Способность видеть цвет сильно различается у млекопитающих. В то время как некоторые млекопитающие, такие как люди и некоторые приматы, обладают отличным цветовым зрением, другие, такие как собаки и кошки, имеют ограниченное цветовое восприятие. Понимание того, как разные млекопитающие видят цвет, может дать представление об их среде обитания, эволюции и сенсорных способностях. В этой статье будут рассмотрены механизмы цветового зрения млекопитающих, рассмотрены различия между видами и дан обзор того, сколько млекопитающих на самом деле могут видеть цвет.
Чтобы видеть цвет, млекопитающим требуются два ключевых элемента — колбочки фоторецепторных клеток в сетчатке, чувствительные к разным длинам волн света, и сложная зрительная кора для обработки этих сигналов в цветовое восприятие.
У млекопитающих есть два типа фоторецепторных клеток — палочки и колбочки. Палочки функционируют при слабом освещении и позволяют млекопитающим видеть в черно-белом цвете и обнаруживать движение. Колбочки активны при более ярком свете и необходимы для видения деталей, остроты зрения и цвета.
Сетчатка многих млекопитающих содержит два типа колбочек — чувствительные к коротким длинам волн (колбочки S или синие колбочки) и чувствительные к более длинным длинам волн (колбочки L или красные/зеленые колбочки). Дифференциальная стимуляция колбочек S и L обеспечивает дихроматическое цветовое зрение или способность воспринимать цвета вдоль сине-желтой оси.
Некоторые приматы, включая людей, обладают третьим типом колбочек — колбочками M или зелеными колбочками. Наличие всех трех типов колбочек обеспечивает трихроматическое цветовое зрение и способность различать полный спектр цветов вдоль красно-зеленой оси.
Однако одних колбочек недостаточно для истинного цветового зрения. Млекопитающие также должны иметь значительную визуальную вычислительную мощность в коре головного мозга, чтобы сравнивать и сопоставлять сигналы колбочек. Низшие млекопитающие могут обладать колбочками, но не иметь более высокой визуальной обработки, что ограничивает способности восприятия цвета.
Уровень цветового зрения среди млекопитающих охватывает широкий спектр.
На одном конце находятся млекопитающие, такие как мыши или кролики, которые имеют очень ограниченное восприятие цвета. У них могут быть только палочки и S-колбочки, что позволяет им видеть синий/УФ-свет и мало что еще. С другой стороны, у них могут быть S- и L-колбочки, но минимальная кора для различения цвета. Их мир в основном состоит из оттенков серого.
Многие обычные одомашненные млекопитающие также имеют ограниченную остроту восприятия цвета. Собаки являются дихроматами, что означает, что у них есть два типа колбочек (S и L). Они могут различать синий/желтый, но не имеют восприятия красного/зеленого. Кошки похожи, они видят некоторые цвета вдоль сине-желтой оси, но не полный спектр.
Лошади видят в основном серый и желтый цвета. Хорьки видят в сине-зеленом спектре. Большинство сумчатых, таких как кенгуру, также являются дихроматическими. Морские млекопитающие больше полагаются на палочки и имеют ограниченные колбочки, что ограничивает их цветовое зрение.
Приматы демонстрируют самое развитое цветовое зрение среди млекопитающих. Приматы Старого Света, такие как шимпанзе, обладают колбочками S, M и L, что дает им трихроматическое восприятие красного и зеленого цветов, как у людей. У обезьян Нового Света есть колбочки S и L, но также есть разновидность колбочки L, которая позволяет им видеть некоторые красные оттенки, адаптация, известная как полиморфная трихроматия.
Люди и другие человекообразные обезьяны выделяются своим богатым трихроматическим зрением, охватывающим весь цветовой спектр. Мы обязаны этим нашей высокоразвитой зрительной коре, способной производить тонкие хроматические различия.
