В 2006 году Линн Исбелл (Lynne Isbell) из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) опубликовала книгу под названием «Snake Detection Theory», в которой выдвинула довольно оригинальную гипотезу о том, что многие черты приматов сформировались в эволюции благодаря змеям. Эти рептилии всегда были одними из самых опасных врагов обезьян — притом что ядовитыми змеи стали около 40 млн лет назад, как раз вскоре после появления приматов. Бесследно столь опасное соседство не прошло: например, как уверяет г-жа Исбелл, многие особенности зрения приматов, включая нейронный аппарат для анализа увиденного, сформировались именно так, чтобы охватывать глазом как можно бóльшую территорию и вовремя замечать змеиное тело в лесной чаще. Иными словами, змеи были одним из тех мощных эволюционных факторов, что сопровождали обезьян на протяжении всей их истории. 

Специальные нейроны помогают обезьянам вовремя увидеть змею, как бы та ни пряталась. (Фото Dharmesh Thakker.) Косвенным образом это подтверждается тем, что те редкие приматы, которым не приходилось сталкиваться с ядовитыми змеями (вроде мадагаскарских лемуров), действительно видят хуже обезьян, регулярно «общавшихся» со змеями. Впрочем, при всём остроумии такой гипотезы ей не хватало нейробиологических доказательств. И вот они появились.

В статье, опубликованной в журнале PNAS, Линн Исбелл и её коллеги из Тоямского университета (Япония) и Университета Бразилии описывают, как мозг обезьян на нейронном уровне реагирует на появление змеи. Как известно, в мозге есть специальная структура, которая служит распределителем сенсорных импульсов (кроме обонятельных). Эта структура называется зрительным бугром, или таламусом; считается, что именно таламус — а конкретнее, особая структура, называемая подушкой таламуса, — отвечает за зрительное внимание и распознавание угрозы. Подушка таламуса у приматов особенно велика, и некоторые её части уникальны для этой группы зверей. 

Естественно, учёным захотелось проверить, не в таламусе ли кроется секрет «змеебоязни» обезьян. Для этого в мозг двум макакам вводили электроды и следили за активностью нейронов подушки в тот момент, когда животным показывали разные картинки с изображением или геометрических фигур, или рук и лиц других макак, или змей, ползущих либо свернувшихся. Стоит также добавить, что макаки, участвовавшие в эксперименте, были рождены в неволе и со змеями в жизни не встречались. 

Оказалось, что острее всего нейроны таламуса реагируют именно на змей, однако касается это не всех нервных клеток. Исследователям удалось обнаружить группу нейронов, которые реагировали на картинки со змеями активнее, чем на другие изображения. Эти же нейроны срабатывали чаще тех, что были «настроены» на геометрические фигуры и лица и жесты других обезьян. Кроме того, змеиные нейроны делали это быстрее, чем остальные нервные клетки: они на 15 мс обгоняли нейроны, которые реагируют на злое выражение лица, и на 25 мс — те, что реагируют на форму предмета. 

То есть приматы действительно стали лучше видеть змей благодаря самим змеям, и это умение оказалось «впаяно» в мозг в виде особой группы нейронов. Кроме обезьян, такое же беспокойство от змей испытывают роющие звери, однако у таких млекопитающих зрение в принципе не развито. А вот лазающим по деревьям приматам пришлось сделать что-то с глазами (точнее, с нервными зрительными путями) и научиться различать даже неподвижных змей, чтобы не перепутать их с фруктами и ветвями. 

Что же до человека, то у нас, возможно, глаз тоже «специализирован» под змей. Однако не стоит забывать, что наши внимание и способность распознавать окружающие предметы опираются ещё и на высшие когнитивные таланты вроде памяти, которые, очевидно, могут сильно корректировать такого рода нейроэволюционные находки.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

О светочувствительных органах у морских звёзд биологи знают уже 200 лет. Но до сих пор считалось, что это очень примитивные инструменты, что эти «глазки» на концах щупальцев годятся лишь для того, чтобы отличать свет от темноты.

Голубая морская звезда L. laevigata на рифе. (Фото Anders Garm / University of Copenhagen.)Однако специалистам Университета Копенгагена (Дания) удалось доказать, что глаза морских звёзд способны на большее, а не только на оценку силы освещения. Андерс Гарм и его коллеги изучали голубую морскую звезду Linckia laevigata, обитающую на скальных рифах Индийского и Тихого океанов. L. laevigata может отличать день от ночи благодаря светочувствительному белку опсину, синтезирующемуся в клетках, которые связаны с нервной системой животного. Когда наступает ночь, звезда это чувствует и отправляется закусить водорослями.

Глаз морской звезды (красный) на конце щупальца. (Фото Dan-Erik Nilsson / Lund University.)Однако было неясно, чем ограничивается зрение морской звезды: просто светочувствительностью или же она всё-таки может различать детали ландшафта. Чтобы проверить это, зоологи удалили фоторецепторы с щупальцев, причём у некоторых морских звёзд операцию проводили так, чтобы сам глаз оставался неповреждённым. Затем звёзд относили на песчаное дно, подальше от знакомого рифа. Чтобы не умереть от голода, звёзды должны были вернуться на риф.

