Вертикальный зрачок позволяет различным видам животных видеть одинаково хорошо и ночью, и днем. Но ученые из университета Калифорнии в Беркли считают, что кошкам такие глаза нужны не только для того, чтобы хорошо видеть в темноте.

Мартин Бэнкс и его коллеги из университета Калифорнии в Беркли считают, что узкий вертикальный зрачок выдает экологическую специализацию животного. Он отличительная черта кошек и других засадных хищников. Щелевидный зрачок позволяет животному точно определить расстояние до жертвы и рассчитать силу прыжка.

Также ученые выяснили, что такое заключение справедливо только для мелких хищников ростом до 42 см. Чем выше хищник, тем меньше разница в резкости между целью и окружающей средой.

Это объясняет, почему у манулов и более крупных охотников-«спринтеров» круглый зрачок.

Травоядные парнокопытные и непарнокопытные, в свою очередь, обладают горизонтальными зрачками и могут видеть на 340 градусов. Козы способны держать зрачок перпендикулярно земле, даже когда наклоняют голову вниз. Это позволяет животным видеть не только подбирающегося со спины хищника, но и возможные пути спасения.

Подробнее про то, как видят мир домашние животные.

Кошки

Говоря об отличном зрении, человек подразумевает способность видеть четкие красочные изображения вблизи, вдали и боковым зрением. Многие из знакомых нам параметров оказываются для кошки несущественными. Вертикальный зрачок в глазу хищника защищает его от прямых солнечных лучей, поэтому при ярком освещении сужается до тонкой щелки.

Возле фоторецепторов глаза кошки есть специальные образования – тапетумы, которые «перехватывают» свет и направляют обратно в сетчатку, что позволяет кошке видеть в сумерках как днем, а ночью – как человек видит в сумерках. Благодаря тамепуму и светятся глаза кошки в темноте.

Все кошки воспринимают мир в оттенках серого, зеленого и голубого. Что удивительно, кошки не отличаются остротой зрения в привычном понимании, мелкие детали они видят расплывчато, так как во время охоты ориентируются в основном на звуки и движения. Кроме того, зрение ночного охотника охватывает 270 градусов, причем каждый глаз различает до 45% картинки, благодаря чему кошка способна рассчитать расстояние затяжного прыжка с погрешностью до 3-4 сантиметров.

Долгое время бытовало мнение, что собаки видят мир черно-белым. На самом деле, цвета они различают, но чуть иначе. В человеческой сетчатке содержатся 3 вида колбочек, ответственных за цветовосприятие: первые чувствительны к длинноволновому излучению (красный и оранжевый цвет), вторые - к средневолновому (желтый и зеленый), третьи – к коротковолновому (голубой и фиолетовый).

У собак отсутствует первый вид колбочек, в результате чего они не чувствительны к оранжево-красному цвету и могут воспринимать его аналогично желто-зеленому. При этом цвет, который хозяин идентифицирует как сине-зеленый, для собаки будет белым, но пес больше других существ различает оттенки серого. Поле зрения собак «растянуто», в результате чего в него попадает картинка в 270 градусов (для сравнения – аналогичный параметр для человеческого восприятия составляет на 60-70 градусов меньше).

Собаки, как и кошки, ориентируются на движение, и неподвижный предмет способны воспринимать на расстоянии 600 метров (в то время как движущийся улавливают с 800-900 метров). Интересный факт: для пород собак с висячими ушами главным является зрения, а особи со стоящими ушами доверяют, в первую очередь, слуху.

Эти грызуны давно перешли в разряд одомашненных, но даже если в вашем доме крыса – незваный гость, вы можете быть уверены, что она даже не подозревает о вашем присутствии в другом конце комнаты, если вы не шевелитесь и не зовете на помощь пронзительным криком.

Дело в том, что максимальное расстояние для зрения крысы – всего около 1 метра, всему виной панорамное зрение и латерально размещенные глаза, помогающие крысе различать окружающие объекты. Бинокулярное зрение крысы, в отличие от человеческого, захватывает несколько отдельных изображений под различными углами.

Крысы прекрасно различают расстояние до объекта, но ввиду низкого охвата это актуально только на ограниченной территории. Крысы также испытывают недостаток цветного видения. Как и собаки, они хорошо различают серые цвета, воспринимают голубую и зеленую часть спектра, а вот красный цвет для них равносилен абсолютной темноте. Зато крысы прекрасно видят ультрафиолетовое излучение, и даже различают оттенки ультрафиолета.

У домашних пернатых любимцев очень хорошее зрение. Угол обзора, благодаря расположению глаз, равен 360 градусам, так что от Кеши не скроется ни одна деталь в окружении. Безусловно, попугайчики видят мир цветным, на что указывает яркое оперение, созданное для опознавания особями друг друга.

