Как животные воспринимают свет кратко

Обновлено: 06.07.2024

К земле от Солнца непрерывно движется поток энергии. Этот поток содержит невидимые тепловые (инфракрасные) и ультрафиолетовые лучи, а также видимые световые лучи, и мы ощущаем их как видимый свет. На животных влияют все лучи – и видимые, и невидимые.

Видимые световые лучи помогают животным ориентироваться в пространстве, полагаясь на зрение, отыскивать пищу и убежища, избегать врагов, оберегать потомство, подбирать себе пару другого пола.

Видимый свет влияет на активность животных в течение суток и на их образ жизни в течение года. Вследствие суточного изменения освещённости у животных происходит строгое чередование периодов отдыха и бодрствования. Длина светлого времени суток изменяется в течение года. Это изменение подготавливает животных к осеннему и весеннему перелёту, началу периода размножения, к линьке, побуждает их впадать в спячку.

В дневное время активны насекомые: мухи, большая часть бабочек. Птицы: ласточки, воробьи, синицы, стрижи, вороны тоже ведут дневной образ жизни.

Освещённость отражается на времени утреннего пробуждения птиц. Певчие птицы лесов просыпаются раньше в ясные дни , в пасмурные – позднее.

В течение светлого времени дня животные , добывая пищу, перемещаются из одних мест, в другие. Насекомоядные птицы – мухоловки, пеночки, синицы – утром охотятся на опушках (здесь светлее), днём разыскивают корм преимущественно в глубине леса, а вечером вновь возвращаются на опушки. Они движутся вслед за насекомыми, которые предпочитают лучше обогреваемые места. Ночью интенсивная жизнедеятельность сменяется отдыхом и сном.

Сумеречные наиболее активны на закате и на восходе солнца. К сумеречным животным относятся летучие мыши, они вылетают охотиться на сумеречных насекомых.

Ночные животные предпочитают тёмное время суток. К ночным животным относятся совы, представители семейства Кошачьих. Представителем этого семейства, обитающим на территории Томской области, является рысь.

Глаз человека устроен таким образом, что видеть в полной темноте он не может. Это связано с особенностью зрительной функции. Чтобы глаз смог зафиксировать изображение какого-либо объекта, нужно чтобы световые лучи,отразившись от него, попали на сетчатку глаза. Для того, чтобы человеческий глаз видел предметы, освещение может быть природным или искусственным. Восприятие объектов глазами животных и птиц отличается от человеческого видения, так как устройство органов зрения у некоторых представителей фауны рассчитано на особенности их среды обитания.

Механизм восприятия световых лучей

Свет является высокочастотными электромагнитными волнами. Глаза человека воспринимают только определенную частоту этих волн, а остальные являются для глаза невидимыми. Источники световых волн могут быть первичными и вторичными. Солнце и лампы являются первичными, а вот вторичными являются все остальные объекты, отражающие свет. Если объект прозрачный и не отражает свет, тогда для глаза он невидимый. То же происходит и в полной темноте, когда все находящиеся вне поля освещенности предметы невидимы для глаз.

Устройство глаза рассчитано на восприятие диапазона световых волн в пределах 400-790 ТГц, поэтому инфракрасное и ультрафиолетовое излучение человек не видит. Диапазон частот, которые видит человек, называют видимым излучением. У животных этот диапазон отличается, поэтому птицы и пчелы, к примеру, видят ультрафиолетовое излучение, находящееся в диапазоне с длинной волны 300-400 нм. Также различают ультрафиолетовые лучи рептилии, рыбы, ракообразные и моллюски.

Такая способность у животных развита для обеспечения выживания в естественной среде, для охоты, поиска еды или защиты от хищников. Пчелы при помощи ультрафиолетового света видят цветы и пыльцу. Видение животными уф-лучей обеспечивается за счет особого строения глаза, а вот для человека такое излучение является опасным, поэтому и блокируется. Также во время блокирования ультрафиолетового излучения острота зрения усиливается.

Инфракрасные лучи животные видеть не могут так же, как и человек. Глаз животного не настроен на восприятие инфракрасного излучения, но при помощи расположенных на разных участках тела рецепторов некоторые представители фауны могут чувствовать тепловое излучение. Человеку для распознавания инфракрасного излучения нужно дополнительное применение специального прибора – тепловизора.

