Мир глазами животных

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.

орел	20/5	Reymond
сокол	20/8	Reymond
человек	20/20	Ravikumar
лошадь	20/30–20/60	Timney
голубь	20/50	Rounsley
собака	20/50–20/140	Odom
кошка	20/100–20/180	Belleville
кролик	20/200	Belleville
корова	20/460	Rehkamper
слон	20/960	Shyan-Norwalt
мышь	20/1200	Gianfranceschi

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

Что такое зрение?

Зрение — процесс обработки изображения объектов окружающего мира.

• осуществляется зрительной системой
• позволяет получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении и расстоянии между ними

Зрительный процесс включает:

• проникновение светового потока через преломляющие среды глаза
• фокусировка света на сетчатке
• трансформация световой энергии в нервный импульс
• передача нервного импульса от сетчатки в головной мозг
• обработка информации с формированием увиденного образа

Зрительные функции:

• светоощущение
• восприятие движущих объектов
• поля зрения
• острота зрения
• цветовое восприятие

Светоощущение - способность глаза воспринимать свет и определять различную степень его яркости.

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:

• к темноте — при понижении уровня освещенности
• и к свету — при повышении уровня освещенности

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

• распределение палочек и колбочек (у животных центральный участок сетчатки в25 ° состоит, преимущественно, из палочек, что улучшает ночное восприятие)
• концентрация светочувствительных зрительных веществ в палочках (у собак чувствительность к свету палочек 500-510нм, у человека 400нм)
• наличие тапетума (tapetum lucidum) - особый слой сосудистой оболочки глаза (тапетум направляет назад прошедшие на сетчатку фотоны, заставляя их ещё раз воздействовать на рецепторные клетки, повышая светочувствительность глаза, что в условиях малого освещения такая оказывается весьма ценно) у кошек глаз отражает в 130 раз больше света, чем у человека (Paul E. Miller, DVM, and Christopher J. Murphy DVM, PhD )
• форма зрачка - форма, размер и положение зрачка у различных животных (зрачок бывает круглый, щелевидный, прямоугольный, вертикальный, горизонтальный)
• форма зрачка может рассказать относится ли животное к хищникам или жертвам (у хищников зрачок сужается в вертикальную полоску, у жертв в горизонтальную — эту закономерность ученые обнаружили, сравнив формы зрачков у 214 видов животных)

Итак, какие бывают формы зрачков:

• Щелевидный зрачок - (у хищных животных, таких как домашние кошки, крокодилы, ящерицы гекконы, змеи, акула) позволяет точнее подстроить глаз под количество света вокруг, так, чтобы и в темноте видеть, и на полуденном солнце не ослепнуть

• Круглый зрачок- (у волков, собак, больших кошек - львов, тигров, гепардов, леопардов, ягуаров; птиц) т.к. они избавлены от необходимости хорошо видеть в темноте

• Горизонтальный зрачок (травоядные) позволяет глазу хорошо видеть, что происходит у земли и охватывает довольно широкую панораму глаз защищён от прямого попадания солнечных лучей сверху, которые могли бы ослепить животное

Зрение человека и животных, есть ли разница? (часть1)

Как воспринимают цвет животные?

Вид животного	Короткая длина волны, нм	Средняя длина волны,нм	Источник
Собака	454	561	Loop et al. (1987) Guenther &Zrenner (1993)
Кошка	429-435	555	Neitz et al. (1989); Jacobs et al. (1993)
Лошадь	428	539	Carroll et al. (2001); Timney&Macuda (2001)
Свинья	439	556	Neitz&Jacobs (1989) Корова 451 555 Jacobsetal. (1998)

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 - восприятие окружающих предметов двумя глазами
• монокулярное зрение - восприятие окружающих предметов одним глазом

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

• способность глаза воспринимать две точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга, как отдельные
• минимальное расстояние, при котором две точки будут видны раздельно, зависит от анатомо-физиологических свойств сетчатки

От чего зависит острота зрения?

• от размеров колбочек, рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика и стекловидного тела (составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста
• диаметр колбочки определяет величину максимальной остроты зрения (чем меньше диаметр колбочек, тем больше острота зрения)

Угол зрения -универсальная основа для выражения остроты зрения. Предел чувствительности глаза большинства людей в норме равен 1. У человека для определения остроты зрения используют таблицу Головина-Сивцева, содержащую буквы, цифры или знаки различной величины. У животных остроту зрения определяют с помощью (Ofri ., 2020):

• поведенческого теста
• электроретинографии

Острота зрения собак оценивается в 20-40% от остроты зрения людей, т.е. собака узнает объект с 6 метров, тогда как человек - с 27 м.

