Особый механизм — органы зрения

Одним из самых нежных и сложных органов чувств у живущих существ на земле являются органы зрения, а точнее глаза. При помощи глаз люди и животные видят все, что происходит вокруг них, познают окружающую природу, знакомятся с великим многообразием предметов, явлений и красок.

Это основано на способности глаза воспринимать свет и преобразовывать световые раздражения в нервный процесс — зрение.

У позвоночных животных глаза расположены в глазных впадинах черепа. Каждый глаз состоит из собственно глаза, или глазного яблока, вспомогательного аппарата (веки, глазные мышцы, фасции, жировая подушка, слезный аппарат), а также кровеносных сосудов и нервов.

У животных, как и у человека, радужная оболочка окрашена содержащимся в ней пигментом в самые различные цвета — от светло-голубого или желтого до красного и черного. У льва, например, глаза желтые, у белки летяги и лошади — черные, у кошки — желто-зеленоватые или голубоватые.

Внутри глазного яблока имеется зрачок это отверстие, через которое проходит свет. При ярком свете зрачок суживается, а в темноте или при испуге и боли — расширяется. Форма зрачка у животных различная. У обезьяны, собаки, волка, свиньи он круглый, у лисицы, кошки, геккона — вертикально-овальный, у травоядных животных — поперечно-овальный. У степной гадюки, гюрзы и других ядовитых змей зрачок вертикальный, но у некоторых видов — у ящеричной змеи, песочной змеи и стрелы змеи — круглый. У большинства ужей зрачок круглый, иногда вертикальный. У чесночниц — вертикальный, а у жаб и лягушек — круглый. Между роговицей и радужной оболочкой имеется пространство, заполненное прозрачной жидкостью — передняя камера глаза.

За зрачком расположен хрусталик в виде линзы, окруженный особыми связками и ресничной мышцей. Внутренняя полость глазного яблока заполнена абсолютно прозрачной коллоидно-студенистой массой — стекловидным телом, прилежащим к самой внутренней оболочке глаза — сетчатке.

Свет представляет собой электромагнитные колебания, так же, как радиоволны и рентгеновские лучи. Различаются они длиной волн. Если длина радиоволн средневолнового диапазона составляет 200—600 метров, длинных — более 1000 метров, а ультракоротких радиоволн 3—3,5 метра, то видимый свет имеет длину волн 0,004-0,008 миллиметра (рентгеновские лучи имеют еще меньшую длину волн, порядка миллионных долей миллиметра).

Солнце — основной источник света

Первый и главный источник света на земле — Солнце. Солнечные лучи освещают все предметы и обитателей земли. Отражаясь от них, лучи света попадают в органы зрения и создают в них изображение этих предметов, животных, растений. Лучи, отраженные от предметов, проходят через сложную оптическую систему глаза: роговицу, переднюю камеру, хрусталик, стекловидное тело, преломляются в них и собираются на сетчатке, где имеются особые клетки, напоминающие по форме палочки и колбочками (в глазу человека насчитывают около 130 миллионов палочек и примерно 7 миллионов колбочек).

Попадая в эти светочувствительные клетки, они вызывают в них фотохимический процесс, в результате которого возникает возбуждение (биотоки), передающееся через особые биполярные клетки к ганглиозным нервным клеткам сетчатки. От них отходят нервные волоконца (общее количество их в зрительном нерве человека колеблется от 1 до 8 миллионов), образующие зрительный нерв, по которому возбуждение идет в зрительные центры мозга.

В сетчатке, напротив оси хрусталика, находится слепое пятно (место выхода зрительного нерва) и особое желтое пятно (место наилучшего видения сетчатки). У человека в центре желтого пятна есть небольшое углубление — центральная ямка, в которой находятся только колбочки. Чем дальше от желтого пятна, тем больше палочек и меньше колбочек. По краям светочувствительной зоны сетчатки находятся только палочки.

