Многие знают. что глаза у головоногих - такие же как у нас. Но почти никто не знает, что эти глаза могут видеть поляризованный свет. Для тех, кто пропустил оптику мимо ушей, напоминаю, что поляризованный свет - это свет. волны которого движутся в одной плоскости. Вопрос - а собственно нафига им это?
Понятно, зачем поляризованный свет видят насекомые - чтобы ориентироваться по поляризованному солнечному свету. Именно благодаря этому пчелы и мухи видят, где солнце, даже в пасмурную погоду. Но кальмары-то плавают в таких глубинах, что ориентироваться по солнечному свету им не светит. Теоретически по бликам света на дне мог бы ориентироваться осьминог, но он и так наощупь знает свой участок.
Чтобы разгадать загадку головногов, поставьте себя на их место. Представьте, что вы в воде, и вокруг вас плавают уймы потенциально съедобных полупрозрачных созданий. Обычным глазом их разглядеть практически невозможно. А если их прозрачные для света ткани его поляризуют?
Эту догадку сделал и проверил зоолог Надав Шашар, работавший сначала в Мэрилендском университете Балтимора, а потом в Морской биологической лаборатории Вудс-Холла (штат Массачусетс). Шашар с коллегами изучил в поляризационном микроскопе совершенно прозрачных (для человеческого глаза) планктонных животных, на которых охотятся мелкие или молодые кальмары. Оказалось, в поляризованном свете видны не только глаза, но и мускулатура, а также усики-антенны рачков. Не очень хорошо, но видны. И кальмары этим пользуются.
Когда в аквариуме со взрослыми североамериканскими длинноперыми кальмарами Loligo peaiei (обыкновенный промысловый вид у восточных берегов США) подвешивали прозрачные стеклянные шарики диаметром 1 см – одни обычные, другие поляризующие свет, то кальмары подплывали к поляризационно-активным шарикам почти в пять раз чаще, чем к обычным, и охотнее схватывали их (в три с лишним раза чаще, чем обычные). Для человеческого же глаза они ничем не различались. Новорожденных кальмарьих личинок запускали в аквариум с живым зоопланктоном и освещали его то поляризованным светом, то деполяризованным. В поляризованном свете кальмарята нападали на планктонных рачков с расстояния, на 70% большего, чем в деполяризованном, — 6,1 длины своего тела против 3,6.
Кальмары охотятся в сумерках, утром и вечером. В сумерках степень поляризованности подводного светового поля достигает максимума, и кальмары — даже новорожденные — отчетливо видят невидимую добычу.
Очень хорошо различают поляризацию и осьминоги. Шашар и Т. Кронин изучали, до какой именно степени осьминоги различают поворот плоскости поляризации. Для этого они тренировали осьминогов (попросту купленных в зоомагазине) на примитивной установке: из середины прямоугольного кусочка поляризационного фильтра 4 x 4 см вырезали кружок диаметром 2 см и вставляли его обратно, повернув на тот или иной угол. Осьминог должен был притронуться к кружку, если кружок был повернут, — за это ему давали кусочек вкусной креветки, или награждали креветкой, если он показывал, что разницы в плоскости поляризации нет (тут доля ошибочных ответов всегда была больше). За неправильный ответ осьминогов не наказывали, но они быстро поняли, что от них требуется. Осьминожий глаз способен различать поляризацию света потому, что микроворсинки на поверхности световоспринимающих рецепторных клеток сетчатки (они у головоногих не такие, как у позвоночных, а похожи на клетки насекомых) расположены под прямым углом. Следовательно, он может воспринимать поворот плоскости поляризации только как минимум на 45°. В первых же опытах выяснилось, что осьминоги прекрасно опознают поворот плоскости на 90 - 180° и 45 - 135°. Но дальше — больше: число правильных ответов осьминогов в 2 - 3 раза превышало число неверных при повороте плоскости поляризации не только на 45°, но и на 30°, и даже 20°, и лишь при 10° осьминожий глаз «отказывал» — число правильных ответов падало до половины. Исследователи всячески ухищрялись, чтобы подопытные осьминоги не получали «подсказки» по запаху, повороту плоскости поляризации вправо или влево, вверх или вниз или еще каким-то способом. Нет, осьминоги делали выбор исключительно по разнице поляризации света между серединой «мишени» и окружающим пространством. Как они этого достигали, если клетки сетчатки на такое не способны? Скорее всего небольшими поворотами глаз или головы из стороны в сторону. Приглядывались. Возможно, такая тонкая оценка плоскости поляризации отчасти заменяет им цветовое зрение.