У других животных

До того как хорошо зарекомендовали для пересадки в человеческие глаза ткани роговицы свиней, офтальмологическая хирургия пользовалась для тех же целей донорскими материалами, полученными от акул. Ткани тоже отлично приживаются, но стоит такая экзотика слишком дорого.

Ещё одна эволюционная версия гласит, что человек получил свои глаза чуть ли не напрямую от акулы. Эта гипотеза, конечно, больше подходит для писателей-фантастов, но сам по себе факт схожести наших глаз так пока и не получил научного объяснения.

На фоне зрительных возможностей наших соседей по планете глаза человека — далеко не венец творенья. Обычная кошка видит в шесть раз лучше нас, акула — в десять, а забавная ящерка лисохвостый геккон — в 350 раз! Большинство животных плохо воспринимают цвета и их оттенки, потому что не имеют в этом особой потребности; такой недостаток с лихвой компенсируется умением видеть в темноте.

У обезьяны

Ошибкой было бы думать, что глаза человека и его прародителей приматов очень похожи. Даже у самого генетически близкого нам шимпанзе орган зрения существенно отличается и по строению, и по возможностям.

У шимпанзе склеры (белки) глаз такие же тёмно-карие, как и радужка. Точно понять, что чувствует и даже куда смотрит это животное, по его глазам невозможно. Есть, конечно, и схожие моменты. У обезьян тоже бинокулярное (направленное) зрение; большинство приматов различают цвета, хотя и хуже, чем человек. Как и мы, высшие приматы не видят в темноте.

Существует эволюционная теория о том, что предки человека встали с четырёх лап на две ноги, когда утратили способность ночного видения. Теперь им нужно было улучшать обзор, что в результате и привело к прямохождению, освободив будущему человеку руки для всяких полезных занятий.

У свиньи

Как ни странно, глаза человеческие более всего подобны глазам свиньи. Такое удивительное совпадение затрагивает не только органы зрения, но и многие другие элементы анатомии таких разных, казалось бы, видов.

Исследователи утверждают: зрение у свиньи цветное, бинокулярное, но очень слабое, значительно хуже, чем слух или нюх. Скорее всего, глаза свинкам подпортила дурная привычка постоянно ковыряться пятачком в земле — отсюда и развилась близорукость.

Ткани роговицы свиного глаза с успехом используются для восстановительных операций на глазах человеческих. Первыми в 2020 году испытали такую практику китайские хирурги, а сейчас она широко применяется по всему миру.

Фотогалерея: глаза животных крупным планом

Глаза у всех позвоночных, будь то животные или человек, несут в себе единый набор комплектующих. Но видим мы всё-таки не столько глазами, сколько мозгом — и это то основное, что различает зрение людей и животных.

Фотогалерея: глаза приматов

Цветовое зрение

Цветовое зрение - это восприятие цветового многообразия окружающего мира. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр). Осуществляется цветовое зрение колбочками. В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек:

• первый воспринимает длинноволновые цвета – красный и оранжевый
• второй тип лучше воспринимает средневолновые цвета – жёлтый и зелёный
• третий тип колбочек отвечает за коротковолновые цвета – синий и фиолетовый

Трихромазия - восприятие всех трех цветовДихромазия - восприятие только двух цветовМонохромазия - восприятие только одного цвета

Цветовое зрение змеи:

воспринимают цвет в инфракрасном диапазоне от 5 до 30 мкм

Цветовое зрение кошек:

являются трихроматами, но их восприятие цвета отличается от человеческого, зрение кошки подобно зрению дальтоников ( воспринимают оттенки синего и зеленого, но красный может быть неясным и выглядеть, как зеленый, в то время как фиолетовый похож на оттенки синего) не воспринимают разнообразие оттенков и насыщенность цветов

Цветовое зрение лошади:

являются дихроматами(колбочки, отвечающие за красный цвет-длина волны 539 нм воспринимают голубой, зеленый (428 нм) и начальный спектр оранжевого цвета(539 нм)

Цветовое зрение мышей(крыс):

являются дихроматами воспринимают ультрафиолетовую часть спектра( 359 нм) и зеленые цвета(510нм)

Цветовое зрение насекомых:

диапазон чувствительности насекомых сдвинут в ультрафиолетовую область воспринимают желтые, синие, фиолетовые оттенки красный цвет воспринимают, вероятно, как черный

Цветовое зрение птиц:

являются трихроматами воспринимают спектр ультрафиолетового излучения; сине-зеленый(430нм); желто-красный(530нм);

Цветовое зрение собак:

являются дихроматами, т.е колбочки, отвечающие за красный цвет, отсутствуют воспринимают сине-фиолетовый и жёлто-зелёный диапазон цветов видят до 40 оттенков серого цвета