По словам исследователей, сообщивших о результатах эксперимента на конференции Общества экспериментальной биологии в Валенсии (Испания), целенаправленно к рифу устремились те морские звёзды, которым сохранили фоторецепторы. Существа с удалёнными фоторецепторами тоже поспешили убраться с песчаного дна, но при этом расползались беспорядочно, в разные стороны.

То есть звёзды всё-таки видели окружающую местность достаточно подробно, чтобы найти дорогу к родному рифу.

С точки зрения эволюции это значит, что глаз как орган начал своё развитие раньше, чем считалось, и что при этом существовали некие промежуточные структуры, которые функционировали как глаз, но были довольно просты. В ходе развития фоторецепторы возникают двояким способом: либо из специальных нитевидных органелл, либо из цитоплазматических выростов на поверхности клетки. У морских звёзд есть рецепторы обоих типов происхождения, что говорит о том, что глаз этих иглокожих может быть довольно близок к древнейшим глазоподобным структурам.

Истчонгик: КОМПЬЮЛЕНТА

Рыбки брызгуны охотятся, сбивая струёй воды зазевавшихся насекомых. И даже если бы у брызгунов были феноменальные обоняние и слух, они бы не помогли: стрельбу приходится вести из воды в воздух, а запахи и звуки из среды в среду проникают с большим трудом. Поэтому брызгунам приходится полагаться только на меткость глаза.

И меткость эта воистину удивительна! Шелби Темпл из Бристольского университета (Великобритания) вместе с коллегами попробовала оценить точность брызгунов с помощью офтальмологического теста Ландольта. (Тест Ландольта похож на правую сторону известной каждому таблицы Головина — Сивцева, где нарисованы разомкнутые кольца разной величины.) Рыбы должны были научиться различать буквы «О» и «С» — и если рыба стреляла по правильной букве, то к ней падало угощение. При этом исследователи усложняли задание, постепенно уменьшая размер букв.

Брызгуны не посрамили своего имени: в статье, опубликованной в Vision Research, авторы пишут, что рыбы могли различить дырку в букве «С», даже когда её величина составляла всего 0,155–0,140˚ угла обзора. Лучше всего брызгуны видели той частью сетчатки, на которую попадали лучи света, идущие сверху и спереди. Что понятно: ведь рыбам приходится стрелять по насекомым, которые сидят над ними. В ходе эволюции преимущество получили те брызгуны, у которых фоторецепторы оказались сгруппированы именно в этой, стратегически важной области сетчатки.

Среди пресноводных рыб брызгуны, таким образом, оказались самыми зоркими. Однако морские животные (например, тюлени и киты) видят раза в полтора лучше, а зрение человека и других приматов почти в 20 раз острее, чем у брызгунов. Что уж говорить о птицах. Впрочем, и человек, и птицы смотрят сквозь воздух, который позволяет видеть лучше, чем вода.

Что до брызгунов, то их остроты зрения вполне хватает для той необычной охоты, которой они занимаются. Ранее та же группа исследователей установила, что и цветовое зрение брызгунов сосредоточено в зоне наибольшей остроты, то есть они стреляют по добыче, ориентируясь не только по её форме, но и по цвету.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Сотни миллионов лет назад моря кишели трилобитами — твердопанцирными существами, похожими на колючих тараканов. Поскольку экзоскелеты благосклонны к фоссилизации, мы довольно хорошо знаем, как выглядели их тела. А вот внутреннее устройство трилобитов по-прежнему остаётся загадкой.

Трилобит (врезка) имел сложный глаз с многочисленными хрусталиками. (Изображение Brigitte Schoenemann.)Теперь вы понимаете, насколько важно то исследование, о котором мы сейчас расскажем.

Считается, что трилобиты, подобно сегодняшним насекомым и ракообразным, обладали сложными глазами с несколькими хрусталиками, которые фокусировали свет на скоплениях чувствительных клеток, лежавших под ними. В результате изображение синтезировалось примерно так же, как на экране компьютера, то есть на каждый хрусталик приходился один «пиксел». Поскольку хрусталики были из кальцита, они часто окаменевали вместе с остальными частями экзоскелета. Сенсорные клетки, однако, распадались без следа.

Представьте себе изумление физиолога Бригитты Шёнеман из Боннского и Кёльнского университетов (ФРГ), когда она обнаружила такие клетки с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Это побудило её привезти этот и некоторые другие образцы в Европейскую установку синхротронного излучения (Франция), где высокоэнергетическое рентгеновское излучение дало возможность ещё глубже заглянуть в глаза трилобитам. По словам учёного, это позволило ей восстановить всю зрительную систему вымершего животного.

