Многие животные могут видеть более широкий спектр цветов, чем люди. Это связано с различиями в фоторецепторных клетках, обнаруженных в сетчатке животных. Фоторецепторные клетки обнаруживают свет и передают сигналы в мозг, позволяя животным видеть. Существует два основных типа фоторецепторных клеток: палочки и колбочки. Палочки позволяют животным видеть в условиях низкой освещенности, в то время как колбочки обеспечивают цветное зрение.
Сетчатка содержит миллионы фоторецепторных клеток. У людей имеется приблизительно 120 миллионов палочек и 6 миллионов колбочек. Палочки содержат пигмент, называемый родопсином, который поглощает свет и запускает нервные сигналы в мозг. Колбочки содержат пигменты, называемые опсинами, которые чувствительны к разным длинам волн света. В глазах человека есть три типа колбочек, которые обнаруживают короткие (синие), средние (зеленые) и длинные (красные) длины волн света. Именно сочетание сигналов от этих трех типов колбочек позволяет людям воспринимать широкий спектр цветов.
У других животных часто больше типов фоторецепторных клеток, что позволяет им видеть больше цветов. Например, рак-богомол имеет 12–16 различных типов фоторецепторов по сравнению с 3 у человека. Некоторые птицы, рептилии и насекомые также могут видеть ультрафиолетовый (УФ) свет благодаря колбочкам, чувствительным к более коротким длинам волн, чем воспринимает человек. Кроме того, у некоторых животных больше общего количества фоторецепторных клеток, чем у людей — например, у сокола примерно 1 миллион колбочек по сравнению с нашими 6 миллионами.
Разные животные видят разные спектры света. Люди являются трихроматами, что означает, что у нас есть три типа колбочек фоторецепторных клеток. Другие животные могут быть тетрахроматами (4 типа колбочек), пентахроматами (5 типов колбочек) или даже гексахроматами (6 типов колбочек). Вот несколько примеров диапазонов зрения животных:
Как вы можете видеть, многие животные видят в ультрафиолетовом диапазоне, а некоторые видят в инфракрасном диапазоне, невидимом для человека. Некоторые птицы, насекомые, рыбы и креветки обладают самым расширенным цветовым зрением благодаря многочисленным типам колбочек.
Тетрахроматизм означает наличие четырех типов колбочек. Это позволяет животным воспринимать гораздо больше цветов, чем люди могут себе представить. По оценкам, тетрахроматы могут различать около 100 миллионов различных цветовых оттенков! Вот некоторые тетрахроматические животные:
У птиц четыре типа колбочек, поэтому они тетрахроматы. По сравнению с человеческим зрением, восприятие цвета птиц включает ультрафиолетовый диапазон. Многие птицы используют УФ-сигналы для выбора партнера и идентификации пищи. Бабочки также являются тетрахроматами, видящими в УФ-спектре. Исследователи полагают, что дополнительные УФ-конусы помогают бабочкам находить нектар в цветах.
«Истинное цветовое» зрение относится к способности животного видеть полный спектр цветов без посторонней помощи. У людей нет истинного цветового зрения, так как мы не можем видеть в УФ-диапазоне без посторонней помощи. К животным с истинным цветовым зрением относятся:
Бабочки и раки-богомолы обладают одним из самых обширных истинных цветовых зрений. Их многочисленные типы фоторецепторов позволяют им воспринимать невероятно широкий спектр света, невидимый человеческому глазу. Птицы также видят полный спектр настоящих цветов с дополнительным восприятием в УФ-диапазоне.
Есть несколько причин, по которым многие животные обладают лучшим цветовым зрением по сравнению с людьми:
У тетрахроматов и гексахроматов соответственно 4–6 типов колбочек, по сравнению с 3 у людей. Это анатомическое различие дает многим птицам, рыбам, насекомым и креветкам огромное преимущество в восприятии цвета.
Кроме того, у таких животных, как хищные птицы, общая концентрация колбочек в меньшей области сетчатки выше. Эта плотность колбочек позволяет хищникам видеть цвета с большим разрешением и четкостью.
