Lidské oko je uzpůsobeno k vidění ve světle. Čím méně světla je, tím hůře je pro oko vidět. Ale lidská mysl vytvořila elektrické osvětlení, vynalezla zařízení, která umožňují vidět ve tmě i v husté mlze, a naučila se fotografovat v noci.
Jak ale vidí zvířata, jejichž život tráví v norách nebo na dně oceánu, kam neproniknou sluneční paprsky?
Naše obvyklá noční zvířata a ptáci – vlci, rysi, sovy, výři – stejně jako my, ve tmě nevidí. Ale přesto jsou jejich oči uzpůsobeny k tomu, aby využívaly co nejmenší množství světla. Zornice nočních zvířat a ptáků je velmi velká, takže do oka proniká více světla než u denních zvířat. Citlivost prvků oka přijímajících světlo je také mnohem vyšší než u denních zvířat. Srovnáme-li oko s fotoaparátem, můžeme říci, že příroda zacházela s okem nočních zvířat stejně jako fotograf, když plánuje fotografovat nepříliš osvětlené objekty. V tomto případě fotograf co nejvíce otevře clonu objektivu (membránu) a pořídí co nejcitlivější fotografickou desku. Je pravda, že v úplné tmě bude tato technika k ničemu. Mnohá zvířata se však v naprosté tmě cítí skvěle.
Zvířata žijící v norách se naučila žít zcela bez zraku. Náš obyčejný krtek má například oči tak malé jako korálky, že ani ve světle skoro nic nevidí. Některá hrabavá zvířata nemají oči vůbec. Nebo spíše mají oči, ale jsou pevně zavřené víčky. V jižních stepích žijí krysy živočišné. Zrak je u těchto zvířat nahrazen vysoce vyvinutým čichem a hmatem. Pomáhá jim pohybovat se a hledat potravu.
Mnoho netopýrů žije v lesích. V noci létají mezi stromy, za letu chytají hmyz a nikdy se nedotýkají větví. Rychlost letu některých z nich je velmi vysoká: asi 100 kilometrů za hodinu. Vědci se o tuto vlastnost netopýrů zajímají již velmi dlouho. Netopýří oči jsou malé, mnohem menší, než je obvyklé u nočních zvířat. Co pomáhá netopýrům volně létat ve tmě? Jakmile provedli následující experiment: zakryli oči několika netopýrům a vypustili je do velké temné místnosti, ve které byly tenké nitě nataženy do všech stran. Přestože měli netopýři oči zalepené páskou, létali volně po místnosti, aniž by se dotýkali nití. Je zřejmé, že to nejsou oči, které pomáhají netopýrům v navigaci při létání. Teprve nyní se nám podařilo tento fenomén rozluštit. Než ale dokončíme příběh o netopýrech, musíme si promluvit o neméně zajímavém jihoamerickém ptáku Guajarovi.
Guajaros hnízdí a tráví den v jeskyních. Sebevědomě se řítí v naprosté tmě klikatými chodbami jeskyní, aniž by naráželi do zdí nebo říms. Co pomáhá Guajarovi překonat temnotu? Ukazuje se, že je to fáma. Ale stěny jeskyní nevydávají zvuky, že? To je pravda, ale guajaros rozezní stěny. Během letu guajaro vydává časté, krátké zvuky. Zvuk se šíří vzduchem rychlostí 340 metrů za sekundu. Když zvukové vlny narazí na překážky ve své cestě, odrazí se od ní. Objeví se ozvěna. Právě s pomocí této ozvěny se Guajáro pohybuje ve tmě. Vzhledem k tomu, že rychlost zvuku je mnohonásobně větší než rychlost letu guajara, mají ptáci vždy čas získat informace o překážkách na cestě a uhnout na stranu.
Netopýři, jako guajaros, se při letu orientují sluchem.