К сожалению, попугаи плохо видят близкие предметы, поэтому, заметив корм издалека, вблизи они ориентируются посредством кончика клюва. Благодаря сильно развитым глазным мышцам, попугаи могут рассматривать два отдельных предмета одновременно, но к вечеру они «слепнут» и в темноте уже неспособны ориентироваться, поэтому клетку с пернатыми советуют накрывать на ночь.

А вот, например, воробьи видят мир в розовом цвете. Окончания светочувствительных нервов в их клетчатке имеют маслянистые красно-желтые капли, благодаря чему воробушек в прямом смысле слова смотрит на жизнь сквозь розовые очки.

Угол обзора лошади равен 350 градусам, а значит, не видит конь только то, что у него под мордой, надо лбом и прямо перед носом. Вот почему лошадь не подберет лежащий прямо перед ней кусочек яблока – она его просто не видит. Зато лошади прекрасно видят в темноте и способны точно оценивать расстояние до предметов.

Немногие осмеливаются поселить у себя дома такого очаровательного питомца, но если вы все же являетесь счастливым обладателем змеи, то должны знать, как она видит своего хозяина. Глаз змеи покрыт тонкой кожистой пленкой, результатом сросшихся век. К началу линьки глаза змеи становятся мутными, и это затрудняет зрение. В дальнейшем пленка уйдет при смене «одеяния».

Выходит, змеиное зрение несколько раз в течение жизни ухудшается и возвращается к рептилии. Змеям, ведущим дневной образ жизни, присущ круглый зрачок, а ночным – узкий вертикальный. Бинокулярное зрение позволяет змее формировать картинку с сетчатки обоих глаз, но зрение это ориентировано, в первую очередь, на тепловую информацию. Так, змея скорее видит контуры, размеры, расстояние до другого животного, и этот образ позволяет определить теплокровную мышь на прохладной почве или хладнокровную лягушку среди теплых испарений земли. На картинке показан пример того, как змея видит человека.

Сова

Самая известная птица с хорошим ночным зрением – сова. К слову, то что совы плохо видят днем – миф. Онир хорошо видят и днем и ночью. Но ночью их зрение обостряется и видят они в 100 раз лучше человека. Даже в самую темную безлунную ночь сова с легкостью может разглядеть пробирающуюся в траве мышь, скрывающуюся среди листвы птичку или забравшуюся на мохнатую ель белку.

Кошка


Кошки, по мнению ученых, не видят в полногй темноте, но при свете звезд и луны видят в 6 раз лучше, чем люди. В темное время суток их зрачки заметно расширяются, достигая 14-миллиметрого диаметра (для сравнения: у человека максимальный диаметр зрачка не превышает 8 миллиметров). А вот в яркий солнечный день кошачьи зрачки превращаются в тоненькие щелки, чтобы не повредить обилием света чувствительные клетки сетчатки.
У кошек также высокоразвита рефлекторная область глаза, которая встречается и у других животных. Именно благодаря ей глаза животных «горят» в отблеске фар или фонарей. Подробнее о зрении кошек можете прочитать в нашей статье .

Лошадь


Доподлинно известно, что палочек на сетчатке конского глаза гораздо больше, чем колбочек, их соотношение примерно 9:1, а ведь именно палочки отвечают за зрение при слабом освещении. Так что лошадь нормально ориентируется в темноте: пасется, передвигается, обходит препятствия и ямы.

Собака


По словам ветеринаров, собака также отличается хорошим ночным зрением – она видит в темноте в 4 раза лучше, чем человек.

Змея


У змей глаза улавливают ночью инфракрасные сигналы, т.е. тепло, которое излучает тело животных. Вот так змея видит ночью человека.

Человек


Люди плохо ориентируются в темноте, но мир для нас и без этого прекрасен. Человеческий глаз содержит 110-125 миллионов палочек, отвечающих за черно-белое зрение, и 6-7 миллионов колбочек (им мы обязаны цветовым зрением). Благодаря такому обилию цветочувствительных клеток наш глаз способен воспринимать около пяти миллионов цветовых оттенков – тут уж ни одно животное не сравнится с нами.

Как люди и животные воспринимают цвет?