У животных центральной ямке желтого пятна соответствует круглая центральная зона, в которой также преобладают колбочки. Палочки примерно в тысячу раз чувствительнее к свету, чем колбочки. При малой интенсивности света, а также в сумерках и ночью функционируют в основном только палочки. Колбочки лучше выполняют свои функции днем, при ярком освещении, они же ведают и цветовым зрением.

Форма, цвет, величина и расположение глаз

У млекопитающих органы зрения различаются не только цветом, формой, величиной и особенностями, но также и расположением глаз. У человека и обезьяны глаза располагаются в глазных впадинах черепа почти параллельно. У других животных зрительные оси глаз расположены под определенным углом. В связи с чем имеются некоторые экологические особенности, связанные с добычей пищи: у хищников поле зрения уже, чем у жертвы.

Это связано также и со стереоскопичностью поля зрения, которая возникает при перекрывании левого и правого полей зрения и имеет большое значение для точного определения расстояния при схватывании добычи, прыжках и т. д.

У человека стереоскопичность зрения составляет около 120°, у собаки — 90⁰, у лошади — 60°. У лошадей расположение глаз боковое, но это снижает стереоскопичность их. Заметим, что из всех сухопутных животных самые большие глаза у лошадей (диаметр глазного яблока у них достигает 51 мм) и у страусов. У кроликов и зайцев стереоскопичность зрения составляет 30° когда он смотрит вперед, и 9° когда он глядит назад.

Среди пресмыкающихся хамелеоны выделяются не только своей способностью быстро менять окраску тела, но и своими глазами маскироваться под цвет окружающей среды. Большие, навыкате глаза хамелеонов защищены покрытыми чешуей подвижными веками, в центре которых расположен зрачок. Он постоянно смещается в разные стороны — вверх, вниз, вперед или назад в зависимости от цели.

Таким образом, глаза хамелеона вращаются, причем один двигается независимо от другого, что позволяет ему, не поворачивая головы, наблюдать за всем окружающим. Одним глазом хамелеон смотрит на какое-нибудь насекомое, а другим глядит на дорогу, по которой медленно передвигается. Если его потревожить — он спасается бегством и при этом одним глазом рассматривает путь, а другой не спускает с преследователя.

В настоящее время ученые продвинулись достаточно далеко, изучая органы зрения и саму структуру глаза, как у человека, так и животных. Этому способствовали разработка различных и очень тонких методик исследования фотохимических и нервных процессов, а также конструирование приборов необычайной точности. Вот один пример.

Для изучения процессов, протекающих в глазах насекомых, созданы специальные приборы, отводящие биотоки от самых ничтожных участков глаза. Ученые сейчас имеют возможность прозондировать глаз муравья электродом толщиной всего в один микрон! Это, в свою очередь, позволило изучить способности глаз приспосабливаться к различному освещению и восприятию частоты смены темноты и света — мельканий.

Способности глаз воспринимать окружающий мир

Способность глаз к улавливанию мельканий различна. Человек обычно воспринимает не более 16—18 мельканий в секунду. Мелькания большей частоты сливаются для него в единую картину. Глаза же птиц и насекомых устроены так, что они могут воспринимать 100 и даже 200 изображений в секунду, рассматривая их как самостоятельные, что очень важно при быстром полете.

Шоферам и всем автомобилистам хорошо известно, что такое ближний и дальний свет. А многим птицам часто бывает необходимо дальнее или ближнее зрение. Для этого у них имеется особый механизм, позволяющий лучше видеть предметы на разном расстоянии. У людей и млекопитающих это достигается изменением кривизны хрусталика под влиянием особой связки и ресничной мышцы.

Сокращаясь или расслабляясь, ресничные мышцы могут изменять кривизну поверхности хрусталика, делая его более или менее выпуклым. Рассматривая предметы вблизи, форма хрусталика приобретает выпуклость, что укорачивает фокусное расстояние до сетчатки и изображение на ней получается более четким. А когда глаз настраивается на видение далеких предметов, хрусталик растягивается и выпуклость его уменьшается.

