Александр Супин - Этот обыкновенный загадочный дельфин

Однако при всем этом разнообразии есть одно свойство, общее почти у всех млекопитающих животных: каждый глаз имеет одну и только одну зону наилучшего видения, а не несколько. Почему «почти» у всех? Потому что дельфины, как уже не раз отмечалось, не вписываются в общую схему.

Вот теперь, после того как мы разобрались, что такое зоны наилучшего видения у животных, пришла наконец пора выяснить, в чем особенности строения сетчатки дельфинов и какое все это имеет отношение к способности этих животных хорошо видеть и в воде, и в воз духе.

Чтобы разобраться со строением сетчатки дельфинов, пришлось, конечно, потрудиться. У погибших по разным причинам животных аккуратно извлекали сетчатку глаза — а это тонкий слой нежнейшей ткани. Извлеченную сетчатку нужно аккуратно, не помяв и не порвав ее, расправить на тонком стекле. Но ткань сетчатки и все составляющие ее клетки почти прозрачны, поэтому даже в микроскоп просто так увидеть там ничего нельзя. Чтобы сделать клетки видимыми, сетчатку окрашивают специальными красками. Только этот процесс не имеет ничего общего с тем, что делает маляр или даже художник, нанося краску на поверхность. Краски, которыми пользуются для исследования сетчатки и других тканей, должны проникнуть внутрь исследуемого образца. И не просто проникнуть: краски, используемые для такой работы, имеют химическую близость с веществами, из которых состоят ткани организма. Поэтому окрашенными оказываются не все подряд, а определенные части конкретных клеток, из которых состоит ткань — в нашем случае это должны быть нервные клетки сетчатки глаза. Если после такой обработки взглянуть на сетчатку в микроскоп, открывается замечательная картина: ярко окрашенные (обычно синего или фиолетового цвета) нервные клетки разбросаны по почти прозрачному полю. Вот теперь можно приниматься за дело: предстоит кропотливая работа. Вся поверхность сетчатки размечается на маленькие квадратики — размером в доли миллиметра. И в каждом таком квадратике нужно подсчитать, сколько в нем содержится нервных клеток. Чем концентрация клеток плотнее, тем больше их насчитывается в каждом квадратике. А когда подсчет закончен, по его результатам можно составить подробную карту, показывающую, какова же плотность клеток в разных частях сетчатки.

Что же выяснилось в результате всей этой кропотливой работы? Начну с самого явного отличия дельфинов от других животных: у дельфинов каждый глаз имеет не одну зону наилучшего видения, а две! И расположены они не в центре поля зрения, а довольно далеко от него, по обеим сторонам и приблизительно на одинаковом расстоянии от центра: одна зона -- в передней части поля зрения, другая в задней боковой части. Это действительно самые настоящие зоны наилучшего видения: концентрация нервных клеток в соответствующих участках сетчатки в десятки раз выше, чем в других частях.

Я уже отмечал, что хрусталик (основная светопреломляющая линза) у дельфина практически шарообразный. Но этого мало. Сетчатка глаза тоже образует практически ровную полусферу, и центр ее совпадает как раз с центром хрусталика, то есть все точки сетчатки удалены от хрусталика на одинаковое расстояние. Таким об разом, вся оптическая система глаза оказывается симметричной относительно одного общего центра. Значит, свет, попадающий на хрусталик с любого направления, преломляется и фокусируется на сетчатке практически одинаково.

Но обратите внимание: как может попасть свет на удаленные от центра части сетчатки, где расположены зоны наилучшего видения? Чтобы попасть на заднюю зону, свет должен пройти через передний край роговицы и дальше через центр хрусталика на сетчатку. А на переднюю зону свет попадает, пройдя через задний край роговицы.

Однако на краях роговицы ее кривизна совсем не такая, как в центре. Края роговицы прикреплены к значительно более толстой и жесткой белковой оболочке (склере), которая, собственно, и образует глазное яблоко. Около места прикрепления роговица заметно утолщена и вдобавок еще поддерживается более толстой и жесткой склерой. Хотя роговица и здесь выгнута, но значительно меньше, чем в центральной ее части. Это было показано оптическими измерениями.

Так вот в чем фокус! Свет попадает на зоны наилучшего видения (которые как раз и обеспечивают самое острое зрение) не через центр роговицы, а через ее края, которые хотя и не совсем плоские, но имеют очень не большую кривизну. Но ведь плоская (или хотя бы почти плоская) роговица — это как раз то, что нужно для одинаковой работы глаза и под водой, и в воздухе.

Правда, если разобраться тщательнее, можно подметить, что не так все просто (но тем и интереснее!). Ведь поперечник шарообразного хрусталика довольно велик. Значит, свет на него может попадать через разные части роговицы. Это только центральная часть светового пучка, попадающего на зону наилучшего видения, проходит через уплощенную часть роговицы. Но на ту же часть сетчатки свет может попасть, пройдя через центральную часть роговицы и краевую часть хрусталика: рисунок наглядно показывает и этот путь тоже. А центральная часть роговицы выпуклая, следовательно, на воздухе эта часть светового пучка будет сфокусирована неправильно, и качество изображения заметно ухудшится.

Все это так и могло бы быть, если бы не еще одна занятная особенность дельфиньего глаза: форма его зрачка. Зрачок — это отверстие в специальной непрозрачной радужной — оболочке глаза (радужке). Она выполняет ту же роль, что и диафрагма в фотоаппарате: меняя размер прозрачного отверстия, она регулирует количество света, попадающего в глаз, и таким образом подстраивает его к условиям более или менее яркого освещения. Как только освещенность окружающей обстановки увеличится, мозг посылает команду к тонким мышечным волокнам, «вмонтированным» в радужку, и они, сокращаясь, сужают отверстие зрачка, избавляя глаз от избыточного света; уменьшится освещенность — и отверстие автоматически расширится, чтобы в глаз попало достаточно света.

Форма зрачкового отверстия различна у разных животных. У нас с вами зрачок имеет вид круглого отверстия в центре радужки: чем сильнее освещенность, тем меньше диаметр отверстия. У кошки — всем известно зрачок имеет вид вертикальной щели: чем сильнее освещенность, тем меньше ширина щели, а ее высота почти не меняется. У других животных встречаются зрачки и прямоугольной, и треугольной формы — все зависит от того, как вмонтированы в радужку мышечные волокна, сужающие отверстие.

Но у дельфина зрачок не похож ни на человеческий, ни на кошачий, ни на чей-либо еще. Когда увеличивается освещенность, то из верхней части радужки выдвигается выступ; его называют оперкулюм (звучит очень не уклюже, потому что слово латинское; но поскольку ни чего подобного ни у каких других животных не наблюдали, то даже русского названия для него не при думали). Оперкулюм сужает зрачок таким образом, что он приобретает вид серповидной щели. Чем сильнее освещенность, тем уже щель. И если освещенность достаточно высокая, то нижний край оперкулюма выдвигается настолько, что смыкается с противоположным краем зрачкового отверстия. Щель исчезает, и вместо нее остаются только два отдельных отверстия: в передней и в за дней части радужки.