Все про зір тварин. Бінокулярний зір дозволяє бачити крізь предмети Очне дно людини

Як бачать ссавці

Дослідження колірного зоруодна із напрямів основного русла вивчення зорового сприйняття. Майже повністю доведено, що жоден ссавець, включаючи приматів, не має колірного зору, і якщо деякі з їх представників і мають колірний зір, то лише в рудиментарній формі. Сприйняття кольору у ссавців відбувається через фоточутливі рецептори, які містять пігменти з різною спектральною чутливістю. Більшість приматів, близьких до людей, виявлено кілька типів фоточутливих пігментів. За кольоровий зір відповідають рецептори опсини, що у світлочутливих клітинах – колбочках. Звідки приймається, що бачення кольору у більшості приматів – «трихроматики» (три види колб). Інші примати і частина ссавців, з погляду трьохкомпонентної теорії сприйняття кольору - «дихроматики». Тобто вони мають лише два види колб в очах для сприйняття кольору.

Нічні ссавці забезпечені кольоровим зором, що розвивається, оскільки адекватне світло і колір, сприйманий колбочками, дає їм можливість пристосовуватися належним чином до навколишнього середовища. Це пов'язано з тим, що перші ссавці змушені були вести переважно нічний спосіб життя (зокрема через конкуренцію з динозаврами), де сприйняття кольору несуттєве. Тому частина колб атрофувалася. Згодом в еволюційній лінії приматів ген, який відповідає за один із двох типів колб, дуплікувався (роздвоився), завдяки чому більшість людей сьогодні не є дальтоніками (на відміну, наприклад, від собак). Механізми сприйняття кольорів сильно залежать від еволюційних факторів, з яких найочевиднішим, є задовільне визначення джерел їжі. У травоїдних приматів, кольорове сприйняття пов'язане з пошуком належного (їстівного) листя та плодів. Більшість ссавців не відрізняють червоного кольору від зеленого. Вони давно втратили цю здатність, властиву птахам, рибам та рептиліям. Адже їхні далекі пращури, які населяли планету одночасно з динозаврами, зайняли особливу екологічну нішу - стали вести нічний спосіб життя. Холодними ночами температура тіла динозаврів різко падала, як і їхня активність. Зате теплокровні ссавці ближче до півночі вибиралися зі своїх нір та укриттів і, наважившись, тинялися в пошуках їжі. За цю вільність вони сплачували дефектами зору. Їм було все одно, як пофарбовано видобуток. Їхній світ був сірим, чорним, білястим, але ніяк не різнобарвним.

Сприйняття світла (кольору)
Сприйняття «білого» кольору (світла) зазвичай відбувається завдяки впливу всього спектра видимого світла, або є реакцією ока при дії кількох довжин хвиль, типу червоного, зеленого та синього, або навіть, змішанням лише пари кольорів, типу синього та жовтого. Сприйняття світла забезпечують ті, що знаходяться на сітківці.фоторецептори: палички відповідають лише за сприйняття світла, аколбочки забезпечують кольоророзрізнення
У ссавців погано (порівняно з рибами, рептиліями та птахами) розвинений пінеальний орган: так зване "третє око", що відповідає за сприйняття інтенсивності світла. Його функції поки не надто добре вивчені, але, очевидно, він допомагає налагоджувати добові ритми залежно від сонячного світла (ссавці менше від них залежать), а також орієнтуватися на місцевості (знову-таки, птахам і рибам важливіше, ніж, наприклад, левам) ).

УФ-зір
У предків сучасних ссавців кришталик пропускав ультрафіолетове світло, і був фоторецептор чутливий до нежорсткого ультрафіолету. Але в ході еволюції у деяких приматів, зокрема у людини, кришталик перестав пропускати фотони з довжиною хвилі коротшою за 400 нм, і цей рецептор виявився без роботи.
Через це люди не можуть бачити особливі візерунки на квітах, відкриті для комах або сліди сечі, що залишаються гризунами. Вчені досліджували кришталики ссавців на здатність пропускати світло різних довжин хвиль. Виявилося, що багато тварин немає внутрішнього УФ-фильтра. Серед них кішки, собаки, окапи, тхори та їжаки. Це означає, що всі вони, на відміну людей, повинні сприймати цю частину світлового спектра.

Ссавці мають різне розташування очей. Так, бічний зір кролика та коня збільшує поле зору. У мавп та людини воно обмежене, але за рахунок одночасного бачення предмета двома очима відстань та величина предметів оцінюється краще. У форм, що ведуть сутінковий або нічний спосіб життя, очі або досягають дуже великих розмірів, наприклад, у лемурів-довгоп'ятів, сов або козодоїв, або невеликі, як, наприклад, у кажанів. Тоді недолік зору компенсується високо розвиненим слухом, нюхом, дотиком. У підземних видів, що риють, - кротів, сліпців, гоферів очі більшою або меншою мірою редуковані.

1 - скалера,

3-канал Шолома,

4 - корінь райдужної оболонки,

5 - рогівка,

6 - райдужна оболонка,

7 - зіниця,

8-передня камера,

9-задня камера,

10 - циліарне тіло,

11-кришталик,

12 - склоподібне,

13 - січатка,

14 - зоровий нерв,

15 - цинові зв'язки.