Наконец, у некоторых животных есть колбочки с более высокой светочувствительностью и более широким диапазоном. Кошки и собаки видят лучше в тусклом свете, чем люди, и могут легче различать тонкие цветовые оттенки.
Существуют некоторые цвета, видимые только для животных с более высокой плотностью колбочек фоторецепторов и истинным цветовым зрением:
Одним из примеров является УФ-зрение птиц. Люди не могут видеть УФ-свет без технологий, в то время как птицы используют его для социальной сигнализации и поиска пищи. Бабочки также используют свое УФ-зрение для определения нектарных указателей на цветах. Креветки-богомолы, вероятно, воспринимают ошеломляющий спектр цветов от инфракрасного до ультрафиолетового благодаря своим многочисленным фоторецепторным колбочкам.
Вот несколько конкретных примеров превосходного цветового зрения у разных животных:
| Животные | Возможность цветового зрения |
|---|---|
| Пчелы | Могут видеть ультрафиолетовые узоры на цветах, которые направляют их к нектару |
| Рыбы-богомолы | Имеют 12-16 типов фоторецепторов, которые обнаруживают огромный спектр от УФ до инфракрасного |
| Бабочки | Тетрахроматическое зрение позволяет им находить указатели на нектаре на лепестках |
| Птицы Добыча | Увеличенная плотность колбочек улучшает восприятие цвета на большом расстоянии |
| Северный олень | Видеть ультрафиолетовые отражения, невидимые для людей |
| Золотая рыбка | Может видеть инфракрасный свет, излучаемый пультами дистанционного управления телевизорами |
Как вы можете видеть, многие животные обладают зрительными способностями, которые кажутся сверхчеловеческими. Пчелы и птицы видят в ультрафиолете, в то время как олени используют его для поиска пищи под снегом. Бабочки и раки-богомолы воспринимают невероятное разнообразие цветов. Понимание цветового зрения животных дает нам представление о том, как они воспринимают мир.
Превосходное цветовое зрение дает животным множество преимуществ в природе:
УФ-сигнализация является ключевой — она позволяет птицам и насекомым общаться с помощью цветов, которые люди не могут воспринимать. Тетрахроматические насекомые быстро находят самые богатые нектаром цветы. Хищники, такие как раки-богомолы, с легкостью обнаруживают замаскированную добычу. В целом цветовое зрение позволяет животным процветать в своей среде обитания.
По сравнению со многими животными, у людей цветовое зрение ограничено по нескольким основным причинам:
Люди полностью лишены способности видеть УФ-свет без посторонней помощи. Мы также не можем воспринимать инфракрасные длины волн. Наши колбочки приспособились быть наиболее чувствительными к видимому свету между фиолетовым и красным. Имея всего 3 типа колбочек, люди ограничены более узким спектром цветов по сравнению с тетрахроматами и гексахроматами.
В то время как эволюция отточила человеческое восприятие цвета для выживания, теперь у нас есть технологии для улучшения нашего зрения:
Спектральная фотография использует фильтры для изображения УФ-образцов, привлекательных для птиц, пчел и бабочек. Цифровое усиление фотографий помогает нам различать тонкие цветовые вариации, как и другим животным. Будущие бионические контакты могут позволить людям видеть в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах!
Подводя итог, можно сказать, что многие животные обладают превосходным цветовым зрением по сравнению с людьми. Наше зрение ограничено узким красно-фиолетовым цветовым спектром. Между тем, птицы, насекомые, рыбы и другие виды видят расширенный диапазон, включая ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн. Это происходит благодаря большему количеству типов колбочек, увеличенной плотности колбочек и преимуществам светочувствительности. Тетрахроматические и гексахроматические животные могут воспринимать до 100 миллионов цветов больше, чем мы можем себе представить! Эволюция сформировала цветовое зрение животных, чтобы обеспечить ключевые преимущества для выживания в природе. С помощью технологий люди теперь открывают для себя, как выглядит мир через потрясающее восприятие истинного цвета другими существами.