Zoomservice.ru

Зоо журнал
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зрение у акул

Все об акулах

Глаза и зрение акул

Зоркий хищник или подслеповатое существо?

Зрение, как орган чувств, присуще многим земным животным, причем уровень развития этого органа зависит напрямую от уровня развития нервной системы организма.
Основным светочувствительным элементом высокоразвитых организмов являются глаза. У менее развитых функции зрения могут выполнять некоторые другие органы, например, глазные ямки (у медуз), кожные рецепторы (вспомогательное зрение многих головоногих моллюсков) и т.д. Своим внешним строением глаза акулы намекают о довольно развитом зрении, однако так ли это.
Давайте попробуем разобраться.

Глаза у большинства видов акул устроены по тому же принципу, как и у высокоразвитых позвоночных животных. Так же, как и человеческие глаза, глаза акулы имеют хрусталик, радужную оболочку, роговицу, стекловидное тело, сетчатку и пигментную оболочку. Фокусировкой зрения (управлением резкости зрения в зависимости от расстояния до рассматриваемого объекта) управляет зрительный нерв, который изменяет кривизну хрусталика (реже), либо изменяет его расстояние до светочувствительного слоя — сетчатки (чаще).

Уникальность строения глаз акул заключается в наличии за сетчаткой отражающего слоя — тапетума (tapetum lucidum). Он представляет собой, в грубом представлении, слой пластинок, отражающих свет, словно зеркала. Благодаря тапетуму светочувствительность зрения значительно возрастает, поскольку часть лучей, ускользнувшая от анализа нервными клетками сетчатки, отражается отражающим слоем, и направляется в сетчатку для дообработки. В результате ни один лучик света не останется без анализа органами зрения акулы.
Аналогичный «усилитель остроты зрения» есть и у некоторых наземных хищников, например, кошек.

Долгое время (да и сейчас еще случается) ученые спорили о степени эффективности органов зрения акул. Одни считают его слаборазвитым и второстепенным для акулы, другие, наоборот — утверждают, что акула видит в десятки раз лучше человека и зрение для нее — один из важнейших органов восприятия окружающего мира.

Проводились различные опыты для установления истины в этом вопросе на различных видах акул. В результате исследований было доказано, что зрение большинства видов акул, действительно, на высоте. И оно играет важную роль в жизнедеятельности их организмов, как один из основных органов, помогающих ей в добыче пропитания.

Глаза акул

Установлено, что у различных видов акул светочувствительность глаз тоже отличается. Некоторые виды акул обладают большей чувствительностью к световой гамме, некоторые лучше улавливают лучи света слабой интенсивности. Особенно важно зрение для малоподвижных акул, ведущих глубоководный донный образ жизни. В этих условиях осязание менее эффективно, чем у акул, ведущих подвижный образ жизни в средних и верхних слоях морских вод. Ведь для хорошей работы обоняния необходимо интенсивное омывание клеток ноздрей водой, и если акула большую часть времени лениво покоится на дне и в глубине моря, то такой информации своим органами осязания она предоставить не может.

Поэтому у таких акул на первое место выдвигается зрение, как главный орган-анализатор окружающего мира. Причем для них важнее высокая светочувствительность зрения, а не его цветовое восприятие, поскольку в глубине моря освещения не достаточно.

Тем не менее, нельзя сказать, чтобы акулы полагались во время охоты только на зрение. Они, как выяснилось, достаточно близоруки, поэтому дальние объекты различают плохо. Однако, по мере приближения к интересующему предмету, роль зрения резко возрастает, и оно играет главенствующую роль над другими органами чувств акулы вблизи от объекта охоты.

Следует предположить, что для планктоноядных гигантов, таких, как китовая, гигантская, большеротая акулы, зрение, все же, играет второстепенную роль, и не так развито, как у активных хищниц — белой акулы, мако и других.
Однако, по утверждению австралийских ученых, проводивших ряд исследований с гигантскими акулами, глаза этого вида акул обладают отличным (в сравнению с другими видами) цветовым восприятием. Они связывают этот феномен с постоянно меняющейся в течении жизни гигантских акул окружающей обстановкой — мелководье в молодости, глубины в зрелом возрасте и опять мелководье для воспроизводства потомства и т.д.
Быть может, это и так. Думаю, что акулы хранят от человека еще немало тайн в своих глазах.