Через зіницю відбите від об'єктів світло проникає всередину ока. Кількість світла, що пропускається, визначається діаметром зіниці, просвіт якого автоматично регулюється м'язами райдужної оболонки. Кришталик, що утримується на місці циліарним пояском, фокусує промені світла, що пройшли через зіницю, на січатці.- внутрішньому шарі оболонки ока, що містить фоторецептори- світлочутливі нервові клітини. Сітківка складається з кількох шарів (зсередини назовні): пігментний епітелій, фоторецептори, горизонтальні клітини Кахаля, біполярні клітини, амакринові клітини та гангліонарні клітини.

М'язи, що оточують кришталик, забезпечують акомодацію ока. У ссавців для досягнення високої різкості зображення кришталик при спостереженні близьких об'єктів набуває опуклої форми, при спостереженні віддалених - майже плоску. У плазунів і птахів акомодація, на відміну ссавців, включає як зміна форми кришталика, а й зміна відстані між кришталиком і сітківкою. В цілому здатність ока ссавця до акомодації значно поступається такою у птахів: у людини вона в дитинстві не перевищує 13,5 дптр і помітно знижується з віком, а у птахів (особливо пірнають) вона може досягати 40-50 дптр. У дрібних гризунів через незначність огляду здатність до акомодації практично втрачена.

Роль захисних утворень для очей грають повіки. забезпечені єсницями. У внутрішнього кута ока розміщується ардерова залоза, що виділяє жировий секрет, а в зовнішньому кутку - слізна залоза, виділення якої (сльозна рідина) омивають око. Сльозна рідина покращує оптичні властивості рогівки, згладжуючи шорсткість її поверхні, а також захищає її від пересихання та інших несприятливих впливів. Ці залози поряд із віками та очними м'язами відносять до допоміжному апаратуочі

Особливості зору ссавців

Завдання 2.2

Зір ссавців

Органи зору у ссавців розвинені, як правило, досить добре, хоча в їх житті вони мають менше значення, ніж у птахів: зазвичай ссавці звертають мало уваги на нерухомі предмети, так що до людини, що стоїть без руху, навіть настільки обережні звірі, як лисиця або заєць ,можуть підійти впритул. Розміри очей у ссавців щодо невеликі; так, у людини маса очей становить 1% від маси голови, тоді як у шпаку досягає 15%. Більші очі мають нічні звірі (наприклад, довгоп'ят) і тварини, що мешкають у відкритих ландшафтах. У лісових звірів зір не такий гострий, а у підземних видів, що риють (кроти, гофери, сліпушонки, цокори, золотокроти) очі більшою чи меншою мірою редуковані, в деяких випадках (сумчасті кроти, сліпуш, сліпий кріт) навіть затягнуті шкірястою перетинкою.

Будова ока Ссавців

1 - склера,

2 - судинна оболонка,

3 - канал Шолома,

4 - корінь райдужної оболонки,

5 - рогівка,

6 - Райдужна оболонка,

7 - зіниця,

8 - передня камера,

9 - задня камера,

10-ціліарне тіло,

11 - кришталик,

12 - скловидне тіло,

13 - сітківка,

14 - зоровий нерв,

15 - цинові зв'язки.

Зір людини

За різними даними, від 70% до більш ніж 90% інформації людина отримує за допомогою зору.

Через велику кількість етапів процесу зорового сприйняття його окремі характеристики розглядаються з погляду різних наук.оптики (у тому числі біофізики),

Більшість тварин має очі, розташовані по різні боки голови. У людини та приматів очі еволюціонували та «перейшли» на передню частину голови. Довгий час вважалося, що єдиною перевагою такого перетворення є об'ємне бачення навколишнього простору. Але тепер американські вчені готові додати ще один "рушійний фактор" еволюції.

У тому, що ми можемо бачити навколишній простір у тривимірному зображенні (нехай для цього доведеться покрутити головою), є певна перевага.

Але плюс не тільки в цьому, вважає Марк Чангізі (Mark Changizi) з політехнічного інституту Ренсселеєра (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI), який по суті виявив інше воістину розкриваючий очі перевагу бінокулярного зору: тварини, що «прямодивляться», також здатні бачити крізь предмети.

Тим, хто вірить, вчений пропонує провести простий експеримент. Візьміть авторучку і тримайте її вертикально, подивіться на панораму за нею. Якщо ви спочатку закриєте одне око, потім друге, то побачите, що ручка у будь-якому випадку закриває якусь область простору. Але якщо подивитися обома очима, то все, що раніше було «заховано», тепер цілком доступне для огляду. Так просто! Чи не правда?

