какой формы зрачки у кошек
Kak Вы ошибаетесь насчет кошачьих глаз
Алексей Осокин выяснил, кому важны вертикальные зрачки, кому горизонтальные, а у кого они круглые, как у человека.
Вы думаете, что знаете, или даже уверены на все сто, что знаете, что у кошек вертикальные зрачки?! Вы сильно заблуждаетесь, если это так. Давайте заглянем кошкам в глаза и внимательно рассмотрим их зрачки, чтобы вместе развеять этот миф и попытаться ответить на более интересный вопрос…
Конечно, если сейчас вы посмотрите в глаза своей домашней кошке, то подумаете, что за бред пишет этот автор.
Но не забывайте, что ваш домашний питомец далеко не единственный представитель семейства кошачьих. Понятно, что не у всех есть свой домашний тигр, и мало кто ежедневно общается с большими кошками, поэтому я подготовился.
Вот, посмотрите им в глаза:
Как видите, у некоторых кошек зрачки абсолютно круглые, как у людей.
И сразу возникает вопрос, почему у одних кошек вытянутые вертикальные зрачки, а у других круглые?
Забегая вперед, скажу, что я не смог найти на этот вопрос однозначного ответа. Более того, из всего, что удалось собрать, могу сделать вывод, что на этот вопрос нет пока гарантированно правильного ответа. Зоологи продолжают исследования этого вопроса. А пока они изучают и думают, мне хочется рассказать вам наиболее разумную (на мой взгляд!) версию.
Начну с домашних кошек. О них, кстати, известно гораздо больше, чем о диких, что вполне логично. Все породы домашних кошек, а также виды диких кошек, чей размер, (а главное рост) плюс-минус соответствует нашим домашним питомцам, имеют вертикальные зрачки, которые периодически становятся круглыми, но только при недостатке света. Одной из основных версий «вертикальности» кошачьего зрачка является то, что так якобы им легче контролировать количество солнечного света. Зрачки могут сузиться в тоненькие щелочки и дозировать поступление света. Версия понятная, но она не объясняет, почему полоска вертикальная, а не как у многих травоядных, скажем коз, горизонтальная? И здесь мне больше нравится версия, которую я недавно озвучивал, рассказывая про глаза полорогих травоядных – все дело в образе жизни и среде обитания.
Травоядные вынуждены постоянно контролировать пространство вокруг себя, им нужно иметь широкий угол обзора, а во время быстрого бега хорошо ориентироваться в горизонтальной плоскости. Именно поэтому многие ученые считают, что глаза таких животных имеют прямоугольные зрачки, которые всегда параллельны земле, как бы не была наклонена голова зверя.
У кошек ситуация ровно перпендикулярная. Им не так важно иметь широкий угол обзора. Им важно четко расчитывать расстояние до цели. И именно поэтому зрачки вертикальные. А в ориентации в пространстве кошкам помогают вибриссы.
Вибриссы (ед. ч.: вибрисса; лат. vibrissae, от лат. vibro — колеблюсь, извиваюсь; в обиходе — усы) — осязательные механочувствительные длинные жёсткие волосы многих млекопитающих, выступающие над поверхностью шёрстного покрова.
Обычно вибриссы расположены группами на голове (около носа, около глаз, на верхних и нижних челюстях и т. д.), иногда и на других частях тела (у многих сумчатых, например, на лапах). Вибриссы у кошачьих расположены пучками около глаз.Средняя длина вибриссов кошки равна шести-семи сантиметрам. Но существуют и исключения. Длинные кошачьи усы у породы котов мейн-кун очень похожи на типичные волосы, но толще и длиннее их в несколько раз.
Вибриссы — специализированные органы чувств. Основание каждой вибриссы погружено в волосяную сумку и окружено венозными полостями. К волосяной сумке вибриссы подходят сотни нервных окончаний. На голове вибриссы иннервируются тройничным нервом. Каждой вибриссе отведён свой участок в мозге.
Если все это описать более простым языком, то выглядит это так: даже самое легкое колебание передается на корень, а окружающие его нервные окончания мгновенно посылают сигналы в головной мозг. Каждая вибрисса воспринимается мозгом как отдельный орган чувств.
И вот эта версия мне кажется наиболее логичной, ведь она также отвечает на вопрос, почему у больших кошек зрачки круглые. Большие кошки выше, следовательно они видят мир иначе. И для оценки расстояния до цели требуется другая форма зрачка, например круглая, как у человека.
Я попробовал перенести эти аргументы с кошек на других хищников. И подобная картина наблюдается и у псовых. Например лиса, в отличие от волка, имеет вертикальные зрачки.