Очень высока эффективность зрения у молотоголовых акул, которые могут сполна использовать оригинальность строения своей головы. Расположенные на значительном удалении друг от друга глаза этих рыб, позволяют пользоваться таким полезным инструментом, как бинокулярное зрение. Долгое время считалось, что у молотоголовые акулы не могут обладать таким зрением, именно из-за большого расстояния между глазами. Однако исследования и опыты, проведенные флоридскими учеными, позволяют уверенно утверждать, что это не так. Акулы-молоты обладают передним бинокулярным зрением, позволяющим им очень точно определять расстояние до рассматриваемого объекта. Кроме того, глаза этих рыб способны вращаться в глазницах, обеспечивая акуле почти круговое панорамное обозрение окружающей среды.
Такого уникального органа зрения, как у молотоголовых акул нет ни у одного животного.

Ученые-зоологи установили опытным путем, что у голубой (синей) акулы очень развито контрастное световое восприятие, а цветовое восприятие находится в зачаточном состоянии. Это связано с малым количеством глазных рецепторов — колбочек, известных нам еще из школьной анатомии, и большим количеством рецепторов палочек в ее сетчатке. Известно, что палочки отвечают именно за светочувствительность, а колбочки — за цветочувствительность глаз. Поэтому у голубой акулы (надо полагать и у других видов, ведущих схожий образ жизни) зрение достаточно острое, но его цветовая насыщенность слабая. Из последнего следует, что акулы неплохо различают предметы в темноте и мутной воде, особенно, если предмет ее внимания контрастирует с фоном или имеет на своем теле различные пятна или полосы.

Опытным путем установлено, также, что зрение акул достаточно быстро приспосабливается к различному уровню освещенности, из-за более активного включения палочек в работу. Это очень важно для активных хищников, например больших белых акул, которые, нападая на добычу, часто всплывают из глубины к поверхности, при этом освещение резко меняется. Поскольку на заключительной стадии охоты, зрение играет для этих акул более важную роль, чем обоняние, оно должно отвечать требованиям светочувствительности на высоком уровне. Иначе охота станет менее добычливой и акулу ждет голод.

Читать еще:  Огонек красная книга

С другой стороны, чувствительные клетки глаз акулы должны предохраняться от яркого света на поверхности моря. В этом случае слой тапетума, о котором мы говорили выше, играет уже скверную службу, излишне перегружая световые рецепторы глаз. Поэтому природа и здесь предусмотрела защитные функции для зрения — особый слой клеток, содержащих пигмент, в случае резкого увеличения освещенности становится менее прозрачным и заслоняет тапетум, снижая общую светочувствительность глаз и предохраняя рецепторы от перегрузки.

Вот высказывание Скотта Харта — биолога, руководителя исследований и опытов по изучению зрения акул (университет Квинленда): «. данные исследований свидетельствуют о том, что акулам важен не цвет объекта, а то, насколько сильно он выделяется на общем фоне.»
Этот важный вывод, к которому пришли ученые, может помочь в разработке акулобезопасных гидрокостюмов для дайвинга, костюмов для купальщиков и снастей для ловли акул, считает он.

Среди исследованных 17 видов акул, в сетчатке глаз только семи видов были обнаружены колбочки. У остальных видов этих цветовых рецепторов обнаружить не удалось. На основании этих исследований, ученые пришли к выводу, что акулы, как и многие китообразные, имеют в составе клетчатки глаз малое количество колбочек, причем если они и есть, то лишь одного-двух видов.
Это приводит к тому, что большинство высокоразвитых водных животных видят окружающий мир либо в серых цветах, либо в одном каком-то цвете, обычно — зеленом. По-видимому, им вполне хватает и этого.