Зір тварин століттями підлаштовувався під потреби виду. Так, кішки майже не розрізняють кольори, для їхнього способу життя важливіше «нічний зір», саме тому їх зіниця здатна розширюватися до 14 міліметрів (у людини лише до 8). Бджоли не помічають червоного кольору і не запилюють червоні квіти. Яструби бачать ультрафіолетове світло, яке допомагає їм вистежувати видобуток. До того ж птахи можуть однаково добре бачити відразу два об'єкти, що знаходяться осторонь один одного. Собаки не здатні сильно змінювати заломлюючу здатність кришталика, тобто добре бачать або на віддалі від себе, або прямо перед собою, третього не дано (фото з сайтів wikimedia.org, eyedesignbook.com, headdonhawking.com, flickr.com).

Риби, комахи, рептилії, птахи, кролики та коні проводять своє життя на відкритих просторах (рівнини, поля), тобто там, де необхідне бачення всього, що відбувається навколо – панорамний зір. І саме цьому сприяє їхнє бічне розташування очей.

Звичайно, розміри предметів не можуть бути нескінченно більшими. Доки відстань між нашими очима більша, ніж ширина елементів, що закривають огляд (як у випадку з пальцями або листям дерев), ми будемо здатні бачити крізь них.

Так ми бачимо віддалений об'єкт все за тим самим листям, пальцями та іншими дрібними об'єктами, порівнянними по ширині з відстанню між нашими очима (ілюстрація Rensselaer/Changizi).

Щоб з'ясувати, які тварини володіють «рентгенівським зором», Марк та його колега Сінсуке Сімодзе (Shinsuke Shimojo) з Каліфорнійського технологічного інституту (California Institute of Technology) досліджували 319 видів 17 загонів ссавців. Вчені дізналися, що положення очей відповідає наявності або відсутності у звичному середовищі проживання дрібних предметів, а також їх розмірів щодо габаритів самих тварин.

«Представникам фауни, які проживають на відкритих просторах, такий „рентгенівський зір“ ні до чого, бінокулярний зір не дає їм жодних переваг», — підбиває підсумок Марк. За його словами, для них набагато важливіше оглядати всі околиці, щоб не потрапити в лапи до хижака.

Ілюстрація зліва показує вигляд портрета Дарвіна крізь перешкоду. Справа - лінії прямої видимості кожного ока: два на відміну від одного бачать майже весь простір за листям (ілюстрація Rensselaer/Changizi).

У той же час тварини, що живуть у лісах, мають часом дуже широку зону бінокулярного зору, майже прямо розташованими очима і можливістю бачити крізь стіну лісу. Все це підвищує їх шанси на виживання під час уникнення переслідування (легше орієнтуватися) або, навпаки, полювання на видобуток.

«Рентгенівський зір дозволяє цим тваринам бачити куди більше простору, ніж із монокулярним „боковим“ зором», — каже Чангізі. А якщо врахувати, що чим більший звір, тим більші предмети йому по зубах (точніше, «по очах»), то й ніяких сумнівів у висновках американського дослідника не залишається.

Зір служить третім основним почуттям ссавців. Для деяких звірів, які ведуть переважно денний спосіб життя і населяють відкриті біотопи, більшість сприймається інформації надходить через зоровий канал. Значення зору зменшується у мешканців лісів, чагарників чи трав'янистого покриву. У норників очі іноді перестають функціонувати, заростаючи шкірою (деякі кроти, сліпаки), або реєструють лише зміни освітленості (сліпушонки, прометеєва полівка). У китоподібних ока використовуються лише для ближньої орієнтації.

Очі ссавців розташовані або з обох боків голови, забезпечуючи майже круговий огляд, при якому бінокулярний зір обмежений невеликим сектором, або фронтально. У разі загальний огляд скорочується, але поле бінокулярного зору збільшується. Перший тип переважає у копитних і гризунів, які постійно чекають нападу ворогів; другий характерний для мавп, що ведуть деревний спосіб життя, яким необхідно точно визначати відстані при стрибках з гілки на гілку, і для частини хижаків, особливо котячих, які, нападаючи із засідки, повинні точно фіксувати відстань до жертви. Відносна величина очей зростає у тварин з гострішим зором і у звірів з нічною активністю. Око ссавців одягнене зовнішньою оболонкою (склерою) з волокнистої тканини. У передній частині склеру перетворюється на прозору рогівку. Під склерою лежить судинна оболонка з кровоносними судинами, що живлять, очей. Між склерою і судинною оболонкою у деяких, звірів є шар клітин з кристаликами, що утворює дзеркальце (tapetum), що відбиває світлові промені, зумовлює -свічення- очі відбитим світлом (хижаки, копитні). Потовщуючись, судинна оболонка спереду переходить у райдужну та війну тіло (м'язи), за допомогою якої відбувається акомодація ока зміною форми кришталика. Райдужна грає роль діафрагми, регулюючи освітленість сітківки зміною величини зіниці. Кришталик лінзоподібної форми відносно малий у денних ссавців і різко збільшується у провідних нічний спосіб життя. До внутрішньої сторони судинної оболонки прилягає сітківка із зовнішнього пігментного та внутрішнього світлочутливого шарів. Колбочки не містять жирових крапель. Відмінності між видами зводяться до варіацій у співвідношенні паличок і колб, коливаннях загального числа рецепторних клітин та їх кількості на одне волокно зорового нерва. У норних тварин число рецепторних клітин та волокон нерва мінімальне (по Нікітенко, 1969): у сліпуха у всій сітківці 800 тис. рецепторів і 1900 волокон у зоровому нерві (співвідношення 420: 1). У нічних видів та мешканців чагарників воно вище: у їжака 6,7 млн-рецепторів на 8400 волокон (760: 1), у жовтогорлої миші 19,6 млн. та 28 800 (680: 1). Ще більше це число у мешканців відкритих ландшафтів: так, у зайця-русака 192,6 млн. рецепторів та 167 400 волокон (115: 1). У макакі-резусу (примати) 124,4 млн. рецепторів на 1,2 млн. волокон (105: 1), а у шкіряна (кажани) лише 8,9 млн. рецепторів на 6900 волокон (ІЗО: 1). Кількість рецепторних клітин, що в середньому припадають на одне нервове волокно зорового нерва, найменше у приматів; це дозволяє виявляти в об'єкті, що розглядається, більше деталей. Багато ссавців мають здатність розрізняти кольори, але, мабуть, слабше, ніж птахи. З цим пов'язане в середньому менш різноманітне забарвлення ссавців. У той самий час ссавці розпізнають особливості форми предметів чи його частин, і навіть руху, позу і міміку. Це забезпечено не ускладненням будови сітківки, а зоровим аналізатором у головному мозку, який у ссавців складніше, ніж в інших хребетних. Основну роль відіграє зоровий центр кори півкуль переднього мозку, тоді як значення