• Кошкам не доступен красный цвет и мир вокруг себя они видят совсем не ярким, зато различают целых 25 оттенков серого цвета. Ведь во время охоты на мышей им очень важно точно определить их окраску.
• Собаки совсем не различают красный, оранжевый и желтый цвет, зато отчетливо видят синий и фиолетовый.
• Самый редкий цвет глаз у людей — зеленый. Им могут похвастаться только 2% населения нашей планеты.
• Человек рождается с условно светло-серыми глазами, а их «истинный» цвет появляется к 2-3 годам.
• Благодаря огромному количеству светочувствительных клеток — более 130 миллионов — глаз человека способен воспринимать около 5 миллионов цветовых оттенков.
• Пчела не видит красный цвет и путает его с зеленым, серым и даже черным. Отчетливо она различает только желтый, сине-зеленый, синий, пурпурный, фиолетовый. Зато очень хорошо воспринимает ультрафиолетовое излучение. Среди бледных, белых лепестков может разглядеть яркие сине-фиолетовые узоры, указывающие, где искать нектар.
• Цвет глаз зависит от пигмента радужной оболочки, который называется «меланин». Большое количество пигмента определяет формирование темного цвета радужной оболочки глаза (черные, карие, светло-карие), а меньшее количество — светлые (серые, зеленые, голубые).
• В отличие от большинства животных, у человека три базовых воспринимаемых цвета — красный, синий и зеленый, смешивая которые, получаются все цвета, видимые глазом.
• Красный цвет глаз встречается только у альбиносов. Он связан с полным отсутствием в радужной оболочке меланина, поэтому определяется кровью в сосудах радужной оболочки.
• Вопреки распространенному представлению, коровы и быки не различают красного цвета. Многие уверены, что во врем корриды быка раздражает плащ торреодора, но как оказывается это не так. Быка провоцирует не цвет, так как он не видит красного, а сам факт движения. Поскольку быки еще и близоруки, то мелькание тряпки понимается ими, как вызов и агрессия со стороны противника.
• У 1% людей на Земле цвет радужки левого и правого глаза неодинаков.
• Принято считать, что дальтонизм — сугубо мужская «участь». В той или иной мере им страдают порядка 8% мужчин и всего лишь 1% женщин.
• Жители Прибалтики, северной Польши, Финляндии и Швеции считаются самыми светлоглазыми европейцами. А наиболее количество людей с темными глазами живет в Турции и Португалии.

Далеко гляжу!

• Собаки хорошо видят на расстоянии, не ближе 35-50 см. А более близкие объекты выглядят для них расплывчатыми и бесформенными. Острота зрения у собаки составляет примерно одну треть от человеческой. Зато их глаза утроены таким образом, что они с легкостью могут определить дистанцию до объекта.
• Стрекоза — самый зоркий представитель насекомых. Она может различать предметы размером с маленькую бусинку на расстоянии в 1м. Глаз стрекозы состоит из 30 000 отдельных глазков, такие глаза называются «фасеточными». Каждый из них выхватывает из окружающего пространства одну точку, а уже в ее мозгу все складывается в единую мозайку. Сложно представить, но глаз стрекозы воспринимает до 300 изображений в секунду. В тех случаях, когда человек увидит промелькнувшую тень, стрекоза будет отчетливо видеть движущийся предмет.
• Если принять остроту зрения орла за 100%, то обычное зрение человека составляет всего 52% от орлиного зрения.
• Сокол способен разглядеть цель величиной в 10 см., с высоты 1,5 км.
• Гриф различает мелких грызунов с расстояния до 5 километров.
• Лягушки видят только движущиеся предметы. Чтобы рассмотреть неподвижный предмет, ей самой необходимо начать двигаться. У лягушки почти 95% зрительной информации поступает сразу же в рефлекторный отдел, то есть видя движущийся предмет, лягушка реагирует на него молниеносно, как на потенциальную пищу.
• У человека угол обзора составляет 160 до 210°.
• У козлов и зубров зрачки — горизонтальные и прямоугольные. Такие зрачки расширяют им поле обзора до 240°.Они видят почти все вокруг, в буквальном смысле этого слова.
• Глаза лошади расположены так, что ее обзор составляет 350°. Острота зрения у них почти такая же, как и у человека.
• У кошки угол обзора — 185°, а у собаки — всего лишь 30-40°.

Кто лучше всех видит в темноте?

• Самая известная птица с хорошим ночным зрением — сова.
• Кошки видят в темноте в 6 раз лучше, чем люди. В темное время суток их зрачки заметно расширяются, достигая 14-миллиметрового> диаметра, а вот в яркий солнечный день — сужаются, превращаясь в тоненькие щелки. Это происходит потому, что обилие света может повредить чувствительные клетки сетчатки, а имея такие узкие зрачки, кошачьи глаза хорошо защищены от ярких солнечных лучей. Для сравнения, у человека максимальный диаметр зрачка не превышает 8 миллиметров.
• Совы бодрствуют по ночам и в темное время суток видят гораздо лучше, чем днем. В безлунную ночь они с легкостью могут разглядеть пробирающуюся в траве мышь, скрывающуюся среди листвы птичку или забравшуюся на мохнатую ель белку. Днем совы видят плохо и дожидаются сумерек в укромном уголке.
• Лошади обладают хорошим панорамным зрением, развитой способностью видеть в темноте и оценивать расстояние до предметов. Единственное, в чем зрение лошадей уступает человеческому — это восприятие цвета.