Можно сделать вывод, что глаза акулы играют важную роль в охоте на добычу и поисках пищи. Именно поэтому акула так тщательно их оберегает — у большинства видов акул имеется мигательная перепонка (веко), которая в моменты атаки на добычу, закрывает глаза акулы от случайного повреждения (например, при активном сопротивлении жертвы). У тех акул, которые не имеют мигательной перепонки, глаза могут закатываться, пряча внутрь головы нежные элементы зрения.

По-видимому, акулы не согласились бы с известной русской пословицей — око за око, зуб — за зуб. Для них око — гораздо более оберегаемый орган, чем зубы, которые восполняются, при утере, без особых проблем.

Акулы

Особенности зрения акулы. Строение глаз акулы и световосприятие

Карты океанов

Игры с акулами

Видеоматериалы:

Водные виды спорта

Как акула видит?

Зрение играет важную роль в жизни акул.
До недавнего времени было распространено мнение, что акула подслеповата. Однако, исследования и опыты ученых опровергли это утверждение. Акулы неплохо видят, особенно те виды, которые охотятся в верхних слоях океанических и морских вод, где достаточно много света, а также виды, ведущие малоподвижный образ жизни. К последним относятся донные виды акул.

Результаты опытов, проведенных на синей и некоторых других видах акул (всего 17 видов), показали, что у этих хищниц хорошее контрастное световое восприятие, т.е. светочувствительность. Цветовосприятие развито меньше, чем у многих позвоночных животных, особенно сухопутных. Акула прекрасно различает объект в воде, его контуры, контрасты и очертания, но цветовую гамму глаза ей не передают, или передают слабее, чем, например, человеческие глаза.
Нельзя сказать, чтобы акулы совершенно не различали цвета — в сетчатке их глаз присутствуют цветовоспринимающие рецепторы, но их количество незначительно.
На основании многочисленных опытов, ученые пришли к выводу, что акулы видят окружающий мир в слабо окрашенном сером или, чаще, зеленом свете. Это и не удивительно. Ей незачем любоваться подводными пейзажами, главное — видеть присутствие объекта в воде, оценить размеры, удаленность и получить общее представление о его ценности, как пищи.

Тем не менее, важность этого органа чувств для морских хищниц нельзя недооценивать. Уже тот факт, что акула тщательно оберегает свои глаза во время атаки на добычу говорит об обратном. У многих акул для предохранения глаз от повреждений служат мигательные перепонки, некоторые прячут светочувствительные участки, закатывая глаза при угрозе их повреждения.
Слепая акула имеет мало шансов выжить, даже при исключительном развитии других органах чувств.

Глаза акул устроены по такому же принципу, как и у всех позвоночных животных. В них присутствуют хрусталик, радужная оболочка, роговица, сетчатка и другие знакомые нам составные элементы глаза.
Особенностью их конструктивного исполнения является наличие особого световозвращающего слоя позади сетчатки, называемого тапетумом. Это своеобразное зеркало, которое возвращает ускользнувшие от сетчатки лучи на дополнительную обработку. В результате ни один лучик света не останется без оценки сетчаткой. Нельзя сказать, что такая конструкция уникальна, она присутствует в глазах многих животных, например, у кошек. Тем не менее, можно сделать выводы о значительной остроте зрения акул.

Общее строение глаза акулы представлено на изображении.

Среди интересных особенностей зрения хищниц, можно отметить наличие светящихся глаз у некоторых видов акул, промышляющих в глубине (плащеносная, шестижаберная акулы) и способность многих хищниц неплохо видеть в воздушной среде (бычьи, серые акулы).

Еще одно интересное свойство — мгновенная автоматическая регулировка светочувствительности зрения, когда уровень освещенности резко меняется. Такое бывает, например, когда акула стремительно всплывает из глубины к поверхности. Резкая смена уровня освещения негативно влияет на сетчатку глаз, поскольку наличие тапетума пересыщает ее световыми сигналами.
В таких случаях срабатывает защитный механизм — слой клеток между тапетумом и сетчаткой содержит особое пигментное вещество, которое изменяет прозрачность клетки в аварийных ситуациях. Лучи из зеркала тапетума перестают раздражать сетчатку глаза.