Как известно, лиса прижимается к земле во время высматривая добычи, следовательно ее глаза находятся примерно на том же уровне от земли, что и у кошки, а значит для оценки расстояния требуются аналогичные свойства глаза.
Не знаю, что зоологи нам скажут лет через пятьдесят, но на сегодняшний день эта версия кажется наиболее правдоподобной.
Почему у кошек вертикальные зрачки и как видят мир другие животные?
Ученые выяснили, почему у кошек вертикальные зрачки. 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 параллельно земле, даже когда наклоняют голову вниз. Это позволяет животным видеть не только подбирающегося со спины хищника, но и возможные пути спасения.
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.
Собаки
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.
Крысы
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.
Птицы
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.
Лошади
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.
Главная особенность их зрения – монокулярность, чем зачастую обусловлена пугливость лошадей: они видят две различных картинки двумя глазами, а не единый образ, как в случае с человеческим зрением, и конь часто пугается того предмета, который резко перешел из одного поля зрения в другое.
Из-за наличия «слепого пятна», лошадь не видит предмета, находящегося в области посередине. Кроме того, дальность зрения коня не превышает 500 метров, и оно медленно приспосабливается к цветовым изменениям, из-за чего лошади часто пугаются солнечных бликов и неожиданной тени на земле.
Цветовой спектр лошадиного зрения довольно разнообразен, хотя кони и питают слабость к синим и зеленым оттенкам.
Рептилии
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.
Ученые выяснили, почему зрачки кошек похожи на вертикальные щели
МОСКВА, 9 июл – РИА Новости. Зоологи выяснили, что форма зрачка животного безошибочно выдает его экологическую специализацию – вертикальными зрачками обладают хищники, в том числе и домашние кошки, ведущие охоту из засады, горизонтальными – травоядные животные, а круглыми – собиратели и охотники-«спринтеры», говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
«Некоторым видам животных, которые активны днем и ночью, такие как домашние кошки, щелевидные вертикальные зрачки позволяют одновременно видеть окружающую среду ночью и не слепнуть на полуденном солнце. Эта гипотеза, однако, не объясняет того, почему эти щели вертикальные или горизонтальные. Почему они не диагональные? Мы впервые попытались объяснить это», — заявил Мартин Бэнкс (Martin Banks) из университета Калифорнии в Беркли (США).
Бэнкс и его коллеги раскрыли связь между формой зрачков и экологической нишей, которую занимает то или иное животное, проследив за тем, как меняется поле зрения и прочие черты зрения у виртуальных версий десятков сухопутных млекопитающих. Как показал этот анализ, все этих животные приобрели характерную для них форму зрачка в ходе приспособления их зрения к жизни в той экологической нише и среде, которую они занимают.
К примеру, все парнокопытные и непарнокопытные травоядные обладают горизонтальными зрачками по той причине, что подобное устройство глаз помогает им поддерживать почти полный панорамный обзор местности перед и за ними. Это необходимо для того, чтобы не только замечать хищников за спиной, но и видеть возможные пути спасения от него.
Что интересно, все травоядные животные стараются поддерживать зрачок в параллельном положении к поверхности земли даже тогда, когда они склоняют голову для щипания травы или веток растений. В таких случаях, как показали наблюдения Бэнкса за антилопами и козлами в местном зоопарке, животное просто поворачивает глаза на тот угол, на который наклонена его голова. Такие животные могут вращать глаза в любую сторону на целых 50 градусов, что в 10 раз больше, чем это может делать человек.
Кошки и другие засадные хищники, по расчетам Бэнкса и его коллег, обзавелись вертикальными зрачками не ради «круглосуточного» зрения, а для того, чтобы максимально точно оценивать расстояние до жертвы и рассчитывать силу прыжка.
«Удивительным было то, что не все засадные хищники обладают такими зрачками. Их обладатели обычно обладают малым ростом – не выше 42 сантиметров от земли до плеча – и ведут охоту с поверхности земли. Это справедливо для диких предков кошек, но не львов, тигров и других крупных кошачьих. Их зрачки круглые, как у людей или собак», — объясняет ученый.
Эта биологическая загадка объясняется тем, что точность определения расстояния до жертвы падает с повышением роста хищника из-за того, что падает разница в резкости между тем, на что смотрит кошка, и остальным миром. Данный феномен может, в частности, объяснять то, почему глаза у манулов, чей рост чуть выше нормальных кошек, обладают круглым, а не щелевидным зрачком.