Як бачать наші чотирилапі друзі?

Досі ми, власники наших чотирилапих вихованців, практично нічого не знаємо про їхній зір. Чи розрізняють наші кішки та собаки кольори? Яким вони бачать світ довкола себе? Чи справді собаки короткозорі, а кішки, навпаки, далекозорі? Чи правда що тварини бачать вдалину гіршу за людину? На всі ці цікаві та цікаві питання відповідають Керівник центру ветеринарної офтальмології доцент Шилкін Олексій Германович та його колеги.

Відразу хочу сказати, що людина і тварини зовсім по-різному бачать світ і мають різну будову ока. Людина понад 90% інформації про навколишній світ отримує у вигляді зору. Воно є не лише найважливішим, а й домінуючим серед інших органів чуття. Наш зір має прекрасну гостроту вдалині та поблизу, найширшу кольорову гаму і це відбувається завдяки тому, що в оці людини є функціональний центр сітківки – жовта пляма. Око людини за допомогою заломлюючої системи: рогівки, зіниці та кришталика спрямовує весь потік світла в око до жовтої плями.

Зорова система людини.

Оптична система людини фокусує зоровий образ у макулу - центральну частину ока, де розташована найбільша кількість світла сприймаючих рецепторів колб. Це формує макулярне – центральний зір людини.

Тут розташовані фоторецептори - колбочки, з найвищою зоровою активністю. Чим щільніша їх концентрація, тим вища гострота зору. Причому кожна колбочка через волокна зорового нерва має своє представництво у центральній нервовій системі. Це схоже на матрицю високої роздільної здатності.

У нашому зоровому нерві проходить просто величезна кількість нервових волокон - більше 1млн 200тис. Вся інформація від ока проходить у зорову область кори головного мозку, де знаходяться надзвичайно розвинені вищі коркові центри. До речі, старовинне російське прислів'я про те, що ми бачимо не очима, а потилицею у світлі сучасних знань не має сенсу.

Очне дно людини

1. Диск зорового нерва, що складається з 1 млн. 120 тис. нервових волокон, забезпечує високу зорову роздільну здатність.
2. Макула ( maculae), – функціональний центр сітківки людини, за рахунок великої кількості нервових волокон, забезпечує високу гостроту зору та повне сприйняття кольорів.
3. Судини сітківки – артерії та вени.
4. Периферія сітківки представлена ​​паличками, які не щільно прилягають один до одного. За рахунок цього зір у темряві у людини слабкий.

Жовта пляма властива лише людині та ряду вищих приматів. В інших тварин його немає. Кілька років тому американські вчені порівнювали зір людини та мавпи. Дослідження показали, що мавпи бачать краще. Потім аналогічні досліди проводилися вже між собакою та вовком. Вовки, як виявилося, краще бачать, ніж наші домашні вихованці. Ймовірно, це певна розплата за всі блага цивілізації.

Як же влаштовано око тварин?

Наші чотирилапі улюбленці сприймають дещо по-іншому. Для собак і кішок зір не є визначальним у сприйнятті навколишнього світу. Вони мають інші добре розвинені органи чуття: слух, нюх, дотик і добре використовують їх. Зорова система тварин має деякі цікаві особливості. Собаки та кішки однаково добре бачать як на світлі, так і у темряві. Слід сказати, що розміри ока тварин практично не корелюють із розміром тіла. Розмір ока залежить від того – денна ця тварина чи нічна. У нічних тварин очей більше за розміром і опуклим, на відміну від денних.

Розмір очей тварини залежить від розміру тіла. У всіх нічних птахів величезні опуклі очі, які допомагають їм чудово орієнтуватися у темряві.

