На земле существует около трех тысяч змей. Они относятся к чешуйчатому отряду и любят обитать в местах теплым климатом. Многие, гуляя по лесу в зоне, где могут обитать змеи, задаются вопросом, а видят ли они нас? Или это мы должны смотреть себе под ноги, чтобы не потревожить рептилию? Дело в том, что среди разнообразия в мире животных, только глаза змеи способны определять оттенки и цвета, но острота зрения у них слабая. Для змеи зрение, конечно, важно, но не так, как обоняние. В давние времена люди обращали внимание на змеиный глаз, считая его холодным и гипнотическим.
Как устроен глаз змеи
У рептилий очень мутные глаза. Все потому, что они покрыты пленкой, которая меняется во время линьки вместе со всей кожей. Из-за этого змеи имеют плохую остроту зрения. Как только рептилии сбрасывают кожу, у них сразу же повышается острота зрения. В этот период они видят лучше всего. Так они себя чувствуют в течение нескольких месяцев.
Большинство людей считают, что все без исключения змеи ядовиты. Это не так. Большее количество видов совершенно неопасны. Ядовитые рептилии используют яд только в случае опасности и при охоте. Она происходит как в дневное, так и в ночное время года. В зависимости от этого зрачок меняет свою форму. Так, днем он круглый, а ночью вытянут в щель. Существуют плетевидные змеи со зрачком в виде перевернутой замочной скважины. Каждый глаз способен сформировать целую картинку мира.
Для змей является главным органом все же обоняние. Они его используют в качестве термолокации. Так, в полной тишине они чувствуют выделяемое тепло возможной жертвы и обозначают ее месторасположение. Не ядовитые виды набрасываются на добычу и душат ее, некоторые из них начинают заглатывать прямо живьем. Все зависит от размеров самой рептилии и ее жертвы. В среднем туловище змеи бывает около одного метра. Встречаются как мелкие виды, так и крупные. Направляя свой взгляд на жертву, они фокусируют его. В это время их язык улавливает малейшие запахи в пространстве.
У них нет ушей, но они реагируют на каждый шорох. У них нет носа, но они умеют нюхать языком. Они могут жить месяцами без еды и при этом отлично себя чувствовать.
Их ненавидят и обожествляют, им поклоняются и их же уничтожают, им молятся и при всем этом бесконечно боятся. Индейцы называли их святыми братьями, славяне - богомерзкими тварями, японцы - небожителями неземной красоты…
Змеи вовсе не являются самыми ядовитыми существами на Земле, как думает большинство. Напротив, звание самого страшного убийцы принадлежит маленьким южноамериканским лягушкам-листолазам. Мало того, по статистике каждый год от укусов пчел погибает людей больше, чем от змеиного жала.
Змеи, вопреки ужасным мифам об агрессивных гадах, первыми нападающих на людей и преследующих их в слепом желании ужалить, на самом деле - жутко пугливые существа. Даже у змей-гигантов нападение на человека - явление случайное и крайне редкое.
Завидев человека, те же гадюки в первую очередь попытаются затаиться, спрятаться, а о своей агрессии, которая проявляется, обязательно предупредят шипением и ложными бросками. Кстати, внушающие ужас взмахи языка змеи - вовсе не угрожающий жест. Таким образом змея… нюхает воздух! Удивительнейший способ узнавать информацию об окружающих предметах. За пару взмахов язык доносит собранную информацию на чувствительное змеиное небо, где и происходит ее распознавание. А еще змея - и это совпадает с китайскими мифами - очень рачительна: она никогда не станет тратить свой яд попусту. Он ей и самой нужен - для настоящей охоты и для обороны. Потому чаще всего первый укус - не ядовитый. Даже королевская кобра часто делает холостой укус.
Это индийцы считают ее богиней, наделенной великим умом и мудростью.
Кстати, именно трусоватость заставляет ужей и даже плюющихся кобр симулировать смерть! Перед лицом угрозы эти хитрецы выворачиваются и падают на спину, широко открыв рот и издавая неприятные запахи. Все эти тонкие манипуляции делают змею непривлекательной в качестве перекуса - и хищники, побрезговав «падалью», уходят прочь. Удав Калабар действует еще мудрее: его тупой хвост очень похож на голову. Потому, почувствовав опасность, удав сворачивается клубком, выставляя перед хищником вместо уязвимой головы свой хвост.
На самом деле любящие притворяться мертвыми змеи - чрезвычайно живучие существа. Известен случай, когда в Британском музее ожил экспонат пустынной змеи! Не подающий признаков жизни экземпляр приклеили к подставке, а через пару лет заподозрили что-то неладное. Отклеили, поместили в теплую воду: змея начала двигаться, а затем и с удовольствием питаться и прожила еще два счастливых года.
Как ни привлекательны легенды о завораживающем змеином взгляде, на самом деле эти пресмыкающиеся не умеют гипнотизировать. Взгляд змеи немигающий и пристальный потому, что век у нее нет. Вместо них есть прозрачная пленка - нечто вроде стекла на часах - защищающая глаза змей от ушибов, уколов, сора, воды. И никакой уважающий себя кролик не поддастся «чарующему» взору и не побредет покорно в пасть к удаву: особенности зрительной системы змеи таковы, что позволяют ей видеть лишь контур движущихся объектов. Повезло только гремучей змее: у нее на голове целых три органа чувств, помогающих находить добычу.
У остальных представителей ползучего семейства крайне слабое зрение: замерев, потенциальные жертвы тут же теряются из вида охотницы. Этим, кстати, большинство животных - и те самые пресловутые кролики - превосходно пользуется, зная тактику змеиной охоты. Со стороны - дуэль взглядов, а на самом деле змеям приходится изрядно потрудиться, прежде чем удастся кого-либо изловить на обед. А можно ли загипнотизировать самих змей? Ведь каждому знакома картина танцующей перед заклинателем кобры.
Не хочется разочаровываться, но это тоже миф. Змеи глухи и заунывную музыку дудочки не слышат. Зато очень чутко улавливают малейшие колебания поверхности земли рядом с собой. Хитрец-заклинатель сперва слегка постукивает по корзине со змеей или притопывает, и животное тут же реагирует. Потом, наигрывая мотив, он непрерывно двигается, раскачивается, а змея, неотрывно наблюдая за ним, повторяет его движения, чтобы человек был все время перед глазами. Эффектное зрелище, но гипнотизер из заклинателя, увы, никудышный.
К слову, королевские кобры прекрасно «разбираются» в музыке. Тихие напевные звуки успокаивают их, и змеи, приподымаясь, медленно раскачиваются в такт. Отрывистые резкие звуки джаза, особенно громкого, нервируют кобру, и она беспокойно раздувает свой «капюшон». Тяжелый и уже тем более «металлический» рок приводит «меломанку» в негодование: она становится на хвост и делает быстрые угрожающие движения в направлении источника музыки. Недавние исследования российских герпетологов показали, что под классические произведения Моцарта, Генделя и Равеля кобры танцуют с явным удовольствием, зажмурив глаза; а вот попса вызывает вялость, апатию и тошноту.
Кстати, о змеиных движениях: интересно наблюдать, как передвигается тело змеи - ног нет, ничто не толкает, не тянет, а оно скользит и течет, словно без костей. На самом деле факт состоит в том, что змеи просто заполнены костями - у некоторых видов к гибкому позвоночнику может быть прикреплено до 145 пар ребер! Своеобразие змеиной «походке» придает сочлененный позвоночник, к которому прикреплены ребра. Позвонки присоединяются друг к другу своего рода шарнирами, причем к каждому позвонку прикреплена своя пара ребер, что дает неповторимую свободу движений.
