Vedere binoculară la animale. Lumea prin ochii animalelor

Cum văd mamiferele

Studiu viziunea culorilor este una dintre direcțiile curentului principal al studiului percepției vizuale. S-a dovedit aproape complet că niciun mamifer, inclusiv primatele, nu are viziune a culorilor, iar dacă unii dintre reprezentanții lor o au, este doar într-o formă foarte rudimentară. Percepția culorii la mamifere are loc prin receptorii fotosensibili care conțin pigmenți cu sensibilități spectrale diferite. Majoritatea primatelor apropiate de oameni au mai multe tipuri de pigmenți fotosensibili. In spate viziunea culorilor răspund receptorilor de opsina localizați în celulele sensibile la lumină – conuri. De unde provine faptul că viziunea cromatică la majoritatea primatelor este „tricomatică” (trei tipuri de conuri). Restul primatelor și o parte a mamiferelor, din punctul de vedere al teoriei tricomponente a percepției culorilor - „dicromatică”. Adică au doar două tipuri de conuri în ochi pentru percepția culorii.

Mamiferele nocturne sunt echipate cu o viziune a culorilor în curs de dezvoltare, deoarece lumina și culoarea adecvate percepute de conuri le permit să se adapteze corespunzător la mediul lor. Acest lucru se datorează faptului că primele mamifere au fost forțate să ducă un stil de viață predominant nocturn (în special din cauza competiției cu dinozaurii), unde percepția culorilor nu este esențială. Prin urmare, o parte din conuri s-a atrofiat. Ulterior, în linia evolutivă a primatelor, gena responsabilă pentru unul dintre cele două tipuri de conuri rămase a fost duplicată (bifurcată), datorită faptului că majoritatea oamenilor de astăzi nu sunt daltonici (spre deosebire, de exemplu, de câini). Mecanismele de percepere a culorilor sunt foarte dependente de factorii evolutivi, dintre care cel mai evident este identificarea satisfăcătoare a surselor de hrană. La primatele erbivore, percepția culorii este asociată cu căutarea frunzelor și fructelor adecvate (comestibile). Majoritatea mamiferelor nu disting roșul de verde. Ei și-au pierdut de mult această abilitate inerentă păsărilor, peștilor și reptilelor. La urma urmei, strămoșii lor îndepărtați, care au locuit planeta în același timp cu dinozaurii, au ocupat o nișă ecologică specială - au început să ducă un stil de viață nocturn. În nopțile reci, temperatura corpului dinozaurilor a scăzut, la fel ca și activitatea lor. Dar mamiferele cu sânge cald, mai aproape de miezul nopții, au ieșit din gropile și adăposturile lor și, încurajate, au rătăcit în căutarea hranei. Pentru această libertate, au plătit cu defecte vizuale. Nu le păsa cum era colorată prada. Lumea lor era gri, neagră, albicioasă, dar nu colorată.

Percepția luminii (culori)
Percepția culorii (luminii) „albe” se datorează, de obicei, expunerii la întregul spectru de lumină vizibilă sau este reacția ochiului la mai multe lungimi de undă, cum ar fi roșu, verde și albastru, sau chiar un amestec de doar un pereche de culori, cum ar fi albastru și galben. Percepția luminii este asigurată de cei localizați pe retină. fotoreceptori: baghete responsabil doar de percepția luminii și conurile asigură discriminarea culorilor
La mamifere, organul pineal este slab dezvoltat (comparativ cu peștii, reptilele și păsările): așa-numitul „al treilea ochi”, care este responsabil de percepția intensității luminii. Funcțiile sale nu au fost încă studiate foarte bine, dar, evident, ajută la depanarea ritmurilor zilnice în funcție de lumina soarelui (mamiferele depind mai puțin de ele), precum și la navigarea pe teren (din nou, păsările și peștii sunt mult mai importanți decât, pt. de exemplu, lei).

vedere UV
Strămoșii mamiferelor moderne aveau o lentilă care permitea trecerea luminii ultraviolete și un fotoreceptor sensibil la lumina ultravioletă non-dure. Dar, în cursul evoluției, la unele primate, în special la oameni, lentila a încetat să transmită fotoni cu o lungime de undă mai mică de 400 nm, iar acest receptor nu mai funcționa.
Din această cauză, oamenii nu pot vedea modelele speciale de pe florile care sunt deschise pentru insecte sau urmele de urină lăsate de rozătoare. Oamenii de știință au examinat lentilele mamiferelor pentru capacitatea de a transmite lumină de diferite lungimi de undă. S-a dovedit că multe animale nu au un filtru UV intern. Printre aceștia se numără pisici, câini, okapi, dihori și arici. Aceasta înseamnă că toți, spre deosebire de oameni, trebuie să perceapă această parte a spectrului luminos.

Mamiferele au diferite pozitia ochilor. Deci, vederea periferică a unui iepure și a unui cal mărește câmpul vizual. La maimuțe și oameni, este limitat, dar datorită vederii simultane a unui obiect cu doi ochi, distanța și dimensiunea obiectelor sunt mai bine estimate. În formele care duc un stil de viață crepuscular sau nocturn, ochii fie ating dimensiuni foarte mari, de exemplu, la lemurii tarsi, bufnițe sau borcane, fie sunt mici, ca, de exemplu, la lilieci. Apoi, lipsa vederii este compensată de auzul, mirosul, atingerea foarte dezvoltate. La speciile subterane care se îngroape - cârtițe, orbi, gopher, ochii sunt redusi într-o măsură mai mare sau mai mică.

1 - scaler,

Schlemm cu 3 canale,

4 - rădăcina irisului,

5 - cornee,

6 - iris,

7 - elev,

8 - camera frontala,

9 - camera spate,

10 - corp ciliar,

11 - obiectiv,

12 - vitros,

13 - retina,

14 - nervul optic,

15 - ligamente zinn.