Читать еще:  Плакат красная книга

Сигналы из глаз поступают на обработку и анализ в зрительные доли среднего участка головного мозга акулы по зрительным нервам.

У акулы хорошее зрение

Долгие годы ученые были едины во мнении – зрение акул крайне бедно, а сами глаза хищниц примитивны по своей конструкции.

Сегодня доподлинно известно, что глаз акулы устроен практически так же, как и человеческий: роговица, радужная оболочка, линза и сетчатка.

И если у людей любое, даже малейшее повреждение роговицы вызовет нарушение фокусировки глаза и потребует ношения очков, то акулам такая проблема не грозит вообще.

Морская вода, в которой обитают хищницы, и плотность роговицы акульего глаза практически идентичны, поэтому фокусировка зрения акул происходит внутри глаза и мало зависит от состояния роговицы.

Как работает зрение акулы?

Глаз акулы, как и у людей, захватывает столько света, сколько пропускает регулируемое отверстие диафрагмы – если света мало, диафрагма раскрывается полностью, если много – сужается до малой щели.

При внешней неподвижности глаз хищница может смотреть в разные стороны без поворота головы – сокращение мышц диафрагмы вызывает смещение роговицы, что, в свою очередь, изменяет угол обзора.

Фокусировка глаз человека на большую или малую дистанции происходит за счет сжатия/ослабления нажима на глазной хрусталик.

Зрение акул построено по-другому: сам хрусталик всегда остается неизменной формы, мышцами диафрагмы он подвигается к роговице или отодвигается от нее – точно так мы настраиваем бинокль, подкручивая верньер.

Согласно исследованиям ученых, лучше всего акулы видят на дистанции до 15 метров – больше им и не нужно, ведь морская вода не особо прозрачна.

Зрение акул имеет большую частоту восприятия света, чем у человека. К примеру, если для нас нормальным будет просмотр кинофильма с частотой 24 кадра в секунду (создается необходимая иллюзия движения), акулы никакого движения в таком фильме не увидят – для них человеческие фильмы будут лишь медленным чередованием слайдов.

Частота восприятия вспышек света для хищниц – 45 кадров в секунду, не меньше! Такие результаты получены ихтиологами при изучении лимонных акул.

Смотреть видео — Зрение акулы:

Глаз акулы воспринимает цветное изображение

Глазная сетчатка у акульего рода также похожа на человеческую – она образована серией палочек и колбочек.

Годами ранее среди ученых бытовало мнение, что зрение акул базируется только на палочкообразной сетчатке, т.е. эти рыбы видят все лишь в монохромном (черно-белом) изображении.

Однако серия многолетних исследований, проведенных командой ихтиолога Сэмюэля Груббера, выявили ошибочность этого утверждения – акулы видят цветное изображение.

Ими же выявлено, что зрение больших белых акул во много раз лучше, чем у других хищниц — глазная сетчатка больших белых акул содержит на каждые четыре палочки одну колбочку.

К сравнению, у акул катран на 50 палочек приходится лишь одна колбочка. Другими словами, зрение больших белых акул по качеству очень близко к человеческому.

Смотреть видео — Анатомия органа зрения белой акулы:

Одно из главных преимуществ акульего зрения – особый слой внутри каждого глаза, образованный множеством мельчайших пластин, покрытых гуанином.

Этот слой называется тапетум, образующие его пластины расположены под углом друг к другу, что позволяет отразить поступившие фотоны света обратно на сетчатку, при этом угол первоначального прохода света через линзу хрусталика и угол отраженного света от тапетума, вновь отправленный на хрусталик, полностью одинаковы.

Благодаря тапетуму зрение акул многократно превосходит человеческое (примерно раз в десять), оно даже лучше, чем зрение кошек!