Некоторые азиатские змеи умеют летать! Они могут лихо взбираться на верхушки деревьев и оттуда парить вниз, расправляя ребра в стороны и превращаясь в подобие плоской ленты. Если райская древесная змея хочет перебраться с одного дерева на другое, она буквально перелетает на него, не спускаясь вниз. В полете они принимают S-образную форму для того, чтобы дольше удержаться в воздухе и попасть точно туда, куда им нужно. Как бы странно это ни звучало, древесная змея является даже более хорошим планером, чем белки-летяги! Некоторые летуны могут покрывать таким образом расстояния до 100 метров.
Между прочим, именно змеям должны быть благодарны все любители горячей румбы. В танце есть любопытное па: кавалеры выбрасывают далеко в сторону ногу и словно раздавливают кого-то. Родом это танцевальное движение из не таких уж давних времен, когда гремучая змея в мексиканском дансинге была вполне привычным явлением. Невозмутимые мачо, дабы произвести впечатление на дам, давили непрошеных гостий каблуком сапога. Потом это движение стало изюминкой румбы.
Не счесть поверий о волшебной силе змеиного сердца, дарующего силу и бессмертие. На самом деле, охотникам за таким сокровищем пришлось бы немало попотеть в поисках этого самого сердца: ведь оно может скользить вдоль тела змеи! Это чудо даровано природой для того, чтобы облегчить змее проход пищи по желудочно-кишечному тракту.
Несмотря на благоговейный страх перед змеями, человечество, как известно, с глубокой древности использует их «дары» для исцеления. Но есть и более любопытные случаи того, как люди - и не только - применяют себе во благо особенности этих удивительных существ. К примеру, совы порой подселяют маленьких змеек в свои гнезда. Те расправляются с мелкими насекомыми, конкурирующими с совятами за принесенную мамашей добычу. Благодаря поразительному соседству птенцы быстрее растут и меньше болеют.
В Мексике наряду с котятами и щенками любимцами детворы считаются местные «домашние» змеи. Они травоядны и при этом покрыты густой мохнатой шерстью. Бразильцы же предпочитают королевских удавов: в домах предместий Рио-де-Жанейро и в коттеджах горного курорта Петрополиса эти огромные пресмыкающиеся пользуются огромной любовью и уважением. Дело в том, что в стране великое множество ядовитых змей. Но в сад, где водится удав, не приползет ни одна ядовитая особь, даже если ими кишит все вокруг. Мало того, удавы нежно привязываются к детям. Едва ребенок выйдет из дома, «нянька» начинает следить за каждым его шагом. Удав неизменно сопровождает детей на прогулке и во время игр, оберегая малышей от нападения змей. Необычные гувернантки своей преданностью сохранили тысячи жизней, особенно в сельской местности, куда доставить спасительную сыворотку крайне проблематично. Малыши отвечают своим охранникам горячей взаимностью: удавы - большие аккуратисты, обладают всегда сухой, приятной на ощупь и очень чистой кожей, а уж о неприхотливости в быту стоит сказать особо: удав ест один раз в два, а то и в четыре месяца, довольствуясь годовым рационом в количестве, не большем пяти кроликов.
А на греческом острове Кефалония змей не приручают, не используют в качестве истребителя грызунов или секьюдицы. Именно в этот день к чудотворной иконе, перед которой когда-то просили о заступничестве монахини, в храм сползаются со всей округи маленькие ядовитые змейки с черными крестиками на головах. Что потрясает: они тянутся к чудотворной иконе, как завороженные, не боясь людей и не пытаясь их укусить. Люди так же спокойно реагируют на необычных «прихожан», которые ползают по иконам и без боязни перебираются на руки, когда их протягивают к ним. Играют со змейками даже малыши. Но вскоре после окончания праздничной службы змеи сползают с излюбленной ими иконы Богородицы и покидают церковь. Стоит им переползти дорогу и оказаться в горах - они вновь становятся прежними: к ним лучше не приближаться - тут же зашипят и могут укусить! Да уж, об этих удивительных созданиях природы можно говорить бесконечно: настолько особняком стоят они в мире животных. И все же напрасно мы в своем большинстве так не любим змей. Ведь китайцы говорят, что у змей человек использует все, кроме шипения, а те взамен не получают ничего, кроме неприязни. Ну, разве это справедливо?
Змея — животное типа хордовые, класса пресмыкающиеся, отряда чешуйчатые, подотряда змеи (Serpentes). Как и все рептилии, они являются холоднокровными животными, поэтому их существование зависит от температуры окружающего воздуха.
Змея — описание, характеристика, строение. Как выглядит змея?
Тело змеи имеет вытянутую форму и может достигать в длину от 10 сантиметров до 9 метров, а вес змеи колеблется от 10 грамм до более 100 килограмм. Самцы меньше самок, но обладают более длинным хвостом. Форма тела этих рептилий разнообразна: оно может быть коротким и толстым, длинным и тонким, а морские змеи имеют сплюснутое тело, напоминающее ленту. Поэтому внутренние органы этих чешуйчатых тоже имеют вытянутое строение.
Внутренние органы поддерживаются более чем 300 парами ребер, подвижно соединенных со скелетом.
Треугольная голова змеи имеет челюсти с эластичными связками, что дает возможность заглатывать пищу большого размера.
Многие змеи являются ядовитыми и используют яд как способ охоты и средство самообороны. Так как змеи глухие, то для ориентации в пространстве они помимо зрения используют способность улавливать вибрационные волны и тепловое излучение.
Главным информационным датчиком является раздвоенный язык змеи, позволяющий при помощи особых рецепторов внутри неба «собирать информацию» об окружающей среде. Змеиные веки – это сросшиеся прозрачные пленки, чешуйки, покрывающие глаза, поэтому змеи не моргают и даже спят с открытыми глазами.
Кожа змей покрыта чешуйками, количество и форма которых зависит от вида рептилии. Раз в полгода змея сбрасывает старую кожу – этот процесс называется линькой.
Кстати, окраска змеи бывает как однотонной у видов, обитающих в умеренном поясе, так и пестрой у представителей тропиков. Рисунок может быть продольный, поперечно-кольцевой или пятнистый.
Виды змей, названия и фотографии
Сегодня ученым известно более 3460 видов змей, проживающих на планете, среди которых наиболее известными являются аспиды, гадюки , морские змеи, ужи (не представляющие для человека опасности), ямкоголовые змеи, ложноногие змеи, имеющие оба легких, а также рудиментарные остатки тазовых костей и задних конечностей.
Рассмотрим несколько представителей подотряда змеи:
- Королевская кобра (гамадриад) (Ophiophagus hannah
)
Самая гигантская ядовитая змея на земле. Отдельные представители вырастают до 5,5 м, хотя средние размеры взрослых особей обычно не превышают 3-4 м. Яд королевской кобры - смертельный нейротоксин, приводящий к летальному исходу за 15 минут. Научное название королевской кобры дословно означает «поедатель змей», ведь это единственный вид, представители которого питаются себе подобными змеями. Самки обладают исключительным материнским инстинктом, неотлучно охраняя кладку яиц и полностью обходясь без пищи до 3 месяцев. Королевская кобра обитает в тропических лесах Индии, Филиппин и на островах Индонезии. Продолжительность жизни составляет более 30 лет.