Глаза и их особенности

• Движения глаз хамелеона совершенно независимо друг от друга: один может смотреть вперед, другой — в бок.
• Некоторые виды скорпионов имеют до 12 глаз, а многие пауки — по восемь. Знаменитая новозеландская ящерица туатара, которую считают современницей динозавров, так и называется — «трехглазая». Третий глаз ее находится во лбу!
• Диаметр глазного яблока взрослого человека составляет около 24 миллиметров. Он одинаков у всех людей, различается лишь в долях миллиметра (без наличия глазных патологий).
• У коз, овец, мангустов и осьминогов прямоугольные зрачки.
• У страуса глаза по объему больше, чем его мозг.
• У пауков-скакунов восемь глаз — два больших и шесть маленьких.
• Глазные яблоки совы занимают практически всю черепную коробку и из-за больших размеров они не могут вращаться в орбитах. Но этот недостаток искупает исключительная подвижность шейных позвонков — сова может поворачивать голову на 180°.
• У морских звезд по одному глазу на конце каждого луча и по всей поверхности тела разбросаны отдельные светочувствительные клетки, однако эти обитатели морей способны лишь различать светлое и темное.
• Глаз крупных китов весит около 1 кг.
• Рисунок радужки глаза у человека — индивидуален. По нему можно идентифицировать личность.
• Глаза креветки-богомола — сложная система. Одновременно они видят в оптическом, инфракрасном, ультрафиолетовом, а также в поляризационном свете. Чтобы человеку увидеть во всех этих диапазонах, нужно носить с собой около 100 кг. разной электронной аппаратуры.
• Среди обитателей морей самые совершенные глаза у головоногих моллюсков — осьминогов, кальмаров, каракатиц.

Знаете ли Вы что...

• Человек в среднем моргает каждые 10 секунд, время моргания 1-3 секунд. Можно подсчитать, что за 12 часов человек моргает 25 минут.
• Женщины моргают примерно в два раза чаще, чем мужчины.
• У человека 150 ресниц на верхнем и нижнем веке.
• В среднем женщины плачут 47 раз в год, а мужчины — 7.
• Чихнуть с открытыми глазами невозможно.
• При работе за компьютером в течение дня глаза фокусируются с экрана на бумагу порядка двадцати тысяч раз.
• Крокодилы, поедая мясо, плачут. Таким образом, через специальные железы возле глаз, они выводят избыток солей из организма. Этот факт был экспериментально подтвержден американскими учеными.
• Глаза привыкают к темноте за 60-80 минут. Побыв в темноте порядка минуты, чувствительность к свету возрастает в 10 раз, а уже через 20 минут — в 6 тысяч раз. Именно поэтому, выйдя на свет, после нахождения в темном помещении, мы всегда чувствуем сильный дискомфорт.

Люди неплохо видят в темноте, но ночные животные, такие как кошки, дадут нам сто очков вперед. Кто же является обладателем самых чувствительных глаз?

В этом попробовал разобраться корреспондент BBC Earth .

Человеческий глаз — одно из самых поразительных достижений эволюции. Он способен видеть мелкие пылинки и огромные горы, вблизи и вдалеке, в полном цвете. Работая в паре с мощным процессором в виде головного мозга, глаза позволяют человеку различать движение и узнавать людей по их лицам.

Одна из наиболее впечатляющих особенностей наших глаз так хорошо развита, что мы ее даже не замечаем. Когда мы входим с яркого света в полутемное помещение, уровень освещенности окружающей обстановки резко падает, но глаза адаптируются к этому почти мгновенно. В результате эволюции мы приспособилось видеть при плохом свете.

Но на нашей планете есть живые существа, которые видят в темноте гораздо лучше человека. Попробуйте почитать газету в глубоких сумерках: черные буквы сливаются с белым фоном в размытое серое пятно, в котором нельзя ничего понять. А вот кошка в аналогичной ситуации не испытывала бы никаких проблем — конечно, если бы она умела читать.

Но даже кошки, несмотря на привычку охотиться по ночам, видят в темноте не лучше всех. У существ с самым острым ночным зрением эволюционировали уникальные зрительные органы, позволяющие им улавливать буквально крупицы света. Некоторые из этих существ способны видеть в условиях, когда, с точки зрения нашего понимания физики, увидеть в принципе ничего нельзя.

Для сравнения остроты ночного зрения мы будем использовать люкс — в этих единицах измеряется количество света на квадратный метр. Человеческий глаз хорошо работает при ярком солнечном свете, когда освещенность может превышать 10 тысяч люксов. Но мы можем видеть и всего при одном люксе — примерно столько света бывает темной ночью.

Домашняя кошка (Felis catus): 0,125 люкса

Чтобы видеть, кошкам нужно в восемь раз меньше света, чем людям. Их глаза в целом похожи на наши, но в их устройстве есть несколько особенностей, позволяющих хорошо работать в темноте.

Кошачьи глаза, как и человеческие, состоят из трех основных компонентов: зрачка — отверстия, через которое проникает свет; хрусталика — фокусирующей линзы; и сетчатки — чувствительного экрана, на который проецируется изображение.