Так, наприклад, око у слона всього в 2,5 рази більше, ніж у кота. Тварини немає жовтої плями – функціонального центру зору. Що це їм дає? Якщо людина бачить переважно жовту пляму і має центральний тип зору, то собаки і кішки бачать однаково всією сітківкою і мають панорамний тип зору.

Зорова система ока тварин.

Оптична система тварин поступово спрямовує зоровий образ по всій поверхні сітківки, тим самим створюючи панорамний зір. Таким чином, вся сітківка тварин бачить однаково.

Сітківка собак та кішок розділена на 2 частини. Верхня «тапетальна» частина блищить як перламутр і призначена для зору в темряві. Її колір варіює від зеленого до помаранчевого і залежить від кольору райдужної оболонки. Коли в темряві бачимо блискучі зелені очі кішки, ми якраз і спостерігаємо зелений рефлекс очного дна. А очі вовків, що світяться вночі зловісним червоним кольором, не що інше, як пофарбована тапетальна частина сітківки.

Очне дно собаки.

1. Диск зорового нерва складається із 170 тис. нервових волокон. За рахунок цього тварини мають нижчу роздільну здатність зорових образів.
2. Нижня частина сітківки – пігментована. Пігмент захищає сітківку від опіку ультрафіолетовим випромінюванням (спектром) денного світла.
3. Судини сітківки.
4. У тварин є світловідбивна блискуча мембрана (tapetum lucidum). За рахунок її наявності тварини (особливо провідні нічний спосіб життя) значно краще бачать у темряві.

Нижня частина сітківки пігментована. Вона коричневого кольору та пристосована для зору на світлі. Пігмент захищає сітківку від пошкодження ультрафіолетовою частиною сонячного спектру. Велике опукле око та поділ сітківки на дві половинки створює всі умови для життя при широкому діапазоні освітленості. А панорамний тип зору допомагає тваринам краще полювати та випереджати видобуток.

Яка гострота зору тварин?

Виграючи в панорамному зорі та здатності адаптації у широкому діапазоні спектру, тварини поступаються людині в гостроті зору. За даними літератури, собаки бачать 30%, а кішки 10% від гостроти зору. Якби собаки вміли читати, на прийомі у лікаря вони прочитали б третій рядок зверху (за таблицею, яку ви всі бачили), а кішки тільки першу. Людина з нормальним 100% зором читає десяту сходинку. Це відбувається за рахунок відсутності у собак та кішок жовтої плями. Крім того, світлосприймаючі фоторецептори розташовані на великій відстані один від одного, а кількість нервових волокон у зоровому нерві тварин становить 160-170 тис., що у шість разів менше, ніж у людини. Зоровий образ, видимий тваринами, сприймається ними менш чітко та з низькими детальними дозволами.

Чи справді собаки короткозорі, а кішки далекозорі?

Це широко поширена помилка, навіть серед ветеринарів. Ми провели спеціальні дослідження у 40 тварин з вимірювання короткозорості та далекозорості. Для цього собак і кішок сідали за прилад авторефрактометр (як на прийомі у людського окуліста) і їм автоматично вимірювалася рефракція ока. Нами було виявлено, що собаки та кішки короткозорістю та далекозорістю на відміну від людини не страждають.

Чому собаки та кішки грають із рухомими предметами?

Ми, люди краще бачимо нерухомі предмети та завдячуємо цьому колбочкам. Собаки і кішки мають переважно паличковий тип зору, а палички краще сприймають предмети, що рухаються, ніж нерухомі. Так, якщо тварини бачать предмет, що рухається, з відстані 900 метрів, то цей же предмет у нерухомому стані вони бачать тільки з відстані 600 метрів і ближче. Як тільки бантик на мотузку або м'ячик починають рухатися - полювання почалося!

Чи розрізняють наші вихованці кольору?

Людина чудово розрізняє кольори за рахунок колб, які мають найбільшу щільність у зоні жовтої плями. Донедавна вважалося, що й тварин немає жовтої плями, отже, вони бачать світ чорно-білим. Дискусії про можливість тварин розрізняти кольори велися понад століття. Ставилися всілякі досліди, що спростовують один одного. Дослідники світили у вічі ліхтариками різного кольору і намагалися за ступенем звуження зіниці зрозуміти, який із квітів відбувається велика реакція.

Кінець цим суперечкам було покладено наприкінці 80-х американськими дослідниками. Результати їх експериментів показали, що собаки розрізняють кольори, але, на відміну від людини, їх колірна палітра значно бідніша.

В оці тварин міститься значно менше колб, ніж у людей. Колірна палітра людини формується з колб трьох типів: перший сприймає довгохвильові кольори - червоний і помаранчевий. Другий тип краще сприймає середньохвильові кольори – жовтий та зелений. Третій тип колб відповідає за короткохвильові кольори - синій і фіолетовий. У собак колбочки, які відповідають за червоний колір, відсутні. Таким чином, собаки в основному сприймають добре синьо-фіолетовий та жовто-зелений діапазон кольорів. Проте тварини бачать до 40 відтінків сірого кольору, що дає їм незаперечні переваги при полюванні.

