Людське око - одне з найбільш вражаючих досягнень еволюції. Він здатний бачити дрібні порошинки і величезні гори, поблизу і вдалині, в повному кольорі. Працюючи в парі з потужним процесором у вигляді головного мозку, очі дозволяють людині розрізняти рух і дізнаватися людей по їхніх обличчях.

Одна з найбільш вражаючих особливостей наших очей так добре розвинена, що ми її навіть не помічаємо. Коли ми входимо з яскравого світла в напівтемне приміщення, рівень освітленості навколишнього оточення різко падає, але очі адаптуються до цього майже миттєво. В результаті еволюції ми пристосувалося бачити при поганому світлі.

Але на нашій планеті є живі істоти, які бачать в темноті набагато краще людини. Спробуйте почитати газету в глибоких сутінках: чорні літери зливаються з білим фоном в розмите сіру пляму, в якому не можна нічого зрозуміти. А ось кішка в аналогічній ситуації не відчувала б ніяких проблем - звичайно, якщо б вона вміла читати.

Але навіть кішки, незважаючи на звичку полювати ночами, бачать в темряві не краще за всіх. У істот з найгостріших нічним зором еволюціонували унікальні зорові органи, що дозволяють їм вловлювати буквально крупиці світла. Деякі з цих істот здатні бачити в умовах, коли, з точки зору нашого розуміння фізики, побачити в принципі нічого не можна.

Для порівняння гостроти нічного зору ми будемо використовувати люкс - в цих одиницях вимірюється кількість світла на квадратний метр. Людське око добре працює при яскравому сонячному світлі, коли освітленість може перевищувати 10 тисяч люксів. Але ми можемо бачити і всього за однієї люксі - приблизно стільки світла буває темної ночі.

Домашня кішка (Felis catus): 0,125 люкса

Щоб бачити, кішкам потрібно у вісім разів менше світла, ніж людям. Їх очі в цілому схожі на наші, але в їх пристрої є кілька особливостей, що дозволяють добре працювати в темряві.

Котячі очі, як і людські, складаються з трьох основних компонентів: зіниці - отвори, через яке проникає світло; кришталика - фокусує лінзи; і сітківки - чутливого екрану, на який проектується зображення.

У людини зіниці круглі, а у кішки вони мають форму витягнутого вертикального еліпса. Вдень вони звужуються в щілинки, а вночі розкриваються на максимальну ширину. Людський зіницю теж може змінювати розмір, але не в таких широких межах.

Кришталики у кішки крупніше, ніж у людини, і здатні зібрати більше світла. А за сітківкою у них розташований відображає шар під назвою tapetum lucidum, також відомий просто як "дзеркальце". Завдяки йому очі кішок світяться в темряві: світло проходить через сітківку і відбивається назад. Таким чином світло впливає на сітківку двічі, даючи рецепторам додатковий шанс його поглинути.

Склад самої сітківки у кішок теж відрізняється від нашого. Є два типи світлочутливих клітин: колбочки, що розрізняють кольори, але працюють тільки при хорошому освітленні; і палички - які не сприймають колір, але зате працюють в темряві. У людей багато колб, що дають нам багату повнокольорове зір, а у котів набагато більше паличок: 25 на одну колбочку (у людей це співвідношення становить один до чотирьох).

На квадратний міліметр сітківки у кішок припадає 350 тисяч паличок, а у людини - всього лише 80-150 тисяч. До того ж, кожен відходить від котячої сітківки нейрон передає сигнали від приблизно півтори тисячі паличок. Слабкий сигнал таким чином посилюється і перетворюється в детальне зображення.

У такого гострого нічного зору є і зворотна сторона: в денний час кішки бачать приблизно так, як люди з червоно-зеленій колірній сліпотою. Вони можуть відрізняти синій від інших квітів, але не бачать різниці між червоним, коричневим і зеленим.

Довгоп'ят (Tarsiidae): 0.001 люкса

Долгопяти - це живуть на деревах примати, що зустрічаються в Південно-Східній Азії. У порівнянні з іншими пропорціями тіла у них, схоже, найбільші очі з усіх ссавців. Тіло долгопята, якщо не брати хвіст, зазвичай досягає в довжину 9-16 сантиметрів. Очі ж мають діаметр 1,5-1,8 сантиметра і займають майже все внутрішньочерепний простір.

Харчуються долгопяти в основному комахами. Вони полюють рано вранці і пізно ввечері, при освітленості в 0,001-0,01 люкса. Пересуваючись по верхівках дерев, вони повинні майже в повній темряві виглядати маленьку, добре замасковану видобуток і при цьому не падати, перестрибуючи з гілки на гілку.

Допомагають їм у цьому очі, в цілому схожі на людські. Гігантський очей долгопята пропускає багато світла, і його кількість регулюється сильними м'язами, що оточують зіниця. Великий кришталик фокусує зображення на сітківці, посипаної паличками: їх у долгопята понад 300 тисяч на квадратний міліметр, як у кішки.

У цих великих очей є недолік: долгопяти не здатні ними рухати. В якості компенсації природа наділила їх шиями, що повертаються на 180 градусів.

Бджоли-галіктиди Megalopta genalis: 0.00063 люкса

Але описане вище правило діє не завжди. Деякі комахи можуть бачити при дуже низькій освітленості, незважаючи на те, що їх зорові органи явно пристосовані для денного світла.

Ерік уоррент і Елмут Келбер з Лундського університету в Швеції з'ясували, що у деяких бджіл в очі є пігментні оболонки, ізолюючі омматідіі один від одного, але вони тим не менш чудово вміють літати і шукати пишу темної ночі. Наприклад, в 2004 році двоє вчених продемонстрували, що бджоли-галиктіди Megalopta genalis здатні орієнтуватися при освітленості, в 20 разів менш інтенсивною, ніж зоряне світло.

З точки зору бджіл, у нічного способу життя є дві переваги: ​​нічні квіти багаті нектаром і пилком, а також в цей час менше загрожують бджолам хижаків і паразитів. При цьому комахи повинні бути здатні розгледіти квіти і відшукати в темряві дорогу додому.

Але очі бджіл Megalopta genalis влаштовані так, щоб добре бачити при світлі дня, і в ході еволюції бджолам довелося кілька адаптувати органи зору. Після того, як сітківка поглинула світло, ця інформація передається в мозок через нерви. На цьому етапі сигнали можна підсумувати, щоб збільшити яскравість зображення.

У Megalopta genalis є спеціальні нейрони, що з'єднують омматідіі в групи. Таким чином сигнали, що надходять від усіх омматідіев в групі, зливаються разом перед відправкою в мозок. Зображення виходить менш різким, але істотно більш яскравим.

 

"ОПТИКА ПЛЮС" ™
 
Продаж сонцезахисних окулярів, оправ, лінз, аксесуарів в Україні
 
  google  optikaplus@ukr.net
Розробка сайту - студія «Webhit»