Není divu, že mají tak velké uši. Během letu myš píská 20 – 30krát za sekundu a při letu v hustém lese – ještě častěji. Ale zvuky vydávané netopýrem lidské ucho neslyší, protože produkují velmi vysoké zvuky (45 tisíc vibrací za sekundu), nebo jinak ultrazvuk. Ultrazvuk, jak jsme se nyní dozvěděli, není v přírodě tak vzácný jev. Mnoho hmyzu, ryb a dalších zvířat může slyšet a produkovat ultrazvuk. S jejich pomocí se najdou. To je důležité zejména pro ryby. Koneckonců, ve vodě a dokonce i v hloubce nevidíte daleko, ale zvuky se ve vodě šíří velmi dobře. Hejna mnoha druhů ryb produkují celé koncerty, a přestože tyto koncerty neslyšíme, stále musíme uznat, že rčení „tichý jako ryba“ se ukazuje jako nesprávné.
Ale adaptace netopýrů není ta nejúžasnější věc. V Africe žije ryba zvaná vodní slon. Tato ryba je vědcům málo známá: chytit ji, jak se ukázalo, není tak snadné. Tato ryba má elektrický orgán. Elektrický orgán byl nalezen u několika desítek druhů ryb. Obvykle se jedná o podlouhlou dutinu, rozdělenou do mnoha částí a vyplněnou želatinovou hmotou. Každá dělicí deska produkuje proud několik desetin voltu, ale díky sériovému zapojení je celkové napětí poměrně významné.
Po vytvoření elektrického výboje ryby požírá malé vodní živočichy a ryby, které na něj uhynuly. Ale elektrický orgán vodního slona je schopen produkovat proud pouze několika voltů. Proč ryba potřebuje tak nízkoenergetický elektrický orgán? Jak se ukázalo, kromě orgánu generujícího elektřinu, který se nachází po stranách ocasu, má vodní slon ještě jeden orgán umístěný na bázi hřbetní ploutve, schopný detekovat elektromagnetické vibrace. Ocasní orgán neustále vysílá nízkofrekvenční (elektromagnetické) vibrace; vznikají rádiové vlny. Páteřní orgán vnímá návrat těchto rádiových vln odražených od blížících se předmětů. Ne ryba, ale jen radar.
Takže v úplné tmě vidět samozřejmě nejde, ale mnoho zvířat se životu ve tmě přizpůsobilo. Zrak byl nahrazen jinými smysly a vznikly speciální úpravy. A všechna tato přizpůsobení existují u zvířat po mnoho set let. Člověk vytvořil taková zařízení, jako je echolot a radar, umožňující mu vidět v noci, přes hustou vodu, mraky a mlhu, relativně nedávno, v posledních 30-50 letech. Příroda před námi stále ukrývá mnohá tajemství. Lidstvo ještě učiní mnoho úžasných objevů.
Kandidát biologických věd.
Časopis „Mladý přírodovědec“, 1957, č. 12.
Asi každého z nás někdy napadlo, jak vidí zvířata? Tato otázka mě také zaujala a po hledání odpovědi v knihách jsem ji našel. Představte si moje překvapení, když jsem po zhlédnutí desítek videí a přečtení nejoblíbenějších článků na toto téma zjistil, že všechny neodpovídají realitě!
V tomto článku zhodnotím vizi psů, koček a koní a zanechám odkazy na autoritativní publikace o veterinární oftalmologii. Začnu však trochu zpovzdálí.
Zrak je velmi složitý proces, jeden z pěti vnějších smyslů, díky kterému můžeme pomocí očí vidět předměty kolem sebe.
Když se vidění v živých organismech teprve objevovalo, představovalo ho nejjednodušší světlo citlivé oko a umožňovalo pochopit, kde je světlo a kde tma. Velmi neobvyklým a zajímavým příkladem je medúza krabicová, která má 4 jednoduché oči citlivé na světlo a také 2 složité komorové oči s rohovkou, čočkou a sítnicí. Taková medúza vidí svět, ale obraz není moc ostrý!
Postupným zdokonalováním zrakový aparát získával světlocitlivé pigmenty (opsiny), které umožňovaly určovat konkrétní barvy světelného spektra. Samozřejmě došlo i k dalším změnám, ale těmi se v tomto článku nebudeme zabývat.