Як тварини орієнтуються у темряві?

Собаки у 4 рази, а кішки у 6 разів краще бачать у темряві, ніж людина. Це зумовлено двома причинами.

Тварини мають більшу кількість паличок у порівнянні з людиною. Вони розташовані по оптичній осі ока і мають високу світлочутливість і краще, ніж палички людини пристосовані для зору в темряві.

Крім того, у тварин, на відміну від людини, є високоактивна світловідбивна мембрана tapetum lucidum. Вона багаторазово покращує зорові здібності тварин у далечінь у темряві. Її роль можна порівняти зі срібним напиленням дзеркала або відбиттям фари машини. Світловідбивна мембрана у собак представлена ​​кристалами гуаніну, розташованих у верхній частині за сітківкою.

Світловідбивна мембрана собаки (tapetum lucidum).

Світловідбивна мембрана працює в такий спосіб. У темряві у собак кожен квант світла, проходячи через прозору сітківку, доходить до світловідбиваючої мембрани і відбиваючись від неї потрапляє знову на сітківку. Таким чином, на сітківку потрапляє значно більший світловий потік, а навколишні предмети при нестачі світла стають більш помітними.

Банда кішок з очима, що світяться в темряві. Очі у кішок світяться зеленим кольором через наявність світловідбиваючої мембрани. У вовків вона має червоний колір, і тому в темряві у вовків очі світяться «зловісним червоним кольором».

У кішок світловідбиваючі кристали ще й підвищують контрастність зображення за рахунок зміни довжини хвилі кольору, що відбивається на оптимальну для фото рецепторів.

Ширина полів зору людини та тварин

Ще однією важливою характеристикою є ширина поля зору. У людини осі очей паралельні, тому найкраще він бачить перед собою.

Таким бачить зображення людина.

Очі собаки розташовані так, що їх оптичні осі розходяться приблизно на 20 градусів.

Око людини має поле зору у вигляді кола, а поле зору собаки «розтягнуте» убік. За рахунок розходження осей очей та «горизонтального розтягування» сумарне поле зору собаки збільшується до 240-250 градусів, що на 60-70 градусів більше, ніж у людини.

У собаки поле зору значно ширше, ніж у людини.

Але це середні цифри, ширина полів зору різна у різних порід собак. Вплив мають будова черепа, розташування очей, форма і розмір носа. У широкомордих собак із коротким носом (пекінес, мопс, англійський бульдог) очі розходяться під порівняно малим кутом. Тому вони мають обмежений бічний зір. У вузькомордих собак з витягнутим носом (харчові та інші мисливські породи) осі очей розходяться під великим кутом. Це дає собаці дуже широке поле зору. Зрозуміло, що така якість дуже важлива для успішного полювання.

Поле зору коня значно перевершує як людське, а й собаче.

Таким чином, наші тварини бачать світ зовсім по-іншому. Собаки і кішки значно краще за нас бачать у темряві, мають ширше поле зору, краще сприймають рухомі предмети. Все це дозволяє нашим вихованцям чудово полювати і уникати переслідування, бачити не тільки перед собою, а й з боків. При цьому вони програють нам в гостроті зору, здатності тонко розрізняти кольори. Але це тваринам і не потрібно, вони книжок не читають, поки що… Що буде далі – побачимо.

Зоровий аналізатор наземних хребетних має різний рівень розвитку, відповідаючи завданням сенсорної чи перцептивної психіки.

Однак у всіх наземних хребетних будова периферичної частини аналізатора (очі) та його центрального апарату відрізняється вищим рівнем структурної організації.

Морфологічні особливості зорового аналізатора вищих хребетних свідчить про те, що зір у житті грає значної ролі. У багатьох птахів та ссавців дуже гострий зір. Не менш гострий зір і у ссавців, які живуть на відкритих просторах. Розглянемо особливості зору наземних тварин з прикладу домашньої кішки.

Усі представники сімейства котячих мають великі очі. За рахунок опуклої рогівки очі кішки ніби дещо виносяться вперед. Це забезпечує тваринам ширококутне зорове сприйняття. Кожне око кішки забезпечує сприйняття навколишнього середовища в межах 200 °. Сумарний кут зору кішки може суттєво варіювати в залежності від положення очей на голові. У середньостатистичної кішки із будовою черепа типу європейського дикого кота (перські чи бірманські кішки) кут зору становить приблизно 180°. У кішок з витягнутою лицьовою частиною голови (сіамські, абісінські кішки) і більш розсунутими очима кут зору ширший.

Кішки рідко повертають голову в сторони, оскільки і в статичному положенні голови візуально контролює все, що відбувається довкола.

Колір очей (колір райдужної оболонки) домашньої кішки може варіювати від блідо-жовтого до мідно-червоного та зеленого. А у сіамських та бірманських кішок колір очей взагалі блакитний. Змінюється колір очей та в процесі онтогенезу. Так, у кошенят всіх порід у перші два місяці життя очі блакитні. На 10-12 тижні життя колір очей починає змінюватися. Остаточно колір райдужної оболонки стабілізується лише за рік.

