Jak vidí svět domácí zvířata – Ruská sedma

Když mluvíme o vynikajícím vidění, má člověk na mysli schopnost vidět jasné, barevné obrazy na blízko, na dálku a v periferním vidění. Mnoho nám známých parametrů se pro kočku ukazuje jako nepodstatné. Vertikální zornice v oku dravce ho chrání před přímým slunečním zářením, takže se v ostrém světle zužuje do tenké štěrbiny.

V blízkosti fotoreceptorů kočičího oka jsou speciální útvary – tapetum, které „zachycují“ světlo a směřují jej zpět na sítnici, což umožňuje kočce vidět v šeru jako ve dne a v noci, jak člověk vidí v oční sítnici. soumrak. Díky tamepumu kočičí oči ve tmě září.

Všechny kočky vnímají svět v odstínech šedé, zelené a modré. Překvapivě se kočky nerozlišují zrakovou ostrostí v obvyklém smyslu, vidí malé detaily rozmazaně, protože se při lovu soustředí hlavně na zvuky a pohyby. Zrak nočního lovce navíc pokrývá 270 stupňů, přičemž každé oko rozliší až 45 % obrazu, díky čemuž je kočka schopna vypočítat vzdálenost skoku do dálky s chybou až 3-4 centimetry .

Dlouho panoval názor, že psi vidí svět černobíle. Ve skutečnosti rozlišují barvy, ale trochu jiným způsobem. Lidská sítnice obsahuje 3 typy čípků odpovědných za vnímání barev: první je citlivý na dlouhovlnné záření (červený a oranžový), druhý na středovlnné záření (žlutý a zelený) a třetí na krátkovlnné záření ( modrá a fialová).

Psi postrádají první typ šišky a díky tomu nejsou citliví na oranžovočervenou barvu a dokážou ji vnímat podobně jako žlutozelenou. V tomto případě bude barva, kterou majitel identifikuje jako modrozelená, pro psa bílá, ale pes rozlišuje odstíny šedé více než ostatní tvorové. Zorné pole psů je „roztažené“, v důsledku čehož do něj spadne obraz 270 stupňů (pro srovnání, stejný parametr pro lidské vnímání je o 60-70 stupňů méně).

Psi se stejně jako kočky řídí pohybem a jsou schopni vnímat nehybný předmět na vzdálenost 600 metrů (zatímco pohybující se zachytí na vzdálenost 800-900 metrů). Zajímavost: pro psí plemena s klopenýma ušima je hlavní zrak, zatímco ti se vztyčenýma ušima spoléhají především na sluch.

Tito hlodavci jsou již dávno domestikovaní, ale i když je potkan ve vašem domě nezvaným hostem, můžete si být jisti, že vaši přítomnost na druhém konci místnosti ani nepodezřívá, pokud se nehýbete a nezavoláte pomoc s pronikavým výkřikem.

Faktem je, že maximální vzdálenost pro vidění potkana je pouze asi 1 metr, je to způsobeno panoramatickým viděním a laterálně umístěnými očima, které potkanovi pomáhají rozlišovat okolní předměty. Binokulární vidění potkanů, na rozdíl od lidí, zachycuje několik samostatných snímků z různých úhlů.

Krysy dokážou dokonale rozlišit vzdálenost k objektu, ale vzhledem k nízkému pokrytí je to relevantní pouze v omezené oblasti. Potkani také postrádají barevné vidění. Stejně jako psi dobře rozlišují šedé barvy a vnímají modrou a zelenou část spektra, ale červená barva je pro ně ekvivalentem absolutní tmy. Ale krysy dokonale vidí ultrafialové záření a dokonce rozlišují odstíny ultrafialového záření.

Ptáci v zájmovém chovu mají velmi dobrý zrak. Pozorovací úhel je díky poloze očí 360 stupňů, takže před Keshou nelze skrýt jediný detail v prostředí. Papoušci samozřejmě vidí svět barevně, o čemž svědčí jasné opeření vytvořené tak, aby se jednotlivci navzájem poznali.

Papoušci bohužel nevidí dobře blízké předměty, a proto, když si všimli potravy z dálky, orientují se blízko pomocí špičky zobáku. Díky vysoce vyvinutým očním svalům se papoušci mohou dívat na dva samostatné předměty současně, ale k večeru „slepí“ a nejsou již schopni orientovat se ve tmě, proto se doporučuje zakrýt klec s ptáky při noc.

Ale třeba vrabci vidí svět růžově. Zakončení světlocitlivých nervů v jejich vláknu mají mastné červenožluté kapky, díky kterým se vrabec dívá na život doslova přes růžové brýle.