Итак, что же внутри? Нечто вроде цветка, говорит г-жа Шёнеман. Под каждым хрусталиком круглые сенсорные клетки располагаются подобно лепесткам вокруг ромбовидного фоторецептора, регистрирующего тусклый свет, который пробивается сквозь толщу воды на дно древнего океана. Пространство между лепестками занимают пигментные клетки, из-за чего глаза трилобитов приобретали тёмно-карий оттенок.

Похожей структурой обладает современный мечехвост Limulus polyphemus. Выходит, зрительная система трилобитов была эффективной, раз эволюция не нашла причин от неё отказаться.

Возможно, тот же метод пригодится и для изучения других вымерших животных.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

У муравьев-бульдогов есть одна интересная особенность. Разные "касты" одной колонии имеют различное зрение. Муравьи работающие по ночам способны лучше видеть ночью, чем летающие днем особи этой же колонии.

Подробнее...

Энтомологи Австралийского национального университета установили, что у муравьёв-бульдогов (bull ant) с Зелёного континента зрение эволюционировало согласно делению по обязанностям.

Исследователи выяснили, что внутри одного вида муравьёв деление на роли в колонии может влиять на строение глаз (фото Ajay Narendra/ANU) "Поначалу мы обнаружили, что у некоторых видов мурашей время активности рабочих-пешеходов и летающих особей не совпадает, — рассказывает доктор Эйджей Нарендра (Ajay Narendra). – Тогда мы решили выяснить, существуют ли какие-то различия в строении зрительных структур индивидуумов".

У муравьёв-бульдогов рабочими являются стерильные самки, у которых отсутствуют крылья. Также в каждой колонии находится некоторое количество окрылённых женских особей, которые летают в течение короткого периода времени, а затем остаются в тёмных частях гнезда. Крылья есть и у самцов, они живут совсем недолго, но почти всё это время проводят в полёте (фото Flanker Driver/Flickr.com) Исследование показало: муравьи, действующие по ночам и не имеющие крыльев, обладали своего рода ночным видением. В их глазах присутствовало больше фасеток, а светочувствительные элементы – рабдомы (rhabdom) – были более широкими, нежели у летающих дневных особей.

Разные "касты" насекомых проявляли активность днём, в сумерки и даже ночью. Между тем интенсивность света в ночное время примерно в миллион раз ниже дневной. Так возможности зрения "ночных" муравьёв постепенно подстроились под особенности работы, дабы насекомые могли действовать максимально эффективно и при этом не попадаться хищникам.

В статье, вышедшей в журнале Proceedings of the Royal Society B, учёные, однако, отмечают, что различие в строении глаз представителей колонии и в их чувствительности к свету всё же не столь велико, чтобы покрыть разницу в освещении днём и ночью. А это означает, что и какие-то другие механизмы помогают насекомым хорошо видеть по ночам. Какие именно, австралийцы планируют выяснить в ближайшем будущем.

Источник: MEMBRANA

Не только люди и птицы могут в своих странствиях сверять направление по звёздам. Учёные из Лундского университета (Швеция) обнаружили эту способность у существ, о которых в этом смысле можно было подумать в последнюю очередь, — у жуков-навозников. По словам исследователей, это пока единственный доказанный случай того, что насекомые способны ориентироваться по звёздам.

Жук-навозник с «кепкой» на голове, закрывающей от него небо (фото Marcus Byrne / University of the Witwatersrand)Найдя, так сказать, кучу отходов жизнедеятельности, жук скатывает навозный шарик и катит его поскорее прочь, чтобы не столкнуться с потенциальными конкурентами или хищниками. Даже если переместить жука в совершенно незнакомое окружение, его это нисколько не смутит, он всё равно будет двигаться так, чтобы максимально удалиться от навозной кучи. Ранее учёные уже выяснили, что навозники не используют ландшафтных ориентиров вроде деревьев или камней и что они ориентируются по солнцу и луне, «усваивая», по всей вероятности, поляризованный свет обоих небесных тел. О звёздах речь не шла; более того, в ранних экспериментах тех же исследователей из Лундского университета жуки теряли ориентацию, если не видели луну, хотя звёзды им были видны.

Потом, однако, стали появляться данные, что скарабеи всё-таки обращают внимание на звёзды. Чтобы окончательно выяснить этот вопрос, исследователи вместе с коллегами из Витватерсрандского университета (ЮАР) поставили следующий опыт. Жуков помещали в загон с высокими стенами, чтобы они могли наблюдать только определённый кусочек неба, или же насекомым на голову надевали особые «кепки», чтобы они вообще неба не видели. Для эксперимента выбирали лунные, безлунные и пасмурные ночи, когда и луна, и звёзды были затянуты облаками. Уверенней всего жуки чувствовали себя тогда, когда видели небо, однако исследователи продолжали сомневаться, что навозникам нужны звёзды: всё-таки зрение у жуков не настолько хорошее, чтобы различать светящиеся точки на небе.