Prin pupilă, lumina reflectată de obiecte pătrunde în ochi. Cantitatea de lumină transmisă este determinată de diametrul pupilei, al cărei lumen este reglat automat de mușchii irisului., ținută pe loc de centura ciliară, concentrează razele de lumină care trec prin pupilă pe retină- stratul interior al membranei ochiului care contine fotoreceptori- celule nervoase fotosensibile. Retina este formată din mai multe straturi (din interior spre exterior): epiteliu pigmentar, fotoreceptori, celule Cajal orizontale, celule bipolare, celule amacrine și celule ganglionare.

Mușchii din jurul cristalinului oferă cazare pentru ochi. La mamifere, pentru a obține o claritate ridicată a imaginii, lentila ia o formă convexă când se observă obiecte apropiate și aproape plată când se observă obiecte îndepărtate. La reptile și păsări, acomodarea, spre deosebire de mamifere, include nu numai o modificare a formei cristalinului, ci și o modificare a distanței dintre cristalin și retină. În general, capacitatea ochiului de acomodare a ochiului de mamifer este semnificativ inferioară celei a păsărilor: la om, nu depășește 13,5 dioptrii în copilărie și scade considerabil odată cu vârsta, iar la păsări (în special cele de scufundări) poate ajunge la 40-50. dioptrii. La rozătoarele mici, din cauza nesemnificației vederii, capacitatea de acomodare se pierde practic.

Rolul formațiunilor protectoare pentru ochi este jucat de pleoape. echipat cu gene. La colțul interior al ochiului se află glanda Arder, care secretă un secret gras, iar în colțul exterior se află glanda lacrimală, ale cărei secreții (lichidul lacrimal) spală ochiul. Lichidul lacrimal îmbunătățește proprietățile optice ale corneei, netezind rugozitatea suprafeței sale și, de asemenea, o protejează de uscare și alte efecte adverse. Aceste glande, împreună cu pleoapele și muschii ochilor apartine aparat auxiliar ochi

Caracteristicile vederii mamiferelor

Sarcina 2.2

Vederea mamiferelor

Organele de vedere la mamifere sunt, de regulă, destul de bine dezvoltate, deși în viața lor sunt de mai puțină importanță decât la păsări: de obicei, mamiferele acordă puțină atenție obiectelor nemișcate, astfel încât chiar și animale atât de precaute precum vulpea sau iepurele pot. Vino aproape. Dimensiunea ochilor la mamifere este relativ mică; Astfel, la om, masa ochilor este de 1% din masa capului, în timp ce la graur ajunge la 15%. Ochii mai mari au animale nocturne (de exemplu, tarsier) și animale care trăiesc în peisaje deschise. La animalele din pădure, vederea nu este atât de ascuțită, iar la speciile subterane care se îngroape (alunițe, gophers, mole voles, zokors, golden moles), ochii sunt mai mult sau mai puțin redusi, în unele cazuri (alunițe marsupiale, șobolan aluniță, aluniță oarbă) chiar strâns cu o membrană piele.

Structura ochiului de mamifer

1 - sclera,

2 -coroidă,

3 - canalul Schlemm,

4 - radacina irisului,

5 - cornee,

6 - Iris,

7 - elev,

8 - camera frontala,

9 - camera spate,

10 - corp ciliar,

11 - obiectiv,

12 - corp vitros

13 - retina,

14 - nervul optic

15 - Ligamentele Zinn.

viziunea umană

Potrivit diverselor surse, de la 70% la mai mult de 90% din informațiile pe care o persoană le primește prin viziune.

Datorită numărului mare de etape din procesul de percepție vizuală, caracteristicile sale individuale sunt luate în considerare din punctul de vedere al diferitelor științe - optica (inclusiv biofizica),

Analizorul vizual al vertebratelor terestre are nivel diferit dezvoltare, corespunzătoare sarcinilor psihicului senzorial sau perceptiv.

Cu toate acestea, la toate vertebratele terestre, structura părții periferice a analizorului (ochiul) și a aparatului său central diferă mai mult. nivel inalt organizarea structurală.

Caracteristicile morfologice ale analizorului vizual al vertebratelor superioare indică faptul că vederea joacă un rol important în viața lor. Multe păsări și mamifere au o vedere foarte ascuțită. O vedere la fel de ascuțită se găsește și la mamiferele care trăiesc în spații deschise. Luați în considerare trăsăturile viziunii animalelor terestre folosind exemplul pisica domestica.

Toți membrii familiei de pisici au ochi mari. Datorită corneei convexe, ochii pisicii par să fie ușor în față. Acest lucru oferă animalelor o percepție vizuală cu unghi larg. Fiecare ochi al unei pisici oferă percepție mediu inconjuratorîn 200°. Unghiul total de vedere al unei pisici poate varia semnificativ în funcție de poziția ochilor pe cap. La o pisică medie cu o structură a craniului de tip european pisica salbatica(Pisici persane sau birmane) unghiul de vedere este de aproximativ 180°. La pisicile cu o parte facială alungită a capului (siameză, pisici abisiniene) și cu ochi mai depărtați unghiul de vedere este mai larg.

Pisicile își întorc rar capul în lateral, deoarece chiar și într-o poziție statică a capului controlează vizual tot ce se întâmplă în jur.

Culoarea ochilor (culoarea irisului) a unei pisici domestice poate varia de la galben pal la roșu cupru și verde. Și la pisicile siameze și birmane, culoarea ochilor este în general albastră. Culoarea ochilor se schimbă și în procesul de ontogeneză. Deci, la pisoii de toate rasele în primele două luni de viață, ochii sunt albaștri. În a 10-12-a săptămână de viață, culoarea ochilor începe să se schimbe. În cele din urmă, culoarea irisului se stabilizează abia după un an.