- Черная мамба (Dendroaspis polylepis )
Африканская ядовитая змея, вырастающая до 3 м, является одной из самых быстрых змей, способных передвигаться со скоростью 11 км/ч. Высокотоксичный змеиный яд приводит к смерти за считанные минуты, хотя черная мамба не агрессивна и нападает на человека только в целях самозащиты. Свое название представители вида черная мамба получили благодаря черной окраске полости рта. Кожа змеи, как правило, имеет оливковый, зеленый или коричневый окрас с металлическим блеском. В пищу употребляет мелких грызунов, птиц и летучих мышей.
- Жестокая змея (пустынный тайпан) (Oxyuranus microlepidotus )
Наиболее ядовитая из сухопутных змей, яд которой в 180 раз сильнее яда кобры. Этот вид змей распространен в пустынях и на сухих равнинах Австралии. Представители вида достигают в длину 2,5 м. Окрас кожи меняется в зависимости от сезона: в сильную жару - соломенный, при похолодании становится темно-коричневым.
- Габонская гадюка (кассава) (Bitis gabonica )
Ядовитая змея, обитающая в африканских саваннах, является одной из самых больших и толстых гадюк длиной до 2 м и обхватом тела почти в 0,5 м. Все особи, принадлежащие данному виду, имеют голову характерной, треугольной формы с небольшими рожками, расположенными между ноздрями. Габонская гадюка отличается спокойным характером, редко нападая на людей. Относится к типу живородящих змей, размножается раз в 2-3 года, принося от 24 до 60 особей потомства.
- Анаконда (Eunectes murinus )
Гигантская (обыкновенная, зеленая) анаконда относится к подсемейству удавов, в прежние времена змею так и называли - водяной удав. Массивное туловище длиной от 5 до 11 м может иметь вес свыше 100 кг. Неядовитая рептилия водится в малопроточных реках, озерах и заводях тропической части Южной Америки, от Венесуэлы до острова Тринидад. Питается игуанами, кайманами, водоплавающей птицей и рыбой.
- Питон (Pythonidae )
Представитель семейства неядовитых змей отличается гигантскими размерами от 1 до 7,5 м в длину, причем самки питона гораздо крупнее и мощнее самцов. Ареал распространяется по всему восточному полушарию: тропические леса, болота и саванны африканского континента, Австралии и Азии. Рацион питонов состоит из мелких и средних млекопитающих. Взрослые особи целиком заглатывают леопардов, шакалов и дикобразов, а потом долго переваривают. Самки питонов откладывают яйца и насиживают кладку, путем сокращения мышц повышая температуру в гнезде на 15 -17 градусов.
- Африканские яичные змеи (яйцееды) (Dasypeltis scabra )
Представители семейства ужовых, питающиеся исключительно птичьими яйцами. Обитают в саваннах и редколесьях экваториальной части африканского континента. Особи обоих полов вырастают длиной не более 1 метра. Подвижные кости черепа змеи дают возможность широко раскрывать рот и глотать очень крупные яйца. При этом удлиненные шейные позвонки проходят сквозь пищевод и подобно консервному ножу вспарывают яичную скорлупу, после чего содержимое перетекает в желудок, а скорлупа отхаркивается.
- Лучистая змея (Xenopeltis unicolor )
Неядовитые змеи, длина которых в редких случаях достигает 1 м. Свое название рептилия получила за радужный отлив чешуи, имеющей темно-коричневый цвет. Роющие змеи обитают в рыхлых почвах лесов, возделанных полей и садов Индонезии, Борнео, Филиппин, Лаоса, Таиланда, Вьетнама и Китая. В качестве кормовых объектов используют мелких грызунов и ящериц.
- Червеобразная слепозмейка (Typhlops vermicularis )
Небольшие змейки, длиной до 38 см, внешне напоминают дождевых червей. Абсолютно безвредных представителей можно встретить под камнями, дынями и арбузами, а также в зарослях кустарников и на сухих каменистых склонах. Питаются жуками, гусеницами, муравьями и их личинками. Зона распространения простирается от Балканского полуострова до Кавказа, Средней Азии и Афганистана. Российские представители этого вида змей обитают в Дагестане.
Где обитают змеи?
Ареал распространения змей не включает в себя только Антарктиду, Новую Зеландию и острова Ирландии. Многие из них живут в тропических широтах. В природе змеи обитают в лесу, степях, на болотах, в знойных пустынях и даже в океане. Активный образ жизни рептилии ведут как днем, так и ночью. Виды, проживающие в умеренных широтах, в зимнее время впадают в спячку.
Чем питаются змеи в природе?
Почти все змеи являются хищниками, исключение составляет мексиканская травоядная змея. Рептилии могут употреблять пищу всего несколько раз в год. Одни змеи питаются крупными и мелкими грызунами или земноводными, а другие предпочитают птичьи яйца. В рацион морских змей входит рыба. Существует даже змея, питающаяся змеями: королевская кобра может поедать представителей своего семейства. Все змеи легко перемещаются по любым поверхностям, волнообразно изгибая тело, могут плавать и «перелетать» с дерева на дерево, сокращая мускулатуру.
Размножение змей. Как размножаются змеи?
Несмотря на тот факт, что по образу жизни змеи являются одиночными особями, в период спаривания они становятся довольно общительными и «любвеобильными». Брачный танец двух разнополых змей порой настолько удивителен и интересен, что однозначно завораживает внимание. Змей самец готов часами увиваться вокруг своей «избранницы», добиваясь ее согласия на оплодотворение. Пресмыкающиеся отряда змей являются яйцекладущими, а некоторые змеи способны рожать живых детенышей. Величина змеиной кладки варьируется от 10 до 120 000 яиц в зависимости от вида змеи и среды ее обитания.
Достигая половой зрелости к двум годам, змеи начинают спариваться. Самец ищет свою «даму» по запаху, обвивает шею самки своим телом, высоко поднимаясь над поверхностью земли. Кстати, в это время даже неядовитые особи бывают очень агрессивны из-за волнения и возбужденности.
Спаривание змей происходит в клубке, но сразу же после этого пара расползается и больше никогда не встречается. К новорожденным детенышам родители змеи не проявляют никакого интереса.
Свою кладку змея старается сделать в максимально укромном месте: корни растений, расщелины в камнях, трухлявые пни – будущей «мамочке» важен каждый тихий уголок. Отложенные яйца развиваются довольно быстро – всего за полтора-два месяца. Появившиеся на свет змейки и змееныши абсолютно самостоятельны, ядовитые особи имеют яд, но вот охотиться эти малыши могут лишь на мелких насекомых. Половой зрелости пресмыкающиеся достигают на второй год жизни. Средняя продолжительность жизни змеи достигает 30 лет.
Что такое змеиный яд? Это слюна, вырабатываемая слюнными железами ядовитых особей. Ее целебные свойства известны сотни лет: с добавлением яда змей фармацевты изготавливают гомеопатические препараты, кремы, мази и бальзамы. Эти средства помогают при ревматических заболевания суставов и при остеохондрозах. Тем не менее, столкнуться с ядовитым укусом этого пресмыкающегося в природе может быть не только неприятно и очень болезненно, но и смертельно опасно.