Зір кішки адаптовано до сприйняття зорових образів за умов будь-якої освітленості, виключаючи повну темряву. У кішки незвичайна зіниця. Він має форму вертикальної щілини. У разі інтенсивної освітленості зіниця звужується до тонкої смужки.

При поганому освітленні зіниця розширюється до краю і набуває геометрії кола, що займає більшу частину ока. Таким чином, зіниця дозує світловий потік, що потрапляє на сітківку ока. Особливістю зорового аналізатора кішки і те, що вона добре бачить у сутінках, т. е. за умов слабкої освітленості. Цьому сприяє ряд морфофункціональних особливостей ока. Велике око передбачає наявність великої площі світлочутливого шару – сітківки. До того ж сітківка ока кішки має дуже високу щільність світлочутливих клітин – паличок та колбочок. Однак у порівнянні з тваринами, пік активності яких припадає на світлий час доби, у домашньої кішки відносно більше паличок, що містять лише один фотопігмент – родопсин.

У денних хижаків співвідношення колбочки-палички вище. Відомо, що палички забезпечують монохромне сприйняття зорових образів, а колбочки – поліхромне сприйняття світла.

Процесу концентрації світла при слабкому освітленні сприяє і вищезазначена опукла форма склери та надзвичайно широка зіниця.

Додатково слід вказати на те, що у кішки є розвинений шар, що відбиває світло - Tapetum lucidum. Особливістю цього утворення є дуже висока концентрація у клітинах цинку та таурину. Тапетум розташовується за інвертованою сітківкою і тому посилює вплив слабкого світлового потоку на світлочутливі клітини за рахунок відбивних властивостей. Фактично Tapetum lucidum гарантує повторне проходження променя світла через сітківку ока. Таким чином, у термінах оптичної фізики котяче око має високу світлосилу.

Природно, що подібна світлорецепція забезпечує збудження світлочутливих клітин ока кішки світловим потоком такої сили, який для ока інших тварин (денних) є допороговим подразником. Завдяки ефективній роботі фотовідбиваючого шару граничне значення довжини світлової хвилі для кішки становить неймовірно малу величину - всього 0,06 нм! Для наочності вкажемо, що граничне значення довжини світлової хвилі в людини оцінюється в 1 нм. Така особливість котячого зору забезпечує тварині насамперед градієнтне сприйняття різних відтінків сірого кольору. При цьому кішка в сутінках помічає рухи дрібних предметів.

Гостроту зору тварин за умов низької освітленості опосередковано забезпечує бінокулярність зору.

Однак основне завдання бінокулярного сприйняття полягає в тому, щоб деталізувати одержувану візуальну картину та визначати відстань до окремих об'єктів в оточенні.

Як зазначалося, загальне поле зору кішки наближається до 200°. У цьому секторі частку бінокулярного сприйняття припадає кут в 45° в центральній частині поля зору. Бінокулярний зір забезпечує більшу глибину різкості, надає об'ємності і дозволяє тварині деталізувати картину. Для сутінкового хижака це важливо. Бінокулярний зір кішки дозволяє тварині дуже точно визначати відстань, розміри і обсяг об'єкта, що цікавить, і з великою точністю дозувати силу своїх м'язів при локомоціях (наприклад, при кидку на виявлену мишу).

У коні очі розташовані таким чином, що тварина має широке поле зору, що наближається до 360°. Однак при цьому у коня є кілька сліпих зон. Вузька смужка сліпої зони створюється в неї за потилицею, над чолом і під підборіддям. Така організація зору дозволяє коні як стадній тварині відкритих просторів контролювати місце існування і своєчасно фіксувати зміни в усіх напрямках. Непоміченим до табуна коней на пасовищі наблизитися просто неможливо. Але зона бінокулярного зору коня звужена до 55°.

Гостроту зору кішки забезпечує і своєрідну будову зорових трактів - нервових пучків, що відходять від лівого та правого ока до зорової кори (потилична область великих півкуль головного мозку). Нервові волокна, що відходять від внутрішніх половин сітківки правого та лівого ока, на підході до кори перехрещуються («зоровий перехрест»). Таким чином, частина аферентного потоку з лівого ока йде в праву область зорової кори, а з правого ока - в ліву область зорової кори. З зовнішніх секторів сітківки аферентація надходить у кору безпосередньо, т. е. минаючи перехрест. Особливістю кішки є те, що зоровий перехрест у неї несиметричний. Ліва половина зорової кори кішки отримує більшу частину зорового потоку. Подібна нейрофізіологічна асиметрія у роботі зорового аналізатора створює тривимірність зорового образу, т. е. значно підвищує інформативність зорового контролю за середовищем проживання.

Здатність тварин до тривимірного сприйняття середовища з допомогою органів зору доводять спеціальні лабораторні досліди. Так, коні сприймають об'ємно навіть графічне полотно. У дослідженнях коней навчали вибирати картини з лінійною перспективою, і тварини успішно справлялися з поставленим завданням. Наприклад, кінь бачить об'ємність картинки Понзо, і при цьому робить ту ж помилку, що і людина: кінь, як і людина, сприймає верхній прямокутник як більший об'єкт у порівнянні з нижньою фігурою того самого розміру.