Птицам при полете необходимо самое дальнее зрение, но иногда им требуется и ближнее зрение, например, бакланам при ловле рыбы под водой. Однако для них это не проблема: птицы могут произвольно менять кривизну хрусталика. Пингвины, наоборот, в воде видят лучше и дальше, а когда выходят на лед или на сушу — становятся близорукими.

Большинство тюленей одинаково хорошо видит и в воде, и на суше. Такое же зрение и у многих морских змей. У дельфинов хорошее зрение, так как в воде их органы зрения позволяют следить за объектом, находящимся от них на расстоянии около 15 метров, и совершать точный бросок к цели. Правда, в этом им помогает еще и эхолокатор. В воздухе дельфины видят различные предметы тоже неплохо, о чем можно судить по точности схватывания рыбы из рук человека, занимающегося их дрессировкой.

У рыб механизм аккомодации иной. У них глаз в состоянии покоя установлен на ясное видение предметов, находящихся вблизи. Иначе говоря, в обычных условиях рыбы близоруки. Но если они смотрят на предмет с далекого расстояния, то в результате сокращения специальной мышцы хрусталик отодвигается назад. А у лягушек, жаб и других земноводных налицо обратное явление: в покое у них глаз установлен на дальнее видение, а при рассматривании предметов, находящихся вблизи, хрусталик передвигается вперед.

В жизни лягушек и жаб зрение играет наиболее важную роль в добывании пищи и в обнаружении врага. Пищей им служат червяки, мухи и другие насекомые, которых они схватывают выбрасывающимся языком. Меткость и быстрота его просто поразительна. У жабы, например, язык выбрасывается изо рта, захватывает жертву и возвращается обратно за 1/15 долю секунды! И все это происходит под контролем зрения.

Лягушки чутко реагируют на вибрацию и плеск воды, но в то же время способны видеть предметы за несколько метров. Самцы травяной лягушки в период размножения замечают другую лягушку на берегу и подплывают к ней. В этот период самца можно привлечь любым движущимся по воде предметом, даже бутылочной пробкой, которую тянут с помощью лески.

Органы зрения у лягушек, как и у жаб, передают информацию в мозг только о движущихся предметах, неподвижных предметов они просто не замечают. Этим и объясняется, почему лягушки нередко хватают движущиеся несъедобные предметы, переносимые ветром — лепестки цветов, кусочки бумаги и прочее. Кстати, при встрече со змеей лягушки хорошо видят ее движущийся раздвоенный язычок, который часто принимают за добычу. Пытаясь схватить его, лягушка сама прыгает навстречу своей судьбе и буквально лезет в рот ужа, которому остается только схватить и проглотить ее. Так что дело вовсе не в гипнотизирующем взгляде ужа, как когда-то считали.

Обделила природа остротой зрения и змей. Дело в том, что глаза у них всегда прикрыты тонкими, сросшимися, неподвижными веками. Вот почему для змей характерен немигающий, как бы гипнотизирующий взгляд. И хотя веки у змей прозрачные, особенно против зрачка, все же зрение змей неважное: все они сильно близоруки.

После линьки, когда змея сбрасывает старую кожу, а вместе с ней старые, ороговевшие и уже тусклые веки, зрение змей несколько улучшается, так как новые веки более прозрачны. В этот период змея становится подвижнее и лучше охотится. Ну, а коль веки у змей сращены, то у них и глаза всегда открыты — днем и ночью. Вот как оказывается интересно устроены органы зрения: спит и видит!

Спасибо за внимание драгоценный мой читатель. Вы можете получать мои статьи на свою почту, если оформите подписку в верхнем правом углу сайта. Заходите на сайт. Я всегда рада видеть Вас и уверена, что Вы обязательно найдете что-то интересное для себя.

С уважением Наталья Александровна.

Все статьи

Была ли статья полезна Вам? Выскажите ваше мнение в комментариях ниже. Ну и конечно же, если Вы расскажите о ней своим друзьям, нажав на кнопки соц.сетей, я буду Вам очень признательна.