Что делать, если укусила змея? Первая помощь
- Если вас укусила змея, и при этом вы не знаете, была она ядовитая или неядовитая, в любом случае следует удалить из микро-ранки слюну змеи! Можно отсосать и быстро сплюнуть яд, можно выдавить его, но все эти манипуляции будут эффективны лишь первые одну-полторы минуты после укуса.
- Однозначно укушенного нужно срочно доставить в медучреждение (в больницу).
- При этом желательно визуально запомнить, как выглядела змея, ведь ее принадлежность к определенному виду максимально важна для медиков, которые будут назначать пострадавшему противозмеиную сыворотку.
- Если укушена конечность (рука, нога), то ее не нужно перетягивать: данная манипуляция не локализует распространение яда змеи, но вполне может привести к токсической асфиксии пораженных тканей.
- Никогда не паникуйте! Учащенное от волнения сердцебиение быстрее разгоняет кровь по организму, тем самым способствуя распространению змеиного яда по организму.
- Обеспечьте укушенному абсолютный покой, теплое питье и как можно скорее доставьте его к профессиональным медикам.
Введение...............................................................................................................3
1. Способов видеть много — все зависит от целей..........................................4
2. Рептилии. Общие сведения.............................................................................8
3. Органы инфракрасного зрения змей.............................................................12
4. «Тепловидящие» змеи....................................................................................17
5. Змеи поражают добычу вслепую...................................................................20
Заключение..........................................................................................................22
Список литературы.............................................................................................24
Введение
Вы уверены, что окружающий мир выглядит именно так, каким он предстает нашему взгляду? А вот животные видят его совсем иначе.
Роговица и хрусталик у человека и высших животных устроены одинаково. Схоже и устройство сетчатки. Она содержит чувствительные к свету колбочки и палочки. Колбочки отвечают за цветовое зрение, палочки — за зрение в темноте.
Глаз — удивительный орган человеческого организма, живой оптический прибор. Благодаря ему мы видим днем и ночью, различаем цвета и объем изображения. Глаз устроен как фотокамера. Его роговица и хрусталик, как объектив, преломляют и фокусируют свет. Выстилающая глазное дно сетчатка выступает в роли чувствительной фотопленки. Она состоит из особых световоспринимающих элементов — колбочек и палочек.
А как устроены глаза наших «братьев меньших»? У животных, которые охотятся ночью, в сетчатке больше палочек. У тех представителей фауны, которые ночью предпочитают спать, в сетчатке одни колбочки. Самые зоркие в природе — дневные животные и птицы. Это и понятно: без острого зрения они просто не выживут. Но и у ведущих ночной образ жизни животных есть свои преимущества: даже при минимальном освещении они замечают малейшие, почти неуловимые движения.
В целом люди видят четче и лучше большинства животных. Дело в том, что в глазу человека имеется так называемое желтое пятно. Оно расположено в центре сетчатки на оптической оси глаза и содержит только колбочки. На них попадают лучи света, которые меньше всего искажаются, проходя через роговицу и хрусталик.
«Желтое пятно» — специфическая особенность зрительного аппарата человека, все остальные виды его лишены. Именно из-за отсутствия этого важного приспособления собаки и кошки видят хуже нас.
1. Способов видеть много — все зависит от целей
Каждый вид в результате эволюции развил свои зрительные способности настолько, насколько это требуется для его среды обитания и образа жизни. Если понимать это, можно сказать, что у всех живых организмов зрение по-своему «идеальное».
Человек под водой видит плохо, а у рыбы глаза устроены так, что она, не меняя позиции, различает предметы, которые для нас остаются «за бортом» зрения. У донных рыб, например камбалы и сома, глаза расположены в верхней части головы, чтобы видеть врагов и добычу, которые обычно появляются сверху. Кстати, глаза рыбы могут поворачиваться в разные стороны независимо друг от друга. Зорче других видят под водой хищные рыбы, а также обитатели глубин, питающиеся мельчайшими существами — планктоном и донными организмами.
Зрение животных приспособлено к привычной среде. Кроты, например, подслеповаты — они видят только вблизи. Но другое зрение в полной темноте их подземных нор и не нужно. Мухи и другие насекомые плохо различают очертания предметов, зато за одну секунду способны зафиксировать большое число отдельных «картинок». Около 200 по сравнению с 18 у человека! Поэтому мимолетное движение, которое мы воспринимаем как едва уловимое, для мухи «раскладывается» на множество единичных образов — словно кадры на кинопленке. Благодаря этому свойству насекомые моментально ориентируются, когда им нужно ловить на лету свою жертву или спасаться от врагов (включая людей с газетой в руке).
Глаза насекомых — одно из самых удивительных творений природы. Они хорошо развиты и занимают большую часть поверхности головы насекомого. Состоят из двух типов — простых и сложных. Простых глаз обычно три, и расположены они на лбу в виде треугольника. Они различают свет и темноту, а когда насекомое летит, следят за линией горизонта.
Сложные глаза состоят из множества маленьких глазков (фасеток), имеющих вид выпуклых шестигранников. Каждый такой глаз оснащен своеобразной простейшей линзой. Сложные глаза дают мозаичное изображение — в каждую фасетку «вмещается» лишь фрагмент попавшего в поле зрения объекта.
Интересно, что у многих насекомых в сложных глазах отдельные фасетки увеличены. А их место расположения зависит от образа жизни насекомого. Если его больше «интересует», что происходит над ним, самые большие фасетки находятся в верхней части сложного глаза, а если под ним — в нижней. Ученые не раз пытались понять, что именно видят насекомые. Действительно ли окружающий мир предстает перед их взором в виде волшебной мозаики? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет.
Особенно много опытов проводилось с пчелами. В ходе экспериментов выяснилось, что зрение этим насекомым нужно для ориентации в пространстве, распознавания врагов и общения с другими пчелами. В темноте пчелы не видят (и не летают). Зато они очень хорошо различают некоторые цвета: желтый, синий, голубовато-зеленый, фиолетовый и еще специфический «пчелиный». Последний — это результат «смешения» ультрафиолетового, синего и желтого. В целом остротой своего зрения пчелы вполне могут конкурировать с людьми.
Ну а как же обходятся существа, у которых очень слабое зрение или те, кто вовсе им обделен? Как они ориентируются в пространстве? Некоторые тоже «видят» — только не глазами. У простейших беспозвоночных и медуз, состоящих на 99 процентов из воды, имеются чувствительные к свету клетки, отлично заменяющие им привычные зрительные органы.
Зрение представителей фауны, населяющих нашу планету, хранит еще много удивительных тайн, и они ждут своих исследователей. Но ясно одно: все разнообразие глаз в живой природе — результат долгой эволюции каждого вида и тесным образом связано с его образом жизни и средой обитания.
Люди
Мы четко видим предметы вблизи и различаем тончайшие оттенки цветов. В центре сетчатки расположены колбочки «желтого пятна», отвечающие за остроту зрения и восприятие цвета. Обзор — 115—200 градусов.
На сетчатке нашего глаза изображение фиксируется в перевернутом виде. Но наш мозг корректирует картинку и преобразует ее в «правильную»
Кошки
Широко посаженные кошачьи глаза дают обзор в 240 градусов. Сетчатка глаза в основном снабжена палочками, колбочки собраны в центре ретины (области острого зрения). Ночное зрение лучше дневного. В темноте кошка видит в 10 раз лучше нас. Ее зрачки расширяются, а находящийся под сетчаткой отражающий слой обостряет зрение. А цвета кошка различает плохо — всего несколько оттенков.
