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Os humanos enxergam bem no escuro, mas animais noturnos como os gatos nos dão cem pontos à frente. Quem tem os olhos mais sensíveis? O correspondente tentou descobrir isso.

O olho humano é uma das conquistas mais surpreendentes da evolução. Ele é capaz de ver pequenas partículas de poeira e enormes montanhas, próximas e distantes, em cores. Trabalhando em conjunto com um poderoso processador em forma de cérebro, os olhos permitem que uma pessoa distinga movimentos e reconheça pessoas por seus rostos.

Uma das características mais impressionantes dos nossos olhos é que é tão bem desenvolvido que nem percebemos. Quando entramos em uma sala mal iluminada devido à luz forte, o nível de iluminação no ambiente circundante cai drasticamente, mas os olhos se adaptam a isso quase instantaneamente. Como resultado da evolução, nos adaptamos para enxergar com pouca luz.

Mas em nosso planeta existem seres vivos que enxergam no escuro muito melhor que os humanos. Experimente ler um jornal no crepúsculo profundo: as letras pretas se fundem com o fundo branco em uma mancha cinza embaçada na qual você não consegue entender nada. Mas um gato em situação semelhante não teria problemas - é claro, se soubesse ler.

Mas mesmo os gatos, apesar do hábito de caçar à noite, não enxergam no escuro melhor do que ninguém. As criaturas com a visão noturna mais nítida desenvolveram órgãos visuais únicos que lhes permitem capturar literalmente grãos de luz. Algumas dessas criaturas são capazes de ver em condições onde, do ponto de vista da nossa compreensão da física, nada pode ser visto em princípio.

Para comparar a acuidade da visão noturna, usaremos lux – esta unidade mede a quantidade de luz por metro quadrado. O olho humano funciona bem sob luz solar intensa, onde a iluminação pode ultrapassar 10 mil lux. Mas podemos ver com apenas um lux – isto é, a quantidade de luz que existe numa noite escura.

Gato doméstico (Felis catus): 0,125 lux

Para ver, os gatos precisam de oito vezes menos luz que os humanos. Seus olhos geralmente são semelhantes aos nossos, mas possuem diversas características que lhes permitem trabalhar bem no escuro.

Os olhos do gato, assim como os olhos humanos, consistem em três componentes principais: a pupila - o orifício por onde a luz entra; lente - lente de foco; e a retina – a tela sensível na qual a imagem é projetada.

Nos humanos, as pupilas são redondas, mas nos gatos têm o formato de uma elipse vertical alongada. Durante o dia estreitam-se em fendas e à noite abrem-se na sua largura máxima. A pupila humana também pode mudar de tamanho, mas não em uma faixa tão ampla.

As lentes dos gatos são maiores que as dos humanos e são capazes de coletar mais luz. E atrás da retina eles têm uma camada reflexiva chamada tapetum lucidum, também conhecida simplesmente como “espelho”. Graças a isso, os olhos dos gatos brilham no escuro: a luz passa pela retina e é refletida de volta. Dessa forma, a luz atinge a retina duas vezes, dando aos receptores uma chance extra de absorvê-la.

A composição da retina em gatos também é diferente da nossa. Existem dois tipos de células sensíveis à luz: cones, que detectam cores, mas só funcionam com boa iluminação; e bastonetes - que não percebem a cor, mas funcionam no escuro. Os humanos têm muitos cones, que nos proporcionam uma visão rica e colorida, mas os gatos têm muito mais bastonetes: 25 por cone (nos humanos, essa proporção é de um para quatro).

Os gatos têm 350 mil bastonetes por milímetro quadrado de retina, enquanto os humanos têm apenas 80-150 mil. Além disso, cada neurônio que sai da retina do gato transmite sinais de cerca de mil e quinhentos bastonetes. O sinal fraco é assim amplificado e transformado numa imagem detalhada.

Há uma desvantagem nessa visão noturna aguda: durante o dia, os gatos enxergam quase o mesmo que as pessoas com daltonismo vermelho-verde. Eles conseguem distinguir o azul de outras cores, mas não conseguem diferenciar entre vermelho, marrom e verde.