Ученые выяснили, почему у кошек вертикальный зрачок
Лента новостей
Все новости »
Вертикальными зрачками обладают хищники, в том числе и домашние кошки, ведущие охоту из засады, горизонтальными – травоядные животные
Зоологи выяснили, что форма зрачка животного безошибочно выдает его экологическую специализацию – вертикальными зрачками обладают хищники, в том числе и домашние кошки, ведущие охоту из засады, горизонтальными – травоядные животные, а круглыми – собиратели и охотники-«спринтеры», говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Изложение статьи публикует РИА Новости.
«Некоторым видам животных, которые активны днем и ночью, такие как домашние кошки, щелевидные вертикальные зрачки позволяют одновременно видеть окружающую среду ночью и не слепнуть на полуденном солнце. Эта гипотеза, однако, не объясняет того, почему эти щели вертикальные или горизонтальные. Почему они не диагональные? Мы впервые попытались объяснить это», — заявил Мартин Бэнкс (Martin Banks) из университета Калифорнии в Беркли (США).
Бэнкс и его коллеги раскрыли связь между формой зрачков и экологической нишей, которую занимает то или иное животное, проследив за тем, как меняется поле зрения и прочие черты зрения у виртуальных версий десятков сухопутных млекопитающих. Как показал этот анализ, все этих животные приобрели характерную для них форму зрачка в ходе приспособления их зрения к жизни в той экологической нише и среде, которую они занимают.
К примеру, все парнокопытные и непарнокопытные травоядные обладают горизонтальными зрачками по той причине, что подобное устройство глаз помогает им поддерживать почти полный панорамный обзор местности перед и за ними. Это необходимо для того, чтобы не только замечать хищников за спиной, но и видеть возможные пути спасения от него.
Что интересно, все травоядные животные стараются поддерживать зрачок в параллельном положении к поверхности земли даже тогда, когда они склоняют голову для щипания травы или веток растений. В таких случаях, как показали наблюдения Бэнкса за антилопами и козлами в местном зоопарке, животное просто поворачивает глаза на тот угол, на который наклонена его голова. Такие животные могут вращать глаза в любую сторону на целых 50 градусов, что в 10 раз больше, чем это может делать человек.
Кошки и другие засадные хищники, по расчетам Бэнкса и его коллег, обзавелись вертикальными зрачками не ради «круглосуточного» зрения, а для того, чтобы максимально точно оценивать расстояние до жертвы и рассчитывать силу прыжка.
«Удивительным было то, что не все засадные хищники обладают такими зрачками. Их обладатели обычно обладают малым ростом – не выше 42 сантиметров от земли до плеча – и ведут охоту с поверхности земли. Это справедливо для диких предков кошек, но не львов, тигров и других крупных кошачьих. Их зрачки круглые, как у людей или собак», — объясняет ученый.
Эта биологическая загадка объясняется тем, что точность определения расстояния до жертвы падает с повышением роста хищника из-за того, что падает разница в резкости между тем, на что смотрит кошка, и остальным миром. Данный феномен может, в частности, объяснять то, почему глаза у манулов, чей рост чуть выше нормальных кошек, обладают круглым, а не щелевидным зрачком.
Форма зрачка зависит от образа жизни
Рис. 1. A — формы зрачка: вертикальный (кошка), округлый (рысь), круглый (человек) и горизонтальный (овца). B — распределение 214 видов животных по форме зрачка и по образу жизни (Herbivorous — травоядные, Active — активные хищники, разыскивающие жертву, и Ambush — хищники, поджидающие жертву в засаде). Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances
У наземных хищников, нападающих из засады, чаще всего встречается вертикальная щель зрачка, а у их жертв, травоядных животных, щель зрачка чаще ориентирована горизонтально. Ученые объясняют эту закономерность различными целями животных двух групп. Вертикальный зрачок позволяет хищникам резче видеть вертикально ориентированные объекты, такие, как их жертвы, а травоядным животным, наоборот, нужно обозревать широкие горизонты, чтобы вовремя заметить хищника, поэтому их зрачки часто приспособлены к тому, чтобы резче видеть горизонтальные линии.
Зрачок регулирует количество света, падающее на сетчатку. Помимо круглых зрачков, просвет которых определяется круговой мышцей — сфинктером зрачка, в природе часто встречаются щелевидные зрачки, снабженные дополнительной парой мышц. Диапазон просвета щелевидного зрачка шире, чем у круглого: площадь вертикального зрачка кошки может меняться в 135 раз, а круглого зрачка человека — только в 15. Поэтому щелевидные зрачки полезны для животных, которые активны и днем, и ночью, в широком диапазоне освещенности. Ведь днем, когда светло, зрачок не должен пропускать слишком много света, а ночью он, наоборот, должен быть как можно шире, чтобы на сетчатку попадало побольше из и так небольшого количества фотонов.