Viziunea pisicii este adaptată la percepția imaginilor vizuale în orice condiții de lumină, excluzând întunericul total. La pisica elev neobișnuit. Are forma unei fante verticale. În condiții de iluminare intensă, pupila se îngustează la o bandă îngustă.

La iluminare slabă, pupila se extinde până la limită și capătă geometria unui cerc care ocupă cea mai mare parte a ochiului. Astfel, pupila dozează fluxul luminos care intră în retină. O caracteristică a analizorului vizual al pisicii este că vede bine la amurg, adică în condiții de lumină scăzută. Acest lucru este favorizat de o serie de caracteristici morfofuncționale ale ochiului. Un ochi mare implică prezența unei zone mari a stratului sensibil la lumină - retina. În plus, retina pisicii are o densitate foarte mare de celule sensibile la lumină - tije și conuri. Totuși, în comparație cu animalele a căror activitate maximă are loc în timpul zilei, pisica domestică are relativ mai multe tije care conțin un singur fotopigment, rodopsina.

Prădătorii diurni au un raport con-toje mai mare. Se știe că tijele oferă percepția monocromă a imaginilor vizuale, iar conurile - percepția policromatică a luminii.

Procesul de concentrare a luminii în lumină slabă este, de asemenea, facilitat de forma convexă menționată mai sus a sclerei și de o pupilă neobișnuit de largă.

În plus, trebuie subliniat că pisica are un strat dezvoltat care reflectă lumina - Tapetum lucidum. Particularitatea acestei educații este foarte concentrație mareîn celulele de zinc și taurină. Tapetumul este situat în spatele retinei inversate și, prin urmare, sporește efectul unui flux de lumină slab asupra celulelor fotosensibile datorită proprietăților sale reflectorizante. De fapt, Tapetum lucidum asigură că fasciculul de lumină trece din nou prin retină. Deci în termeni fizica optică, ochiul pisicii are o luminozitate mare.

Desigur, o astfel de recepție a luminii asigură excitarea celulelor sensibile la lumină ale ochiului pisicii cu un flux luminos de o asemenea putere, care este un iritant pre-prag pentru ochiul altor animale (în timpul zilei). Datorită funcționării eficiente a stratului fotoreflectorizant, valoarea de prag a lungimii de undă a luminii pentru o pisică este incredibil de mică - doar 0,06 nm! Pentru claritate, indicăm că valoarea de prag a lungimii de undă a luminii la oameni este estimată la 1 nm. Această caracteristică a vederii pisicii oferă animalului în primul rând o percepție în gradient a diferitelor nuanțe. culoarea gri. În același timp, pisica observă mișcarea obiectelor mici la amurg.

Acuitatea vizuală a animalelor în condiții de lumină scăzută este asigurată indirect de vederea binoculară.

Cu toate acestea, sarcina principală a percepției binoculare este de a detalia imaginea vizuală rezultată și de a determina distanța până la obiectele individuale din mediu.

După cum sa menționat deja, câmpul vizual total al unei pisici se apropie de 200°. În acest sector, percepția binoculară reprezintă un unghi de 45° în partea centrală a câmpului vizual. Vederea binoculară oferă mare adâncime claritate, dă volum și permite animalului să detalieze imaginea. Pentru un prădător crepuscular, acest lucru este important. Vederea binoculară a unei pisici permite animalului să determine foarte precis distanța, dimensiunea și volumul unui obiect de interes și să-și dozeze puterea mușchilor cu mare precizie în timpul locomoției (de exemplu, atunci când aruncă către un șoarece detectat).

Ochii calului sunt aranjați în așa fel încât animalul să aibă în mod constant un câmp vizual larg care se apropie de 360°. Totuși, calul are mai multe puncte moarte. O fâșie îngustă a zonei oarbe este creată în spatele capului, deasupra frunții și sub bărbie. O astfel de organizare a vederii permite calului, ca animal de turmă de spații deschise, să-și controleze habitatul și să înregistreze în timp util schimbările în toate direcțiile. Pur și simplu este imposibil să te apropii de o turmă de cai pe o pășune neobservată. Dar zona viziune binoculara calul este îngustat la 55 °.

Acuitatea vizuală a unei pisici este asigurată și de structura particulară a căilor vizuale - fascicule nervoase care se extind de la ochiul stâng și cel drept până la cortexul vizual (regiunea occipitală). emisfere creier). Fibrele nervoase care se extind din jumătățile interioare ale retinei ochiului drept și stâng se intersectează pe drumul către cortex („chiasma optică”). Astfel, o parte din fluxul aferent din ochiul stâng intră în zona dreapta Cortex vizual, și de la ochiul drept la regiunea stângă a cortexului vizual. Din sectoarele exterioare ale retinei, aferentația intră direct în cortex, adică ocolind decusația. O caracteristică a pisicii este că chiasma ei optică este asimetrică. Jumătatea stângă a cortexului vizual al pisicii primește cea mai mare parte a inputului vizual. O astfel de asimetrie neurofiziologică în activitatea analizatorului vizual creează o tridimensionalitate a imaginii vizuale, adică crește semnificativ conținutul informațional al controlului vizual asupra mediului.

Capacitatea animalelor de a percepe mediul în trei dimensiuni cu ajutorul organelor de vedere este dovedită prin experimente speciale de laborator. Deci, caii percep chiar și o pânză grafică în volum. În studii, caii au fost învățați să aleagă picturi cu perspectivă liniară, iar animalele au reușit să facă acest lucru. De exemplu, un cal vede tridimensionalitatea unei imagini Ponzo și, în același timp, face aceeași greșeală ca o persoană: un cal, ca o persoană, percepe dreptunghiul superior ca un obiect mai mare în comparație cu figura inferioară a lui. aceeași mărime.