Некоторые млекопитающие продвинули цветовое зрение еще дальше. Ночные мокроносые, такие как кустарниковые обезьяны, имеют сетчаточную структуру, позволяющую им видеть тетрахроматию или четыре цветовых канала. Это дает им превосходное зрение при слабом освещении и цветовое зрение по сравнению с другими млекопитающими.
Степень цветового зрения у млекопитающих тесно связана с их сенсорными потребностями и экологическими нишами. Виды, хорошо адаптированные к своей среде, имеют цветовое зрение, соответствующее тому, как они ориентируются в своей среде обитания и добывают пищу.
Многим наземным млекопитающим не требуется сильное различение цветов. Их мир состоит из коричневых, зеленых и серых цветов. Условия слабого освещения также благоприятствуют палочкам, а не колбочкам. Таким образом, ограниченное восприятие цвета колбочками S и L достаточно для большинства млекопитающих.
Напротив, древесные приматы развили трихроматическое цветовое зрение, чтобы лучше оценивать спелость фруктов и листьев при поиске пищи на деревьях. Большее количество цветовых каналов также облегчает наблюдение за замаскированными существами в лесной среде.
Для водных млекопитающих цветовое зрение менее важно. Китообразные, такие как киты и дельфины, в основном используют звук под водой. Их зрение основано на светочувствительности и обнаружении движения, а не на различении цветов.
Ночным и сумеречным млекопитающим цветовое зрение необходимо в первую очередь при слабом освещении. Дихроматические и полиморфные трихроматические приматы обладают адаптациями для видения красных/оранжевых оттенков в темноте. У приматов Strepsirrhine есть дополнительные рецепторы сетчатки, расширяющие цветовое зрение до инфракрасного.
Как высокофункционирующие дневные приматы, люди получили важное эволюционное преимущество от трихроматического цветового зрения. Наша способность определять цвета помогла нам собирать спелые фрукты, воду и зелень, а также охотиться или уклоняться от хищников.
Так сколько же млекопитающих обладают цветовым зрением? Учитывая более 5400 видов, трудно дать точную количественную оценку. Однако можно сделать некоторые общие обобщения:
– Ограниченное дихроматическое цветовое зрение (колбочки S и L) – по крайней мере, у 50% млекопитающих. Включает собак, кошек, лошадей, большинство сумчатых.
– Полиморфное трихроматическое цветовое зрение – у 10–15% млекопитающих. Обезьяны Нового Света, некоторые самки людей.
– Полное трихроматическое цветовое зрение – у 10–15% млекопитающих. Приматы Старого Света, включая человекообразных обезьян, людей.
– Монохроматическое зрение – у 10–20% млекопитающих. Многие грызуны, кролики, морские млекопитающие.
– Тетрахроматическое зрение – встречается редко, менее 1% млекопитающих. Некоторые ночные мокроносые полярные ... Однако в нашем понимании цветового зрения у менее изученных отрядов млекопитающих все еще есть много пробелов.
| Уровень цветового зрения | Пример вида | Процент млекопитающих |
|---|---|---|
| Дихроматический | Собаки, кошки, лошади | 50%+ |
| Полиморфный трихроматический | Обезьяны Нового Света | 10-15% |
| Трихроматический | Обезьяны, люди | 10-15% |
| Монохроматический | Грызуны, кролики | 10-20% |
| Тетрахроматические | Стрепсирины |
Подводя итог, можно сказать, что цветовое зрение у млекопитающих сильно варьируется от дихроматического до тетрахроматического. Хотя сложное восприятие цвета имеет решающее значение для приматов, особенно древесных видов, многие млекопитающие хорошо функционируют с ограниченным цветовым зрением. Различия в остроте цветового зрения связаны с экологическими нишами и эволюционными потребностями. В целом меньшинство млекопитающих видят полный цветовой спектр, в то время как большинство видят менее яркий мир серых, желтых и синих тонов. Исследования продолжают открывать больше о возможностях цветового зрения у менее изученных млекопитающих. Но очевидно, что наше человеческое восприятие цвета уникально в мире млекопитающих.