Как человек и животные видят цвета

Человеческий глаз имеет в структуре сетчатки особые чувствительные фоторецепторы, которые обеспечивают восприятие окружающих объектов. Так для обеспечения сумеречного видения на сетчатке есть палочки, а для цветного восприятия окружающего мира – колбочки (для распознания синего, зеленого и красного цвета в спектре). Комбинация этих основных цветов спектра дает возможность распознавать человеку тысячи оттенков. При очень сильном освещении активируются одновременно все фоторецепторы, поэтому человек видит слепящий белый цвет.

В случае отсутствия или нарушения в функционировании колбочек для восприятия того или иного цвета спектра возникает заболевание дальтонизм. Человек с дальтонизмом может не воспринимать определенный цвет спектра или идентифицировать его ошибочно, путая зеленый и красный, например.

У большинства млекопитающих структура глаза устроена таким образом, что они могут воспринимать только черный и белый цвета. Особенность их глаз заключается в высокой чувствительности к оттенкам серого. Собаки, к примеру, отличают очень много серых оттенков. Именно поэтому многие ошибочно полагают, что собаки могут отличать цвета. На самом деле они безошибочно идентифицируют оттенок серого, но не цвет в его естественном проявлении.

Мы видим мир вокруг и, нам кажется, что он именно такой. Сложно даже представить, что кто - то видит его по-другому, в черно - белых тонах, или без синего и красного. Сложно поверить, что для кого - то наш привычный мир совсем другой.

Но это именно так.

Давайте посмотрим на окружающий мир глазами животных, разберемся, как животные видят, в каких цветах они воспринимают мир.

Итак, для начала разберем, что такое зрение и какие функциональные способности оно включает.

Что такое зрение?

Зрение — процесс обработки изображения объектов окружающего мира.

осуществляется зрительной системой
позволяет получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении и расстоянии между ними

Зрительный процесс включает:

проникновение светового потока через преломляющие среды глаза
фокусировка света на сетчатке
трансформация световой энергии в нервный импульс
передача нервного импульса от сетчатки в головной мозг
обработка информации с формированием увиденного образа

светоощущение
восприятие движущих объектов
поля зрения
острота зрения
цветовое восприятие

Светоощущение - способность глаза воспринимать свет и определять различную степень его яркости.

В глазу содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией. Различают два вида адаптации:

к темноте — при понижении уровня освещенности
и к свету — при повышении уровня освещенности

Светоощущение является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия, особенно в темноте. На светоощущение глаза также влияют такие факторы как:

распределение палочек и колбочек (у животных центральный участок сетчатки в25 ° состоит, преимущественно, из палочек, что улучшает ночное восприятие)
концентрация светочувствительных зрительных веществ в палочках (у собак чувствительность к свету палочек 500-510нм, у человека 400нм)
наличие тапетума (tapetum lucidum) - особый слой сосудистой оболочки глаза (тапетум направляет назад прошедшие на сетчатку фотоны, заставляя их ещё раз воздействовать на рецепторные клетки, повышая светочувствительность глаза, что в условиях малого освещения такая оказывается весьма ценно) у кошек глаз отражает в 130 раз больше света, чем у человека (Paul E. Miller, DVM, and Christopher J. Murphy DVM, PhD )
форма зрачка - форма, размер и положение зрачка у различных животных (зрачок бывает круглый, щелевидный, прямоугольный, вертикальный, горизонтальный)
форма зрачка может рассказать относится ли животное к хищникам или жертвам (у хищников зрачок сужается в вертикальную полоску, у жертв в горизонтальную — эту закономерность ученые обнаружили, сравнив формы зрачков у 214 видов животных)

Итак, какие бывают формы зрачков:

Щелевидный зрачок - (у хищных животных, таких как домашние кошки, крокодилы, ящерицы гекконы, змеи, акула) позволяет точнее подстроить глаз под количество света вокруг, так, чтобы и в темноте видеть, и на полуденном солнце не ослепнуть

Круглый зрачок- (у волков, собак, больших кошек - львов, тигров, гепардов, леопардов, ягуаров; птиц) т.к. они избавлены от необходимости хорошо видеть в темноте

Горизонтальный зрачок (травоядные) позволяет глазу хорошо видеть, что происходит у земли и охватывает довольно широкую панораму глаз защищён от прямого попадания солнечных лучей сверху, которые могли бы ослепить животное

Как животные воспринимают движущие объекты?