Jak lidé vidí?
Lidé mají tři světlocitlivé pigmenty (opsiny), díky nimž vidí kombinace červené, zelené a modré. A to je obzvláště vtipné, protože mnohem starší formy života mají více těchto pigmentů. Například starověký rak kudlanka má 12 (!) takových opsinů a většina ptáků a plazů má 4 opsiny, což jim umožňuje vidět ultrafialové vlny. Většina savců jsou dichromanti (2 opsiny) a velryby jsou monochromní (1 opsin) – a dokonce vidí černobíle. Odborníci na evoluci tento jev vysvětlují tím, že za vlády dinosaurů byli savci (včetně lidí) vzhůru hlavně v noci. Během tak dlouhé doby se jejich oči přizpůsobily nočnímu světlu a ztratily své opsiny (k čemu jsou v noci?). Nyní vidíme jiný obrázek: nový způsob života znamená nové změny, například opice starého světa obnovily červený opsin (možná to potřebují, aby rozlišily zralé ovoce od nezralých a také od jedovatých).
Toto je obrázek, který my lidé, jakožto trichromanti, vidíme, když sedíme v parku (kliknutím obrázek zvětšíte).
Lidské trichromatické vidění Park lidskýma očima
Jak vidí kočky
Kočky, stejně jako lidé, jsou trichromanti. To znamená, že jejich sítnice obsahují tři opsiny, což jim umožňuje vidět kombinace červené, modré a zelené. Kočky vidí téměř stejnou barevnou paletu jako lidé, ale bledší. Také kvůli nižšímu obsahu opsinu v sítnici bude barva předmětu záviset na jeho velikosti: kočka uvidí červené jablko jako červené, ale červená třešeň bude vypadat šedavě. (Loop & Bruce, 1978). Zde je přibližný obrázek toho, jak kočky vidí svět (klikněte pro větší obrázek).
Trichromatické vidění u koček Park očima kočky
Jak psi vidí
Psi jsou dichromanti. Jejich sítnice obsahuje červené a modré opsiny, ale postrádá ty zelené (Jacobs et al., 1993). Červenou však vidí jinak, než jsme na ni zvyklí, protože jejich barevná škála zasahuje jen malou část červeného spektra. Proto je červená barva u psů více zabarvená. Zde je hrubý obrázek toho, jak psi vidí svět. Vezměte prosím na vědomí, že pro psy je zelená kombinací šedých a modrých tónů: rozdíl mezi tmavě zelenou a světle zelenou pocítí jako odstíny. (kliknutím obrázek zvětšíte)
Dichromatické vidění psa Park očima psa
Jak vidí koně
Koně jsou také dichromanti. Jejich sítnice rozpoznávají kombinace modré a zelené, ale nemají červený opsin. To však neznamená, že červená barva pro koně neexistuje, jen ji vidí jako tmavší odstín modrozelených barev. (Roth a kol., 2008). Kůň má však ještě jeden chytrý přístroj – jeho objektiv. Čočka koně má žlutý filtr, umožňující koni vidět vše v nažloutlé barvě. Tento filtr je považován za nezbytný nejen pro lepší noční vidění, ale také pro odstranění přebytečného modrého světla (Brondsted et al., 2012). Zde je přibližný obrázek toho, jak koně vidí svět (klikněte pro větší obrázek).
Koňské dichromatické vidění Park očima koně
Jak vidí zvířata ve tmě?
Kromě odlišného vnímání barevných spekter každý ví, že noční vidění u zvířat je lepší než u lidí. Kočkám a psům se připisuje fantastické schopnosti vidět ve tmě. Ale je to tak? A mohou se tím chlubit všechna zvířata? Pojďme na to přijít.
Abychom zjistili, jak zvířata vidí ve tmě, podívejme se na anatomii fundu.
Ve fundu zvířat se rozlišuje optický disk, sítnice, cévy sítnice a tapetum. Je velmi podobný lidskému fundu, až na tapetum. Právě v této struktuře spočívá tajemství dobrého nočního vidění u zvířat.
