зрачки какого животного имеют т образную форму

Самые необычные формы зрачков у животных

В животном мире существует несколько форм зрачков. И это не только круглые или вертикальные, как у кошек и некоторых змей. У овец и осьминогов, например, зрачки прямоугольные, а самые сложные, пожалуй, у каракатиц.

При ярком дневном свете зрачки коз, овец и некоторых других травоядных животных имеют вид горизонтальной прорези, а когда расширяются, становятся прямоугольными.

Такая форма обеспечивает угол обзора до 340° без поворота головы. Это помогает животным лучше ориентироваться на местностях с равнинным рельефом и, конечно, вовремя замечать хищников. Для сравнения, у человека угол обзора 160-180°.

Глаза с прямоугольными зрачками также у осьминогов и мангустов.

У морской лисицы (она же колючий скат) зрачок с необычным выростом в верхней части, который является частью аппарата эхолокации.

У дневных змей зрачки круглые, у ночных – вертикальные, а у плетевидной носатой змеи они похожи на стрелки.

У некоторых гекконов, которые ведут вечерне-ночной образ жизни, необычные вертикальные зрачки с волнистыми краями. Оказывается, при смыкании зрачок «разбивается» на точечные отверстия; каждое фокусирует свое изображение на сетчатку, а при наложении их друг на друга — ящерица получает исключительно четкую картинку.

У каракатицы тоже зрачки необычной формы – буквой W.

Лягушки бывают настоящие и не настоящие. У всех «подлинных» амфибий зрачок горизонтальный.

А эту необычную рыбку анаблепс из Южной Америки еще называют четырехглазой. В каждом ее глазу по два зрачка: один — вверху, а другой — внизу. Половину выпученного глаза и один свой зрачок рыбешка выставляет наружу и смотрит, что происходит над водной гладью, тогда как нижний зрачок в это же время наблюдает за тем, что происходит под водой.

Источник

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.

Источник

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.

Источник

Почему у коз и овец прямоугольные зрачки?

Зрачок — это, по сути, диафрагма, которая, сужаясь или расширяясь, регулирует поступление света на сетчатку глаза. Кроме того, его размер и форма влияют на поле зрения и качество получаемого на сетчатке изображения. У разных животных — в зависимости от занимаемых ими экологических ниш, расположения в пищевой цепочке, образа жизни и типа питания — эти характеристики отличаются друг от друга.

Травоядные копытные животные (козы, овцы, коровы, антилопы, лошади и т. д.) в пищевой цепочке всегда являются жертвами для любых хищников. В соответствии с этим их зрительный анализатор формирует зрительную информацию, а мозг ее обрабатывает с точки зрения «менталитета добычи» (prey mentality). Любой быстро движущийся объект, даже если он нечетко виден, вполне может быть атакующим хищником, поэтому любое неожиданное движение сразу вызывает у травоядного защитный рефлекс: оборону и/или бегство.

У всех травоядных крупные глаза, немного навыкате, расположенные практически по бокам головы. Это обеспечивает широчайшее поле зрения. Например, общая ширина поля зрения у лошади составляет приблизительно 350º. Таким образом, лошадь не видит только узкий сектор непосредственно за затылком.

В дневное время при сильном освещении глаза коз и овец имеют вид узкой щели; в темноте зрачок расширяется, приобретая вид прямоугольников или даже квадратов. Длинный горизонтальный зрачок повышает качество изображения объектов впереди и позади животного, что облегчает быстрое движение по неровной или гористой местности

Прямоугольный, а точнее, горизонтально-овальный зрачок у травоядных как раз помогает увидеть как можно более широкую панорамную картину вокруг себя. За счет растянутой формы зрачка коза, например, имеет угол обзора почти 340°, то есть при пастьбе спокойно наблюдает происходящее вокруг себя, даже не поднимая головы. В дневное время при сильном освещении глаза коз и овец имеют вид узкой щели; в темноте зрачок расширяется, приобретая вид прямоугольников или даже квадратов. Такой механизм способствует все тому же — лучшему обзору в темное время суток. Коза, как и другие животные с такими зрачками, способна в ночное время заметить движущегося хищника практически позади себя. При появлении хищника в поле зрения хотя бы одной из коз все стадо успеет убежать.