Собаки
Долгое время считалось, что собака видит мир черно-белым. Однако псовые всё же различают цвета. Просто эта информация не слишком значима для них.
Зрение у псовых на 20-40% хуже, чем у человека. Объект, который мы различаем на расстоянии 20 метров, для собаки «исчезает», если он отдален больше чем на 5 метров. Зато ночное зрение отличное — в три-четыре раза лучше, чем у нас. Собака — ночной охотник: она далеко видит во тьме. В темноте собака сторожевой породы способна разглядеть движущийся объект на расстоянии 800-900 метров. Обзор — 250—270 градусов.
Птицы
Пернатые — рекордсмены по остроте зрения Они хорошо различают цвета. У большинства хищных птиц острота зрения в несколько раз выше, чем у человека. Ястребы и орлы замечают движущуюся добычу с высоты двух километров. От внимания парящего на высоте 200 метров ястреба не ускользает ни одна деталь. Его глаза «увеличивают» центральную часть изображения в 2,5 раза. У человеческого глаза нет такого «увеличителя»: чем выше мы находимся, тем хуже видим то, что внизу.
Змеи
У змеи нет век. Ее глаз покрыт прозрачной оболочкой, которую при линьке заменяет новая. Взгляд змея фокусирует, меняя форму хрусталика.
Большинство змей различают цвета, но контуры изображения расплываются. Змея главным образом реагирует на движущийся объект, да и то, если он рядом. Стоит жертве пошевельнуться, и рептилия обнаруживает ее. Если вы замрете, змея вас не увидит. Но может атаковать. Расположенные возле глаз змеи рецепторы улавливают тепло, исходящее от живого существа.
Рыбы
Глаз у рыбы — с шарообразным хрусталиком, который не меняет форму. Чтобы сфокусировать взгляд, рыба приближает или удаляет хрусталик от сетчатки глаза с помощью особых мышц.
В прозрачной воде рыба видит в среднем на 10-12 метров, а четко — на расстоянии 1,5 метра. Зато угол зрения необычайно велик. Рыбы фиксируют предметы в зоне 150 градусов по вертикали и 170 градусов по горизонтали. Они различают цвета и воспринимают инфракрасное излучение.
Пчелы
«Пчелы дневного видения»: на что глядеть ночью в улье?
Глаз пчелы улавливает ультрафиолетовое излучение. Другую пчелу она видит в лиловом цвете и будто через «сжавшую» изображение оптику.
Глаз пчелы состоит из 3 простых и 2 сложных фасеточных глазков. Сложные во время полета различают движущиеся предметы и очертания неподвижных. Простые — определяют степень интенсивности света. Ночного зрения у пчел нет»: на что глядеть ночью в улье?
2. Рептилии. Общие сведения
У рептилий плохая репутация и мало друзей среди людей. Существует множество недоразумений, связанных с их телом и образом жизни и сохранившихся до наших дней. Действительно, само слово “рептилия” означает “животное, которое пресмыкается” и словно напоминает о распространенном представлении о них, в особенности, о змеях как об отвратительных созданиях. Несмотря на сложившийся стереотип, не все змеи ядовиты и многие рептилии играют существенную роль в регулировании численности насекомых и грызунов.
Большинство рептилий - хищники, обладающие хорошо развитой сенсорной системой, помогающей находить добычу и избегать опасности. У них отменное зрение, а змеи, кроме того, имеют специфическую способность фокусировать свой взгляд, изменяя форму хрусталика. Рептилии, ведущие ночной образ жизни, как, например, гекконы, видят все черно-белым, но большинство других имеет хорошее цветное зрение.
Слух для большинства рептилий не имеет особой важности, и внутренние структуры уха обычно слабо развиты. У большинства отсутствует и наружное ухо, исключая барабанную перепонку, или “тимпанум”, которая воспринимает колебания, передаваемые по воздуху; от барабанной перепонки они передаются через косточки внутреннего уха к мозгу. Змеи наружного уха не имеют и могут воспринимать только те колебания, которые передаются по земле.
Рептилий характеризуют как холоднокровных животных, но это не вполне точно. Температура их тела в основном определяется окружающей средой, но во многих случаях они могут ее регулировать и при необходимости поддерживать на более высоком уровне. Некоторые виды способны генерировать и удерживать тепло внутри собственных тканей тела. Холодная кровь имеет некоторые преимущества по сравнению с теплой. Млекопитающим необходимо поддерживать температуру тела на постоянном уровне в очень узких пределах. Для этого им постоянно требуется пища. Рептилии, наоборот, очень хорошо переносят понижение температуры тела; ее жизненный интервал у них намного шире, чем у птиц и млекопитающих. Поэтому они способны заселять такие места, которые для млекопитающих не пригодны, например, пустыни.
Однажды наевшись, они могут переваривать пищу в состоянии покоя. У некоторых самых крупных видов между приемами пищи может проходить несколько месяцев. Крупные млекопитающие не выжили бы при таком режиме питания.
По-видимому, из рептилий только у ящериц хорошо развито зрение, так как многие из них охотятся на быстро передвигающуюся добычу. Водные рептилии в большей степени полагаются на такие органы чувств, как обоняние и слух, когда выслеживают добычу, находят себе супруга или определяют приближение врага. Зрение у них выполняет подсобную роль и действует только на близком расстоянии, зрительные образы расплывчаты, отсутствует способность долго фокусироваться на неподвижных предметах. У большинства змей зрение довольно слабое, способное обычно регистрировать только движущиеся объекты, находящиеся поблизости. Реакция оцепенения у лягушек, когда к ним приближается, например, уж, является хорошим защитным механизмом, так как змея не догадается о присутствии лягушки, пока та не сделает резкого движения. Если же такое произойдет, то зрительные рефлексы позволят змее быстро расправиться с ней. Только древесные змеи, которые обвиваются вокруг веток и хватают птиц и насекомых на лету, имеют хорошее бинокулярное зрение.
У змей система органов чувств иная, чем у других имеющих слух рептилий. По-видимому, они не слышат совсем, так что звуки дудочки заклинателя змей для них недоступны, они входят в состояние транса от движений этой дудочки из стороны в сторону. Они не имеют наружного уха и барабанной перепонки, но, возможно, способны улавливать некоторые очень низкочастотные вибрации, используя в качестве органов чувств легкие. В основном змеи обнаруживают добычу или приближающегося хищника по колебаниям земли или другой поверхности, на которой они находятся. Тело змеи, целиком находящееся в контакте с землей, действует как один большой детектор колебаний.
Некоторые виды змей, в том числе гремучие и ямкоголовые, обнаруживают добычу по инфракрасному излучению ее тела. Под глазами у них имеются чувствительные клетки, определяющие малейшие изменения температуры вплоть до долей градуса и, таким образом, ориентирующие змей на местонахождение жертвы. Некоторые удавы также имеют чувствительные органы (на губах вдоль ротового отверстия), способные фиксировать изменения температуры, но они менее чувствительны, чем у гремучих и ямкоголовых змей.