Физиологические особенности акул

Физиологические особенности акул:

КАЖДЫЙ ЗУБ АКУЛЫ ДАВИТ С СИЛОЙ 3 ТОННЫ/СМ

Природа наделила акул идеальным оружием для нападения. Их челюсти, усаженные частоколом зазубренных по краям треугольных зубов, обладают огромной силой.

Четырехметровая акула может начисто отхватить ногу, а шестиметровая — без труда перекусывает человека пополам. В пасти акул разных видов насчитывается от двух-трех десятков до нескольких тысяч зубов; например, у гигантской акулы и китовой зубы располагаются в пять-шесть, а иногда в десять рядов и более. У кархародона в первом ряду их 24 — 26, а остальные загнуты внутрь и прижаты к десне, служат, так сказать, про запас. По мере стирания передних зубов задние занимают их место, словно патроны в обойме.

Американские ихтиологи определили, что каждый зуб акулы давит с силой трех тонн на один квадратный сантиметр. Нападая, акула сначала вонзает в тело жертвы зубы нижней челюсти, словно насаживая ее на вилку. Зубы верхней челюсти, выдающейся вперед, благодаря поворотам головы и вращательным движениям тела, как нож, кромсают ткани, нанося ужасные раны. Вот почему так высок процент смертельных исходов после акульих атак. Так, из 790 случаев нападения, изученных доктором Л. Шульцем, больше половины закончились гибелью людей.

Но порой и небольшие, казалось бы, совсем не опасные для жизни укусы приводят к печальному концу. У раненого, если медицинская помощь запаздывает, вскоре повышается температура, начинается озноб. Пострадавший погибает от заражения крови. Оказалось, что в акульей пасти обитают целые полчища вирулентных гемолитических бактерий.

Чем же руководствуется акула в поисках пищи? Обонянием, зрением, а может быть, слухом? Какое значение имеет каждый из этих органов на различных этапах атаки?

Многие специалисты считают, что ведущую роль, определяющую поведение хищницы, играет обоняние. Огромные обонятельные доли в ее мозгу позволяют распознавать запахи на большом расстоянии. Акула может определить присутствие посторонних веществ в воде в концентрации один на несколько миллионов. Например, грамм крови, растворенной в шестистах тысячах литров воды, акула чует на расстоянии полукилометра. Ее плоская морда с широко открытыми ноздрями, выдвинутыми далеко вперед, воспринимает бесчисленные запахи моря, помогая найти пищу, даже если она находится «за тридевять земель».
ЗРЕНИЕ АКУЛЫ

Читать еще:  Пауки красной книги россии

Зрению тоже принадлежит немалая роль в поведении акулы. Правда, акулы довольно близоруки, совершенно не разбираются в красках и на большой дистанции мало полагаются на свои глаза. Однако, чем меньше расстояние до цели, тем выше значение этого органа чувств, что во многом объясняется его анатомическими особенностями.

Как известно, глаз животных имеет световоспринимающие клетки двух типов — колбочки и палочки. Первые обеспечивают дневное зрение, от них зависят его острота и способность различать цвета. Вторые отвечают за ночное зрение. Колбочек в сетчатке акульего глаза немного. Зато палочек — изобилие. Это и делает глаз высокочувствительным. Этому также способствует особый, зеркалоподобный слой из кристаллов гуанина, выстилающий сетчатую оболочку глаза. Поэтому даже при самом тусклом освещении акула великолепно различает не только объект, но и малейшее его движение, особенно если фон контрастный. Хищница легко приспосабливается к резким изменениям освещенности, и чувствительность глаза к свету после восьмичасового пребывания в темноте, по данным доктора С. Грубера, возрастает почти в миллион раз.

Но не только зрением и обонянием пользуется акула в своих непрестанных поисках пищи. Природа наделила хищницу органом, позволяющим улавливать на большом расстоянии малейшие колебания воды, вызванные бьющейся рыбой, падением в воду тяжелых предметов, взрывами. Не случайно во время морских катастроф акулы столь быстро появляются у места бедствия.