Tarsiidae: 0,001 lux

Társios são primatas que vivem em árvores encontrados no sudeste da Ásia. Em relação ao resto das proporções corporais, eles parecem ter os maiores olhos de qualquer mamífero. O corpo do társio, excluindo a cauda, ​​​​geralmente atinge um comprimento de 9 a 16 centímetros. Os olhos têm diâmetro de 1,5 a 1,8 centímetros e ocupam quase todo o espaço intracraniano.

Os társios se alimentam principalmente de insetos. Eles caçam de manhã cedo e tarde da noite, sob iluminação de 0,001-0,01 lux. Movendo-se pelas copas das árvores, eles devem procurar presas pequenas e bem camufladas na escuridão quase total e ao mesmo tempo não cair, saltando de galho em galho.

Eles são ajudados nisso por seus olhos, que geralmente são semelhantes aos olhos humanos. O olho do társio gigante deixa entrar muita luz, e a quantidade de luz é regulada pelos músculos fortes que circundam a pupila. A lente grande foca a imagem na retina, repleta de bastonetes: o társio tem mais de 300 mil deles por milímetro quadrado, como um gato.

Esses olhos grandes têm uma desvantagem: os társios não conseguem movê-los. Como compensação, a natureza os dotou de pescoços que giram 180 graus.

Besouro de estrume (Onitis sp.): 0,001-0,0001 lux

Onde há esterco, geralmente há besouros rola-bosta. Eles escolhem a pilha de esterco mais fresca e começam a viver nela, rolando bolas de estrume como reserva ou cavando túneis sob a pilha para fazer um depósito para si. Besouros escaravelhos do gênero Onitis voam em busca de esterco em diferentes horários do dia.

Seus olhos são muito diferentes dos olhos humanos. Os olhos dos insetos são facetados e consistem em muitos elementos estruturais - omatídeos.

Nos besouros que voam durante o dia, os omatídeos são envoltos em conchas pigmentadas que absorvem o excesso de luz para que o sol não cegue o inseto. A mesma membrana separa cada omatídio de seus vizinhos. No entanto, nos olhos dos besouros noturnos, essas membranas pigmentares estão ausentes. Portanto, a luz coletada por muitos omatídeos pode ser transmitida para apenas um receptor, o que aumenta significativamente a sua fotossensibilidade.

O gênero Onitis inclui várias espécies diferentes de besouros rola-bosta. Os olhos das espécies diurnas têm membranas pigmentares isolantes, os olhos dos besouros noturnos somam os sinais dos omatídeos e as espécies noturnas somam os sinais de um número de receptores duas vezes maior que os dos besouros noturnos. Os olhos da espécie noturna Onitis aygulus, por exemplo, são 85 vezes mais sensíveis que os olhos da espécie diurna Onitis belial.

Abelhas halictídeos Megalopta genalis: 0,00063 lux

Mas a regra descrita acima nem sempre se aplica. Alguns insetos podem enxergar com pouca luz, apesar de seus órgãos visuais estarem claramente adaptados à luz do dia.

Eric Warrent e Elmut Kelber, da Universidade de Lund, na Suécia, descobriram que algumas abelhas têm membranas pigmentares nos olhos que isolam os omatídeos uns dos outros, mas mesmo assim são perfeitamente capazes de voar e procurar comida no escuro à noite. Por exemplo, em 2004, dois cientistas demonstraram que as abelhas halictídeos Megalopta genalis são capazes de navegar sob iluminação 20 vezes menos intensa que a luz das estrelas.

Mas os olhos das abelhas Megalopta genalis são projetados para enxergar bem à luz do dia e, durante o curso da evolução, as abelhas tiveram que adaptar um pouco seus órgãos visuais. Depois que a retina absorve a luz, essa informação é transmitida ao cérebro através dos nervos. Nesta fase, os sinais podem ser somados para aumentar o brilho da imagem.