Micile rozătoare nu au nevoie de detalii ale imaginilor vizuale. Pentru o potentiala prada de pisica (rozatoare mica) este mai important sa ai o vedere monoculara mai larga care sa iti permita sa controlezi mediul (apropierea pisicii) din cel putin trei directii. Un sector îngust de vedere binoculară (aproximativ 30°) este suficient pentru ca rozătoarea să caute hrană (semințe, fructe, rădăcini, insecte).

Pisica este bine adaptată pentru percepția imaginilor vizuale în lumină orbitor de strălucitoare. În lumină puternică, fanta pupilei ei se închide, lăsând doar mici găuri în părțile superioare și inferioare ale pupilei. Dar chiar și cu o pătrundere atât de limitată a fluxului de lumină către retină, lumina puternică provoacă disconfort la pisică.

S-a demonstrat experimental că, în condiții de iluminare foarte puternică, pisicile disting obiectele nemișcate la o distanță de până la 4–6 m, cu o claritate maximă de aproximativ 1,5–2,0 m. 7 m, iar la oameni - până la 10 m. .

Structura specifică a foveei creează și specificul percepției vizuale a lumii pisicii. În cazul unui studiu atent al obiectului, când acuitatea vizuală este importantă, imaginea este focalizată tocmai pe această parte a retinei. Interesant este că la pisicile care duc un stil de viață în timpul zilei și vânează în spații deschise (ghepardul), fosa centrală este alungită orizontal. La pisicile crepusculare (pisica domestică) și la prădătorii nocturni (pantera), fovea are formă de disc.

Fovea este zona retinei cu cea mai bună percepție a culorii. În această parte a retinei ochiului există exclusiv conuri, adică celule nervoase sensibile, a căror excitare provoacă lumină cu o anumită lungime de undă.

Calul nu are fosă, dar are o „linie centrală”. Aceasta este zona centrală a retinei, în raport cu care receptorii se aliniază perpendicular pe fund. Direcția fluxului de lumină către linia centrală asigură că imaginea este focalizată pe cal.

Trebuie subliniat faptul că numărul total de conuri din retina unei pisici este mic. Raportul tijă-con la o pisică este de 25:1 (oameni 4:1, cai 9:1). Da, și din punct de vedere funcțional, conurile unei pisici domestice sunt deosebite. Ele sunt ușor excitate sub influența luminii cu o lungime de undă în intervalul 450-550 nm (spectru albastru-verde). Aceasta este paleta de culori principală a imaginilor vizuale ale unei pisici domestice. În același timp, conurile nu sunt foarte sensibile la lumina cu o lungime de undă mai mică de 400 nm (spectrul albastru) și sunt insensibile la intervalul roșu al undei luminoase (600-700 nm), adică în viața obișnuită, imaginile vizuale. acea formă analizator vizual pisicile nu au culori strălucitoare.

Cu toate acestea, fiziologii raportează că, în procesul de antrenament special prelungit, o pisică poate fi învățată să diferențieze multe nuanțe ale spectrului albastru, galben și roșu. Evident, viziunea detaliată a culorilor nu este pe lista de necesare proprietăți fiziologice un animal al cărui vârf de activitate vitală nu coincide cu cea mai mare iluminare zilnică. La amurg, toți șoarecii și vrăbiile arată gri, la fel ca și membrii tribului pisicii domestice (experimentele genetice umane cu schimbarea culorii pisicilor nu sunt luate în considerare aici).

Astfel, putem concluziona că pisicile recunosc culorile, deoarece, pe lângă bastonașe, conurile sunt prezente și în retinele lor și, prin urmare, pisicile nu sunt daltonice. Dar, deoarece fluxul aferent al aparatului receptor vizual al unei pisici este, în cea mai mare parte, creat prin activarea tijelor, iar vârful activității pisicii cade în amurg și noaptea, imaginea în culori strălucitoare a lumii din jurul lor este secundară lor. Metoda de dezvoltare a reflexelor condiționate a arătat că pisicile domestice percep bine imaginile monocrome cu o gradație mare de tonuri de gri. Din spectrul de culori în lumină mare, albastru, verde și culori galbene. Experții cred că pisica nu este capabilă să distingă culoarea roșie de seria cromatică generală.

Calul percepe culoarea lumii înconjurătoare în felul său. S-a stabilit experimental că această specie de animale distinge bine roșul de albastru. Dar nu este clar dacă calul recunoaște verde și galben. Ochii calului sunt bine adaptați la lucrul la amurg. Tijele predomină în retina ochiului calului. În plus, calul are un strat reflectorizant bine dezvoltat - tapetum lucidum. În consecință, fluxul slab de lumină pe retina ochiului calului este amplificat de multe ori.

Particularitatea vederii pisicii explică dinamica zilnică a activității animalului. În mijlocul zilei, pisicile preferă să se odihnească. Lumina puternică a soarelui creează în mod clar o senzație de disconfort la o pisică domestică. Odată cu debutul amurgului, când mediul se pretează controlului lor vizual într-o măsură mai mare, animalele devin mai active. În întuneric absolut, ochiul pisicii este pasiv, așa că noaptea locomoția pisicii este servită nu de vedere, ci de alte sisteme senzoriale - auzul și sistemul senzorial tactil.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

Majoritatea animalelor au ochii situati pe laturile opuse ale capului. La oameni și primate, ochii au evoluat și „s-au mutat” în partea din față a capului. Multă vreme s-a crezut că singurul avantaj al unei astfel de transformări este o viziune tridimensională a spațiului înconjurător. Dar acum oamenii de știință americani sunt gata să adauge încă unul " factor de conducere» evolutie.

