Как животные могут видеть в темноте? — Анна Штёкль

Посмотреть урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/how-do-animals-see-in-the-dark-anna-stockl

Для человеческого глаза ночной мир представляет собой бесформенное серое полотно. Но многие животные, ведущие ночной образ жизни, видят этот мир в богатстве и разнообразии деталей, форм и цветов. Чем же отличается зрение человека от ночного мотылька? Анна Штёкль раскроет загадку ночного зрения.

Урок Анны Штёкль, мультипликация — Ted-Ed

Для глаз человека ночной мир —
бесформенное серое полотно.

А вот многие животные,
ведущие ночной образ жизни,

воспринимают мир во всём его богатстве
и разнообразии деталей, форм и цветов.

Так что же отличает человека
от ночного мотылька?

Мотыльки и другие ночные животные
способны видеть в темноте

благодаря тому, что их органы зрения
приспособились к нехватке света.

Любые глаза, как ночных,
так и дневных животных,

способны видеть благодаря фоторецепторам
сетчатки, улавливающим частицы света,

известные как фотоны.

Затем фоторецепторы передают
информацию об этих фотонах

клеткам сетчатки и мозга.

Мозг обрабатывает полученную информацию
и использует её для создания изображения

окружающей действительности,
воспринятой глазом.

Чем ярче свет,
тем больше фотонов попадáет в глаз.

В солнечный день

глаз воспринимает в 100 миллионов раз
больше фотонов,

чем в пасмурную безлунную ночь.

Но в темноте фотонов не только меньше,

они попадают в глаз
куда менее стабильно.

Это означает, что информация,
собранная фоторецепторами,

изменяется во времени.

То же касается и качества изображения.

В темноте глазам большинства животных,
ведущих дневной образ жизни,

очень трудно обнаружить редкие,
рассеянные в пространстве фотоны.

Но для ночных животных это
всего лишь вопрос приспособляемости.

Один из примеров того,
как можно приспособиться, — это размер.

У долгопята размер одного глазного яблока
примерно равен его мозгу,

это рекорд среди млекопитающих
в соотношении размеров головы и глаз.

При тех же пропорциях у человека
глаза были бы величиной с грейпфрут.

В ходе эволюции глазные яблоки долгопятов
увеличились вовсе не для красоты,

а для того, чтобы захватывать
как можно больше света.

Чем больше глаза, тем больше в них
открытые зоны, называемые зрачками,

и тем больше хрусталики глаза,

благодаря которым больше света
может сфокусироваться на рецепторах.

Для того, чтобы видеть в темноте
долгопяты пользуются огромными «зенками»,

кошки же видят в темноте благодаря
эффекту «свечения глаз».

«Свечение» кошачьих глаз исходит от
слоя клеток, называемого tapetum lucidum,

который располагается за фоторецепторами

и имеет слои похожих на зеркало клеток,
содержащих кристаллы,

которые отражают поступающий свет
обратно к фоторецепторам сетчатки

и дальше наружу.

Благодаря этому глаза не только
пугающе «светятся» в темноте,

но и их фоторецепторы получают
ещё одну возможность обнаружить фотоны.

На самом деле, этот принцип зрения кошек
помог при разработке дорожных рефлекторов.

А вот жабы в плане зрения
приспособились никуда не спешить.

Они способны видеть изображение,

даже если на фоторецепторы попадает
один фотон в секунду.

Это достигается при помощи фоторецепторов,

функционирующих в 25 раз медленнее
фоторецепторов человека.

Это значит, что глаза жабы способны
«собирать» фотоны до 4 секунд,

что позволяет им получить
гораздо больше информации

на единицу времени,
чем на это способны мы.

Недостатком этого способа
является медленная реакция жаб,

потому что «картинка» меняется
лишь каждые 4 секунды.

Но жабы привыкли охотиться
на довольно медлительную добычу.

Да и ночью в изобилии насекомых,

таких как бражники,

которые способны различать цветы
по окраске даже при свете звёзд.

Эта необычная способность достигается
благодаря тому,

что в их восприятии опускаются детали.

Информация от граничащих фоторецепторов
группируется в мозге бражников,

и таким образом каждая группа
захватывает больше фотонов

по сравнению с отдельными рецепторами.

Но из-за подобного разделения на группы
теряются детали изображения,

поскольку для мелких деталей
необходима плотная сетка фоторецепторов,

каждый из которой обнаруживал бы фотоны,
исходящие из одной точки пространства.

Приходится чем-то жертвовать:
или фотонами, или деталями изображения,

но тем не менее находить цветы.

Какими бы ни были глаза:
медленными, огромными,

светящимися или с нечётким изображением —

всё это результат эволюции,

благодаря которому ночные животные
получили уникальную возможность видеть.

Представьте,
как они смотрят своими глазами

на мир, который просыпается
сразу после захода Солнца.