Tapetum lucidum je druh reflexní desky umístěné pod sítnicí. Barevně je velmi různorodá (modrá, žlutá, zelená, červená, oranžová, hnědá), ale většinou žlutozelená u koček a oranžová u psů. Určitě jste viděli, jak kočce nebo psovi září oči. Jedná se o odraz tapeta nebo veterinárně řečeno tapetálního reflexu.
Psí fundus Fundus kočky
Nyní, když je anatomická otázka vyřešena, můžeme přejít k té fyziologické. Světelný paprsek procházející sítnicí v ní vyvolá reakci, jejímž výsledkem je elektrický impuls do mozku. Ale když je světla málo, například za soumraku, může být světelný paprsek velmi slabý a pro sítnici nepolapitelný, to znamená, že impuls, který by měl jít do mozku, nevznikne. Proto se v mozku pozorovatele nevytvoří obraz; nevidí nic. Zde tapetum přichází na pomoc těm, kteří ho mají, protože paprsek světla procházející sítnicí se od tapeta odrazí a znovu projde sítnicí. Kombinovaný účinek přímých a odražených paprsků světla tak může spustit kaskádu reakcí v sítnici a přeměnit ji na elektronický impuls, který bude mozku stačit k sestavení obrázku.
Mnoho zvířat má tapetum: psi, kočky, koně, sloni, jeleni, lvi, tygři, vlci. Ale prasata, většina opic, ptáci a exotická zvířata to nemají. Proto ne všechna zvířata vidí ve tmě dobře. Noční dravci mají samostatné mechanismy pro noční vidění, moc se o nich neví, takže se zatím omezíme jen na zmínku.
Lidské noční vidění Noční vidění koně Noční vidění kočka/pes
Nespěchejte však se závěry. Jde o to, že mít tapetum není neotřesitelná superschopnost. Aby tapetum plnilo svou funkci, je ještě potřeba určitý zdroj světla, například hvězdná obloha, měsíc atd. Jinými slovy, tapetum zlepšuje soumrak a noční vidění, ale v naprosté tmě se zvíře bude pohybovat pomocí čichu, sluchu a hmatu.
Abychom získali co nejúplnější obrázek o zraku psů, koček a koní, je třeba přidat ještě jeden parametr – zrakovou ostrost.
Zraková ostrost je charakteristická pro jasnost vnímaného obrazu. U lidí se určuje pomocí Sivtsevovy tabulky. Jde o vzácného člověka, který toto vyšetření nepodstoupil. Na Západě se k určení zrakové ostrosti používá Snellenův diagram. Podstatou testu zraku je, že pacient musí číst písmena na různých řádcích ze vzdálenosti 6 metrů (20 stop). Aby se pacient nemusel vzdálit od stolu, je každý řádek vytištěn menším písmem. V závislosti na počtu přečtených řádků je dán výsledek např. 20/100 (to znamená, že pacient viděl z 20 stop to, co zdravý člověk vidí ze 100 stop, a to je jeho nejlepší výsledek).
Na základě studií sítnice, podpořených experimentálními daty, vědci zjistili, že zraková ostrost psů se může lišit od 20/50 do 20/140 (v obvyklém systému Sivtsev je to přibližně 0,4-0,14). Kočky mají horší vidění – 20/100-20/200 (podle Sivtsevovy tabulky 0,1-0,2). Ale kůň vidí lépe než kočky a psi – 20/30 (přibližně 0,7-0,8! podle Sivtsevovy tabulky).
Červená je kočka, modrá je pes, žlutá je kůň
Na světě je obrovské množství zvířat, která vidí jinak než my. Samozřejmě nemůžeme přesně říct, jak zvířata vidí, ale na základě dat získaných z vědeckého výzkumu můžeme jen hádat, jak svět vypadá v jejich očích. Někdy je těžké si představit, jak rozmanité může být vidění. A jaké to je vidět ultrafialové nebo infračervené paprsky, nebo třeba gama paprsky! A jaký by mohl být náš život, kdybychom tohle všechno mohli vidět?
Oftalmolog vašeho mazlíčka Yastrebov O.V.