Există un anumit avantaj în faptul că putem vedea spațiul înconjurător într-o imagine tridimensională (să trebuie să ne întoarcem capul destul de mult pentru asta).

Dar acesta nu este singurul plus, spune Mark Changizi de la Institutul Politehnic Rensselaer (RPI), care, în esență, a descoperit un alt avantaj cu adevărat revelator al vederii binoculare: animalele „care privesc înainte” sunt, de asemenea, capabile să vadă prin obiecte.

Pentru cei care nu cred, omul de știință se oferă să efectueze un experiment simplu. Luați un stilou și țineți-l vertical, priviți panorama direct în spatele lui. Dacă închideți mai întâi un ochi, apoi celălalt, veți vedea că stiloul oricum acoperă o anumită zonă de spațiu. Dar dacă te uiți cu ambii ochi, atunci tot ce era anterior „ascuns” este acum destul de vizibil. Atât de simplu! Nu-i așa?

Viziunea animalelor a fost adaptată la nevoile speciei de secole. Deci, pisicile aproape că nu disting culorile, „viziunea de noapte” este mult mai importantă pentru stilul lor de viață, motiv pentru care pupila lor este capabilă să se extindă până la 14 milimetri (la om, doar până la 8). Albinele nu observă roșu și nu polenizează florile roșii. Soimii văd lumina ultravioletă, ceea ce îi ajută să urmărească prada. În plus, păsările pot vedea la fel de bine două obiecte simultan, aflate la distanță una de cealaltă. Câinii nu sunt capabili să schimbe foarte mult puterea de refracție a lentilei, adică văd bine fie la distanță de ei înșiși, fie direct în fața lor, nu există a treia cale (foto de pe wikimedia.org, eyedesignbook.com, headdonhawking .com, flickr.com).

Peștii, insectele, reptilele, păsările, iepurii și caii își petrec viața în spații deschise (câmpii, câmpii), adică acolo unde este necesar să vezi tot ce se întâmplă în jur - vedere panoramică. Și tocmai la asta contribuie poziția lor laterală a ochilor.

Desigur, dimensiunile obiectelor nu pot fi infinit de mari. Atâta timp cât distanța dintre ochi este mai mare decât lățimea elementelor de întunecare (cum este cazul degetelor sau frunzișului copacului), vom putea vedea prin ele.

Așa că vedem un obiect îndepărtat în spatele aceluiași frunziș, degete și altele obiecte mici, proporțională ca lățime cu distanța dintre ochi (ilustrare de Rensselaer/Changizi).

Pentru a afla ce animale au „viziune cu raze X”, Mark și colegul său Shinsuke Shimojo de la Institutul de Tehnologie din California au studiat 319 specii din 17 ordine de mamifere. Oamenii de știință au aflat că poziția ochilor corespunde prezenței sau absenței unor obiecte mici în habitatul obișnuit, precum și mărimii acestora în raport cu dimensiunile animalelor înseși.

„Reprezentanții faunei care trăiesc în spații deschise nu au nevoie de o astfel de „viziune cu raze X”, vederea binoculară nu le oferă niciun avantaj”, conchide Mark. Potrivit acestuia, este mult mai important pentru ei să cerceteze toate împrejurimile pentru a nu cădea în ghearele unui prădător.

Ilustrația din stânga arată o vedere a portretului lui Darwin printr-un obstacol. În dreapta, linia vizuală a fiecărui ochi: doi, spre deosebire de unul, văd aproape întregul spațiu din spatele frunzelor (ilustrare de Rensselaer/Changizi).

În același timp, animalele care trăiesc în păduri au uneori o zonă foarte largă de vedere binoculară, ochi aproape drepti și capacitatea de a vedea prin peretele pădurii. Toate acestea le măresc șansele de supraviețuire evitând în același timp urmărirea (mai ușor de navigat) sau, dimpotrivă, vânătoarea de pradă.

„Viziunea cu raze X le permite acestor animale să vadă mult mai mult spațiu decât cu vederea monoculară „laterală””, spune Changizi. Și dacă ținem cont de faptul că, cu cât animalul este mai mare, cu atât obiectele sunt mai mari în dinții lui (mai precis, „în ochi”), atunci nu există nicio îndoială cu privire la concluziile cercetătorului american.

Cum ne vedem prieteni cu patru picioare?

Până acum, noi, proprietarii animalelor noastre de companie cu patru picioare, nu știm practic nimic despre viziunea lor. Pisicile și câinii noștri văd culori? Cum văd ei lumea din jurul lor? Sunt câinii cu adevărat miopi, iar pisicile, dimpotrivă, hipermetropi? Este adevărat că animalele pot vedea în depărtare? mai rău decât un bărbat? La toate aceste întrebări interesante și distractive le răspunde șeful Centrului de Oftalmologie Veterinară, profesor asociat Shilkin Aleksey Germanovich și colegii săi.

Vreau să spun imediat că oamenii și animalele văd complet diferit. lumea si are structură diferită ochi. O persoană primește peste 90% din informațiile despre lumea din jurul său prin viziune. Nu este doar cel mai important, ci și dominant printre celelalte simțuri. Viziunea noastră are o claritate excelentă de departe și de aproape, cea mai largă gamă de culori, iar acest lucru se datorează faptului că în ochiul uman există un centru funcțional al retinei - o pată galbenă. Ochiul uman prin sistemul de refracție: corneea, pupila și cristalinul direcționează întregul flux de lumină în ochi către punctul galben.

Sistemul vizual uman.

Sistemul optic uman concentrează imaginea vizuală în macula - partea centrală a ochiului, unde se află cea mai mare cantitate de receptori conici care percep lumina. Aceasta formează macularul - viziunea centrală a unei persoane.