Орган этот, совмещающий функции сонара и радара, — так называемая «латеральная», или боковая, линия. Она состоит из тончайших каналов, находящихся почти под кожей, по обеим сторонам тела акулы. Вдоль каналов тянутся пучки нервных узлов-ганглиев, из которых в полость каналов, заполненную жидкостью, выходят структуры, напоминающие волоски.

СЛЫШИТ ЛИ АКУЛА?

А обладают ли акулы слухом? Многие биологи были убеждены, что они начисто лишены способности воспринимать звуки, утверждая, что латеральная линия вполне заменяет отсутствующие уши. Правда, известно было, что жители Соломоновых островов используют для привлечения акул к лодкам специальные трещотки — прикрепленные к длинному шесту пустые кокосовые орехи, которые опускают в воду и периодически встряхивают, чтобы они ударялись друг о друга.

Дональд Нельсон был уверен, что акулы слышат, но как доказать это? Решение возникло неожиданно. Поскольку известно, что раненая рыба издает звуки, значит, можно записать их на магнитофонную ленту, а затем воспроизвести в воде. Если акулы способны слышать, то они не должны остаться равнодушными к таким сигналам.

Исследователь так и поступил. К магнитофону подключили маленький репродуктор, надежно защищенный водонепроницаемой оболочкой, и опустили его под воду. Нажата кнопка, завертелись катушки, и «крик» загарпуненного каменного окуня огласил окрестности рифа, где давно уже никто не видел акул.

Прошла минута, другая, однако ожидаемые гостьи все не появлялись. Неужели он ошибается? Ага, что это? Там, где белое подножие рифа исчезало в сине-черной глубине, мелькнула расплывчатая тень, и через мгновение огромная тигровая акула предстала во всей своей красе перед взором исследователя. Она направлялась прямо к репродуктору.

Приблизившись почти вплотную к странному белому шарику, издававшему столь милые ее сердцу звуки, акула остановилась, словно прислушиваясь. За ней появились несколько лимонных, акул-молот и леукас. Опыт повторяли снова и снова, и хищницы каждый раз охотно приплывали, привлеченные рыбьими «криками».

Впрочем, в скором времени (и это свидетельствовало, что они не столь глупы, как их считает человек) акулы сообразили, что многообещающие звуки, издаваемые странным предметом, не имеют никакого отношения к рыбам, и потеряли к нему всякий интерес.

А по мнению австралийских ученых, изучавших во главе с профессором Тео Брауном поведение тихоокеанских акул, последние не только слышат, но даже своеобразно реагируют на музыку. Например, плавные мелодии типа «Колыбельной» Брамса привлекают хищниц к источнику звука. Причем рыбины как бы впадают в транс, переворачиваются с боку на бок, вращают глазами, плавно водят хвостом. Некоторые же музыкальные экзерсисы доводят их буквально до бешенства. Современная поп-музыка отпугивает их. Правда, уважаемый профессор пока не предложил использовать современные ритмы в качестве средства отпугивания акул, но чем черт не шутит…

У акул есть еще один орган чувств, назначение которого долгое время оставалось неясным. Еще в 1663 году знаменитый итальянский анатом Мальпиги обнаружил на передней части акулы, особенно в области рыла, множество крохотных отверстий, напоминающих поры. Они вели в тонкие с расширением на конце трубки-ампулы, выстланные изнутри клетками двух видов — слизистыми и чувствительными. Эти странные образования были детально исследованы и описаны пятнадцать лет спустя Стефано Лорензини и были названы его именем.

Дальнейшее их изучение привело ученых к заключению, что ампулы Лорензини — орган чувств, реагирующий на самые различные раздражители: температуру, соленость, гидростатическое давление и, наконец, изменение электрического поля. Весьма вероятно, что с помощью этих ампул акула на последнем этапе атаки, то есть за несколько сантиметров от цели, по электрическим импульсам, испускаемым биологическим объектом, определяет характер добычи.

С каждым годом расширяются знания об акулах, и все же во многом характер их остается загадкой. «Никогда не известно, что акула намерена предпринять», — гласит золотое правило подводных пловцов, и с ним спорить не приходится.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты 220 Вольт
Adblock
detector