Úhel pohledu koně je 350 stupňů, což znamená, že kůň nevidí jen to, co má pod tlamou, nad čelem a přímo před nosem. Proto kůň nesebere kousek jablka ležícího přímo před ním – prostě ho nevidí. Ale koně vidí ve tmě perfektně a jsou schopni přesně odhadnout vzdálenost k objektům.

Hlavním rysem jejich vidění je monokularita, která často způsobuje strach koní: vidí dva různé obrázky dvěma očima a ne jediný obrázek, jako je tomu u lidského vidění, a kůň se často lekne předmětu, který se náhle přesunul z jednoho zorného pole do druhého.

Kvůli přítomnosti „slepého úhlu“ kůň nevidí předmět umístěný v oblasti uprostřed. Kromě toho dosah koně nepřesahuje 500 metrů a pomalu se přizpůsobuje změnám barvy, proto koně často děsí záře slunce a nečekané stíny na zemi. Barevné spektrum koňského vidění je poměrně rozmanité, i když koně mají slabost pro modré a zelené odstíny.

Málokdo si troufne mít doma tak okouzlujícího mazlíčka, ale pokud jste šťastným majitelem hada, měli byste vědět, jak svého majitele vidí. Hadí oko je pokryto tenkým kožovitým filmem, výsledkem srostlých očních víček. Na začátku línání se hadovi zakalí oči, což ztěžuje vidění. V budoucnu se film stáhne, když změníte „oblečení“.

Ukazuje se, že hadí zrak se během života několikrát zhorší a vrátí se k plazům. Denní hadi mají kulatou zornici, zatímco noční hadi mají úzkou vertikální zornici. Binokulární vidění umožňuje hadovi vytvořit obraz ze sítnice obou očí, ale toto vidění je zaměřeno především na tepelné informace. Had tedy s větší pravděpodobností vidí obrysy, velikost, vzdálenost k jinému zvířeti a tento obrázek umožňuje identifikovat teplokrevnou myš na chladné půdě nebo studenokrevnou žábu mezi teplými výpary země. Na obrázku je příklad toho, jak had vidí člověka.

O článku

• Autor, Sandhya Sekar
• Umístění, BBC Earth

Lidské oko je jedním z nejúžasnějších úspěchů evoluce. Je schopen vidět malé skvrny prachu a obrovské hory, blízké i vzdálené, v plné barvě. Ve spolupráci s výkonným procesorem v podobě mozku oči umožňují člověku rozlišovat pohyb a rozpoznávat lidi podle jejich tváří.

Jedna z nejpůsobivějších vlastností našich očí je tak dobře vyvinutá, že si jí ani nevšimneme. Když vstoupíme do slabě osvětlené místnosti jasným světlem, úroveň osvětlení v okolním prostředí prudce klesne, ale oči se tomu přizpůsobí téměř okamžitě. V důsledku evoluce jsme se přizpůsobili vidění ve špatném světle.

Ale na naší planetě jsou živé bytosti, které vidí ve tmě mnohem lépe než lidé. Zkuste si přečíst noviny v hlubokém soumraku: černá písmena splývají s bílým pozadím do rozmazané šedé skvrny, ve které ničemu nerozumíte. Kočka v podobné situaci by ale žádné problémy nepociťovala – samozřejmě pokud by uměla číst.

Ale i kočky, navzdory jejich zvyku lovit v noci, nevidí ve tmě lépe než kdokoli jiný. Tvorové s nejostřejším nočním viděním si vyvinuli jedinečné zrakové orgány, které jim umožňují zachytit doslova zrnka světla. Někteří z těchto tvorů jsou schopni vidět v podmínkách, kde z hlediska našeho chápání fyziky v zásadě není vidět nic.

Pro srovnání ostrosti nočního vidění použijeme lux, jednotku, která měří množství světla na metr čtvereční. Lidské oko funguje dobře na jasném slunci, kde osvětlení může přesáhnout 10 tisíc luxů. Ale můžeme vidět jen na jeden lux – tolik světla je za tmavé noci.

Kočka domácí (Felis catus): 0,125 lux

Aby kočky viděly, potřebují osmkrát méně světla než lidé. Jejich oči jsou obecně podobné našim, ale mají několik funkcí, které jim umožňují dobře pracovat ve tmě.

Kočičí oči se stejně jako lidské oči skládají ze tří hlavních složek: zornice, otvor, kterým vstupuje světlo; čočka – zaostřovací čočka; a sítnice, citlivá obrazovka, na kterou je obraz promítán.