И тогда эксперименты перенесли в планетарий. В планетарии можно было оставлять для обозрения те или иные звёзды, а остальные как бы «выключать». Как пишут исследователи в журнале Current Biology, чтобы определить, куда следует двигаться, жукам был нужен именно Млечный Путь. Если эта белая размытая полоса на ночном небе не была видна, то даже самые яркие звёзды жукам не помогали (при условии что и луны на небе тоже не было). То есть, говоря с некоторой поэтической натяжкой, жуки-навозники идут по Млечному Пути. Выходит, египтяне знали, кому поклоняться.

Одновременно стало понятно, почему в предыдущих опытах жуки игнорировали звёздное небо. Учёные экспериментировали с жуками на территории Южной Африки, и опыты проводили в октябре, когда Млечный Путь находится так близко к горизонту, что использовать его в качестве ориентира весьма затруднительно. В дальнейшем биологи хотят выяснить, какой из небесных ориентиров для скарабеев всё же предпочтительнее — луна или звёзды.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Акулы не способны различать цвета. Исследователи изучили сетчатки глаза 17 видов акул и выяснили, что у десяти из них нет колбочковидных зрительных клеток, "отвечающих" за цветовосприятие, а у семи - лишь один тип таких клеток.

Подробнее...

Группа биологов из Университета Западной Австралии и Университета Квинсленда во главе с доктором Нейтаном Скоттом Хартом (Nathan Scott Hart) пришла к выводу, что акулы не различают цветов. Статью об этом ученые опубликовали в журнале Naturwissenschaften. Кратко об исследовании сообщает BBC News.

Белая акула. Фото с сайта sharkdiver.com Исследователи изучили сетчатки глаза 17 видов акул и выяснили, что у десяти из них нет колбочковидных зрительных клеток, "отвечающих" за цветовосприятие, а у семи - лишь один тип таких клеток. Для сравнения, у человека имеется три типа колбочковидных клеток: один "отвечает" за коротковолновый спектр (от фиолетового до синего), другой - за средневолновый (от зеленого до желтого), третий - за длинноволновый (от желтого до красного).

На основании исследования группа Харта выработала рекомендации, позволяющие снизить риск столкновений с акулами. В частности, ученые пришли к выводу, что на заметность объекта для акулы влияет не столько его цвет, сколько контрастность по отношению к фону. К примеру, Харт отметил, что купальщикам и серферам в водах, где имеются акулы, следует избегать ярко-желтых плавок, которые резко констрастируют с водой. Также ученые готовы дать рекомендации рыболовам, которые часто страдают от того, что акулы портят их снасти.

Источник: Lenta.ru

Оказывается, пернатые в полёте очень хорошо видят творящееся на земле, но при этом мало внимания обращают на то, куда они летят.

Скопа (Pandion haliaetus) (фото Gregory Jordan) По статистике европейских природоохранных организаций, в Европе за 16 лет от столкновений с вышками электропередачи и высоковольтными линиями погибло около 25% молодых и 6% взрослых белых аистов (Ciconia ciconia). Печальные цифры подтверждаются и для других видов птиц, которые находят свою смерть в столкновениях с высотными зданиями, самолётами и ЛЭП.

При этом за птицами издавна тянется слава самых зорких животных. Откуда же тогда эта бездна несчастных случаев?

Профессор Грэм Мартин из Университета Бирмингема (Великобритания) утверждает, что птицы действительно видят хорошо, но не совсем так, как это представляется людям. В своей статье, опубликованной в журнале IBIS, он подчёркивает специфику взаимосвязей между зрительными возможностями птицы, интерпретацией полученной информации и поведением в воздухе.

Во-первых, в полёте пернатые часто следят за тем, что происходит внизу. Птицы с бинокулярным зрением (к примеру, дневные хищники) просто наклоняют голову; виды с латеральным зрением вроде уток поворачивают голову боком к земной поверхности. И те и другие в этом случае перестают видеть происходящее прямо по курсу.

Во-вторых, зрение птиц настроено так, чтобы в первую очередь «ловить» движущиеся объекты, нежели оценивать детали рельефа. При охоте увидеть добычу куда важнее, чем всматриваться в открывающийся пейзаж. Поэтому, как ни странно это звучит, птицы попросту не замечают даже очень крупные рукотворные объекты.

В-третьих, у птиц всё-таки довольно ограниченный набор лётных скоростей: многие из них просто не умеют летать медленно. В условиях плохой видимости (например, во время дождя, в тумане или просто при недостатке освещения) им довольно трудно приспособиться к поступающим данным о возможных препятствиях на линии полёта.