У человека зрачки круглые, а у кошки они имеют форму вытянутого вертикального эллипса. Днем они сужаются в щелочки, а ночью раскрываются на максимальную ширину. Человеческий зрачок тоже может менять размер, но не в таких широких пределах.

Хрусталики у кошки крупнее, чем у человека, и способны собрать больше света. А за сетчаткой у них расположен отражающий слой под названием tapetum lucidum, также известный просто как «зеркальце». Благодаря ему глаза кошек светятся в темноте: свет проходит через сетчатку и отражается обратно. Таким образом свет воздействует на сетчатку дважды, давая рецепторам дополнительный шанс его поглотить.

Состав самой сетчатки у кошек тоже отличается от нашего. Есть два типа светочувствительных клеток: колбочки, различающие цвета, но работающие только при хорошем освещении; и палочки — не воспринимающие цвет, но зато работающие в темноте. У людей много колбочек, дающих нам богатое полноцветное зрение, а у котов гораздо больше палочек: 25 на одну колбочку (у людей это соотношение составляет один к четырем).

На квадратный миллиметр сетчатки у кошек приходится 350 тысяч палочек, а у человека — всего лишь 80-150 тысяч. К тому же, каждый отходящий от кошачьей сетчатки нейрон передает сигналы от примерно полутора тысяч палочек. Слабый сигнал таким образом усиливается и превращается в детальное изображение.

У такого острого ночного зрения есть и обратная сторона: в дневное время кошки видят примерно так, как люди с красно-зеленой цветовой слепотой. Они могут отличать синий от других цветов, но не видят разницы между красным, коричневым и зеленым.

Долгопят (Tarsiidae): 0.001 люкса

Долгопяты — это живущие на деревьях приматы, встречающиеся в Юго-Восточной Азии. В сравнении с остальными пропорциями тела у них, похоже, самые большие глаза из всех млекопитающих. Тело долгопята, если не брать хвост, обычно достигает в длину 9-16 сантиметров. Глаза же имеют диаметр 1,5-1,8 сантиметра и занимают почти все внутричерепное пространство.

Питаются долгопяты в основном насекомыми. Они охотятся рано утром и поздно вечером, при освещенности в 0,001-0,01 люкса. Передвигаясь по верхушкам деревьев, они должны почти в полной темноте высматривать маленькую, хорошо замаскированную добычу и при этом не падать, перепрыгивая с ветки на ветку.

Помогают им в этом глаза, в целом похожие на человеческие. Гигантский глаз долгопята пропускает много света, и его количество регулируется сильными мускулами, окружающими зрачок. Крупный хрусталик фокусирует изображение на сетчатке, усыпанной палочками: их у долгопята более 300 тысяч на квадратный миллиметр, как у кошки.

У этих больших глаз есть недостаток: долгопяты не способны ими двигать. В качестве компенсации природа наделила их шеями, поворачивающимися на 180 градусов.

Навозный жук (Onitis sp.): 0.001-0.0001 люкса

Где навоз, там обычно и навозные жуки. Они выбирают самую свежую кучу навоза и начинают в ней жить, скатывая шарики из навоза про запас или выкапывая под кучей тоннели, чтобы обустроить себе кладовую. Навозные жуки рода Onitis вылетают на поиски навоза в разное время суток.

Их глаза сильно отличаются от человеческих. Глаза у насекомых фасеточные, они состоят из множества структурных элементов — омматидиев.

У жуков, летающих днем, омматидии заключены в пигментные оболочки, поглощающие лишний свет, чтобы солнце не ослепляло насекомое. Эта же оболочка отделяет каждый омматидий от соседних. Однако в глазах у жуков, ведущих ночной образ жизни, эти пигментные оболочки отсутствуют. Поэтому свет, собранный многими омматидиями, может передаваться всего лишь к одному рецептору, что значительно повышает его светочувствительность.

Род Onitis объединяет несколько разных видов навозных жуков. В глазах у дневных видов есть изолирующие пигментные оболочки, глаза вечерних жуков суммируют сигналы от омматидиев, а у ночных видов суммируются сигналы от количества рецепторов в два раза большего, чем у вечерних. Глаза ведущего ночной образ жизни вида Onitis aygulus, к примеру, в 85 раз более чувствительны, чем глаза дневного Onitis belial.

Пчелы-галиктиды Megalopta genalis: 0.00063 люкса

Но описанное выше правило действует не всегда. Некоторые насекомые могут видеть при очень низкой освещенности, несмотря на то, что их зрительные органы явно приспособлены для дневного света.

Эрик Уоррент и Элмут Келбер из Лундского университета в Швеции выяснили, что у некоторых пчел в глаза есть пигментные оболочки, изолирующие омматидии друг от друга, но они тем не менее прекрасно умеют летать и искать пишу темной ночью. К примеру, в 2004 году двое ученых продемонстрировали, что пчелы-галиктиды Megalopta genalis способны ориентироваться при освещенности, в 20 раз менее интенсивной, чем звездный свет.

