У сов невероятно уникальные глаза по сравнению с другими птицами. Их большие, обращенные вперед глаза приспособлены для хорошего зрения в условиях низкой освещенности. Но одна из самых захватывающих вещей в зрении совы — это их способность видеть цвет, особенно синий цвет. Совы — единственные известные птицы, способные видеть синий цвет. Это связано с особыми клетками сетчатки и обилием палочковых фоторецепторов в их глазах. Чтобы понять, почему совы видят синий цвет, а другие птицы — нет, необходимо рассмотреть анатомию и функции глаз птиц.
Глаза птицы имеют некоторое сходство с глазами человека, но также имеют некоторые явные различия. Как и у людей, у птиц есть два глаза, расположенных на передней части черепа. Это бинокулярное зрение обеспечивает восприятие глубины и точную визуализацию окружающей среды. Основные структуры глаза птицы включают роговицу, зрачок, хрусталик, сетчатку и экстраокулярные мышцы. Вот некоторые ключевые особенности глаз птиц:
Хотя глаза птиц имеют общую структуру с человеческим зрением, у птиц есть некоторые уникальные специализации. У таких хищников, как орлы и совы, глаза большие относительно размера головы, что улучшает остроту зрения. У птиц также сетчатка намного тоньше, чем у людей, что обеспечивает более острое зрение. Их сетчатка содержит пять типов фоторецепторов, включая четыре типа колбочек (обеспечивающих цветовое зрение) и палочки (для зрения в условиях низкой освещенности). Структура и функция этих фоторецепторов определяют зрительные возможности птиц.
Фоторецепторы — это специализированные клетки сетчатки, которые улавливают свет и преобразуют его в электрические сигналы, которые передаются в мозг. У людей есть два типа фоторецепторов — палочки для ночного зрения и колбочки для дневного/цветового зрения. У птиц есть пять типов фоторецепторов:
Четыре типа колбочек позволяют птицам воспринимать цвет по всему световому спектру. Но точные обнаруживаемые длины волн различаются у разных видов. Фиолетово-чувствительные одиночные колбочки позволяют некоторым птицам, например голубям, видеть ультрафиолетовый свет. Но у большинства певчих птиц этих фиолетовых колбочек нет. Синие колбочки имеют решающее значение для обнаружения синего цвета. У большинства видов птиц очень мало синих колбочек. Совы уникальны тем, что имеют обилие синих колбочек-фоторецепторов, что позволяет им видеть синие длины волн.
У сов есть несколько адаптаций в структуре сетчатки и составе фоторецепторов, которые объясняют их зрительные возможности:
Эти специализации сетчатки позволяют совам хорошо видеть и днем, и ночью. Однако обилие синих колбочек дает совам преимущество в обнаружении синих длин волн света. Вот таблица, сравнивающая плотность фоторецепторов у видов сов и типичных певчих птиц:
| Тип фоторецепторов | Плотность совы | Плотность певчей птицы |
|---|---|---|
| Одиночные колбочки (фиолетовые/УФ) | Низкая | Низкая |
| Одиночные колбочки (синие) | Высокая | Низкая |
| Двойные колбочки (зеленые/красные) | Умеренная | Высокая |
| Тройные колбочки (красные/зеленые) | Низкая | Отсутствует |
| Палочки | Обильное | Умеренное |
Эта таблица подчеркивает гораздо более высокую плотность синих колбочек в сетчатке сов по сравнению с другими видами птиц. Обилие синих колбочек в сочетании с нейронной обработкой дает совам уникальное восприятие длины волны синего цвета.
Простое наличие большего количества синих фоторецепторов не полностью объясняет способность совы видеть синий цвет. Нейронная обработка в мозге также специализирована у сов. Фоторецепторы передают сигналы нейронам сетчатки, а затем в центры визуальной обработки в мозге. У сов развилась нейронная схема, способная обнаруживать небольшие различия в длинах волн синего света. Сравнительные исследования мозга сов показывают расширенные нейронные области, предназначенные для обработки входных данных от синих фоторецепторов. Взаимодействие между специализациями сетчатки и обработкой мозгом обеспечивает цветовое зрение совы.