Чтобы предотвратить случайную гибель птиц, мы делаем потенциальные источники опасности более заметными, ориентируясь при этом на себя, свою манеру зрения и анализа зрительной информации. Но, как заключает профессор Мартин, с учётом особенностей поведения при полете более действенными могут оказаться звуковые сигналы: звук скажет птицам о возможной опасности больше, чем «заметность» препятствия. Однако в идеале экологам нужно научиться переключать птиц на другую «лётную линию» или вообще каким-то образом сбивать их с пути повышенной опасности, так как зоркие летуны хорошо видят, что творится у них под крылом, и совершенно не обращают внимания на то, что возникает у них перед клювом. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В глазу личинок дрозофил ничтожно мало фоторецепторов — всего 24 штуки (у человека, напомним, их 125 миллионов). Однако такая зрительная ущербность вовсе не мешает личинкам получать сложную, комплексную «картинку» из окружающей среды. Имея в своём распоряжении самый минимум фоторецепторов, мушиные личинки научились последовательно сканировать пространство, чтобы потом их мозг собрал из разрозненных кусочков целостное изображение.

Несмотря на свой невзрачный вид, личинки дрозофил владеют довольно хитроумным методом, который позволяет им, полуслепым, видеть больше, чем воспринимают их глаза. (Фото Nigel Cattlin / Corbis.)Исследователи из Университета Виргинии (США) обнаружили, что если личинку дрозофилы насильно привязать к дну чашки Петри, то другие личинки устремятся к ней в ответ на её судорожные движения. Возможно, инстинкт диктует им попытаться освободить сородича. Главное тут, впрочем, не взаимовыручка личинок, а то, как эти полуслепые создания с 24 пикселами в глазу вообще понимают, что кто-то рядом с ними зовёт на помощь. Может быть, они чувствуют вибрации или запах?

Эксперименты показали, что дело всё-таки в зрении. Как пишут авторы работы в Nature Communications, перед тем как устремиться на зов, свободные личинки совершали покачивающие движения головой из стороны в сторону, как бы удостоверяясь в том, что кому-то рядом нужна поддержка. Такая же реакция имела место и тогда, когда вместо живого пленника другим личинкам показывали видео с корчащимся червячком. Очевидно, что в случае видео ни об обонянии, ни о вибрациях и речи быть не может. Любопытно, что, когда скорость видеозаписи ускоряли или замедляли, личинки-«освободители» теряли к происходящему интерес. Кроме того, их никак не привлекали мёртвые и личинки других видов.

Иными словами, имея в распоряжении совсем немного «входных устройств» для сбора визуальной информации, личинки дрозофилы могут тем не менее получить довольно подробную картину происходящего: отличить живое от мёртвого, понять, свой ли вид просит о помощи, и насколько естественны призывные движения. Можно сказать, что мозг личинок видит больше, чем их глаза. Впрочем, такое же поведение можно увидеть и у людей с дефектами зрения: когда они оказываются в ситуации, в которой нужно что-то разглядеть, а света не хватает, они начинают точно так же сканировать пространство, вертя головой.

Выполнять сложную работу по сборке целостной картинки личинкам помогает их большой мозг. Хотя, конечно, его большие размеры весьма относительны: всего у личинок 20 тысяч нейронов, и учёные рассчитывают, что им не составит большого труда узнать, как происходит сборка изображения на нейронном уровне.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Масштабное исследование зоологов из Техасского университета в Остине (США) способно окончательно подтвердить ту гипотезу, по которой все млекопитающие вышли из ночной тьмы — то бишь были ночными животными на заре своей эволюции. В мезозое, когда возникли первые звери, у них не было никакой возможности конкурировать с динозаврами, которые были активны днём. Чтобы их не съели прежде времени, млекопитающим пришлось уйти в тень, где они и пребывали до тех пор, пока динозавры не вымерли.

Лишь человекообразные приматы приобрели в ходе эволюции истинно «дневные» глаза. (Фото Jami Tarris / Corbis)Подтвердить эту гипотезу зоологи смогли, сравнив строение глаз у 266 современных видов млекопитающих. Среди них были как те, что активны и днём и ночью, так и предпочитающие строго дневное время суток. Глаза тех и других сравнивали по соотношению площади роговицы и длины глаза. Это важный параметр, от которого зависит светочувствительность органа зрения и способность чётко видеть окружающее. Оказалось, что разницы в этом параметре у разных видов млекопитающих нет, то есть глаз в этом смысле устроен одинаково и у дневных, и у полудневных видов. 

При этом, как пишут исследователи в журнале Proceedings of the Royal Society B, такое соотношение размера роговицы и длины глаза чрезвычайно напоминало аналогичную величину у ночных ящериц и ночных птиц. То есть все млекопитающие, независимо от своего нынешнего образа жизни, всё ещё несут в себе наследство далёких ночных предков. У рептилий и птиц такой проблемы — уворачиваться от дневных динозавров — не было, поэтому у них дневные и ночные виды по строению глаз различаются довольно сильно. 

65 млн лет назад, в конце мезозоя, динозавры исчезли, и млекопитающие вышли из тени, но жёсткой нужды переделать глаза так, чтобы они приобрели острое дневное зрение, у зверей не было. Лишь одна группа млекопитающих озаботилась дневной специализацией зрения — человекообразные приматы. Как и у дневных птиц и дневных рептилий, у человекообразных обезьян небольшая площадь роговицы относительно длины глаза. По мнению учёных, это связано с тем, что приматы при их дневном образе жизни сильнее зависят от зрения. Действительно, с плохим дневным зрением обезьяны и предки человека вряд ли смогли бы научиться совершать сложные движения, необходимые для овладения орудиями труда.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Некоторые виды динозавров вели ночной образ жизни. Американские ученые сделали такой вывод на основе изучения костной структуры глаза этих животных.