Aici se află fotoreceptori - conuri, cu cea mai mare activitate vizuală. Cu cât concentrația lor este mai densă, cu atât acuitatea vizuală este mai mare. Mai mult, fiecare con prin fibrele nervului optic are propria sa reprezentare în central sistem nervos. Arată ca o matrice de înaltă rezoluție.

În a noastră nervul optic trece doar un număr mare de fibre nervoase - mai mult de 1 milion 200 de mii. Toate informațiile din ochi trec în zona vizuală a cortexului cerebral, unde există centre corticale superioare dezvoltate neobișnuit. Apropo, un vechi proverb rusesc despre ceea ce vedem nu cu ochii, ci cu spatele capului în lumină cunoștințe moderne nu lipsit de sens.

fundul ochiului uman

1. Discul optic, format din 1 milion 120 de mii de fibre nervoase, oferă o rezoluție vizuală ridicată.
2. Macula( maculae), este centrul funcțional al retinei umane, datorită numărului mare de fibre nervoase, oferă acuitate vizuală ridicată și percepție completă a culorii.
3. Vasele retinei sunt arterele și venele.
4. Periferia retinei este reprezentată de tije care nu sunt strâns adiacente între ele. Din această cauză, vederea unei persoane în întuneric este slabă.

Pata galbenă este inerentă numai oamenilor și unui număr de primate superioare. Alte animale nu o au. În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință americani au comparat viziunea oamenilor și a maimuțelor. Studiile au arătat că maimuțele văd mai bine. Apoi au fost efectuate experimente similare între un câine și un lup. După cum sa dovedit, lupii văd mai bine decât animalele noastre de companie. Acesta este probabil un fel de răzbunare pentru toate beneficiile civilizației.

Cum este aranjat ochiul animalelor?

Animalele noastre de companie cu patru picioare percep totul puțin diferit. Pentru câini și pisici, vederea nu este decisivă în percepția asupra lumii din jurul lor. Au alte organe de simț bine dezvoltate: auzul, mirosul, atingerea și le folosesc bine. Sistemul vizual al animalelor are câteva caracteristici interesante. Câinii și pisicile văd la fel de bine atât în ​​lumină, cât și în întuneric. Trebuie spus că dimensiunea ochiului animalelor practic nu se corelează cu dimensiunea corpului. Mărimea ochiului depinde dacă animalul este diurn sau nocturn. La animalele nocturne, ochiul este mai mare și convex, spre deosebire de cele diurne.

Dimensiunea ochilor unui animal nu depinde de dimensiunea corpului. Toate păsările nocturne au ochi uriași bombați care le ajută să navigheze perfect în întuneric.

Deci, de exemplu, ochii unui elefant sunt doar de 2,5 ori mai mari decât cei ai unei pisici. Animalele nu au o pată galbenă - centrul funcțional al vederii. Ce le oferă? Dacă o persoană vede în principal cu o pată galbenă și are un tip de viziune centrală, atunci câinii și pisicile văd în mod egal cu întreaga retină și au un tip de viziune panoramică.

Sistemul vizual al ochiului animalelor.

Sistemul optic al animalelor direcționează uniform imaginea vizuală pe întreaga suprafață a retinei, creând astfel o viziune panoramică. Astfel, întreaga retină a animalelor vede la fel.

Retina câinilor și pisicilor este împărțită în 2 părți. Partea superioară „tapetală” strălucește ca sideful și este proiectată pentru vederea în întuneric. Culoarea sa variază de la verde la portocaliu și depinde direct de culoarea irisului. Când în întuneric vedem strălucind ochi verzi pisici, doar observăm reflexul verde al fundului de ochi. Iar ochii lupilor care strălucesc noaptea cu o culoare roșie de rău augur nu sunt altceva decât o parte tapetal colorată a retinei.

Fundusul câinelui.

1. Discul optic este format din 170 de mii de fibre nervoase. Din acest motiv, animalele au o rezoluție mai mică a imaginilor vizuale.
2. Partea inferioară a retinei este pigmentată. Pigmentul protejează retina de arsuri radiații ultraviolete(spectrul) luminii zilei.
3. vasele retiniene.
4. Animalele au o membrană strălucitoare reflectorizante (tapetum lucidum). Datorită prezenței sale, animalele (în special cele care duc un stil de viață nocturn) văd mult mai bine în întuneric.

Partea inferioară a retinei este pigmentată. Este de culoare maro și este adaptat pentru vederea în lumină. Pigmentul protejează retina de deteriorarea din partea ultravioletă a spectrului solar. Ochiul mare convex și împărțirea retinei în două jumătăți creează toate condițiile pentru viață într-o gamă largă de iluminare. Un tip de viziune panoramică ajută animalele să vâneze mai bine și să depășească prada.

Care este acuitatea vizuală a animalelor?

Câștigând în viziunea panoramică și capacitatea de a se adapta într-o gamă largă a spectrului, animalele sunt inferioare oamenilor ca acuitate vizuală. Conform literaturii de specialitate, câinii văd 30%, iar pisicile 10% din acuitatea vizuală umană. Dacă câinii ar putea citi, la programarea medicului ar citi al treilea rând de sus (pe masa pe care ați văzut-o cu toții), iar pisicile doar prima. O persoană cu vedere normală 100% citește a zecea linie. Acest lucru se datorează lipsei unei pete galbene la câini și pisici. În plus, fotoreceptorii care percep lumina sunt localizați la o distanță mare unul de celălalt, iar numărul de fibre nervoase din nervul optic al animalelor este de 160-170 mii, ceea ce este de șase ori mai mic decât la om. Imaginea vizuală văzută de animale este percepută de acestea mai puțin clar și cu rezoluții detaliate reduse.

Sunt câinii cu adevărat miopi și pisicile hipermetropi?