Восприятие движения имеет жизненно важное значение, т.к. движущиеся объекты являются сигналами либо опасности, либо потенциальной пищи и требуют быстрого соответствующего действия, в то время как неподвижные объекты могут быть игнорированы.

Например, собаки могут распознать движущиеся объекты (благодаря большому количеству палочек) на расстоянии 810 до 900 м, а неподвижные объекты только на расстоянии 585 м.

Как животные реагируют на мелькающий свет (например, в телевизоре)?

Реакция на мелькающий свет дает представление о функции палочек и колбочек.

Человеческий глаз способен улавливать колебания 55 герц, а собачий глаз улавливает колебания на частоте 75 герц. Поэтому, в отличие от нас, собаки, скорее всего, видят лишь мерцание и большая часть из них на изображение в телевизоре не обращают внимание. Изображения предметов в обоих глазах проецируются на сетчатке и передаются в кору головного мозга, где происходит их слияние в одно изображение.

Какие у животных поля зрения?

Поле зрения — пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Можно выделить два основных типа зрения:

бинокулярное зрение - восприятие окружающих предметов двумя глазами
монокулярное зрение - восприятие окружающих предметов одним глазом

Бинокулярное зрение имеется далеко не у всех видов животных и зависит от строения и взаиморасположения глаз на голове. Бинокулярное зрение позволяет совершать тонкие координированные движения передними конечностями, прыжки, легко передвигаться.

Хищникам бинокулярное восприятие объектов охоты помогает правильно оценить расстояние до намеченной жертвы и выбрать оптимальную траекторию нападения. У собак, волков, койотов, лисиц, шакалов угол бинокулярного поля равен 60-75°, у медведей 80-85°. У кошек 140°(зрительные оси обоих глаз почти параллельны).

Монокулярное зрение с большим полем позволяет потенциальным жертвам (сурки, суслики, зайцы, копытные и т. п.) вовремя заметить опасность. достигает у грызунов 360°, у копытных 300-350°, у птиц достигает более 300°. Хамелеоны и морские коньки умеют смотреть сразу в двух направлениях, т.к. их глаза двигаются независимо друг от друга.

Острота зрения

способность глаза воспринимать две точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга, как отдельные
минимальное расстояние, при котором две точки будут видны раздельно, зависит от анатомо-физиологических свойств сетчатки

От чего зависит острота зрения?

от размеров колбочек, рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика и стекловидного тела (составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста
диаметр колбочки определяет величину максимальной остроты зрения (чем меньше диаметр колбочек, тем больше острота зрения)

Угол зрения -универсальная основа для выражения остроты зрения. Предел чувствительности глаза большинства людей в норме равен 1. У человека для определения остроты зрения используют таблицу Головина-Сивцева, содержащую буквы, цифры или знаки различной величины. У животных остроту зрения определяют с помощью (Ofri ., 2012):

поведенческого теста
электроретинографии

Острота зрения собак оценивается в 20-40% от остроты зрения людей, т.е. собака узнает объект с 6 метров, тогда как человек - с 27 м.

Почему собака не обладает остротой зрения человека?

У собак, как и у всех других млекопитающих, за исключением обезьяны и человека, отсутствует центральная ямка сетчатки (область максимальной остроты зрения). Большинство собак слегка дальнозорки (гиперметропия: +0,5 Д), т.е. они могут различать мелкие предметы или их детали на расстоянии не ближе 50-33 см; все предметы, расположенные ближе, кажутся расплывчатыми, в кругах рассеивания. Кошки близоруки, то есть они не видят дальние объекты также хорошо. Способность хорошо видеть вблизи больше подходит для охоты на добычу. Лошадь имеет невысокую остроту зрения и относительно близорука. Хорьки близоруки, что является, без сомнения, реакцией на их адаптацию к норному образу жизни и поиску добычи по запаху. Близорукое зрение хорьков является таким же острым как и наше и, может быть, даже немного острее.