Для змей очень важны чувства вкуса и обоняния. Дрожащий раздвоенный змеиный язык, который некоторые люди считают «змеиным жалом», в действительности собирает быстро исчезающие в воздухе следы различных веществ и переносит их к чувствительным углублениям на внутренней поверхности рта. На небе находится специальное устройство (орган Якобсона), которое связано с мозгом ответвлением обонятельного нерва. Постоянное выпускание и втягивание язычка является эффективным методом отбора проб воздуха на важные химические компоненты. При втягивании язык оказывается рядом с органом Якобсона, и его нервные окончания определяют эти вещества. У других рептилий большую роль играет чувство обоняния, и та часть мозга, которая отвечает за эту функцию, развита очень хорошо. Органы вкуса обычно развиты меньше. Как и у змей, орган Якобсона, используется для обнаружения в воздухе (у некоторых видов - с помощью языка) частичек, несущих ощущение запаха.
Многие рептилии живут в очень сухих местах, так что сохранение воды в теле для них очень важно. Ящерицы и змеи сохраняют воду лучше всех, но вовсе не благодаря чешуйчатой коже. Через кожу они теряют почти столько же влаги, сколько птицы и млекопитающие.
В то время как у млекопитающих высокая частота дыхания приводит к большому испарению с поверхности легких, у рептилий частота дыхания намного меньше и, соответственно, через ткани легких потеря воды минимальная. Многие виды рептилий снабжены железами, способными очищать кровь и ткани тела от солей, выделяя их в форме кристаллов, снижая этим потребность отделения больших объемов мочи. Другие нежелательные соли в крови превращаются в мочевую кислоту, которая может удаляться из организма с минимальным количеством воды.
Яйца рептилий содержат все необходимое для развивающегося зародыша. Это запас пищи в виде крупного желтка, воды, которая содержится в белке, и многослойная защитная оболочка, которая не пропускает опасных бактерий, но пропускает воздух для дыхания.
Внутренняя оболочка (амнион), непосредственно окружающая эмбрион, аналогична такой же оболочке у птиц и млекопитающих. Аллантоисом называется более мощная мембрана, действующая как легкие и орган выделения. Она обеспечивает проникновение кислорода и выход отработанных веществ. Хорион - оболочка, окружающая все содержимое яйца. Наружная скорлупа у ящериц и змей кожистая, но у черепах и крокодилов она более твердая и кальцинированная, как яичная скорлупа у птиц.
4. Органы инфракрасного зрения змей
Инфракрасное зрение змей требует нелокальной обработки изображений
Органы, позволяющие змеям «видеть» тепловое излучение, дают крайне расплывчатое изображение. Тем не менее у змеи в мозгу формируется четкая тепловая картина окружающего мира. Немецкие исследователи выяснили, как такое может быть.
Некоторые виды змей обладают уникальной способностью улавливать тепловое излучение, позволяющей им разглядывать" окружающий мир в абсолютной темноте. Правда, они «видят» тепловое излучение не глазами, а специальными чувствительными к теплу органами.
Строение такого органа очень просто. Рядом с каждым глазом располагается отверстие диаметром около миллиметра, которое ведет в небольшую полость примерно такого же размера. На стенках полости расположена мембрана, содержащая матрицу из клеток-терморецепторов размером примерно 40 на 40 клеток. В отличие от палочек и колбочек сетчатки глаза, эти клетки реагируют не на «яркость света» тепловых лучей, а на локальную температуру мембраны.
Этот орган работает как камера-обскура, прототип фотоаппаратов. Мелкое теплокровное животное на холодном фоне испускает во все стороны «тепловые лучи» — далекое инфракрасное излучение с длиной волны примерно 10 микрон. Проходя через дырочку, эти лучи локально нагревают мембрану и создают «тепловое изображение». Благодаря высочайшей чувствительности клеток-рецепторов (детектируется разница температур в тысячные доли градуса Цельсия!) и неплохому угловому разрешению, змея может заметить мышь в абсолютной темноте с довольно большого расстояния.
С точки зрения физики как раз хорошее угловое разрешение и представляет собой загадку. Природа оптимизировала этот орган так, чтобы лучше «видеть» даже слабые источники тепла, то есть попросту увеличила размер входного отверстия — апертуры. Но чем больше апертура, тем более размытое получается изображение (речь идет, подчеркнем, про самое обычное отверстие, безо всяких линз). В ситуации со змеями, где апертура и глубина камеры примерно равны, изображение оказывается настолько размытым, что из него ничего, кроме «где-то поблизости есть теплокровное животное», извлечь нельзя. Тем не менее опыты со змеями показывают, что они могут определять направление на точечный источник тепла с точностью около 5 градусов! Как же змеям удается достичь столь высокого пространственного разрешения при таком ужасном качестве «инфракрасной оптики»?
Изучению именно этого вопроса была посвящена недавняя статья немецких физиков A. B. Sichert, P. Friedel, J. Leo van Hemmen, Physical Review Letters, 97, 068105 (9 August 2006).
Раз реальное «тепловое изображение», говорят авторы, сильно размыто, а «пространственная картина», возникающая у животного в мозгу, довольно четкая, значит существует некий промежуточный нейроаппарат на пути от рецепторов к мозгу, который как бы настраивает резкость изображения. Этот аппарат не должен быть слишком сложным, иначе змея очень долго «обдумывала» бы каждое полученное изображение и реагировала бы на стимулы с запаздыванием. Более того, по мнению авторов этот аппарат вряд ли использует многоступенчатые итеративные отображения, а является, скорее, каким-то быстрым одношаговым преобразователем, работающим по навсегда зашитой в нервную систему программе.
В своей работе исследователи доказали, что такая процедура возможна и вполне реальна. Они провели математическое моделирование того, как возникает «тепловое изображение», и разработали оптимальный алгоритм многократного улучшения его четкости, окрестив его «виртуальной линзой».
Несмотря на громкое название, использованный ими подход, конечно, не является чем-то принципиально новым, а всего лишь разновидность деконволюции — восстановления изображения, испорченного неидеальностью детектора. Это процедура, обратная смазыванию картинки, и она широко применяется при компьютерной обработке изображений.
В проведенном анализе, правда, был важный нюанс: закон деконволюции не требовалось угадывать, его можно было вычислить исходя из геометрии чувствительной полости. Иными словами, было заранее известно, какое конкретно изображение даст точечный источник света в любом направлении. Благодаря этому совершенно размытое изображение можно было восстановить с очень хорошей точностью (обычные графические редакторы со стандартным законом деконволюции с этой задачей бы и близко не справились). Авторы предложили также конкретную нейрофизиологическую реализацию этого преобразования.
Сказала ли эта работа какое-то новое слово в теории обработки изображений — вопрос спорный. Однако она, несомненно, привела к неожиданным выводам касательно нейрофизиологии «инфракрасного зрения» у змей. Действительно, локальный механизм «обычного» зрения (каждый зрительный нейрон снимает информацию со своей маленькой области на сетчатке) кажется столь естественным, что трудно представить что-то сильно иное. А ведь если змеи действительно используют описанную процедуру деконволюции, то каждый нейрон, дающий свой вклад в цельную картину окружающего мира в мозгу, получает данные вовсе не из точки, а из целого кольца рецепторов, проходящего по всей мембране. Можно только удивляться, как природа умудрилась сконструировать такое «нелокальное зрение», компенсирующее дефекты инфракрасной оптики нетривиальными математическими преобразованиями сигнала.