U lidí jsou zornice kulaté, ale u koček mají tvar protáhlé vertikální elipsy. Přes den se zužují do štěrbin a v noci se otevírají do maximální šířky. Lidská zornice může také měnit velikost, ale ne v tak širokém rozmezí.

Čočky koček jsou větší než ty lidské a jsou schopny shromáždit více světla. A za sítnicí mají reflexní vrstvu zvanou tapetum lucidum, také známou jednoduše jako „zrcadlo“. Díky němu kočičí oči ve tmě září: světlo prochází sítnicí a odráží se zpět. Tímto způsobem světlo dopadá na sítnici dvakrát, což dává receptorům extra šanci jej absorbovat.

Složení samotné sítnice u koček je také jiné než u nás. Existují dva typy buněk citlivých na světlo: čípky, které detekují barvy, ale fungují pouze v dobrém světle; a tyčinky – které nevnímají barvu, ale pracují ve tmě. Lidé mají mnoho čípků, které nám poskytují bohaté, plně barevné vidění, ale kočky mají mnohem více tyčinek: 25 na čípek (u lidí je tento poměr jedna ku čtyřem).

Kočky mají 350 tisíc tyčinek na čtvereční milimetr sítnice, zatímco lidé jen 80-150 tisíc. Každý neuron opouštějící kočičí sítnici navíc vysílá signály z asi jednoho a půl tisíce tyčinek. Slabý signál je tak zesílen a přeměněn na detailní obraz.

Existuje nevýhoda takového akutního nočního vidění: během dne kočky vidí přibližně stejně jako lidé s červeno-zelenou slepotou. Dokážou odlišit modrou od ostatních barev, ale nerozeznají rozdíl mezi červenou, hnědou a zelenou.

Nártoun (Tarsiidae): 0.001 lux

Nártouni jsou stromořadí primáti vyskytující se v jihovýchodní Asii. V poměru ke zbytku jejich tělesných proporcí se zdá, že mají největší oči ze všech savců. Tělo nártouna, kromě ocasu, obvykle dosahuje délky 9-16 centimetrů. Oči mají průměr 1,5-1,8 centimetru a zabírají téměř celý intrakraniální prostor.

Nártouni se živí převážně hmyzem. Loví brzy ráno a pozdě večer při osvětlení 0,001-0,01 luxu. Při pohybu v korunách stromů musí dávat pozor na malou, dobře maskovanou kořist v téměř úplné tmě a zároveň nespadnout a skákat z větve na větev.

Pomáhají jim v tom jejich oči, které jsou obecně podobné těm lidským. Oko nártouna obrovského propouští hodně světla a množství světla je regulováno silnými svaly obklopujícími zornici. Velká čočka zaostřuje obraz na sítnici posetou tyčinkami: nártoun jich má jako kočka více než 300 tisíc na čtvereční milimetr.

Tyto velké oči mají nevýhodu: nártouni jimi nejsou schopni pohybovat. Jako kompenzaci je příroda obdařila krky, které se otáčejí o 180 stupňů.

Hnojník (Onitis sp.): 0.001-0.0001 lux

Kde je hnůj, tam jsou většinou hnojní brouci. Vyberou si tu nejčerstvější hromadu hnoje a začnou v ní žít, válejí koule hnoje jako rezervu nebo hloubí tunely pod hromadou, aby si vytvořili sklad. Hnojní brouci rodu Onitis vylétají hledat trus v různou denní dobu.

Jejich oči jsou velmi odlišné od lidských očí. Oči hmyzu jsou fasetované, skládají se z mnoha konstrukčních prvků – ommatidií.

U brouků, kteří létají ve dne, jsou ommatidia uzavřeny v pigmentových schránkách, které absorbují přebytečné světlo, aby slunce hmyz neoslepovalo. Stejná membrána odděluje každé ommatidium od jeho sousedů. V očích brouků, kteří jsou noční, však tyto pigmentové membrány chybí. Proto světlo shromážděné mnoha ommatidií může být přenášeno pouze na jeden receptor, což výrazně zvyšuje jeho fotosenzitivitu.

Rod Onitis zahrnuje několik různých druhů hnojníků. Oči denních druhů mají izolační pigmentové membrány, oči večerníčků sčítají signály z ommatidií a noční druhy sčítají signály z řady receptorů dvakrát větších než večerníček. Například oči nočního druhu Onitis aygulus jsou 85krát citlivější než oči denního Onitis belial.

Haliktidní včely Megalopta genalis: 0.00063 lux

Ale výše popsané pravidlo neplatí vždy. Některý hmyz vidí i při velmi slabém osvětlení, přestože jeho zrakové orgány jsou jasně uzpůsobeny pro denní světlo.