Megalopta genalis possui neurônios especiais que conectam os omatídeos em grupos. Dessa forma, os sinais provenientes de todos os omatídeos do grupo são fundidos antes de serem enviados ao cérebro. A imagem é menos nítida, mas significativamente mais brilhante.

Abelha carpinteira (Xylocopa tranquebarica): 0,000063 lux

As abelhas carpinteiras, encontradas nas montanhas chamadas Gates Ocidentais, no sul da Índia, enxergam ainda melhor no escuro. Eles podem voar mesmo em noites sem lua. “Eles podem voar à luz das estrelas, em noites nubladas e ventos fortes”, diz Hema Somanathan, do Instituto Indiano de Educação e Pesquisa Científica em Thiruvananthapuram.

Somanathan descobriu que os omatídeos da abelha carpinteira têm lentes incomumente grandes e os próprios olhos são bastante grandes em proporção a outras partes do corpo. Tudo isso ajuda a capturar mais luz.

No entanto, isso não é suficiente para explicar uma visão noturna tão excelente. É possível que nas abelhas carpinteiras os omatídeos também estejam agrupados, assim como em suas primas Megalopta genalis.

As abelhas carpinteiras não voam apenas à noite. “Eu os vi voar durante o dia, quando seus ninhos estão sendo destruídos por predadores, "diz Somanathan." Se você os cegar com um flash de luz, eles simplesmente caem, sua visão não é capaz de processar a grande quantidade de luz .Mas então eles recuperam o juízo e decolam novamente ".

De toda a fauna, as abelhas carpinteiras parecem ter a visão noturna mais apurada. Mas em 2014 apareceu outro candidato ao título do campeonato.

Barata americana (Periplaneta americana): menos de um fóton por segundo

Não é possível comparar diretamente as baratas com outras criaturas vivas porque a sua acuidade visual é medida de forma diferente. No entanto, sabe-se que seus olhos são extremamente sensíveis.

Numa série de experiências relatadas em 2014, Matti Väckström, da Universidade de Oulu, na Finlândia, e os seus colegas examinaram como células individuais sensíveis à luz em omatídeos de baratas respondiam a níveis de luz muito baixos. Eles inseriram os eletrodos mais finos feitos de vidro nessas células.

A luz consiste em fótons - partículas elementares sem massa. O olho humano precisa de pelo menos 100 fótons para atingi-lo e sentir qualquer coisa. No entanto, os receptores nos olhos da barata responderam ao movimento mesmo que cada célula recebesse apenas um fóton de luz a cada 10 segundos.

Uma barata tem de 16 a 28 mil receptores sensíveis ao verde em cada olho. Segundo Weckström, no escuro, os sinais de centenas ou mesmo milhares dessas células são somados (lembre-se que em um gato até 1.500 bastonetes ópticos podem trabalhar juntos). O efeito deste somatório, segundo Weckström, é “enorme” e parece não ter análogos na natureza viva.

"As baratas são impressionantes. Menos de um fóton por segundo!", diz Kelber. "Esta é a visão noturna mais nítida."

Mas as abelhas podem superá-las em pelo menos um aspecto: as baratas americanas não voam no escuro. “O controle do vôo é muito mais difícil - o inseto se move rapidamente e a colisão com obstáculos é perigosa”, comenta Kelber. “Nesse sentido, as abelhas carpinteiras são mais incríveis. Elas são capazes de voar e forragear em noites sem lua e ainda distinguir cores .”

Fatos incríveis

Durante séculos, as pessoas não tinham ideia do que e como os animais viam. Pesquisas científicas recentes abriram um mundo maravilhoso de diversidade de visão entre nossos irmãos mais novos. Muitos animais veem o mundo em tons difusos de cinza ou cores desbotadas e pálidas, enquanto outros podem ver na escuridão total e até mesmo ver cores que estão fora do espectro visível humano.

Aqui estão alguns fatos surpreendentes sobre como os animais veem.