Microraptor guiДоктор Ларс Шмиц (Lars Schmitz) и доктор Ресуке Мотани (Ryosuke Motani) из Калифорнийского университета в Дэвисе пришли к выводу, что многие виды динозавров вели ночной образ жизни.

Ученые исследовали толщину костного склерального кольца у 33 древних видов и у современных видов птиц и рептилий. Это помогло им открыть закономерность между толщиной этого кольца и образом жизни животного. Склеральное кольцо есть у всех современных птиц – это слой мелких косточек в оболочке (склере) глаза. У некоторых видов, которые отличаются особенно хорошим зрением, например у дневных хищников или у сов, ведущих ночной образ жизни, оно очень хорошо развито. По толщине склерального кольца можно судить о том, насколько хорошо животное видит в темноте.

«Всегда считалось, что динозавры были активны в дневное время суток. Именно поэтому появилась теория, которая объясняла, почему первые млекопитающие вели ночной образ жизни: считалось, что так они спасались от динозавров. Но нас ожидал сюрприз. Мы обнаружили прямую противоположность этому – многие динозавры охотились днем и ночью, некоторые только ночью, а некоторые только днем», — говорит Шмиц.

Например, небольшие хищники, такие как Velociraptor mongoliensis, вели активную жизнь исключительно ночью. В темное время суток охотился и небольшой летающий динозавр Microraptor gui, и огромные Megapnosaurus kayentakatae. У этих видов склеральное кольцо отличалось большими размерами. Хищных динозавров, которые вели бы дневной образ жизни, ученые вообще не обнаружили, все они — ночные хищники. «Большие травоядные ящеры были активны и днем, и ночью. Возможно просто из-за того, что им нужно больше пищи», — считает Шмиц. Среди них Diplodocus longus, Protoceratops andrewsi, все они имели склеральное кольцо средних размеров. А вот небольшой летающий птерозавр (размером с сокола) Scaphognathus crassirostris хорошо видел только днем, и его склеральное кольцо отличалось небольшими размерами.

Статья с исследованями Шмица и Мотани опубликована в последнем номере журнала Science.

Источник: Infox.ru

Морские моллюски хитоны формируют оптическую линзу своих многочисленных глаз из минерала арагонита. При всём несовершенстве своих органов зрения, хитоны не только отличают свет от тени, но и способны оценить форму объекта.

Хитон в «расслабленном» состоянии (фото FraKre)Органы зрения морских моллюсков хитонов уже давно на дают покоя науке. Сами хитоны (или панцирные моллюски) представляют собой примитивную группу моллюсков, которые распространены по всем морям и внешне похожи на членистоногих мокриц. Хитоны ползают по дну с помощью мускулистой ноги, а сверху их прикрывает раковина, состоящая из нескольких пластин. Вот на этой раковине и находятся так называемые раковинные глаза, число которых может достигать нескольких сотен.

Главная особенность этих глаз вот в чём: их оптическая линза, аналог хрусталика, является кристаллом минерала арагонита, который также входит в состав раковин моллюсков и экзоскелета кораллов (светочувствительные и пигментные клетки у моллюсков, к счастью, вполне белковой природы). Исследователи из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре (США) предприняли попытку выяснить, что и как видят хитоны своими «каменными глазами». Моллюсков держали в аквариуме, накрытом белым экраном. Обычно у хитонов из-под панциря выступает часть тела и нога, на которой они и ползают. Но если их потревожить, тело вбирается под панцирь, и хитон плотно прижимает раковину к поверхности, по которой полз.

Учёные затемняли белый экран над аквариумом, имитируя нормальное изменение освещённости, как если бы на солнце нашла туча. На это моллюски никак не реагировали. Но если использовался чёрный диск, который накрывал хитонов своей тенью, те мгновенно прятались под панцири, то есть диск успешно имитировал приближающегося хищника.

Как говорит глава группы исследователей Дэн Спейсер, хитоны не только могут отличать свет от тени, но и способны различать форму, хотя, конечно, далеко не чётко. Их зрение в тысячу раз слабее человеческого, и, скорее всего, они видят мир в чёрно-белой гамме.

Результаты исследования зрения хитонов опубликованы в журнале Current Biology.

Зачем моллюскам понадобились «глаза из камня»? Попробуем объяснить. Во-первых, эти животные обитают на мелководье, в приливных зонах, и волны, которые обрушиваются на моллюсков, могли бы просто лишить их зрения, будь их глаза составлены из мягкого белка. Во-вторых, арагонит имеет два показателя преломления, что позволяет моллюскам видеть как над, так и под водой.