Aceasta este o concepție greșită larg răspândită, chiar și în rândul medicilor veterinari. Am efectuat studii speciale pe 40 de animale pentru a măsura miopia și hipermetropia. Pentru a face acest lucru, câinii și pisicile au fost așezate la dispozitiv cu un autorefractometru (ca la o recepție cu un oculist uman) și refracția ochiului a fost măsurată automat de către acesta. Am descoperit că câinii și pisicile nu suferă de miopie și hipermetropie, spre deosebire de oameni.

De ce se joacă câinii și pisicile cu obiecte în mișcare?

Noi, oamenii, vedem mai bine obiectele nemișcate și datorăm asta conurilor. Câinii și pisicile au o vedere predominant de tip tijă, iar tijele percep obiectele în mișcare mai bine decât cele staționare. Deci, dacă animalele văd un obiect în mișcare de la o distanță de 900 de metri, atunci ele văd același obiect în stare staționară doar de la o distanță de 600 de metri și mai aproape. De îndată ce un arc pe o sfoară sau o minge începe să se miște, vânătoarea a început!

Pot animalele noastre de companie să vadă culorile?

O persoană distinge perfect culorile datorită conurilor, care au cea mai mare densitate în zona petei galbene. Până de curând, se credea că dacă animalele nu au o pată galbenă, atunci văd lumea în alb și negru. Discuțiile despre capacitatea animalelor de a distinge culorile au loc de mai bine de un secol. Au fost puse tot felul de experimente care se respingeau reciproc. Cercetătorii au aruncat lanterne în ochi culoare diferitași a încercat să înțeleagă prin gradul de constricție al pupilei, care dintre culori există o reacție mare.

Sfârșitul acestor dispute a fost pus la sfârșitul anilor 80 de către cercetătorii americani. Rezultatele experimentelor lor au arătat că câinii disting culorile, dar, spre deosebire de oameni, paleta lor de culori este mult mai săracă.

Ochii animalelor conțin semnificativ mai puține conuri decât oamenii. Paleta de culori umană formată din conuri trei tipuri: primul percepe culori cu lungime de undă lungă - roșu și portocaliu. Cel de-al doilea tip percepe mai bine culorile mijlocului valului - galben și verde. Al treilea tip de con este responsabil pentru culorile cu lungime de undă scurtă albastru și violet. Câinii nu au conuri responsabile pentru culoarea roșie. Astfel, câinii percep în general bine gama de culori albastru-violet și galben-verde. Dar animalele văd până la 40 de nuanțe de gri, ceea ce le oferă avantaje incontestabile atunci când vânează.

Cum navighează animalele în întuneric?

Câinii sunt de 4 ori și pisicile văd de 6 ori mai bine în întuneric decât oamenii. Acest lucru se datorează a două motive.

Animalele au mai multe tije decât oamenii. Sunt situate de-a lungul axei optice a ochiului și au o sensibilitate ridicată la lumină și sunt mai bune decât tijele umane adaptate pentru vederea în întuneric.

În plus, animalele, spre deosebire de oameni, au o membrană reflectorizantă foarte activă, tapetum lucidum. Îmbunătățește considerabil abilitățile vizuale ale animalelor aflate la distanță în întuneric. Rolul său poate fi comparat cu stratul argintiu al unei oglinzi sau cu reflexiile unui far de mașină. Membrana reflectorizanta la caini este reprezentata de cristale de guanina situate in partea superioara in spatele retinei.

Membrana reflectorizanta de caine (tapetum lucidum).

Membrana reflectorizantă funcționează după cum urmează. În întuneric, la câini, fiecare cuantum de lumină care trece prin retina transparentă ajunge la membrana reflectantă și este reflectată din ea din nou pe retină. Astfel, un flux luminos mult mai mare intră în retină, iar obiectele din jur devin mai distinse cu lipsa luminii.

O bandă de pisici cu ochi strălucitori în întuneric. Ochii de pisică strălucesc în verde datorită prezenței unei membrane reflectorizante. La lup, are o culoare roșie și, prin urmare, în întuneric, ochii lupilor strălucesc cu o „culoare roșie de rău augur”.

La pisici, cristalele reflectorizante măresc și contrastul imaginii prin schimbarea lungimii de undă a culorii reflectate la cea optimă pentru fotoreceptori.

Lățimea câmpurilor vizuale ale oamenilor și animalelor

O altă caracteristică importantă este lățimea câmpurilor vizuale. La oameni, axele ochilor sunt paralele, așa că cel mai bine este să vezi drept înainte.

Așa vede o persoană imaginea.

Ochii câinelui sunt poziționați astfel încât axele lor optice să divergă cu aproximativ 20 de grade.

Ochiul uman are un câmp vizual în formă de cerc, în timp ce câmpul vizual al câinelui este „întins” în lateral. Datorită divergenței axelor ochilor și „întinderii orizontale”, câmpul vizual total al câinelui crește la 240-250 de grade, ceea ce este cu 60-70 de grade mai mult decât la om.

Câinii au un câmp vizual mult mai larg decât oamenii.

Dar acestea sunt cifre medii, lățimea câmpurilor vizuale este diferită pentru diferite rase câini. Structura craniului, locația ochilor, forma și dimensiunea nasului au o influență. Câini cu nasul scurt, cu gura largă (Pekinez, moș, Bulldog englez) ochii diverg la un unghi relativ mic. Prin urmare, au vedere periferică limitată. La câinii cu bot îngust și cu nasul alungit (ogari și alte rase de vânătoare), axele ochilor diverg la un unghi mare. Acest lucru oferă câinelui un câmp vizual foarte larg. Este clar că această calitate este foarte importantă pentru o vânătoare de succes.

Câmpul vizual al unui cal este mult superior nu numai unui om, ci și unui câine.

