Юрий Симаков - Животные анализируют мир

В природе встречается рыбка, у которой в каждом глазу по два зрачка: один вверху, другой внизу. Эту рыбу, обитающую в южноамериканских реках, так и называют четырехглазкой. Выставит она половину своего выпученного глаза наружу и смотрит, что над поверхностью воды, а нижняя в это время наблюдает, что делается под водой. Но самое интересное, что и сетчатка каждого глаза разделена на две части. Одна улавливает подводное, другая — надводное изображение. Однако рыбы, как установили ученые, не различают эти два раздельных изображения, а видят общую картину.

Как бы ни был замысловато устроен зрачок, острота зрения зависит от сетчатки, от того, сколько зрительных элементов приходится на единицу ее площади, сколько в ней палочек или колбочек. У человека и некоторых животных в сетчатке есть и палочки и колбочки. Такой глаз способен воспринимать свет и днем и ночью. Те же животные, которые ведут ночной образ жизни, вооружены только палочками. Их глаз не обладает острым зрением, зато при самом слабом свете он может улавливать малейшие движения предметов.

У тех, кто видит только днем, в сетчатке глаза одни колбочки. Таким глазом многое различишь, но при хорошем освещении. Так, некоторые суслики выходят из норы, лишь когда солнце заглянет в их жилище. Среди дневных животных можно найти очень остроглазых. Человек давно заметил, что птицы, особенно хищные, различают самые мельчайшие детали на земле с высоты в триста метров.

Загадка свечения глаз у животных в темноте не так уж сложна. Вообще-то, свечения здесь никакого нет, а дело все в отражении света, попавшего в глаз. У ночных животных на дне глаза есть своеобразное зеркальце. Ученые называют его тапетум. Только зеркальце-тапетум не сплошное, а составлено из мелких серебристых кристаллов. Отраженный от них свет различен и по цвету, и по силе. Все зависит от формы, величины и угла поворота кристаллов. Кошка, например, в спокойном состоянии «гасит» свои глаза, но достаточно поскрести по стене пальцами, привлечь ее внимание — глаза так и вспыхивают. Это на определенный угол повернулись кристаллики зеркальца. Форма кристаллов зеркальца определяется генетически, поэтому цвет свечения глазовидовой признак. Глаза медведя в сумерках отливают оранжевым цветом, у енота — ярко-желтым, а глаза тропических лягушек светятся зеленым цветом. Если в быстро надвигающейся южной ночи вспыхнут два рубиновокрасных огня у прибрежной воды — это значит, что на вас смотрит аллигатор.

«Зеркальце» встречается и у паукообразных. В пустыне в свете фар автомобиля водители могут увидеть искорки, как бы рассыпанные по барханам, — это светятся глаза фаланг.

А вот у пауков восемь глаз и светятся они разным цветом: крайние глаза — голубым, а средние — желтым. Однажды маленький паучок забежал в поле зрения моего бинокулярного микроскопа. Я надеялся увидеть разноцветное свечение его глаз. Но вместо этого только восемь маленьких фонариков брызнули на меня своим желтоватым цветом, и пришелец тут же скрылся. Если бы это был паук-скакунчик, то в его глазах можно было бы различить голубой и желтый цвета.

В теплый день паук-скакунчик любит охотиться на деревянном заборе. Его глаза обладают удивительным свойством. Крайние глаза, с голубым отблеском, видят не только впереди себя и сбоку, но и сзади. А два средних — настоящие телескопические трубы. Ими скакунчик рассматривает удаленные от него небольшие области, к которым он проявляет особый интерес. Только сам корпус трубы остается на месте, а сетчатка, принимающая изображение, перемещается в ту или иную сторону. Так что, исследуя окружающее, он даже не вращает глазами.

Очень много существует разновидностей глаз, устроенных по типу фотокамеры, но такой тип глаза занимает только шесть процентов у всех видов животных. Большинство же обладает сложными фасеточными глазами — такими, как у насекомых и ракообразных.

Принцип работы сложного глаза следующий: каждый глазок видит свое изображение, но в мозгу животного создается общая объемная картина окружающего мира. Глазки сложного глаза напоминают трубочки, у которых есть своя фокусирующая система, построенная из двух линз, выпуклой роговицы и хрусталика. У стрекозы, отличного охотника, каждый сложный глаз, занимающий почти половину головы, состоит из двадцати восьми тысяч глазков. А у муравья их так мало, что своими глазами он способен лишь отличить свет от тьмы. Однако волноваться за муравья не стоит, другие «живые приборы», которыми он наделен, помогают ему определять форму предметов в полной темноте, но об этом позже.

Ученые не раз пытались узнать, как видит сложный глаз насекомого или ракообразного. Немецкий физиолог Экснер сфотографировал окно сквозь фасетчатый глаз светляка. На фотографии видны и расплывчатый оконный переплет, и неясные очертания собора, находящегося за окном. Это позволило предположить, насколько неопределенно видят окружающий мир насекомые. Когда же появилась возможность регистрировать с помощью микроэлектродов биотоки, идущие от отдельных клеток, то оказалось, что зрение насекомых куда лучше, чем предполагали ученые. Каждый отдельный глазок различает изображение той или иной части рассматриваемой картины. Правда, пока еще остается загадкой, каким образом эти фрагменты изображения, часто повторяющиеся в нервных клетках насекомого, превращаются в стройную картину окружающего мира. То, что сначала казалось простым, требует еще немало усилий для изучения. Сложные глаза насекомых и ракообразных могут видеть то, что недоступно нашему взору. Во-первых, ультрафиолетовые лучи, а во-вторых, поляризованный свист.

Если выйти на цветущий луг, взору предстает пестрый, разноцветный ковер. Вот стоят красные маки, а для пчел они «ультрафиолетовые». К сожалению, мы никогда не видели и не увидим этих лучей, а поэтому и не можем представить, какие они. Белые цветы пчелы воспринимают как голубовато-зеленые. Зато синие и фиолетовые расцветки для насекомых несут множество оттенков и красок. Ибо как раз синий и фиолетовый тона цветов отражают самое разнообразное количество лучей самой различной длины видимого спектра.

Сложный глаз пчел, раков также видит поляризованный свет. Представьте себе хотя бы на минуту, что мы смогли увидеть поляризованный свет. Тогда небо, вода рек и озер покрылись бы сложным узором. И даже Солнце, закрытое облаками или тучами, можно было бы «видеть», вернее, точно узнавать его местоположение, используя рисунок поляризованных лучей. Словом, Солнце можно было бы использовать для ориентирования при любой погоде.

Мир существ с фасеточными глазами велик и разнообразен. Здесь можно встретить и огромного рака-мечехвоста, достигающего в длину девяноста сантиметров. Древнейший вид рака, который существует на Земле четыреста двадцать пять миллионов лет, оказывается, может своими сложными глазами увеличивать контрастность видимой им картины. Чтобы изменить контрастность изображения на телевизионном экране, нужна сложная электроника, а у мечехвоста вся его «электроника» скрыта в небольшом фасеточном глазу.