Теперь, когда зрительная функция панцирных глаз подтверждена окончательно, исследователям предстоит выяснить, как моллюски ухитряются добиться таких оптических качеств от минерала, из которого они «делают» себе оптическую линзу.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В отличие от нас с вами, глаз северного оленя пропускает свет в ультрафиолетовом диапазоне. И это не грозит ему повреждением сетчатки. Биологи еще не поняли, почему, но уже поняли — зачем.

Северный оленьУльтрафиолет вреден для глаз, и поэтому большинство людей в яркий солнечный день защищаются от него солнечными очками. А в Арктике, где солнечный свет почти полностью отражается снегом и льдом, без защиты для глаз находится просто невозможно – человек заболевает «снежной слепотой. Она обратима – зрение через какое-то время восстанавливается. Но когда человек вдруг перестает видеть, он испытывает сильную боль и страх.

«Снежная слепота» — защитная реакция. Таким способом глаз защищает от ультрафиолета свою самую важную часть – сетчатку. Роговица и хрусталик принимают на себя основной удар вредоносного ультрафиолета. Они временно перестают пропускать свет, чтобы не дать ему дойти до сетчатки.

Олень видит не так, как человек

К удивлению команды профессора Глена Джеффри (Glen Jeffery) из Университетского колледжа Лондона, оказалось, что северный олень, живущий в Арктике, прекрасно уживается с ультрафиолетовыми лучами, не имея механизмов защиты. Ученые протестировали зрение северного оленя и нашли, что эти животные видят не только в видимой части спектра, но и в ультрафиолетовой, с длиной волны 350−320 нм.

«Мы нашли, что северные олени не только видят в ультрафиолете, но и используют эту способность для поиска корма и защиты от хищников», — говорит Джеффри.

Исследования показали, что фоторецепторы сетчатки северного оленя демонстрируют электрический ответ на свет с длиной волны 350−320 нм. И пигментые системы фоторецепторов работают при этом свете так же, как и в видимом диапазоне.

Зачем ему это надо

Такая особенность зрения – важнейшее приспособление северных оленей для жизни на крайнем севере. В течение полярной зимы солнце скрыто за горизонтом, а когда показывается, то очень ненадолго. Большую часть суток свет от солнца не прямой, а рассеянный. В таких условиях именно лучи синей и ультрафиолетовой части спектра достигают объектов. Снег отражает до 90% излучения в этой части спектра.

«Работа с ультрафиолетовой камерой позволяет увидеть, что ультрафиолет на снегу поглощают лишь немногие объекты: моча животных, шерсть, лишайники. Именно эти объекты хорошо видны в ультрафиолете. Северные олени хорошо видят метки мочи, оставленные на снегу хищниками, самих хищников – волков, и лишайники –источник корма», — объясняет Джеффри.

Это означает, что глаз северного оленя пропускает внутрь губительные для прочих животных ультрафиолетовые лучи. Как же ему удается избежать повреждения клеток сетчатки? Пока это остается для ученых загадкой.

«Вероятно, олени имеют какой-то еще не выясненный механизм защиты сетчатки, — считает Джеффри. – Возможно, если мы его разгадаем, то сможем использовать для стратегии защиты зрения человека».

О зрении северного оленя можно прочитать в журнале Journal of Experimental Biology.

Источник: Infox.ru

Расцветка оперения птиц поражает своим разнообразием и яркостью. Но, как оказалось, птичий глаз способен различить на треть больше цветов и оттенков.  Ученые предполагают, что в будущем окраска птиц станет еще ярче, приблизившись к возможностям их зрения.

Ученые долгое время пытались ответить на вопрос, как в оперении птиц появились те или иные цвета. Но аспирантку Мэри Стоддард (Mary Stoddard) из Кембриджского университета и профессора Ричарда Прамба (Richard Pramb) из Йельского университета заинтересовал вопрос о том, а как же сами птицы воспринимают те или иные оттенки оперения.

Ученые определили цветовую палитру 111 видов птиц. Оказалось, что она состоит из 965 цветов и оттенков. По словам Прамба, даже растения, которые, казалось бы, отличаются буйством красок, уступают птицам по цветовому разнообразию. Затем ученые стали выяснять, а способны ли сами птицы уловить все эти оттенки. И выяснилось, что птичий глаз способен различить на 26-30 % больше цветов, чем присутствует в их оперении.

Суперзрение

По словам Прамба, в сетчатке глаза у птиц находятся дополнительные колбочки, которые чувствительны к волнам ультрафиолетового спектра. Благодаря этому они и различают такое количество оттенков. Вообще, зрение птиц устроено намного сложнее, чем зрение млекоптающих, в том числе и человека. Недавно ученые выяснили, что у птиц не просто тетрахроматное зрение (против нашего трихроматного), но и организация сетчатки на порядок сложнее.