Инфракрасные детекторы, конечно, трудно отличить от терморецепторов, рассмотренных выше. Тепловой детектор клопов Triatoma мог бы быть рассмотрен и в этом разделе. Тем не менее, некоторые терморецепторы настолько специализировались в детектировании удаленных источников тепла и определении направления на них, что стоит рассмотреть их отдельно. Наиболее известны из них лицевые и губные ямки некоторых змей. Первые указания на то, что у семейства ложноногих змей Boidae (удавы, питоны и т.д.) и подсемейства ямкоголовых змеи Crotalinae (гремучие змеи, в т.ч. настоящие гремучники Crotalus и бушмейстер (или сурукуку) Lachesis) имеются инфракрасные сенсоры, были получены из анализа их поведения при поиске жертв и определении направления атаки. Инфракрасное детектирование используется также для обороны или бегства, которое вызывается появлением излучающего тепло хищника. Впоследствии электрофизиологическая исследования тройничного нерва, иннервирующего губные ямки ложноногих змей и лицевые ямки ямкоголовых змей (между глазами и ноздрями) , подтвердили, что эти углубления действительно содержат инфракрасные рецепторы. Инфракрасное излучение представляет собой адекватный стимул для этих рецепторов, хотя ответ может генерироваться и при омывании ямки теплой водой.
Гистологические исследования показали, что ямки содержат не специализированные рецепторные клетки, а немиелинизированные окончания тройничного нерва, образующие широкое не перекрывающееся ветвление.
В ямках и ложноногих, и ямкоголовых змей поверхность дна ямки реагирует на инфракрасное излучение, причем реакция зависит от расположения источника излучения по отношению к краю ямки.
Активация рецепторов и у ложноногих, и у ямкоголовых змей требует изменения потока инфракрасного излучения. Это может достигаться либо в результате движения излучающего тепло объекта в "поле зрения" относительно более холодного окружения, либо при сканирующем движении головы змеи.
Чувствительность достаточна для обнаружения потока излучения от руки человека, перемещающейся в "поле зрения" на расстоянии 40 - 50 см, из чего следует, что пороговый стимул составляет менее 8 х 10-5 Вт/см2. Исходя из этого, повышение температуры, детектируемое рецепторами, составляет порядка 0,005оС (т.е. примерно на порядок лучше, чем способность человека к детектированию изменений температуры).
5. "Тепловидящие" змеи
Проведенные в 30-х годах XX векаучеными эксперименты с гремучими и родственными им ямкоголовыми змеями (кроталидами) показали, что змеи действительно могут как бы видеть тепло, испускаемое пламенем. Рептилии оказались способными обнаруживать на большом расстоянии едва уловимое тепло, испускаемое нагретыми предметами, или, иначе говоря, они были способны чувствовать инфракрасное излучение, длинные волны которого невидимы для человека. Способность ямкоголовых змей чувствовать тепло настолько велика, что они могут на значительном расстоянии уловить тепло, излучаемое крысой. Датчики тепла находятся у змей в небольших ямках на морде, откуда и их название - ямкоголовые. В каждой небольшой, расположенное между глазами и ноздрями, направленной вперед ямке имеется крошечное, как булавочный укол, отверстие. На дне этих отверстий расположена мембрана, сходная строением с сетчаткой глаза, содержащая мельчайшие терморецепторы в количества 500-1500 на квадратный миллиметр. Терморецепторы 7000 нервных окончаний соединены с ветвью тройничного нерва, расположенной на голове и морде. Поскольку зоны чувствительности обеих ямок перекрываются, ямкоголовая змея может воспринимать тепло стереоскопически. Стереоскопическое восприятие тепла позволяет змее, улавливая инфракрасные волны, не только находить добычу, но и оценивать расстояние до нее. Фантастическая тепловая чувствительность сочетается у ямкоголовых змей с быстрой реакцией, позволяющей змеям моментально, менее чем за 35 миллисекунд, реагировать на тепловой сигнал. Не удивительно, что обладающие такой реакцией змеи очень опасны.
Способность улавливать инфракрасное излучение дает ямкоголовым змеям значительные возможности. Они могут охотиться ночью и преследовать основную свою добычу - грызунов в их подземных норах. Хотя у этих змей имеется высокоразвитое обоняние, которое они также используют для поиска добычи, их смертоносный бросок направляется теплочувствительными ямками и дополнительными терморецепторами, расположенными внутри пасти.
Хотя инфракрасное чутье у других групп змей изучено хуже, известно, что удавы и питоны также имеют термочувствительные органы. Вместо ямок эти змеи имеют более 13 пар терморецепторов, расположенных вокруг губ.
В глубинах океана царит мрак. Туда не доходит свет солнца, и там мерцает только свет, испускаемый глубоководными обитателями моря. Как светлячки на суше, эти создания снабжены органами, генерирующими свет.
Обладающий огромной пастью черный малакост (Маlасоsteus niger) живет в полной темноте на глубинах от 915 до 1830 м и является хищником. Как же он может охотиться в полной темноте?
Малакост способен видеть так называемый дальний красный свет. Световые волны в красной части так называемого видимого спектра имеют наибольшую длину волны, около 0,73-0,8 микрометра. Хотя этот свет невидим для человеческого глаза, его видят некоторые рыбы, в том числе черный малакост.
По бокам глаз малакоста находится пара биолюминесцентных органов, испускающих сине-зеленый свет. Большинство других биолюминесцирующих созданий в этом царстве тьмы также испускают голубоватый свет и имеют глаза, чувствительные к волнам голубой области видимого спектра.
Вторая пара биолюминесцентных органов черного малакоста расположена ниже его глаз и дает дальний красный свет, который невидим остальным, живущим в глубинах океана. Эти органы дают черному малакосту преимущество перед соперниками, так как испускаемый им свет помогает ему увидеть добычу и позволяет поддерживать связь с другими особями своего вида, не выдавая своего присутствия.
Но каким же образом черный малакост видит дальний красный свет? Согласно поговорке "Ты есть то, что ты ешь", он действительно получает эту возможность, поедая крошечных веслоногих рачков - копепод, которые, в свою очередь, питаются бактериями, поглощающими дальний красный свет. В 1998 году группой ученых из Великобритании, в состав которой входили доктор Джулиан Партридж и доктор Рон Дуглас, было обнаружено, что сетчатка глаз черного малакоста содержит модифицированный вариант бактериального хлорофилла - фотопигмента, способного улавливать лучи дальнего красного света.
Благодаря дальнему красному свету некоторые рыбы могут видеть в воде, которая нам показалась бы черной. Кровожадная пиранья в мутных водах Амазонки, например, воспринимает воду как темно-красную, цвет более проницаемый, чем черный. Вода выглядит красной из-за частиц растительности красного цвета, которые поглощают лучи видимого спектра. Только лучи дальнего красного света проходят сквозь мутную воду, и их может видеть пиранья. Инфракрасные лучи позволяют ей видеть добычу, даже если она охотится в полной темноте.Так же как у пираньи, у карасей в их естественных местах обитания пресная вода часто бывает мутной, переполненной растительностью. И они адаптируются к этому, имея способность различать дальний красный свет. Действительно, их визуальный ряд (уровень) превышает таковой пираньи, так как они могут видеть не только в дальнем красном, но и в настоящем инфракрасном свете. Так что ваша любимая домашняя золотая рыбка может разглядеть гораздо больше, чем вы думаете, включая "невидимые" инфракрасные лучи, испускаемые обычными бытовыми электронными приспособлениями, такими, как телевизионный пульт и пучок лучей охранной сигнальной системы.
