Зрение

Зрение

Зрение — первейшее чувство у многих животных, особенно у птиц, рыб, осминогов, каракатиц, кальмаров, обезьян и у человека, потомка последних.

Из всех животных, пожалуй, лучше всего изучен глаз лягушки. Его сетчатка, получив зрительную информацию, тут же ее оценивает и девять десятых всех поступивших сигналов уже в готовом виде в форме «приказа» передает в мозг, прямо в рефлекторный отдел, откуда автоматически следуют импульсы действия (у кошки, например, лишь одна десятая зрительных восприятий направляется непосредственно в рефлекторный центр, прочие — в кору мозга для необходимой обработки). Можно сказать, что мозг лягушки «не раздумывает», получив зрительное предупреждение: хватать, удирать или притаиться. Это за него уже «продумала» сетчатка. И мозг тут же мобилизует в соответствии с ее «приказом» мускулатуру тела.

Но поскольку сетчатка не весь мозг, а только его «частичка», и, бесспорно, менее совершенный «счетно-решающий» механизм, лягушка нередко ошибается. Особенно там, где решение должно быть принято с учетом тонких деталей. Например, определение пригодности в пищу мелких живых и неживых перемещающихся объектов. Тут принимающий немедленные решения лягушкин глаз нередко, толком не разобравшись, побуждает ее хватать и несъедобное: бусинку, которую мы дергаем за ниточку, либо и вовсе движущееся темное пятно.

Но это не беда, ничего страшного не случится: лягушка выплюнет негодное и впредь, возможно, станет разборчивее. Зато такое физиологическое устройство — ответственность в выборе решений, данная сетчатке, — намного ускоряет реакции. А это очень важно, когда животное, добывая пропитание, имеет дело с насекомыми.

Удачную охоту обеспечивают специализированные клетки сетчатки — так называемые ганглиозные. У кошки только два типа таких клеток, а у лягушки четыре. Каждый выполняет свою задачу. Одни регистрируют темные пятна ближайшего окружения: затененные места ландшафта. Словно держат под постоянным наблюдением резервные пункты отступления и укрытия от врага или зноя. Другие, условно именуемые «детекторами контура», замечают лишь резкие границы света и тени. Несут, по-видимому, сторожевую службу. Ведь именно темным пятном с тенью, предшествующей или сопутствующей ему, обычно появляется враг. «Детекторы событий», ганглиозные клетки третьего типа, фиксируют всякое движение вообще: приближается ли, скажем, темное пятно или замерло — и вносят необходимые коррективы в оценку происходящего, после чего следует и соответствующая реакция лягушки. Эти клетки как регистраторы первого предупреждения согласованно сотрудничают с клетками четвертого типа — «детекторами насекомых», которые фиксируют перемещение мелких объектов.

Теперь нам более понятны физиологические причины автоматизма в поведении лягушки. Пусковой механизм реакций на движение у нее свой для каждой из трех размерных групп и все время на взводе, он реализует ответные действия на увиденное совершенно рефлекторно. Бездумно, но зато немедленно.

В арсенале средств оповещения, который вмещает только глаз лягушки, действуют и другие сверхчувствительные оптические структуры, способные молниеносно определить скорость подвижного объекта, даже если он приближается или удаляется прямо по сагитальной линии, то есть в направлении к глазу или от него. С такой точностью, как лягушка, никто из людей это делать не умеет. Правда, мозг самых опытных и способных (особый дар!) шоферов в момент обгона автоматически совершает нечто подобное. А глаз лягушки безошибочно оценивает не только скорость, направление, характер движения (поступательное, беспорядочное, колебательное) всех попавших в поле зрения объектов, но и степень их ускорения.

Не чужды разного рода оптические усовершенствования и рыбьим глазам. В пресных водах Центральной и севера Южной Америки плавает презанятная четырехглазка. Сама, как положено, в воде, а глаза — наполовину над поверхностью. Они разделены на две камеры: верхние (с более плоским хрусталиком) ведут наблюдение за воздухом, нижние смотрят в воду.

Не хуже в этом смысле и глаза глубоководных родичей обычных лососей. Батилихнопс, самый крупный из них (до полуметра), имеет в каждом глазу по два глазных яблока. Одно, большое, видит то, что вверху, а другое смотрит вниз и в стороны. Другие глубоководные «лососи» наделены телескопическими глазами. Они цилиндрами удлинены вверх, поля их зрения сближены и потому бинокулярны.

Даже где-нибудь в девственно чистой воде океана яркость освещения при погружении убывает примерно в десять раз на каждые 50 метров. В 400 метрах от поверхности дневное светило бессильно. В этом вечном мраке некоторые рыбы обходятся без зрения, слепыми рождаются и умирают. Другие, напротив, обзавелись огромными глазами, с очень сильными линзами и небывало чувствительной сетчаткой: в ней на каждом квадратном миллиметре 25 миллионов светочувствительных клеток! Как ни у кого на суше.

«На больших глубинах глаза могут быть полезны лишь для того, чтобы обнаружить свет, излучаемый рыбами и другими животными» (Роберт Бертон).

Интересно, что в мире животных есть конвергентная аналогия с рыбами-четырехглазками.

Есть ли у нас пруд или речная заводь, где летом не вертелись бы вертячки? Маленькие черненькие жучки, они целыми днями скользят в веселом «танце» по поверхности воды, словно по льду.

Вертячки охотятся. Высматривают добычу и над водой и под водой одновременно! Им не приходится оставлять один наблюдательный пункт ради другого: глаза их разделены на подводные и надводные доли. Словно у жуков по четыре глаза: два высматривают все интересное в пруду, а два ведут наблюдение за воздухом.

У самцов поденок тоже, по существу, по два глаза с каждой стороны, один с крупными, другой с мелкими фасетками.

Что такое фасетки? Это удлиненные простые глазки (омматидии), образующие все вместе сложный, или фасеточный, глаз взрослых насекомых.

В каждом омматидии — соединенная нервом с мозгом воспринимающая свет клетка. Поверх нее — удлиненный хрусталик. Оба, светочувствительная клетка и хрусталик, окружены непроницаемым для света чехлом из пигментных клеток. Лишь сверху оставлено отверстие, но там хрусталик прикрыт прозрачной роговицей. Она общая для всех омматидиев, плотно прилегающих друг к другу и соединенных в один фасеточный глаз. В нем может быть всего 300 омматидиев (самка светлячка), 4 тысячи (комнатная муха), 9 тысяч (жук-плавунец), 17 тысяч (бабочки) и 10 тысяч — 28 тысяч у разных стрекоз.

Каждый омматидий передает в мозг только одну точку из всей сложной окружающей картины мира. Из множества отдельных точек, увиденных каждым омматидием, складывается в мозгу насекомого мозаичное «панно» разных предметов ландшафта.