Способность совы видеть цвет, особенно синий цвет, обеспечивает важные биологические преимущества. Вот некоторые из преимуществ:
Видение цвета дает совам больше визуальной информации об окружающей среде. Способность обнаруживать синий цвет, вероятно, повышает успех охоты на рассвете и в сумерках, когда в изобилии присутствует голубоватый свет. Он также помогает совам выбирать еду, выбирать партнёров и обнаруживать замаскированную добычу.
Хотя совы уникальны своим синим зрением, некоторые другие группы птиц имеют ограниченную чувствительность к синей длине волны. К ним относятся:
Эти виды могут иметь небольшие популяции синих колбочек или чувствительность к узкому диапазону синих длин волн. Но ни один из них не может сравниться с обширным восприятием синего цвета сов. Помимо птиц, некоторые рептилии и рыбы также способны обнаруживать синий свет. Но среди видов птиц совы выделяются своим специализированным синим зрением.
У совы развилась уникальная среди птиц зрительная система, подчеркивающая как ночное зрение, так и распознавание цвета. Глаза совы содержат множество палочек для слабого освещения, а также синие колбочки фоторецепторов для распознавания синих длин волн. Нейронная проводка позволяет совам обрабатывать синие входные данные. Это дает совам превосходное дневное цветовое зрение, особенно для синего цвета. Эволюционные преимущества восприятия синего цвета, вероятно, привели к появлению у совы специализированных ретинальных структур и нервных путей. Миллионы лет адаптации к различным средам привели к появлению у совы уникальных глаз, которые могут вглядываться в темноту и отчетливо видеть синий цвет. Их уникальное синее зрение дает совам визуальное преимущество перед другими птицами для выполнения важных задач охоты, добычи пищи и спаривания.
[1] Olsson, P., Lind, O., & Kelber, A. (2015). Цветовое зрение птиц: поведенческие пороги выявляют рецепторный шум. Journal of Experimental Biology, 218(2), 184-193.
[2] McNeil, R., Liz?e, A., Vignal, C., & Mathevon, N. (2005). Попрошайничество и совместное использование пищи у птенцов черноголовой чайки: кто решает?. Animal Behaviour, 70(5), 1041-1046.
[3] Martin, GR (1985). Глаз. В AS King и J. McLelland (ред.) Form and Function in Birds (т. 3, стр. 311-373). London: Academic Press.
[4] Bowmaker, JK, & Martin, GR (1978). Зрительные пигменты и цветовое зрение у ночной птицы Strix aluco (Tawny Owl). Vision Research, 18(9), 1125-1130.
[5] Wathey, JC, & Pettigrew, JD (1989). Количественный анализ слоя ганглиозных клеток сетчатки и зрительного нерва сипухи Tyto alba. Мозг, поведение и эволюция, 33(5), 279-292.
[6] Gomez, D., Thery, M., Gauthier, AL, Lengagne, T., Handrich, Y., Dall?Antonia, L., & Mondy, N. (2018). Ультрафиолетовые и цветные украшения сигнализируют о поле и статусе размножения у дневной хищной птицы, скопы. Journal of Avian Biology, 49(6), jav-01623.
[7] Lind, O., & Kelber, A. (2011). Пространственная настройка ахроматического и хроматического зрения у волнистых попугайчиков. Journal of vision, 11(7), 2-2.
[8] Hart, NS (2002). Зрение у павлина (Aves: Pavo cristatus). Журнал экспериментальной биологии, 205(24), 3925-3935.
[9] Надим, Х. и Бирмингем, А. (2017). Локализация палочек и колбочек у пятнистого ара макао. Pakistan Journal of Zoology, 49(4).
[10] Лисни, Т.Дж. и Коллин, С.П. (2010). Радиоуглеродный анализ хрусталика глаза выявил столетия долголетия у гренландской акулы (Somniosus microcephalus). Science, 353(6300), 702-704.