Когда Шашар, Ратледж и Пронин установили, что обыкновенные каракатицы тоже различают плоскость поляризации света, это их не удивило: если могут кальмары и осьминоги, почему у каракатиц должно быть иначе? Но посмотрев на каракатиц через объектив поляриметра, они увидели необычное зрелище. Собственно говоря, когда каракатица тихо дремлет на дне, замаскировавшись и накидав себе на спину песка, ничего не заметно. И когда каракатица вся напряжена - подкрадывается ли к добыче, или самец готовится спариться с самкой, или она кладет яйца - никакой поляризации тоже не видно. А вот если каракатица медленно плывет над дном или лежит на дне, внимательно осматриваясь вокруг, - тогда ее лоб, кольцо вокруг глаз и полоски вдоль рук ярко светятся в поляризованном свете. Причина в иридофорах - клетках с кристаллами гуанина, отражающими и преломляющими падающий свет. Они действуют как микроскопические зеркальца и призмы и могут создавать на теле животного иризирующие (переливающиеся) картины и металлический отблеск. Именно они определяют металлический иризирующий отблеск вокруг глаз головоногих моллюсков или, подобно микроскопическим зеркальцам, обеспечивают точное подражание цвету дна. Отражение и преломление света иридофорами зависит от их положения относительно поверхности кожи, а оно - от мышечного тонуса. Лежат тельца параллельно поверхности тела (каракатица спит) или стоят дыбом (она сильно возбуждена) - не отражают, лежат немного под углом (каракатица внимательна, но спокойна) - вот и поляризационная картина.
Каракатицы своеобразно реагируют на свое изображение в зеркале с искажающим поляризационную картину фильтром. Обычно, увидев себя в зеркале, она воспринимает отражение как чужую особь и отплывает подальше; лишь очень редко не проявляет никакой реакции. Но если поляризационное отражение искажено, она, как правило, подходит к нему поближе; отсутствие реакции наблюдается вдесятеро чаще, чем при неискаженном отражении. Иными словами, хотя каракатица и не понимает, что в зеркале она видит саму себя, она ведет себя так, будто увидела другую каракатицу, чем-то явно заинтересованную — не спящую спокойно, но и не в максимальном напряжении сил, и либо подплывает выяснить ситуацию, либо, чаще, считает, что это ее не касается. Значит, она получает информацию о состоянии предполагаемого соседа — и именно через поляризованный свет!
Каракатицы прекрасно общаются между собой языком поз и окрасок. Но этот канал связи доступен каждому наблюдателю, в том числе и хищнику, А вот поляризационный канал связи — только тому, кто умеет видеть в поляризованном свете.
Понятно, зачем поляризованный свет видят насекомые - чтобы ориентироваться по поляризованному солнечному свету. Именно благодаря этому пчелы и мухи видят, где солнце, даже в пасмурную погоду. Но кальмары-то плавают в таких глубинах, что ориентироваться по солнечному свету им не светит. Теоретически по бликам света на дне мог бы ориентироваться осьминог, но он и так наощупь знает свой участок.
Чтобы разгадать загадку головногов, поставьте себя на их место. Представьте, что вы в воде, и вокруг вас плавают уймы потенциально съедобных полупрозрачных созданий. Обычным глазом их разглядеть практически невозможно. А если их прозрачные для света ткани его поляризуют?
Эту догадку сделал и проверил зоолог Надав Шашар, работавший сначала в Мэрилендском университете Балтимора, а потом в Морской биологической лаборатории Вудс-Холла (штат Массачусетс). Шашар с коллегами изучил в поляризационном микроскопе совершенно прозрачных (для человеческого глаза) планктонных животных, на которых охотятся мелкие или молодые кальмары. Оказалось, в поляризованном свете видны не только глаза, но и мускулатура, а также усики-антенны рачков. Не очень хорошо, но видны. И кальмары этим пользуются.
Когда в аквариуме со взрослыми североамериканскими длинноперыми кальмарами Loligo peaiei (обыкновенный промысловый вид у восточных берегов США) подвешивали прозрачные стеклянные шарики диаметром 1 см – одни обычные, другие поляризующие свет, то кальмары подплывали к поляризационно-активным шарикам почти в пять раз чаще, чем к обычным, и охотнее схватывали их (в три с лишним раза чаще, чем обычные). Для человеческого же глаза они ничем не различались. Новорожденных кальмарьих личинок запускали в аквариум с живым зоопланктоном и освещали его то поляризованным светом, то деполяризованным. В поляризованном свете кальмарята нападали на планктонных рачков с расстояния, на 70% большего, чем в деполяризованном, — 6,1 длины своего тела против 3,6.
Кальмары охотятся в сумерках, утром и вечером. В сумерках степень поляризованности подводного светового поля достигает максимума, и кальмары — даже новорожденные — отчетливо видят невидимую добычу.
Очень хорошо различают поляризацию и осьминоги. Шашар и Т. Кронин изучали, до какой именно степени осьминоги различают поворот плоскости поляризации. Для этого они тренировали осьминогов (попросту купленных в зоомагазине) на примитивной установке: из середины прямоугольного кусочка поляризационного фильтра 4 x 4 см вырезали кружок диаметром 2 см и вставляли его обратно, повернув на тот или иной угол. Осьминог должен был притронуться к кружку, если кружок был повернут, — за это ему давали кусочек вкусной креветки, или награждали креветкой, если он показывал, что разницы в плоскости поляризации нет (тут доля ошибочных ответов всегда была больше). За неправильный ответ осьминогов не наказывали, но они быстро поняли, что от них требуется. Осьминожий глаз способен различать поляризацию света потому, что микроворсинки на поверхности световоспринимающих рецепторных клеток сетчатки (они у головоногих не такие, как у позвоночных, а похожи на клетки насекомых) расположены под прямым углом. Следовательно, он может воспринимать поворот плоскости поляризации только как минимум на 45°. В первых же опытах выяснилось, что осьминоги прекрасно опознают поворот плоскости на 90 - 180° и 45 - 135°. Но дальше — больше: число правильных ответов осьминогов в 2 - 3 раза превышало число неверных при повороте плоскости поляризации не только на 45°, но и на 30°, и даже 20°, и лишь при 10° осьминожий глаз «отказывал» — число правильных ответов падало до половины. Исследователи всячески ухищрялись, чтобы подопытные осьминоги не получали «подсказки» по запаху, повороту плоскости поляризации вправо или влево, вверх или вниз или еще каким-то способом. Нет, осьминоги делали выбор исключительно по разнице поляризации света между серединой «мишени» и окружающим пространством. Как они этого достигали, если клетки сетчатки на такое не способны? Скорее всего небольшими поворотами глаз или головы из стороны в сторону. Приглядывались. Возможно, такая тонкая оценка плоскости поляризации отчасти заменяет им цветовое зрение.
Когда Шашар, Ратледж и Пронин установили, что обыкновенные каракатицы тоже различают плоскость поляризации света, это их не удивило: если могут кальмары и осьминоги, почему у каракатиц должно быть иначе? Но посмотрев на каракатиц через объектив поляриметра, они увидели необычное зрелище. Собственно говоря, когда каракатица тихо дремлет на дне, замаскировавшись и накидав себе на спину песка, ничего не заметно. И когда каракатица вся напряжена - подкрадывается ли к добыче, или самец готовится спариться с самкой, или она кладет яйца - никакой поляризации тоже не видно. А вот если каракатица медленно плывет над дном или лежит на дне, внимательно осматриваясь вокруг, - тогда ее лоб, кольцо вокруг глаз и полоски вдоль рук ярко светятся в поляризованном свете. Причина в иридофорах - клетках с кристаллами гуанина, отражающими и преломляющими падающий свет. Они действуют как микроскопические зеркальца и призмы и могут создавать на теле животного иризирующие (переливающиеся) картины и металлический отблеск. Именно они определяют металлический иризирующий отблеск вокруг глаз головоногих моллюсков или, подобно микроскопическим зеркальцам, обеспечивают точное подражание цвету дна. Отражение и преломление света иридофорами зависит от их положения относительно поверхности кожи, а оно - от мышечного тонуса. Лежат тельца параллельно поверхности тела (каракатица спит) или стоят дыбом (она сильно возбуждена) - не отражают, лежат немного под углом (каракатица внимательна, но спокойна) - вот и поляризационная картина.
Каракатицы своеобразно реагируют на свое изображение в зеркале с искажающим поляризационную картину фильтром. Обычно, увидев себя в зеркале, она воспринимает отражение как чужую особь и отплывает подальше; лишь очень редко не проявляет никакой реакции. Но если поляризационное отражение искажено, она, как правило, подходит к нему поближе; отсутствие реакции наблюдается вдесятеро чаще, чем при неискаженном отражении. Иными словами, хотя каракатица и не понимает, что в зеркале она видит саму себя, она ведет себя так, будто увидела другую каракатицу, чем-то явно заинтересованную — не спящую спокойно, но и не в максимальном напряжении сил, и либо подплывает выяснить ситуацию, либо, чаще, считает, что это ее не касается. Значит, она получает информацию о состоянии предполагаемого соседа — и именно через поляризованный свет!
Каракатицы прекрасно общаются между собой языком поз и окрасок. Но этот канал связи доступен каждому наблюдателю, в том числе и хищнику, А вот поляризационный канал связи — только тому, кто умеет видеть в поляризованном свете.
Комментариев нет:
Отправить комментарий