Eric Warrent a Elmut Kelber z Lundské univerzity ve Švédsku zjistili, že některé včely mají v očích pigmentové blány, které od sebe ommatidii izolují, ale přesto jsou dokonale schopné létat a v noci ve tmě hledat potravu. Například v roce 2004 dva vědci prokázali, že halictidní včely Megalopta genalis jsou schopny se pohybovat při osvětlení 20krát méně intenzivním než světlo hvězd.

Být v noci má z pohledu včel dvě výhody: noční květy jsou bohaté na nektar a pyl a včely v tomto období ohrožuje méně predátorů a parazitů. Hmyz zároveň musí být schopen vidět květiny a najít cestu domů ve tmě.

Ale oči včel Megalopta genalis jsou navrženy tak, aby dobře viděly za denního světla, a v průběhu evoluce si včely musely své zrakové orgány poněkud přizpůsobit. Poté, co sítnice absorbuje světlo, je tato informace přenášena do mozku prostřednictvím nervů. V této fázi lze signály sečíst, aby se zvýšil jas obrazu.

Megalopta genalis má speciální neurony, které spojují ommatidii do skupin. Tímto způsobem jsou signály přicházející ze všech ommatidií ve skupině spojeny dohromady předtím, než jsou odeslány do mozku. Obraz je méně ostrý, ale výrazně jasnější.

Včela tesařská (Xylocopa tranquebarica): 0.000063 lux

Včely tesařské, které se vyskytují v horách nazývaných Západní Gháty v jižní Indii, vidí ve tmě ještě lépe. Mohou létat i za bezměsíčných nocí. „Mohou létat ve světle hvězd, zatažených nocích a silném větru,“ říká Hema Somanathan z Indického institutu vědeckého vzdělávání a výzkumu v Thiruvananthapuramu.

Somanathan objevil, že ommatidia včelí tesařská mají neobvykle velké čočky a oči samotné jsou poměrně velké v poměru k ostatním částem těla. To vše pomáhá zachytit více světla.

To však k vysvětlení tak skvělého nočního vidění nestačí. Je možné, že u tesařských včel jsou ommatidia také seskupeny, stejně jako u jejich sestřenic Megalopta genalis.

Včely tesařské nelétají jen v noci. „Viděl jsem je létat kolem během dne, když jejich hnízda ničili predátoři,“ říká Somanathan. „Pokud je oslepíte zábleskem světla, jednoduše spadnou, jejich zrak není schopen zpracovat velké množství světla. Ale pak dostanou rozum a zase vzlétnou.“

Zdá se, že ze všech fauny mají včely tesařské nejakutnější noční vidění. V roce 2014 se ale objevil další uchazeč o mistrovský titul.

Americký šváb (Periplaneta americana): méně než jeden foton za sekundu

Není možné přímo porovnávat šváby s jinými živými tvory, protože jejich zraková ostrost se měří jinak. Je však známo, že jejich oči jsou neobvykle citlivé.

V sérii experimentů hlášených v roce 2014 Matti Väckström z University of Oulu ve Finsku a jeho kolegové zkoumali, jak jednotlivé buňky citlivé na světlo v ommatidiích švábů reagují na velmi nízké úrovně světla. Do těchto článků vložili nejtenčí elektrody vyrobené ze skla.

Světlo se skládá z fotonů – bezhmotných elementárních částic. Lidské oko potřebuje alespoň 100 fotonů, aby do něj zasáhlo, aby cokoli vnímalo. Receptory v očích švábů však reagovaly na pohyb, i když každá buňka obdržela pouze jeden foton světla každých 10 sekund.

Šváb má v každém oku 16-28 tisíc receptorů citlivých na zelenou. Podle Weckströma se v tmavých podmínkách sčítají signály ze stovek nebo dokonce tisíců těchto buněk (připomeňme, že u kočky může spolupracovat až 1500 optických tyčinek). Efekt tohoto shrnutí je podle Weckströma „obrovský“ a zdá se, že nemá v živé přírodě obdoby.

„Švábi jsou impozantní. Méně fotonů za sekundu! říká Kelber. „Toto je nejostřejší noční vidění.“

Včely je ale mohou překonat alespoň v jednom ohledu: Američtí švábi nelétají ve tmě. „Řízení letu je mnohem obtížnější – hmyz se pohybuje rychle a kolize s překážkami je nebezpečná,“ komentuje Kelber. „V tomto smyslu jsou včely tesařské nejúžasnější. Jsou schopni létat a shánět potravu za bezměsíčných nocí a stále vidí barvy.“