Но глаза пчел Megalopta genalis устроены так, чтобы хорошо видеть при свете дня, и в ходе эволюции пчелам пришлось несколько адаптировать органы зрения. После того, как сетчатка поглотила свет, эта информация передается в мозг через нервы. На этом этапе сигналы можно суммировать, чтобы увеличить яркость изображения.

У Megalopta genalis есть специальные нейроны, соединяющие омматидии в группы. Таким образом сигналы, поступающие от всех омматидиев в группе, сливаются вместе перед отправкой в мозг. Изображение получается менее резким, но существенно более ярким.

Пчела-плотник (Xylocopa tranquebarica): 0.000063 люкса

Пчелы-плотники, встречающиеся в горах под названием Западные Гаты на юге Индии, видят в темноте еще лучше. Они могут летать даже в безлунные ночи. «Они способны летать при звездном свете, в облачные ночи и при сильном ветре», — рассказывает Хема Соманатан из Индийского института научного образования и исследований в Тируванантапураме.

Соманатан обнаружила, что омматидии пчел-плотников имеют необычно большие хрусталики, да и сами глаза довольно велики в пропорции к другим частям тела. Все это помогает улавливать больше света.

Однако этого недостаточно, чтобы объяснить столь великолепное ночное зрение. Возможно, у пчел-плотников омматидии тоже объединены в группы, как и у их собратьев Megalopta genalis.

Пчелы-плотники летают не только ночью. «Я видела, как они летают днем, когда их гнезда разоряют хищники, — говорит Соманатан. — Если ослепить их вспышкой света, то они попросту падают, их зрение не в состоянии обработать большое количество света. Но потом они приходят в себя и снова взлетают».

Похоже, из всех представителей фауны пчелы-плотники наделены наиболее острым ночным зрением. Но в 2014 году появился и еще один претендент на чемпионский титул.

Таракан американский (Periplaneta americana): менее одного фотона в секунду

Напрямую сравнить тараканов с другими живыми существами не получится, потому что острота их зрения измеряется иначе. Однако известно, что их глаза необычайно чувствительны.

В серии экспериментов, описанных в 2014 году, Матти Вэкстрем из финского Университета Оулу и его коллеги выясняли, как отдельные светочувствительные клетки в омматидиях тараканов реагировали на очень низкую освещенность. Они вставили в эти клетки тончайшие электроды, сделанные из стекла.

Свет состоит из фотонов — безмассовых элементарных частиц. Человеческому глазу необходимо, чтобы в него попали как минимум 100 фотонов, чтобы что-то почувствовать. Однако рецепторы в глазах таракана реагировали на движение, даже если каждая клетка получала всего по одному фотону света каждые 10 секунд.

У таракана в каждом глазу есть 16-28 тысяч чувствительных к зеленому цвету рецепторов. По данным Вэкстрема, в условиях темноты суммируются сигналы из сотен или даже тысяч этих клеток (напомним, что у кошки работать вместе могут до 1500 зрительных палочек). Эффект этого суммирования, по словам Вэкстрема, «грандиозен», и похоже, что аналогов в живой природе он не имеет.

«Тараканы впечатляют. Меньше фотона в секунду! — говорит Келбер. — Это самое острое ночное зрение».

Но пчелы способны обставить их по крайней мере в одном отношении: американские тараканы не летают в темноте. «Управлять полетом гораздо сложнее — насекомое движется быстро, и столкновение с препятствиями представляет опасность, — комментирует Келбер. — В этом смысле пчелы-плотники наиболее удивительны. Они способны летать и добывать пищу в безлунные ночи и при этом различать цвета».

Правообладатель иллюстрации malik CC by 2.0

Люди неплохо видят в темноте, но ночные животные, такие как кошки, дадут нам сто очков вперед. Кто же является обладателем самых чувствительных глаз? В этом попробовал разобраться корреспондент .

Человеческий глаз - одно из самых поразительных достижений эволюции. Он способен видеть мелкие пылинки и огромные горы, вблизи и вдалеке, в полном цвете. Работая в паре с мощным процессором в виде головного мозга, глаза позволяют человеку различать движение и узнавать людей по их лицам.

Одна из наиболее впечатляющих особенностей наших глаз так хорошо развита, что мы ее даже не замечаем. Когда мы входим с яркого света в полутемное помещение, уровень освещенности окружающей обстановки резко падает, но глаза адаптируются к этому почти мгновенно. В результате эволюции мы приспособилось видеть при плохом свете.

Но на нашей планете есть живые существа, которые видят в темноте гораздо лучше человека. Попробуйте почитать газету в глубоких сумерках: черные буквы сливаются с белым фоном в размытое серое пятно, в котором нельзя ничего понять. А вот кошка в аналогичной ситуации не испытывала бы никаких проблем - конечно, если бы она умела читать.