Дрібним гризунам деталізація зорових образів не потрібна. Для потенційної жертви кішки (дрібний гризун) важливіше мати ширший монокулярний зір, який дозволяє контролювати оточення (наближення кішки) принаймні з трьох сторін. Вузький сектор бінокулярного зору (близько 30 °) достатній гризуну для того, щоб відшукувати їжу (насіння, плоди, коріння, комахи).

Кішка добре адаптована і для сприйняття візуальних образів при сліпуче яскравому світлі. При яскравому освітленні її зіниця-щілина замикається, залишаючи лише невеликі отвори у верхній та нижній частині зіниці. Але навіть при такому обмеженому проникненні світлового потоку на сітківку ока яскраве світло викликає у кішки дискомфорт.

Експериментально показано, що в умовах дуже яскравого освітлення кішки розрізняють нерухомі об'єкти на відстані до 4-6 м, з максимальною чіткістю близько 1,5-2,0 м. Для порівняння відзначимо, що найбільша чіткість зображення у коня забезпечується на відстані до 6- 7 м, а в людини – до 10 м.

Специфіку зорового сприйняття світу кішки створює особливу будову центральної ямки. У разі пильного вивчення об'єкта, коли важливою є гострота зору, зображення фокусується саме в цю частину сітківки ока. Цікаво, що у кішок, які ведуть денний спосіб життя і полюють на відкритих просторах (гепард), центральна ямка витягнута по горизонталі. У сутінкових кішок (домашня кішка) та нічних хижаків (пантера) центральна ямка має форму диска.

Центральна ямка - це ділянка сітківки з найкращим відчуттям кольору. У цій частині сітківки очі знаходяться виключно колбочки, тобто нервові чутливі клітини, збудження яких спричиняє світло з певною довжиною хвилі.

У коня немає центральної ямки, але є центральна лінія. Це центральна область на сітківці, щодо якої перпендикулярно до очного дна вибудовуються в лінію рецептори. Напрямок світлового потоку на центральну лінію забезпечує фокусування зображення у коня.

Слід підкреслити, що у складі сітківки очі кішки кількість колб у сумі невелика. Співвідношення палички-колбочки у кішки становить 25:1 (у людини 4:1, коня 9:1). Та й функціонально колбочки домашньої кішки своєрідні. Вони легко збуджуються під впливом світла із довжиною хвилі в межах 450-550 нм (синьо-зелений спектр). Це основна палітра кольору зорових образів домашньої кішки. У той же час колбочки мало чутливі до світла з довжиною хвилі менше 400 нм (синій спектр) і нечутливі до червоного діапазону світлової хвилі (600-700 нм), тобто у звичайному житті зорові образи, які формує зоровий аналізатор кішки, мають яскраве кольорове забарвлення.

Однак фізіологи повідомляють про те, що в процесі спеціального тривалого тренування кішку можна навчити диференціювати багато відтінків синього, жовтого та червоного спектру. Очевидно, що деталізований колірний зір не входить до переліку необхідних фізіологічних властивостей тварини, пік життєвої активності якої не збігається із найвищою добовою освітленістю. У сутінках усі миші та горобці виглядають сірими, так само як і одноплемінники домашньої кішки (генетичні експерименти людини зі зміною забарвлення кішок тут до уваги не беруться).

Таким чином, можна зробити висновок, що кішки розпізнають кольори, оскільки, крім паличок, у їхній сітківці присутні і колбочки, і, отже, кішки не є дальтоніками. Але оскільки аферентний потік зорового рецепторного апарату кішки, здебільшого, створюється у вигляді активізації паличок і пік активності кішки посідає сутінки і нічний час, то яскрава колірна картина навколишнього світу їм другорядна. p align="justify"> Методом вироблення умовних рефлексів показано, що домашні кішки добре сприймають монохромні картинки з великою градацією сірих напівтонів. З кольорового спектру при високій освітленості їм доступний блакитний, зелений та жовтий кольори. Фахівці вважають, що червоний колір кішка не в змозі виділити із загального хроматичного ряду.

Кінь по-своєму сприймає кольоровість навколишнього світу. Експериментально встановлено, що цей вид тварин добре відрізняється червоним від синього. Але неясно, чи розпізнає кінь зелений та жовтий кольори. Очі коня добре адаптовані до роботи в сутінках. У сітківці очі коня переважають палички. Додатково у коня добре розвинений світловідбиваючий шар - tapetum lucidum. Отже, слабкий світловий потік на сітківці коня очі багаторазово посилюється.

Особливість котячого зору пояснює добову динаміку активності тварини. У середині дня кішки вважають за краще відпочивати. Яскраве сонячне світло явно створює відчуття дискомфорту домашньої кішки. З настанням сутінків, коли середовище піддається їхньому зоровому контролю більшою мірою, тварини активізуються. В абсолютній темряві око кішки пасивне, тому вночі локомоції кішки обслуговує не зір, а інші сенсорні системи – слух та система тактильної сенсорики.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.