По данным последних исследований, длинный горизонтальный зрачок также повышает качество изображения объектов впереди и позади животного, что облегчает быстрое движение по неровной или гористой местности, а также помогает глазу захватить больше света вдоль поверхности и меньше ослепительного света над головой. Кроме того, наблюдая за пасущимися животными в зоопарке, исследователи обнаружили, что глаза животных вращаются таким образом, чтобы линия зрачков всегда оставалась выровненной по горизонтали, даже когда головы животных опущены вертикально вниз.

Источник

Мир глазами животных

Давайте посмотрим на окружающий мир глазами животных, разберемся, как животные видят, в каких цветах они воспринимают мир.

Итак, для начала разберем, что такое зрение и какие функциональные способности оно включает.

Что такое зрение?

Зрение — процесс обработки изображения объектов окружающего мира.

Зрительный процесс включает:

В глазу содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией. Различают два вида адаптации:

Светоощущение является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия, особенно в темноте. На светоощущение глаза также влияют такие факторы как:

Итак, какие бывают формы зрачков:

Как животные воспринимают движущие объекты?

Восприятие движения имеет жизненно важное значение, т.к. движущиеся объекты являются сигналами либо опасности, либо потенциальной пищи и требуют быстрого соответствующего действия, в то время как неподвижные объекты могут быть игнорированы.

Например, собаки могут распознать движущиеся объекты (благодаря большому количеству палочек) на расстоянии 810 до 900 м, а неподвижные объекты только на расстоянии 585 м.

Как животные реагируют на мелькающий свет (например, в телевизоре)?

Реакция на мелькающий свет дает представление о функции палочек и колбочек.

Человеческий глаз способен улавливать колебания 55 герц, а собачий глаз улавливает колебания на частоте 75 герц. Поэтому, в отличие от нас, собаки, скорее всего, видят лишь мерцание и большая часть из них на изображение в телевизоре не обращают внимание. Изображения предметов в обоих глазах проецируются на сетчатке и передаются в кору головного мозга, где происходит их слияние в одно изображение.

Какие у животных поля зрения?

Поле зрения — пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Можно выделить два основных типа зрения:

Бинокулярное зрение имеется далеко не у всех видов животных и зависит от строения и взаиморасположения глаз на голове. Бинокулярное зрение позволяет совершать тонкие координированные движения передними конечностями, прыжки, легко передвигаться.

Хищникам бинокулярное восприятие объектов охоты помогает правильно оценить расстояние до намеченной жертвы и выбрать оптимальную траекторию нападения. У собак, волков, койотов, лисиц, шакалов угол бинокулярного поля равен 60-75°, у медведей 80-85°. У кошек 140°(зрительные оси обоих глаз почти параллельны).

Монокулярное зрение с большим полем позволяет потенциальным жертвам (сурки, суслики, зайцы, копытные и т. п.) вовремя заметить опасность. достигает у грызунов 360°, у копытных 300-350°, у птиц достигает более 300°. Хамелеоны и морские коньки умеют смотреть сразу в двух направлениях, т.к. их глаза двигаются независимо друг от друга.

Острота зрения

От чего зависит острота зрения?

Почему собака не обладает остротой зрения человека?

У собак, как и у всех других млекопитающих, за исключением обезьяны и человека, отсутствует центральная ямка сетчатки (область максимальной остроты зрения). Большинство собак слегка дальнозорки (гиперметропия: +0,5 Д), т.е. они могут различать мелкие предметы или их детали на расстоянии не ближе 50-33 см; все предметы, расположенные ближе, кажутся расплывчатыми, в кругах рассеивания. Кошки близоруки, то есть они не видят дальние объекты также хорошо. Способность хорошо видеть вблизи больше подходит для охоты на добычу. Лошадь имеет невысокую остроту зрения и относительно близорука. Хорьки близоруки, что является, без сомнения, реакцией на их адаптацию к норному образу жизни и поиску добычи по запаху. Близорукое зрение хорьков является таким же острым как и наше и, может быть, даже немного острее.

Таким образом,самое острое зрение у орла, затем в порядке убывания: сокол, человек, лошадь, голубь, собака,кошка,кролик,корова, слон,мышь.

Цветовое зрение

Источник