Cavalos

Cavalos e animais semelhantes, como zebras, têm olhos localizados nas laterais, o que lhes confere destaque visão periférica. Isso lhes dá um aviso prévio sobre um predador e permite que escapem, se necessário. No entanto, esta vantagem também tem as suas desvantagens. Por exemplo, esses animais dificilmente conseguem ver o que está bem à sua frente. Outra desvantagem é a falta de visão binocular. Por causa disso o cavalo sempre vê duas imagens e não consegue mesclá-las, Como pessoa. E embora os cavalos tenham melhor visão noturna do que os humanos, sua visão colorida está em um nível bastante baixo. Eles veem tons de azul e verde, mas a maior parte do que veem é em tons de cinza.

Macaco

Os macacos e primatas do Velho Mundo veem basicamente da mesma maneira que os humanos - eles tricromatas e pode ver vermelho, verde e azul. Mas muitos macacos do Novo Mundo não veem todas essas cores.

Não existe um padrão entre as diferentes espécies. Na verdade, pode haver até 6 tipos diferentes de daltonismo em uma família de macacos e, assim como nos humanos, o daltonismo é mais comum entre os machos do que entre as fêmeas.

Pássaros

Muitos pássaros veem de forma diferente. Por exemplo, os pombos podem praticamente ver milhões de tons diferentes, e estão entre os mais capazes de identificar as cores de qualquer animal na Terra. Eles têm muito mais cones na retina do que os humanos e, portanto, são capazes de ver pelo menos cinco zonas do espectro.

Em geral, as aves diurnas veem gama de cores muito maior que a dos humanos, incluindo luz ultravioleta. Acredita-se que a visão dos pássaros seja muito mais brilhante que a dos humanos. Aves caçadoras como a águia, o peneireiro e o abutre possuem excelente visão binocular, permitindo-lhes avistar facilmente presas a milhares de metros de distância.

Cachorros e gatos

Cães e gatos não têm uma visão muito forte. Eles dependem principalmente de cheiros e sons para detecção sensorial. Tanto em cães quanto em gatos daltonismo, mas os gatos têm uma visão particularmente deficiente. Por exemplo, os cães às vezes conseguem distinguir o amarelo do azul. A maioria dos gatos tem visão de cores deficiente e se sai melhor focando estreitamente em um objeto. No entanto, eles visão noturna mais desenvolvida do que pessoas. Tanto cães quanto gatos têm perspectiva e percepção de profundidade altamente desenvolvidas, e seus olhos são mais sensíveis ao movimento.

Cobras

As cobras usam seus olhos normais durante o dia, mas à noite mudam para um par diferente de “olhos”. Esses termolocalizadores podem capturar sinais de calor infravermelho de objetos quentes em seu entorno.

Durante o dia, sua visão depende mais do movimento. Na verdade, eles ignoram ou não percebem uma presa completamente imobilizada.

Insetos

Devido à estrutura segmentada do olho, muitos insetos veem os objetos de maneira muito diferente dos humanos. Eles são conhecidos por seus Olhos compostos, conhecidos como omatídeos ou lentes corneanas, que têm a aparência de um hexágono convexo.

Ao contrário da crença popular, os insetos não veem centenas de cópias de uma única imagem. Em vez disso, cada lente constitui uma pequena parte da imagem geral, como um mosaico ou um quebra-cabeça.

Alguns insetos têm até 30.000 lentes no globo ocular. Mas provavelmente o inseto mais interessante em termos de visão é a libélula. O cérebro da libélula funciona tão rápido que percebe movimentos em câmera lenta.

Os insetos percebem as cores, mas não enxergam tão claramente quanto os outros animais.

🔆 Como as pessoas e os animais percebem as cores?

Os gatos não conseguem acessar a cor vermelha e veem o mundo ao seu redor como nada brilhante, mas conseguem distinguir até 25 tons de cinza. Afinal, ao caçar ratos, é muito importante que eles determinem com precisão sua cor.

Os cães não conseguem distinguir o vermelho, o laranja e o amarelo, mas veem claramente o azul e o roxo.

A cor de olhos mais rara em humanos é verde. Apenas 2% da população do nosso planeta pode orgulhar-se disso.