Astfel, animalele noastre de companie văd lumea într-un mod foarte diferit. Câinii și pisicile văd mult mai bine decât noi în întuneric, au un câmp vizual mai larg, percep mai bine obiectele în mișcare. Toate acestea le permit animalelor noastre de companie să vâneze perfect și să evite persecuția, să vadă nu numai în fața lor, ci și în lateral. În același timp, ele pierd pentru noi în acuitatea vizuală, capacitatea de a distinge subtil culorile. Dar animalele nu au nevoie de asta, nu citesc cărți până când... Ce se va întâmpla în continuare - să vedem.

Omul este cea mai înaltă ființă inteligentă de pe Pământ, dar unele dintre organele noastre sunt semnificativ inferioare fraților noștri mai mici, dintre care unul este viziunea. În orice moment, oamenii au fost interesați de modul în care păsările, animalele, insectele văd lumea din jurul lor, pentru că în exterior ochii tuturor sunt atât de diferiți, iar tehnologiile de astăzi ne permit să privim prin ochii lor și credeți-mă - animalele au o vedere foarte interesantă.

Ochi atât de diferiți

Ochi de animale

În primul rând, toată lumea este interesată de - cum văd prietenii noștri cei mai apropiați și?

Pisicile văd perfect în întunericul total, deoarece pupila lor este capabilă să se extindă cu până la 14 mm, captând astfel cele mai mici unde de lumină. În plus, au o membrană reflectorizantă în spatele retinei, care acționează ca o oglindă, colectând toate boabele de lumină.

Datorită acestui fapt, o pisică vede în întuneric de șase ori mai bine decât un om.

La câini, ochiul este aranjat în același mod, dar pupila nu se poate extinde atât de mult, oferind astfel un avantaj față de o persoană de a vedea în întuneric deja de patru ori.

Dar vederea culorilor? Până de curând, oamenii erau siguri că câinii văd totul în nuanțe de gri, fără a distinge o singură culoare. Studii recente au dovedit că aceasta este o greșeală.

Dar trebuie să plătiți pentru calitatea vederii nocturne:

1. Câinii, ca și pisicile, sunt bicromatici, văd lumea în culori decolorate albastru-violet și galben-verde.
2. Acuitate vizuală șchiopătătoare. La câini, este de aproximativ 4 ori mai slab decât al nostru, iar la pisici, de 6 ori. Uită-te la lună - vezi petele? Nicio pisică din lume nu le vede, pentru ea este doar o pată gri pe cer.

De asemenea, merită remarcată localizarea ochilor la animale și la noi, datorită căreia animalele de companie văd cu vederea periferică nu mai rău decât cu vederea centrală.

Încă una fapt interesant Câinii văd 70 de cadre pe secundă. Când ne uităm la televizor, 25 de cadre pe secundă se îmbină într-un singur flux video pentru noi, iar pentru un câine este o secvență rapidă de imagini, motiv pentru care probabil nu le place să se uite la televizor.

Cu excepția câinilor și pisicilor

Un cameleon și un cal de mare pot privi în direcții diferite în același timp, fiecare ochi este procesat separat de creier. Cameleonul, înainte de a arunca limba și de a apuca victima, își reduce totuși ochii pentru a determina distanța până la victimă.

Dar un porumbel obișnuit are un unghi de vizualizare de 340 de grade, ceea ce vă permite să vedeți aproape totul în jur, ceea ce complică vânătoarea de pisici.

Câteva fapte seci:

• Peștii de adâncime au o retină ultra-densă, fiecare milimetru din care conține 25 de milioane de tije. Aceasta depășește de o sută de ori pe a noastră cu tine;
• Șoimul vede un șoarece pe un câmp de la o distanță de un kilometru și jumătate. În ciuda vitezei sale de zbor, claritatea este pe deplin păstrată;
• Scoica are aproximativ 100 de ochi pe marginea cochiliei;
• O caracatiță are o pupila pătrată.

Câteva reptile i-au întrecut pe toată lumea. Pitonii și boaele sunt capabili să vadă undele infraroșii, adică căldura! Într-un fel, o „vedem” și cu pielea noastră, dar șerpii o văd cu ochii, ca un prădător din filmul cu același nume.

Dar creveții mantis au cei mai de neegalat ochi. Nu este nici măcar un ochi și un organ plin cu senzori de unde. Mai mult, fiecare ochi este de fapt format din trei - două emisfere, separate printr-o bandă. Lumina vizibilă este percepută doar de centura mijlocie, dar emisferele sunt sensibile la ultraviolete și infraroșii.

Un creveți vede 10 culori!

Acest lucru nu ia în calcul faptul că creveții au vedere trinoculară, spre deosebire de cel mai comun binoclu de pe planetă (și cu tine).

ochi de insectă

De asemenea, insectele ne pot surprinde foarte mult:

• O muscă obișnuită nu este atât de ușor de ucis cu un ziar, deoarece vede 300 de cadre pe secundă, ceea ce este de 6 ori mai rapid decât noi. De aici reacția instantanee;
• Un gândac de companie va vedea mișcare dacă obiectul s-a mișcat doar cu 0,0002 milimetri. Este de 250 de ori mai subțire decât un păr!
• Păianjenul are opt ochi, dar în realitate sunt practic insecte oarbe care pot distinge doar o pată, ochii lor practic nu funcționează;
• Ochiul albinei este format din 5500 de lentile microscopice care nu pot vedea roșu;
• Râmele are și ochi, dar s-a atrofiat. El poate distinge ziua de noapte, nimic mai mult.

Libelulele au cea mai ascuțită viziune dintre insecte, dar totuși este de aproximativ 10 ori mai proastă decât a noastră.

Care este viziunea animalelor, video vizual