Но даже кошки, несмотря на привычку охотиться по ночам, видят в темноте не лучше всех. У существ с самым острым ночным зрением эволюционировали уникальные зрительные органы, позволяющие им улавливать буквально крупицы света. Некоторые из этих существ способны видеть в условиях, когда, с точки зрения нашего понимания физики, увидеть в принципе ничего нельзя.

Для сравнения остроты ночного зрения мы будем использовать люкс - в этих единицах измеряется количество света на квадратный метр. Человеческий глаз хорошо работает при ярком солнечном свете, когда освещенность может превышать 10 тысяч люксов. Но мы можем видеть и всего при одном люксе - примерно столько света бывает темной ночью.

Домашняя кошка (Felis catus): 0,125 люкса

Чтобы видеть, кошкам нужно в восемь раз меньше света, чем людям. Их глаза в целом похожи на наши, но в их устройстве есть несколько особенностей, позволяющих хорошо работать в темноте.

Кошачьи глаза, как и человеческие, состоят из трех основных компонентов: зрачка - отверстия, через которое проникает свет; хрусталика - фокусирующей линзы; и сетчатки - чувствительного экрана, на который проецируется изображение.

У человека зрачки круглые, а у кошки они имеют форму вытянутого вертикального эллипса. Днем они сужаются в щелочки, а ночью раскрываются на максимальную ширину. Человеческий зрачок тоже может менять размер, но не в таких широких пределах.

Хрусталики у кошки крупнее, чем у человека, и способны собрать больше света. А за сетчаткой у них расположен отражающий слой под названием tapetum lucidum, также известный просто как "зеркальце". Благодаря ему глаза кошек светятся в темноте: свет проходит через сетчатку и отражается обратно. Таким образом свет воздействует на сетчатку дважды, давая рецепторам дополнительный шанс его поглотить.

Состав самой сетчатки у кошек тоже отличается от нашего. Есть два типа светочувствительных клеток: колбочки, различающие цвета, но работающие только при хорошем освещении; и палочки - не воспринимающие цвет, но зато работающие в темноте. У людей много колбочек, дающих нам богатое полноцветное зрение, а у котов гораздо больше палочек: 25 на одну колбочку (у людей это соотношение составляет один к четырем).

На квадратный миллиметр сетчатки у кошек приходится 350 тысяч палочек, а у человека - всего лишь 80-150 тысяч. К тому же, каждый отходящий от кошачьей сетчатки нейрон передает сигналы от примерно полутора тысяч палочек. Слабый сигнал таким образом усиливается и превращается в детальное изображение.

У такого острого ночного зрения есть и обратная сторона: в дневное время кошки видят примерно так, как люди с красно-зеленой цветовой слепотой. Они могут отличать синий от других цветов, но не видят разницы между красным, коричневым и зеленым.

Долгопят (Tarsiidae): 0.001 люкса

Долгопяты - это живущие на деревьях приматы, встречающиеся в Юго-Восточной Азии. В сравнении с остальными пропорциями тела у них, похоже, самые большие глаза из всех млекопитающих. Тело долгопята, если не брать хвост, обычно достигает в длину 9-16 сантиметров. Глаза же имеют диаметр 1,5-1,8 сантиметра и занимают почти все внутричерепное пространство.

Питаются долгопяты в основном насекомыми. Они охотятся рано утром и поздно вечером, при освещенности в 0,001-0,01 люкса. Передвигаясь по верхушкам деревьев, они должны почти в полной темноте высматривать маленькую, хорошо замаскированную добычу и при этом не падать, перепрыгивая с ветки на ветку.

Помогают им в этом глаза, в целом похожие на человеческие. Гигантский глаз долгопята пропускает много света, и его количество регулируется сильными мускулами, окружающими зрачок. Крупный хрусталик фокусирует изображение на сетчатке, усыпанной палочками: их у долгопята более 300 тысяч на квадратный миллиметр, как у кошки.

У этих больших глаз есть недостаток: долгопяты не способны ими двигать. В качестве компенсации природа наделила их шеями, поворачивающимися на 180 градусов.

Навозный жук (Onitis sp.): 0.001-0.0001 люкса

Где навоз, там обычно и навозные жуки. Они выбирают самую свежую кучу навоза и начинают в ней жить, скатывая шарики из навоза про запас или выкапывая под кучей тоннели, чтобы обустроить себе кладовую. Навозные жуки рода Onitis вылетают на поиски навоза в разное время суток.

Их глаза сильно отличаются от человеческих. Глаза у насекомых фасеточные, они состоят из множества структурных элементов - омматидиев.

У жуков, летающих днем, омматидии заключены в пигментные оболочки, поглощающие лишний свет, чтобы солнце не ослепляло насекомое. Эта же оболочка отделяет каждый омматидий от соседних. Однако в глазах у жуков, ведущих ночной образ жизни, эти пигментные оболочки отсутствуют. Поэтому свет, собранный многими омматидиями, может передаваться всего лишь к одному рецептору, что значительно повышает его светочувствительность.