орел	20/5	Reymond
сокол	20/8	Reymond
человек	20/20	Ravikumar
лошадь	20/30–20/60	Timney
голубь	20/50	Rounsley
собака	20/50–20/140	Odom
кошка	20/100–20/180	Belleville
кролик	20/200	Belleville
корова	20/460	Rehkamper
слон	20/960	Shyan-Norwalt
мышь	20/1200	Gianfranceschi

Таким образом,самое острое зрение у орла, затем в порядке убывания: сокол, человек, лошадь, голубь, собака,кошка,кролик,корова, слон,мышь.

Цветовое зрение

Цветовое зрение - это восприятие цветового многообразия окружающего мира. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр). Осуществляется цветовое зрение колбочками. В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек:

первый воспринимает длинноволновые цвета – красный и оранжевый
второй тип лучше воспринимает средневолновые цвета – жёлтый и зелёный
третий тип колбочек отвечает за коротковолновые цвета – синий и фиолетовый

Трихромазия - восприятие всех трех цветов
Дихромазия - восприятие только двух цветов
Монохромазия - восприятие только одного цвета

Живые существа по-разному воспринимают свет и цвет. Это свойство зрения зависит от строения органа, особенностей восприятия, их передачи нервными импульсами и анализом в мозгу. В этой статье пойдет речь о восприятии цвета и света человеком и животными, формировании cветовосприятия, нарушениях ощущения цвета и света. Поговорим о механизме восприятия цвета, об органах, которые отвечают за этот процесс, и об оптических иллюзиях. Статья ознакомит с интересными фактами о свето- и цветоощущении, поэтому будет интересна детям и родителям.

Основы восприятия цвета человеком и животными

Органом восприятия цвета у людей является глаз. Он воспринимает цветовые комбинации благодаря клеткам-палочкам и клеткам-колбочкам – специальным фоторецепторам.

Первые обладают высокой светочувствительностью – устанавливают, насколько интенсивен цвет. Колбочки различают цвета при ярком свете. Глаз имеет 3 типа колбочек:

Первый тип восприимчив к коротким световым волнам – красно-оранжевой части спектра. Длина волны равна 600-700 нанометра.
Второй – воспринимает средние волны – желто-зеленую часть. У этих волн длина 500-600 нанометра.
Третий чувствителен к длинным волнам – голубо-фиолетовую. Длина волны составляет 400-500 нанометра.

Диапазон цветов различается всеми тремя колбочками благодаря комбинации сигналов. Способность человека воспринимать три основные группы цветов – синие, зеленые и красные – называется трихромазией. Чаще всего у людей нарушается восприятие зеленого цвета, реже – красного. Эта аномалия влияет на общее восприятие цветов, и они не могут нормально смешиваться. Патологические процессы происходят в сетчатке, нервах, передающих импульсы от глаза к мозгу, центральной нервной системе.

Нарушение цветового восприятия бывает врожденным, связанным с генетическими отклонениями, и приобретается при жизни. Чаще этим страдают мужчины – 8%, а женщины реже – только 0,4%. Представительницы прекрасного пола в основном передают по наследству патологический ген.

Цветовое восприятие развивается постепенно. У новорожденных детей уже развитая зрительная система. Этим они отличаются от других млекопитающих, которые рождаются слепыми. Но восприятие света начинает развиваться у малыша с 2-х месяцев, а заканчивается в 5 лет. До этого ребенок различает ахроматические цвета – черный, серый и белый.

Ахроматические цвета

С 6 недель малыш воспринимает синий, красный и желтый – основные цвета спектра. Глазная сетчатка лучше воспринимает зеленые и желтые оттенки и хуже – синие и фиолетовые. В 6 месяцев малыш различает красный, оранжевый, желтый и зеленый цвета. В 1 год его зрение воспринимает фиолетовый и синий цвета.

Основные цвета спектра

В 2-3 года ребенок видит пастельные и бледные оттенки.

Цветовое восприятие кошки

Млекопитающие похоже воспринимают цвета. Кошки хуже, чем люди, различают цвета, но глаза этих животных лучше улавливают изменение яркости. Благодаря клеткам-палочкам кошка хорошо видит в темноте. У нее больше колбочек, поэтому ночью зрение острее, чем у человека.

Цветовое восприятие кошки

Раньше считалось, что кошка различает ахроматические цвета, то есть белый, черный и серый. Сейчас это мнение подкорректировали, поскольку в глазе животного есть клетки-колбочки. Поэтому кошка хорошо видит серый, зеленый и голубой цвет. Белый и желтый сливаются в одно, хуже различается фиолетовый. А оранжевый, коричневый и красный не различаются кошкой совсем.