Uma pessoa nasce com olhos cinza-claros condicionalmente e sua cor “verdadeira” aparece por volta dos 2 a 3 anos.

Graças ao grande número de células sensíveis à luz - mais de 130 milhões - o olho humano é capaz de perceber cerca de 5 milhões de tonalidades de cores.

A abelha não vê o vermelho e confunde com verde, cinza e até preto. Ela distingue claramente apenas amarelo, azul esverdeado, azul, roxo, violeta. Mas percebe muito bem a radiação ultravioleta. Padrões azuis-violeta brilhantes podem ser vistos entre as pétalas brancas e claras, indicando onde procurar o néctar.

A cor dos olhos depende de um pigmento da íris chamado melanina. Uma grande quantidade de pigmento determina a formação da cor escura da íris (preto, marrom, marrom claro), e uma quantidade menor determina a formação de cores claras (cinza, verde, azul).

Ao contrário da maioria dos animais, os humanos têm três cores básicas percebidas – vermelho, azul e verde, que, quando misturadas, produzem todas as cores visíveis aos olhos.

A cor dos olhos vermelhos é encontrada apenas em albinos. Está associada à completa ausência de melanina na íris e, portanto, é determinada pelo sangue nos vasos da íris.

Ao contrário da crença popular, vacas e touros não fazem distinção entre a cor vermelha. Muitos têm certeza de que durante uma tourada o touro fica irritado com a capa do toureiro, mas acontece que não é o caso. O touro é provocado não pela cor, pois não vê o vermelho, mas pelo próprio fato do movimento. Como os touros também são míopes, o movimento de um trapo é entendido por eles como um desafio e uma agressão do inimigo.

Os residentes dos Estados Bálticos, do norte da Polónia, da Finlândia e da Suécia são considerados os europeus de olhos mais brilhantes. E o maior número de pessoas com olhos escuros vive na Turquia e em Portugal.

Quem vê melhor no escuro?

A ave mais famosa com boa visão noturna é a coruja.

Os gatos enxergam no escuro 6 vezes melhor que os humanos. No escuro, suas pupilas dilatam-se visivelmente, atingindo 14 mm de diâmetro, mas em um dia ensolarado elas se estreitam, transformando-se em fendas finas. Isso ocorre porque muita luz pode danificar as células sensíveis da retina e, com pupilas tão estreitas, os olhos de um gato ficam bem protegidos dos raios fortes do sol. Para efeito de comparação, em humanos o diâmetro máximo da pupila não excede 8 milímetros.

As corujas ficam acordadas à noite e enxergam muito melhor à noite do que durante o dia. Em uma noite sem lua, eles podem facilmente avistar um rato se esgueirando pela grama, um pássaro escondido entre as folhas ou um esquilo subindo em um abeto peludo. Durante o dia, as corujas enxergam mal e esperam até o anoitecer em um canto isolado.

Os cavalos têm boa visão panorâmica, uma capacidade desenvolvida de ver no escuro e avaliar a distância dos objetos. A única coisa em que a visão dos cavalos é inferior à dos humanos é a percepção das cores.

Estou olhando para longe!

Os cães enxergam bem à distância, não a menos de 35-50 cm, e objetos mais próximos parecem embaçados e sem forma para eles. A acuidade visual de um cão é aproximadamente um terço da de um ser humano. Mas seus olhos são triplicados de tal forma que podem determinar facilmente a distância até um objeto.

A libélula é o representante mais vigilante dos insetos. Ela consegue distinguir objetos do tamanho de uma pequena conta a uma distância de 1 m. O olho de uma libélula é composto por 30.000 ocelos individuais; esses olhos são chamados de olhos "compostos". Cada um deles arrebata um ponto do espaço circundante e, em seu cérebro, tudo é reunido em um único mosaico. É difícil imaginar, mas o olho de uma libélula percebe até 300 imagens por segundo. Nos casos em que uma pessoa vê uma sombra tremeluzente, a libélula verá claramente um objeto em movimento.