Род Onitis объединяет несколько разных видов навозных жуков. В глазах у дневных видов есть изолирующие пигментные оболочки, глаза вечерних жуков суммируют сигналы от омматидиев, а у ночных видов суммируются сигналы от количества рецепторов в два раза большего, чем у вечерних. Глаза ведущего ночной образ жизни вида Onitis aygulus, к примеру, в 85 раз более чувствительны, чем глаза дневного Onitis belial.

Пчелы-галиктиды Megalopta genalis: 0.00063 люкса

Но описанное выше правило действует не всегда. Некоторые насекомые могут видеть при очень низкой освещенности, несмотря на то, что их зрительные органы явно приспособлены для дневного света.

Эрик Уоррент и Элмут Келбер из Лундского университета в Швеции выяснили, что у некоторых пчел в глаза есть пигментные оболочки, изолирующие омматидии друг от друга, но они тем не менее прекрасно умеют летать и искать пишу темной ночью. К примеру, в 2004 году двое ученых продемонстрировали, что пчелы-галиктиды Megalopta genalis способны ориентироваться при освещенности, в 20 раз менее интенсивной, чем звездный свет.

Но глаза пчел Megalopta genalis устроены так, чтобы хорошо видеть при свете дня, и в ходе эволюции пчелам пришлось несколько адаптировать органы зрения. После того, как сетчатка поглотила свет, эта информация передается в мозг через нервы. На этом этапе сигналы можно суммировать, чтобы увеличить яркость изображения.

У Megalopta genalis есть специальные нейроны, соединяющие омматидии в группы. Таким образом сигналы, поступающие от всех омматидиев в группе, сливаются вместе перед отправкой в мозг. Изображение получается менее резким, но существенно более ярким.

Пчела-плотник (Xylocopa tranquebarica): 0.000063 люкса

Пчелы-плотники, встречающиеся в горах под названием Западные Гаты на юге Индии, видят в темноте еще лучше. Они могут летать даже в безлунные ночи. "Они способны летать при звездном свете, в облачные ночи и при сильном ветре", - рассказывает Хема Соманатан из Индийского института научного образования и исследований в Тируванантапураме.

Соманатан обнаружила, что омматидии пчел-плотников имеют необычно большие хрусталики, да и сами глаза довольно велики в пропорции к другим частям тела. Все это помогает улавливать больше света.

Однако этого недостаточно, чтобы объяснить столь великолепное ночное зрение. Возможно, у пчел-плотников омматидии тоже объединены в группы, как и у их собратьев Megalopta genalis.

Пчелы-плотники летают не только ночью. "Я видела, как они летают днем, когда их гнезда разоряют хищники, - говорит Соманатан. - Если ослепить их вспышкой света, то они попросту падают, их зрение не в состоянии обработать большое количество света. Но потом они приходят в себя и снова взлетают".

Похоже, из всех представителей фауны пчелы-плотники наделены наиболее острым ночным зрением. Но в 2014 году появился и еще один претендент на чемпионский титул.

Таракан американский (Periplaneta americana): менее одного фотона в секунду

Напрямую сравнить тараканов с другими живыми существами не получится, потому что острота их зрения измеряется иначе. Однако известно, что их глаза необычайно чувствительны.

В серии экспериментов, описанных в 2014 году, Матти Вэкстрем из финского Университета Оулу и его коллеги выясняли, как отдельные светочувствительные клетки в омматидиях тараканов реагировали на очень низкую освещенность. Они вставили в эти клетки тончайшие электроды, сделанные из стекла.

Свет состоит из фотонов - безмассовых элементарных частиц. Человеческому глазу необходимо, чтобы в него попали как минимум 100 фотонов, чтобы что-то почувствовать. Однако рецепторы в глазах таракана реагировали на движение, даже если каждая клетка получала всего по одному фотону света каждые 10 секунд.

У таракана в каждом глазу есть 16-28 тысяч чувствительных к зеленому цвету рецепторов. По данным Вэкстрема, в условиях темноты суммируются сигналы из сотен или даже тысяч этих клеток (напомним, что у кошки работать вместе могут до 1500 зрительных палочек). Эффект этого суммирования, по словам Вэкстрема, "грандиозен", и похоже, что аналогов в живой природе он не имеет.

"Тараканы впечатляют. Меньше фотона в секунду! - говорит Келбер. - Это самое острое ночное зрение".

Но пчелы способны обставить их по крайней мере в одном отношении: американские тараканы не летают в темноте. "Управлять полетом гораздо сложнее - насекомое движется быстро, и столкновение с препятствиями представляет опасность, - комментирует Келбер. - В этом смысле пчелы-плотники наиболее удивительны. Они способны летать и добывать пищу в безлунные ночи и при этом различать цвета".