Но щель зрачка может быть ориентирована по-разному — вертикально или горизонтально. Ученые из Калифорнийского и Даремского университетов недавно предположили, что ориентация зрачка не случайна и зависит от образа жизни животного и объектов в зрительном поле, которые для него особенно важны. Они сопоставили данные о форме зрачков 214 наземных видов животных с их образом жизни (рис. 1). Оказалось, что у травоядных животных зрачки в основном ориентированы горизонтально, у активных хищников чаще всего встречается круглая форма зрачка, а у хищников, поджидающих жертв в засаде, чаще всего зрачки ориентированы вертикально. Форма зрачка зависела и от периода суточной активности: у ночных животных зрачки чаще были щелевидными, чем круглыми. Найденным закономерностям соответствовали очень строгие уровни значимости, так что оставалось понять, какими причинами объясняется различие форм зрачков у животных разных групп.
Рис. 2. Вертикальный зрачок позволяет животному достаточно резко видеть вертикальные контуры, располагающиеся чуть ближе или дальше фокусного расстояния. Но горизонтальные линии, даже немного удаленные от фокусного расстояния, выглядят сильно размытыми. Если зрачок горизонтальный, картина будет противоположной. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances
Когда глаз или камера фокусируется на какой-то точке, остальная часть картинки становится размытой. Диаметр размытого круга вокруг определенной точки зрительного поля зависит от разницы расстояний до нее и до точки, на которой сфокусирован глаз, а также от диаметра зрачка. Если зрачок не круглый, глубина резко видимого пространства будет отличаться для разных направлений. Например, животное с вертикальным зрачком будет достаточно резко видеть не только вертикальную линию, на которой оно сфокусировалось, но и вертикальные линии, расположенные чуть дальше или ближе фокусного расстояния. А вот к горизонтальным контурам такой зрачок приспособлен хуже, и горизонтальные линии, на которых животное непосредственно не сфокусировалось, будут сильно размыты (рис. 2). У животных с горизонтально ориентированными щелевидными зрачками картина противоположная: они резко видят горизонтальные контуры, а к восприятию вертикальных объектов приспособлены не так хорошо.
Выгода от определенной формы зрачка зависит и от высоты, на которой располагаются глаза животного. Это легко понять, рассматривая фотографии, сделанные с разного расстояния от объекта съемки: чем ближе к поверхности находится камера, тем выше градиент размытости того, что не находится в фокусе (рис. 3). Поэтому если сравнивать, к примеру, кошку и человека, то кошке намного важнее корректировать размытость изображения, потому что она находится «ближе к земле», чем человек. Из этих соображений ученые предположили, что у животных меньшего роста щелевидные зрачки встречаются чаще, и это предположение подтвердилось, когда исследователи проанализировали данные о размерах животных из своей выборки. Интересно, что у птиц зрачки почти всегда круглые, за единственным исключением — у водорезов вертикальные щелевидные зрачки. Такое исключение подходит под теоретические выкладки исследователей, потому что по образу жизни водорез напоминает наземного хищника маленького роста. Эта птица летает очень низко у поверхности воды, охотясь на рыбу, так что все соображения о расплывчатости изображения, на которое смотрят с близкого расстояния, верны и для водореза.
Рис. 3. Имитация взгляда на плоскость для животных разной высоты (0,6, 0,2 и 0,1 м). Слева высота наибольшая, справа — наименьшая. Чем ближе к земле располагаются глаза животного, тем более размытыми выглядят объекты, не попавшие в фокус. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances
Почему глаза хищников, нападающих из засады, лучше приспособлены, чтобы видеть вертикальные линии, а глаза их травоядных жертв, наоборот, настроены на горизонтальные контуры? Можно только предположить, что хищникам важнее видеть жертву (которая скорее похожа на вертикально ориентированный объект), а жертве, наоборот, нужно обозревать широкие горизонты, которые должны быть ей четко видны, чтобы вовремя заметить угрозу. Кроме того, жертве нужно определять направление, куда бежать, а хищнику нужно только гнаться за жертвой, и окружающие просторы его при этом не очень интересуют.
Разные формы зрачка по нескольку раз независимо друг от друга возникали в ходе эволюции. Получается, что определенная форма зрачка у животных с разным образом жизни — это пример конвергентной эволюции, когда полезный для жизни признак параллельно развивается у организмов, не относящихся к близким группам.
Источник: Martin S. Banks, William W. Sprague, Jürgen Schmoll, Jared A. Q. Parnell and Gordon D. Love. Why do Animals have Pupils of Different Shapes? // Science Advances. 2015. V. 1. P. e1500391. DOI: 10.1126/sciadv.1500391.