Se considerarmos que a acuidade visual de uma águia é de 100%, então a visão humana normal é apenas 52% da visão de uma águia.

O falcão é capaz de ver um alvo de 10 cm de altura a uma altura de 1,5 km.
O abutre distingue pequenos roedores a uma distância de até 5 quilômetros.

Os sapos só veem objetos em movimento. Para olhar para um objeto estacionário, ela mesma precisa começar a se mover. Em um sapo, quase 95% da informação visual entra imediatamente no departamento reflexo, ou seja, ao ver um objeto em movimento, o sapo reage a ele na velocidade da luz, como se fosse um alimento em potencial.
Nos humanos, o ângulo de visão é de 160 a 210°.

Cabras e bisões têm pupilas horizontais e retangulares. Esses alunos ampliam seu campo de visão para 240° e veem quase tudo ao seu redor, no sentido literal da palavra.

Os olhos do cavalo são posicionados de forma que sua visão seja de 350°. Sua acuidade visual é quase igual à dos humanos.
Um gato tem um ângulo de visão de 185°, enquanto um cachorro tem apenas 30-40°.

O que você acha: quem vê melhor que todos? A maioria das pessoas responderá que estes são alguns representantes de pássaros (na maioria das vezes da família dos falcões) ou gatos. Eles estarão parcialmente certos, porque... As aves de rapina enxergam mais longe e os membros da família enxergam melhor no escuro. Porém, existe uma criatura na Terra que, em termos de qualidade e acuidade visual, é “três cabeças” mais alta que todas as outras criaturas vivas!

Esta criatura é encontrada apenas na área da Barreira de Corais, perto da Austrália. É um crustáceo bastante grande, cujo corpo alongado e ligeiramente achatado pode atingir 30 cm de comprimento. O camarão recebeu esse nome por alguma semelhança de comportamento com o inseto de mesmo nome. Durante o combate, o camarão louva-a-deus pode lançar bruscamente seus membros anteriores para a frente, assim como o louva-a-deus.

Este crustáceo possui 8 tipos de receptores de cores, além de mais 2 receptores para polarização da luz, e outro tipo de receptores que aumentam ainda mais a dimensão do espaço de cores. Surpreendentemente, este é um espectrógrafo real e vivo; ninguém sabe exatamente quantas cores essa criatura consegue distinguir, mas o número provavelmente é simplesmente incrível. E todas essas cores se enquadram em uma faixa muito estreita de 0,4 a 0,65 mícrons - um pouco mais estreita que as humanas.

Aliás, quanto à polarização da luz, o camarão louva-a-deus é capaz de perceber e transformar a luz polarizada, tanto a polarização linear quanto a circular. Mas aqui este incrível crustáceo também tem concorrentes (por exemplo, as abelhas também podem perceber luz polarizada circularmente), mas o que nenhuma outra criatura viva é capaz é de converter luz polarizada linearmente em luz polarizada circularmente e vice-versa.

A estrutura dos olhos deste crustáceo também é muito incomum. Primeiramente, os olhos são compostos; em segundo lugar, cada um é dividido em hemisfério superior e inferior, separados por uma espécie de “cinto” responsável pela percepção e determinação da cor. Um objeto observado por um camarão é visto pelas três partes do olho; assim, cada olho individualmente tem visão trinocular(enquanto a grande maioria das criaturas do planeta tem visão binocular), e graças a isso é capaz de determinar distâncias com uma precisão incrível.

Um fato bastante interessante é que os modernos aparelhos de DVD e Blu-ray funcionam com o mesmo princípio que os olhos do camarão louva-a-deus. Para ler as informações de um disco, um reprodutor de DVD ou Blu-Ray deve converter a luz polarizada linear direcionada à superfície do disco em luz polarizada circularmente e depois de volta em luz polarizada linearmente. Mas, em princípio e não surpreendentemente, o camarão louva-a-deus tem capacidades muito mais amplas. Enquanto um DVD player comum só pode converter luz vermelha (Blu-Ray apenas azul), o olho de um crustáceo pode converter luz de todos os espectros.