Цветовое восприятие собаки

Относительно собак раньше считали, что эти животные видят мир в черно-белых тонах. Но Американский клуб собаководов опроверг это: у животных такое же цветовое восприятие, как у людей с красно-зеленым дальтонизмом. У человека три вида колбочек, а у собаки – только два: отсутствует колбочка, отвечающая за красно-оранжевое восприятие. Поэтому животные не видят зеленый и красный цвет. Сетчатка собачьего глаза тоже имеет два типа колбочек, и он не различает оттенки зеленого и красного: оранжевый, фиолетовый или розовый.

Цветовое восприятие собаки

Собаки хорошо видят белый, черный, серый. Красный цвет кажется им коричневым, оранжевый – желто-коричневым. Питомцам рекомендуется покупать синие и желтые игрушки, чтобы они хорошо различали их на фоне тусклого окружающего мира. Самыми контрастными цветами для животных являются синий и желтый.

Восприятие света

Свет является источником цвета, но цвет не служит свойством света. Это впечатление, которое производится в мозгу электромагнитной волной различной длины.

Человеческий глаз воспринимает световые волны в видимом диапазоне, поэтому для людей остаются недоступными ультрафиолетовые и инфракрасные волны. Они могут восприниматься только с помощью специальных приборов.

Световые волны

Видимый человеку свет имеет диапазон волны 400-720 нанометров.

Глаз воспринимает свет так:

Когда окружающий свет поступает в глаз, он проходит через глазной хрусталик.
Свет фокусируется на сетчатке, которая покрывает 65% дальней стенки глаза.
Сетчатка содержит палочки и колбочки – очень чувствительные глазные клетки. При попадании света активизируются процессы, которые порождают электрические импульсы. Палочки передают, насколько интенсивно изображение, темное оно или светлое, а колбочки определяют цвет и четкость.
Импульсы передаются на глазной нерв в мозг.
Клетки мозга анализируют полученную информацию.

По краям сетчатки расположены палочки, а в центре – колбочки. Воспринимаемое изображение получается четким только по центру, по краям – размытым. Человек видит окружающий мир четким благодаря мозгу: он обрабатывает информацию и додумывает элементы получаемого изображения. Поэтому все предметы, которые мы видим, красочные, насыщенные и хорошо различаются.

Механизм восприятия света человеком таков. Когда свет попадает на любой предмет, его часть поглощается или отражается им. Отраженную электромагнитную волну воспринимают глазные рецепторы. Палочки и колбочки в сетчатке создают перевернутое изображение, которое гораздо меньше реального. Только благодаря передаче импульсов в мозг происходит анализ полученной информации.

Цвет воспринимается и обрабатывается головным мозгом мгновенно, поэтому человек не замечает его и не запоминает. Поэтому цветовое восприятие субъективно: разные наблюдатели видят цвета неоднозначно и неточно. Белый цвет – тот, что полностью отражает свет, попадающий на него, а черный поглощает любой свет.

С неправильным восприятием отражающегося от других предметов света связаны оптические иллюзии. Это ошибка зрительного восприятия из-за особого строения глазной сетчатки, несовершенства бинокулярного зрения, психологических стереотипов, бессознательных ложных суждений, искажения мировосприятия. Бывают природные и созданные человеком оптические иллюзии. Самым простым и известным примером бывает пустынный мираж.

Пустынный мираж

Классическими примерами, созданными людьми, являются:

Оптические иллюзии – это не расстройство психики. Людей с нормальным психическим состоянием тоже подводит зрение: цвет, форма, положение в пространстве воспринимается в совокупности, а не отдельно.

Таким образом, ощущение цвета и света взаимосвязано. У людей оно происходит благодаря глазу, клеткам, которые размещены в сетчатке, – колбочкам и палочкам. Нервные импульсы передают полученную из окружающего мира информацию в мозг, который формирует в человеческом сознании полноценную картинку. Человеческое восприятие света и цвета похоже на тот процесс, который происходит у млекопитающих, в особенности у кошек и собак. Люди испытывают нарушения ощущения цвета и света. Первые связаны с генетическими отклонениями, а вторые – с оптическими иллюзиями, которые испытывают здоровые люди.

Читайте также: