Коровы, как и многие млекопитающие, обладают дихроматическим цветовым зрением, то есть у них в глазах есть два типа цветовых рецепторов (колбочек). Это дает им возможность различать некоторые цвета, но делает их фактически дальтониками по сравнению с людьми, у которых трихроматическое зрение с тремя типами колбочек. В частности, коровы являются дальтониками красного и зеленого цветов, то есть они не могут различать красный, зеленый и оттенки между ними. Понимание цветового зрения коров имеет важные последствия для объектов и методов содержания крупного рогатого скота.
Глаза крупного рогатого скота имеют структуру, похожую на структуру человеческих глаз, но имеют некоторые явные различия, которые влияют на их цветовое зрение. Ключевые компоненты:
У коров, как и у большинства млекопитающих, есть два типа колбочек, содержащих фотопигменты, которые чувствительны к разным длинам волн света:
В сетчатке крупного рогатого скота отсутствуют М-колбочки, которые чувствительны к промежуточным длинам волн в зеленом диапазоне. Это обеспечивает коровам дихроматическое цветовое зрение. Для сравнения, у людей есть все три типа колбочек (S, M и L), что обеспечивает трихроматическое восприятие цвета.
Наличие только колбочек S и L позволяет коровам различать синюю и желтую/зеленую части зрительного спектра. Однако они не могут различать различия и оттенки в красном, оранжевом, желтом и зеленом диапазонах, которые могут видеть люди с колбочками M.
Коровы по сути являются дальтониками красного и зеленого, как и некоторые люди с таким же дихроматическим зрением. У них есть нейтральная зона, в которой они не могут различать длины волн. Эта нейтральная точка находится примерно в 510 нанометрах в зелено-желтой части спектра. Коровы могут обнаруживать более короткие синие волны и более длинные желтые/зеленые, но не тонкие различия в средней нейтральной зоне.
Исследования показывают, что зрительный спектр крупного рогатого скота смещен в синюю сторону по сравнению с человеческим. То, что мы воспринимаем как красный, коровы могут воспринимать как темный или серый тон. Зеленый цвет воспринимается как более светлый или желтый. Это означает, что коровам трудно отличить зеленую растительность от грязи и теней.
| Цвет | Человеческое восприятие | Коровье восприятие |
|---|---|---|
| Красный | Яркий, четкий оттенок | Темно-серый или черный |
| Оранжевый | Яркий желто-красный оттенок | Серый или приглушенный желтый |
| Желтый | Яркий четкий желтый | Ярко-желтый |
| Зеленый | Яркий зеленый оттенок | Светло-серый или приглушенный желтый |
| Синий | Ярко-отчетливый синий | Ярко-синий |
У коров более высокая плотность палочек по сравнению с людьми, что улучшает ночное зрение. Но за это приходится платить более низкой плотностью колбочек и общей остротой зрения. Коровы дальнозорки и лучше видят на больших расстояниях. Мелкие детали им сложнее различать, а быстрые движения могут быть размытыми. Глубинное восприятие также ограничено по сравнению с человеческим бинокулярным зрением.
Цветовая слепота и зрительные характеристики коров имеют важные практические последствия для строительства объектов по уходу за скотом и методов выпаса. Понимание зрения скота может снизить стресс и повысить безопасность.
Поскольку коровы не могут отличать красный цвет от зеленого, красные панели или флаги, используемые для направления движения скота, могут быть не очень заметны. Яркие высококонтрастные узоры, такие как полосы, видны легче. Сильные тени и переходы от солнечного света к тени также могут быть сложными препятствиями.
Скот склонен переходить из темных мест в более светлые, если ему предоставляется такая возможность. Проекты объектов, которые используют это естественное поведение, могут улучшить поток через желоба и загоны. Медленное размахивание белым флагом может привлечь внимание скота. Быстрые непредсказуемые движения с большей вероятностью напугают и вызовут стресс у коров.
Опасности ограничений восприятия глубины также требуют рассмотрения при строительстве объектов. Добавление барьеров подъема на подходе к спускам или впадинам может повысить безопасность и предотвратить отказ от движения. Нескользящий пол и достаточное освещение снижают риск поскальзывания и падения. Избегание слепых углов помогает предотвратить столкновения между скотом, который не может видеть друг друга при приближении.
Понимание дальтонизма и зрительных способностей коров позволяет обработчикам применять методы, которые используют их естественное поведение. Это повышает эффективность и снижает стресс во время погрузки, разгрузки, ветеринарных процедур и других процессов. Хотя у коров есть различия в зрении по сравнению с людьми, учет этих различий при проектировании объектов и процедурах обращения с ними приводит к улучшению благополучия и производительности.
Генетическая основа цветового зрения у крупного рогатого скота изучалась с помощью наследственных заболеваний глаз и генетики восприятия цвета. Вот некоторые основные выводы:
Только определенные длины волн света могут проходить через фотопигменты в зависимости от их молекулярной структуры. Незначительные генетические различия в генах опсина изменяют длины волн, на которые реагирует каждый пигмент, что тонко настраивает цветовое зрение.
Расположение генов опсина на Х-хромосоме объясняет некоторые закономерности дальтонизма. Как и в случае с дефицитом красного и зеленого у людей, дихроматия у самок крупного рогатого скота является нормальным состоянием. Но у самцов крупного рогатого скота мутация на их единственной Х-хромосоме может нарушить оба типа функции колбочек, что приведет к полной дальтонизму.
Селективное разведение потенциально может изменить зрение крупного рогатого скота, чтобы увеличить восприятие красного цвета. Но дихроматия остается нормой у современного крупного рогатого скота. Анализ генетики цветового зрения крупного рогатого скота продолжает давать представление об эволюции глаз и зрения млекопитающих.
Дихроматическое зрение коров и большинства других млекопитающих представляет собой предковое состояние в эволюции цветового восприятия. Ранние млекопитающие были ночными животными и больше зависели от палочек и скотопического зрения. По мере увеличения дневной активности цветовое зрение становилось более выгодным.
По сравнению с предковыми млекопитающими, эволюция трихроматического цветового зрения у приматов позволила более тонко различать оттенки и спелые фрукты. У приматов развился третий тип колбочек M/L с пиковой чувствительностью в зеленом диапазоне. Мутации в генах опсина сместили обнаруживаемые длины волн.
Эволюционные пути, которые выбирают цветовое зрение, зависят от экологических ниш и образа жизни млекопитающих. Для ранних предков крупного рогатого скота и травоядных травоядных животных было достаточно широких цветовых категорий, чтобы различать равнины или листву. Но для древесных приматов тонкое цветовое различение давало преимущество в оценке спелости фруктов и молодых листьев.
Жвачное пищеварение крупного рогатого скота также снижает зависимость от цветовых сигналов. Коровы могут легче переносить зрелые листья с высоким содержанием танина или увядшую растительность. Напротив, приматы с простым кишечником получают больше пользы от обнаружения пиковой спелости фруктов и листьев.
Хотя дихроматическое зрение остается нормой у большинства млекопитающих, улучшенное восприятие цвета продолжает развиваться в некоторых линиях, адаптированных к дневному образу жизни. Анализ генетики цветового зрения у млекопитающих выявляет различные эволюционные пути в глазах млекопитающих.
Подводя итог, можно сказать, что у коров дихроматическое цветовое зрение, опосредованное двумя типами колбочек в сетчатке. Это вызывает форму красно-зеленой цветовой слепоты, при которой они не могут различать различия в средних длинах волн спектра. Понимание способностей к цветовосприятию крупного рогатого скота имеет важные последствия для проектирования помещений и методов снижения стресса. В то время как дихромазия крупного рогатого скота представляет собой наследственное состояние, эволюция трихроматического зрения у приматов демонстрирует адаптацию цветового различения к экологическим потребностям. Сравнительные исследования генетики цветового зрения продолжают давать представление об эволюции глаз млекопитающих.