5. Змеи поражают добычу вслепую
Известно, что многие виды змей даже будучи лишенными зрения способны поражать свои жертвы со сверхъестественной точностью.
Рудиментарность их тепловых сенсоров не дает оснований утверждать, что одна только способность воспринимать тепловое излучение жертв может объяснить эти удивительные способности. Исследование ученых из Мюнхенского технического университета показывает, что, вероятно, все дело в наличии у змей уникальной «технологии» обработки визуальной информации, сообщает Newscientist.
Многие змеи обладают чувствительными детекторами инфракрасных лучей, что помогает им ориентироваться в пространстве. В лабораторных условиях змеям заклеивали глаза пластырем, и оказалось, что они способны поразить крысу мгновенным ударом ядовитых зубов в область шеи жертвы или за ушами. Такая точность не может объясняться только способностью змеи видеть тепловое пятно. Очевидно, все дело в способности змей каким-то образом обрабатывать инфракрасное изображение и «чистить» его от помех.
Ученые разработали модель, в которой учитываются и фильтруются как тепловые «шумы», исходящие от движущейся добычи, так и любые ошибки, связанные с функционированием самой мембраны-детектора. В модели сигнал от каждого из 2 тысяч тепловых рецепторов вызывает возбуждение своего нейрона, но интенсивность этого возбуждения зависит от входа на каждую из остальных нервных клеток. Интегрируя в модели сигналы от взаимодействующих рецепторов, ученым удалось получить очень четкие тепловые изображения даже при высоком уровне посторонних шумов. Но даже сравнительно малые погрешности, связанные с работой мембран-детекторов, могут полностью разрушить изображение. Для минимизации таких погрешностей толщина мембраны не должна превышать 15 микрометров. И оказалось, что мембраны ямкоголовых змей имеют именно такую толщину, рассказывает cnews.ru.
Таким образом, ученым удалось доказать удивительную способность змей обрабатывать даже изображения, весьма далекие от совершенства. Теперь дело за подтверждением модели исследованиями реальных змей.
Заключение
Известно, что многие виды змей (в частности из группы ямкоголовых), даже будучи лишенными зрения, способны поражать свои жертвы со сверхъестественной «точностью». Рудиментарность их тепловых сенсоров не дает оснований утверждать, что одна только способность воспринимать тепловое излучение жертв может объяснить эти удивительные способности. Исследование ученых из Мюнхенского технического университета показывает, что, возможно, все дело в наличии у змей уникальной «технологии» обработки визуальной информации, сообщает Newscientist.
Известно, что многие змеи обладают чувствительными детекторами инфракрасных лучей, которые помогают им ориентироваться в пространстве и обнаруживать добычу. В лабораторных условиях змей временно лишали зрения, заклеивая их глаза пластырем, и оказалось, что они способны поразить крысу мгновенным ударом ядовитых зубов, направленным в область шеи жертвы, за ушами - там, где крыса не способна дать отпор при помощи своих острых резцов. Такая точность не может объясняться лишь способностью змеи видеть расплывчатое тепловое пятно.
По бокам передней части головы у ямкоголовых змей имеются углубления (которые и дали название этой группе), в которых расположены чувствительные к теплу мембраны. Как же «фокусируется» тепловая мембрана? Предполагалось, что этот орган работает по принципу камеры-обскуры. Однако для реализации этого принципа диаметр отверстий слишком велик, и в результате можно получить только очень расплывчатое изображение, не способное обеспечить уникальную точность змеиного броска. Очевидно, все дело в способности змей каким-то образом обрабатывать инфракрасное изображение и «чистить» его от помех.
Ученые разработали модель, в которой учитываются и фильтруются как тепловые «шумы», исходящие от движущейся добычи, так и любые ошибки, связанные с функционированием самой мембраны-детектора. В модели сигнал от каждого из 2 тысяч тепловых рецепторов вызывает возбуждение своего нейрона, но интенсивность этого возбуждения зависит от входа на каждую из остальных нервных клеток. Интегрируя в модели сигналы от взаимодействующих рецепторов, ученым удалось получить очень четкие тепловые изображения даже при высоком уровне посторонних шумов. Но даже сравнительно малые погрешности, связанные с работой мембран-детекторов, могут полностью разрушить изображение. Для минимизации таких погрешностей толщина мембраны не должна превышать 15 микрометров. И оказалось, что мембраны ямкоголовых змей имеют именно такую толщину.
Таким образом, ученым удалось доказать удивительную способность змей обрабатывать даже изображения, весьма далекие от совершенства. Осталось только подтвердить модель исследованиями реальных, а не «виртуальных», змей.
Список литературы
1. Анфимова М.И. Змеи в природе. - М, 2005. - 355 с.
2. Васильев К.Ю. Зрение рептилий. - М, 2007. - 190 с.
3. Яцков П.П. Змеиная порода. - Спб, 2006. - 166 с.
Мои корлевский питон или питон-шар или питон региус (Python regius)
Помните фильм "Пестрая лента"? Там свистом подзывали змею, и потом шел разговор, что мол змеи глухи и так далее. Так вот - спешу сообщить, что змеи ни фига не глухие! Но, слышат они немного не так, точнее совсем не так как мы.
Вспоминаем курс биологии: орган слуха состоит из наружного уха, барабанной перепонки, к которой подсоединены косточки от одной до трех (зависит от вида животного) они передают сигнал в улитку, трехмерный закрученный спиралью орган, в котором есть ресничные клеточки, которые собственно и считывают звуковые колебания, за счет жидкости, улитку наполняющей. Ну вот как-то так. В чем же проблема змей? А у них нет барабанной перепонки, как и наружного органа слуха.
А вот улитка (голубая) и слуховая косточка (зеленая) - есть. И мало того, слуховая косточка (зеленая) присоединена к большой квадратной кости (синяя) Ну и зачем? Ааа... вот тут начинается самое интересное! Кость квадратная вместе с челюстью заменяет барабанную перепонку. Получается эдакий резонатор за счет системы рычагов, который воспринимает вибрацию от земли и волны низкой частоты. Змея вас слышит за несколько метров, даже если идти вы будете аккуратно и тихо. Но вот свистеть змее как в кино и правда без толку. А вот все низкие звуки которые слышим мы - они прекрасно различают. Скажем по своим змейсам я вижу как они вздрагивают от низкого гавка моих собак, и как чуют едущую тяжелую машину на улице, а сами мы на пятом этаже.
Что еще интересного у змей есть. А есть у них терморецепция. Это термоямки у гадюковых, питонов, удавов, некоторых странных африканских ужеобразных.
Вот вам термоямки хорошо видны у моего питона региуса (Python regius) на верхней челюсти
Самый совершенный термоаппарат, скажем так, это у ямкоголовых гадюк (Crotalinae ). Там внутри каждой ямки с несоклькими слоями мембран и кучй разных терморецепторов. Все они ужасно чувствительны! Нет, они не видят как тепловизор! Не верьте фильмам ВВС - никакого контура ничего там змея не разглядывает. В термоямках нет белка радопсина, там происходит считывание информации за счет ионных каналов в мембранах рецепторов! они показывают силу теплоизлучения объекта и направление к нему. Все.
Вообще, что ни говори: но по количеству органов чувств и их сложности, змея переплюнет почти любое наземное животное. В следующий раз расскажу вам как змеи видят и зачем высовывают язык.
Ну, а про иэволюцию их ядовитого аппарата - это вообще отдельная песня!