Откуда краски

Окраска перьев играет в жизни птиц особую роль. Это не просто красивый аксессуар, который служит для привлечения партнеров. Часто цвет перьев сообщает о состоянии иммунитета. Но яркое и красивое оперение появилось не сразу. «Одежда людей имела скучные и бесцветные оттенки до тех пор, пока в XIX веке не изобрели анилиновые синтетические красители. Когда они стали дешевыми, яркие краски стали распространяться повсеместно. Очень похожий процесс происходил и с оперением птиц. В самом начале своей эволюции их оперение было тусклым», -- говорит Прамб.

Источник: Infox.ru

Чтобы не отравиться несъедобной пищей, морские крабы проверяют её качество по цвету: если синее — значит, можно есть.

Глубоководный краб (фото NSU)Морские крабы используют ультрафиолет, чтобы отличить съедобное от несъедобного, сообщают исследователи из Университета Дьюка и Нового юго-восточного университета (оба — США), опубликовавшие на эту тему сразу две статьи в Journal of Experimental Biology ( 1 и 2 ). Среди глубоководных животных способность чувствовать ультрафиолетовые световые волны не такая уж редкость, несмотря на то что до этих глубин свет доходит с превеликим трудом. Но до сих пор зоологи работали лишь с теми существами, что живут в толще воды. А вот ползающие по дну крабы впервые попали в поле их зрения.

Исследователи изучали ракообразных, живущих у Багамских островов на глубине около восьмисот метров. Учёные сравнивали пищевое поведение крабов с характером биолюминесценции окружающих организмов и способностью крабьих глаз реагировать на световые волны разной длины. Все глубоководные виды, пойманные зоологами, оказались особенно чувствительны к синему свету. Но два вида могли различать обычный видимый синий и ультрафиолет. При этом была замечена разница между биолюминесцентным свечением кораллов и планктона: кораллы светились зелёным, а планктон — синим. Сопоставив всё это с поведением кормящихся крабов, зоологи пришли к выводу, что особая чувствительность к синему и УФ имеет для ракообразных важное гастрономическое значение.

Соседствующие с крабами кораллы могут оказаться несъедобными, токсичными. Чтобы как-то отличить годное от негодного, крабы используют цветовой код, который не даёт им ошибиться.

Сами исследователи, впрочем, уточняют, что их выводы основаны во многом на косвенных доказательствах, так что несколько вопросов остаётся. Зачем, например, некоторым крабам понадобилось выделять для ультрафиолета отдельные сигнальные каналы, почему они не ограничились просто сверхчувствительностью к видимому синему свету? Кроме того, зоологи не исключают, что на поведение крабов могло повлиять вмешательство исследователей в их «личную жизнь». Словом, для окончательного подтверждения гипотезы о том, зачем крабам ультрафиолетовое зрение, необходимы новые наблюдения над самыми разными крабами и в условиях, максимально приближенных к естественным.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Колибри запоминают самые «вкусные» цветы по их расположению, а не по внешнему виду

Цвет играет важную роль в пищевом поведении самых разных животных, от пчёл и бабочек до собак. Цветное зрение помогает понять, годится ли тот или иной объект в пищу — например, вкусен ли нектар у этого цветка и т. д. Логично было бы предположить, что и птицы ведут себя похожим образом, учитывая при поиске пищи её цвет. Но, как выяснили исследователи из Университета Сент-Эндрюс (Великобритания), колибри представляют собой исключение: выбирая цветок, чтобы полакомиться нектаром, они не обращают никакого внимания на его цвет.

Насчёт колибри долгое время велись споры: одни утверждали, что птицы предпочитают красные цветы всем прочим, другие говорили, что это просто совпадение, а на самом деле решающую роль играет расположение цветка. Британским орнитологам удалось разрешить этот спор, поставив такой эксперимент. Учёные сделали для колибри четыре типа искусственных цветков: одни содержали 30-процентный раствор сахара, другие — 20-процентный, третьи наполнялись нектаром через 10 минут после визита колибри, четвёртые — спустя 20 минут. Большинству птиц понадобилось в среднем около 30 часов и 189 визитов, чтобы понять разницу между «быстро возобновляемыми» цветами и «медленно возобновляемыми». Одной особо умной колибри хватило всего 50 посещений цветков, чтобы понять эту разницу.

Но что самое важное, как пишут исследователи в журнале Animal Behaviour, цвет не играл никакой роли в запоминании птицами самых вкусных или быстро заполняемых цветков. Дело тут не в отсутствии цветного зрения: оно у колибри есть, и даже получше человеческого. Но при облёте цветков колибри ориентируются на их местоположение, а не на раскраску. Если зоологи смещали цветки на 20–50 см, то птицы переставали их замечать: не обнаружив цветка на привычном месте, они не пытались его искать, а летели к другому. То, что перемещённый цветок был рядом, лишь чуть в стороне, их не волновало.

Цветы растений, на которых кормятся колибри, могут довольно сильно различаться по количеству и качеству нектара, но все они при этом будут одного цвета. Естественно, что для колибри в этом случае имеет смысл запомнить, где находится нужный цветок, а уж его цвет играет второстепенную роль.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА