрительный аппарат приобретал светочувствительные пигменты (опсины), позволявшие определять конкретные цвета светового спектра. Конечно же происходили и другие изменения, однако мы не будем их рассматривать в этой статье.

Как видят люди?

У человека три светочувствительных пигмента (опсина), благодаря которым он может видеть комбинации красного, зелёного и синего цвета. И это особенно забавно, потому что у гораздо более древних форм жизни этих пигментов больше. Например, у древнего рака-богомола 12 (!) таких опсинов, а у большинства птиц и рептилий – 4 опсина, что позволяет им видеть ультрафиолетовые волны. Большинство же млекопитающих является дихроматами (2 опсина), а киты – монохромами (1 опсин) – и вовсе видят в черно-белых тонах. Эксперты по эволюции объясняют такое явление тем, что во времена господства динозавров млекопитающие (и в том числе люди) бодрствовали преимущественно ночью. За столь долгий период их глаза приспособились к ночному свету, утеряв свои опсины (зачем они ночью?). Сейчас же мы наблюдаем иную картину: сменившийся образ жизни влечет новые изменения, например, обезьяны старого света восстановили красный опсин (возможно это им необходимо для того, чтобы отличать спелые фрукты от незрелых, а также от ядовитых).

Вот такую картинку мы, люди, будучи трихроматами, видим , сидя в парке (кликните для увеличения изображения).

Как видят кошки

Кошки, как и люди, трихроматы. Это означает, что их сетчатка содержит три опсина, позволяющих видеть комбинации красного, синего и зелёного цветов. Кошки видят почти ту же цветовую палитру, что и люди, однако более бледную. Так же, из-за меньшего содержания опсина в сетчатке, цвет объекта будет зависеть от его размера: красное яблоко кошка будет видеть красным, однако красную черешню – сероватой. (Loop & Bruce, 1978). Вот примерное изображение того, каким видят мир кошки (кликните для увеличения изображения).

Как видят собаки

Собаки – дихроматы. В их сетчатке имеются красные и синие опсины, отсутствую зелёные (Jacobs et al., 1993). Однако красный цвет они видят не таким, каким его привыкли видеть мы, потому что их цветовой диапазон затрагивает лишь малую часть красного спектра. Поэтому красный цвет у собак в большей степени оттеночный. Вот примерное изображение того, каким видят мир собаки. Обратите внимание на то, что для собак зеленый цвет представляет собой комбинацию серо-синих тонов: разница между тёмно-зелёным и светло-зелёным цветом будет ощущаться ими в виде оттенков. (кликните для увеличения изображения)

 

Как видят лошади

Лошади тоже дихроматы. Их сетчатка распознаёт комбинации синего и зелёного цвета, однако у них нет красного опсина. Тем не менее это не означает, что красного цвета не существует для лошади, просто она его видит в более тёмном оттенке сине-зелёных цветов. (Roth et al., 2008). Однако у лошади есть еще одно хитрое приспособление – её хрусталик. Хрусталик лошади имеет желтый фильтр, благодаря чему лошадь видит всё в желтоватом цвете. Этот фильтр, как полагают, необходим не только для лучшего ночного зрения, но и для отсекания излишних синих волн (Brondsted et al., 2012). Вот примерное изображение того, каким видят мир лошади (кликните для увеличения изображения).

 

Как видят животные в темноте?

Кроме различного восприятия цветовых спектров, всем известно, что ночное зрение у животных лучше, чем у людей. Кошкам и собакам приписывают фантастические способности видеть в темноте. Но так ли это? И все ли животные могут этим похвастаться? Давайте разбираться.

Для того, чтобы узнать как видят животные в темноте, обратимся к анатомии глазного дна.

На глазном дне у животных различают диск зрительного нерва, сетчатку, сосуды сетчатки и тапетум. Это очень похоже на человеческое глазное дно, за исключением тапетума. Именно в этой структуре кроется секрет хорошего ночного зрения у животных.

Tapetum lucidum — это своеобразная отражательная пластинка, расположенная под сетчаткой. Она очень разнообразна по цветовой гамме (голубая, желтая, зелёная, красная, оранжевая, коричневая), но в основном желто-зелёная у кошек и оранжевая у собак. Вы наверняка видели, как у кошки или собаки отсвечивают глаза. Это и есть отблеск тапетума или по ветеринарному — тапетальный рефлекс.

Теперь, когда анатомический вопрос разобран, можно перейти к физиологическому. Световой пучок, проходя сквозь сетчатку, вызывает в ней реакцию, результатом которой является электрический импульс в мозг. Но когда света становится мало, например, в сумерках, световой пучок может быть совсем слабым и неуловимым для сетчатки, то есть, импульса, который должен отправиться в мозг, не возникает. Соответственно в мозгу смотрящего не складывается картинка, он ничего не видит. Вот тут-то тапетум и приходит на помощь тем, у кого он есть, потому что прошедший через сетчатку пучок света отразится от тапетума и снова пройдет через сетчатку. Таким образом суммарный эффект прямого и отраженного пучков света смогут запустить каскад реакций в сетчатке и преобразовать его в электронный импульс, которого будет достаточно для составления мозгом картинки.

Тапетум есть у многих животных: собак, кошек, лошадей, слонов, оленей, львов, тигров, волков. А вот у свиней, большинства обезьян, птиц и экзотических животных его нет. Поэтому не все животные отлично видят в темноте. Ночные хищные птицы имеют отдельные механизмы для ночного зрения, о них недостаточно много известно, поэтому пока ограничимся лишь упоминанием об этом.

Однако не спешите делать выводы. Дело в том, что наличие тапетума не является непоколебимой супер-способностью. Для того, чтобы тапетум выполнял свою функцию, некий источник света всё же нужен, например, звездное небо, месяц и т.д. Другими словами, тапетум улучшает сумеречное зрение и ночное, однако в кромешной тьме животное будет ориентироваться с помощью обоняния, слуха и осязания.

Чтобы получить максимально полное представление о зрении собак, кошек и лошадей, следует внести ещё один параметр – остроту зрения.

Острота зрения – это характеристика четкости воспринимаемого изображения. У людей она определяется с помощью таблицы Сивцева. Редкий человек не проходил это обследование. На западе для определения остроты зрения используется таблица Снеллена. Суть определения зрения сводится к тому, что пациент должен прочесть буквы на разных строках с расстояния 6 метров (20 футов). Для того, чтобы пациенту не приходилось отходить на далёкое от таблицы расстояние, каждая строка напечатана более мелким шрифтом. В зависимости от количества прочитанных строк выдается результат, например, 20/100 (это означает, что пациент увидел с 20 футов то, что здоровый человек видит со 100 футов, и это его лучший результат).

На основании исследований сетчатки, подкреплённых экспериментальными данными, ученые выяснили, что острота зрения собак может варьировать от 20/50 до 20/140 (в привычной нам системе Сивцева это примерно 0,4-0,14). У кошек зрение хуже – 20/100-20/200 (по таблице Сивцева 0,1-0,2). А вот лошадь видит лучше, чем кошки и собаки – 20/30 (примерно, 0,7-0,8! по таблице Сивцева).

В мире существует огромное количество животных, способных видеть иначе, чем мы. Конечно, мы не можем точно сказать, как видят животные, однако на основе полученных данных от исследований учёных можем лишь предположить, как выглядит мир в их глазах. Порой сложно себе представить, насколько разнообразным может быть зрение. И каково это – видеть ультрафиолетовые или инфракрасные лучи, а может быть гамма лучи! И какой могла бы быть наша жизнь, если бы мы могли это всё увидеть?

 

Офтальмолог Вашего питомца Ястребов О.В.