Рыбы воспринимают мир совсем не так, как люди. Их подводная среда обитания приводит к серьезным различиям в зрении по сравнению с наземными животными. У рыб есть уникальные адаптации, которые позволяют им четко видеть под водой. К ним относятся:
Хрусталики в глазах рыб сферические, в отличие от плоских линз в глазах человека. Сферические линзы оптимальны для фокусировки света под водой. Свет преломляется, когда он переходит из воды в воздух. Изогнутая линза глаза рыбы корректирует эту рефракцию. Это позволяет рыбам четко видеть в обеих средах.
Хрусталики рыб также ближе к сферическим, чем у наземных животных. Сферические линзы создают мало или вообще не создают оптических искажений. Это дает рыбам превосходное динамическое зрение, необходимое для жизни в водной среде.
Человеческие глаза содержат колбочки и палочки, которые обнаруживают свет и цвет. Колбочки обеспечивают высокую остроту зрения и цветовое зрение. Палочки работают при слабом освещении. У большинства рыб в сетчатке гораздо больше палочек, чем колбочек.
Дополнительные палочки помогают рыбам видеть в тускло освещенном подводном мире. Они обеспечивают отличное ночное зрение, что крайне важно для ночных кормильцев. Больше палочек также усиливают обнаружение движения. Это позволяет рыбам замечать добычу и избегать хищников в мутной воде.
Рыбы, которые живут на большой глубине без солнечного света, полностью зависят от палочек. Другие, например, мелководные рифовые рыбы, имеют больше колбочек. Но даже у обитателей рифов гораздо больше палочек, чем у людей. Платой за это становится более слабое цветовое зрение из-за более слабого света и обнаружения движения.
Рыбы фокусируются на объектах на разных расстояниях с помощью процесса, называемого аккомодацией. Рыбы изменяют форму своих глазных хрусталиков, чтобы фокусировать свет с близкого или дальнего расстояния, как и люди. Но в отличие от людей, большинство рыб регулируют фокусировку, перемещая свои хрусталики, а не изменяя их форму.
Хрусталик рыб имеет сферическую форму и постоянно фиксированную форму. Перемещение жесткого хрусталика вперед и назад позволяет рыбе быстро менять фокус. Это называется афакичной аккомодацией. Она обеспечивает острое зрение на любой глубине и расстоянии в подводной обстановке.
У большинства костистых рыб глаза трубчатой формы, которые выступают по бокам головы. Такое расположение увеличивает их поле зрения по сравнению с человеческими глазами. Трубчатые глаза позволяют рыбам видеть почти на 360 градусов во всех направлениях, кроме того, что находится прямо позади них.
Полное периферическое зрение дает рыбам возможность замечать хищников и добычу со всех сторон. У некоторых рыб даже есть глаза по бокам головы, которые могут двигаться независимо. Это обеспечивает одновременный панорамный обзор сверху и снизу.
У многих рыб есть структура, называемая tapetum lucidum, за сетчаткой. Этот отражающий слой отражает свет обратно через сетчатку, давая фоторецепторным клеткам второй шанс для стимуляции.
Tapetum lucidum значительно улучшает зрение при слабом освещении. Он позволяет рыбам видеть в 10 раз лучше, чем люди в тех же условиях слабого освещения. Это обеспечивает критически важную дополнительную светочувствительность для жизни под водой ночью.
Некоторые рыбы могут видеть ультрафиолетовый (УФ) свет благодаря специальным зрительным пигментам в их глазах. УФ-волны невидимы для человеческого глаза, но проникают глубоко в воду. УФ-зрение дает некоторым рыбам секретный канал связи.
Рыбы используют УФ-сигналы для таких важных функций, как брачные демонстрации, территориальная маркировка и распознавание добычи. Способность видеть УФ дает большое преимущество в водной среде, полной УФ-сигналов.
Свет рассеивается и поляризуется, когда он просачивается сквозь воду. У многих рыб поляризованная сетчатка, способная определять направление колебаний света. Это дает им своего рода «стерео» зрение без перекрытия полей зрения.
Поляризационное зрение улучшает способность рыб воспринимать контраст, глубину и расстояние. Оно помогает им обнаруживать прозрачную добычу и безопасно ориентироваться среди отражений и солнечного мерцания.
Рыбы, живущие в океанах и озерах, сталкиваются с различными зрительными проблемами. Их глаза адаптируются к их конкретной световой среде.
Морским рыбам необходимо видеть на большие расстояния в открытой воде. Их глаза, как правило, больше, более трубчатые и расположены высоко на голове. Это обеспечивает беспрепятственный горизонтальный обзор, идеальный для жизни в открытом океане.
Напротив, пресноводные рыбы обитают в небольших прудах и реках с большим количеством растений и мусора. Им нужно смотреть вверх, чтобы находить просветы в растительности и избегать препятствий. Их глаза, как правило, меньше и расположены более латерально, чтобы максимизировать обзор сверху.
Глаза рыб обладают особыми приспособлениями, которые позволяют им четко видеть под водой. Сферические линзы, дополнительные палочки, афакичная аккомодация и трубчатая форма обеспечивают рыбам превосходное зрение по сравнению с наземными животными. Чувствительность к УФ-излучению, обнаружение поляризации и полупрозрачные фильтрующие мусор линзы обеспечивают дополнительные преимущества для жизни в водном мире.
Эволюция сформировала глаза рыб в идеальные оптические системы для их водной среды обитания. Их уникальное зрение дает рыбам визуальное преимущество, необходимое им для процветания в морской среде.
Вот некоторые ссылки, использованные в качестве источников для этой статьи: