В принципе, все органы зрения предназначены для того, чтобы захватывать отдельные частицы света – фотоны. Вполне возможно, что еще в яокембрийский период жили организмы, способные воспринимать свет. Это могли быть и многоклеточные существа, и одноклеточные. Однако первое известное нам животное, наделенное зрением, появилось около 540 миллионов лет назад. А всего через сто миллионов лет, в ордовикском периоде, уже существовали все известные нам сегодня типы органов зрения. Нам остается лишь правильно расставить их, чтобы понять их эволюцию.
У одноклеточных животных – например, эвглены зеленой – имеется лишь светочувствительное пятно: «глазок». Оно различает свет, что жизненно важно для той же эвглены, ведь без энергии света в ее организме не может протекать фотосинтез, а значит, не образуются органические вещества. До появления этой органеллы – глазка – одноклеточные животные хаотично сновали в толще воды, пока случайно не попадали на свет. Эвглена же всегда плывет только на свет.
У первых многоклеточных животных органы зрения были крайне примитивны. Так, у многих морских звезд по всей поверхности тела разбросаны отдельные светочувствительные клетки. Эти животные способны лишь различать светлое и темное. Заметив проплывающую тень – хищник? – они спешат зарыться в песок.
Как выглядит мир? Для каждого живого существа по-разному! Для мышонка, как и для нас, помидоры полыхают аппетитным красным цветом. Для кошки, равнодушной к ним, это – уныло-серые наросты, пылящиеся среди листвы. Разве их можно есть?
С заходом солнца блекнут все краски. Недаром старинная мудрость гласит: «Ночью все кошки серы». В беззвездной тьме тают и расплываются очертания рук, не видишь коробок спичек, поднесенный к глазам… Где уж рассмотреть кошек, крадущихся в придорожных кустах? Зато им мы видны, как на ладони.
Кошки, как и любые хищники, ведущие ночной образ жизни, хорошо видят в темное время суток. Во тьме их зрачки заметно расширяются, достигая диаметра 14 миллиметров. У человека диаметр зрачка не превышает восьми миллиметров. Значит, кошке требуется намного меньше света, чем человеку, чтобы различать предметы и других животных. Кроме того, глаз кошки устроен по-иному. В его глубине, за сетчаткой, имеется особый отражающий слой – Tapetum lucidum. Он отбрасывает свет, попадающий кошке в глаза. Вот почему глаза кошки светятся в темноте желтым или зеленым. Благодаря этой особенности зрительные клетки, расположенные на сетчатке ее глаз, получают вдвое больше света.
В летний день, когда все залито ярким светом зрачки кошки резко сужаются, превращаясь в тонкие щелки. Ведь обилие света может повредить чувствительные клетки сетчатки. Так что глаза кошки хорошо защищены от прямых солнечных лучей. Вот почему ее родичи – гепард, каракал, манул – живут и охотятся в пустыне.
В глазу человека есть два вида светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки различают темное и светлое. Благодаря им мы хоть что-то видим ночами. Колбочки воспринимают цвет. У кошки – те же два вида клеток. Вот только, если у человека на одну колбочку приходятся четыре палочки, то у мурлыки – двадцать пять! Вот почему кошки намного хуже нас видят цвета. Так, красный цвет вовсе недоступен им. Мир кошки выглядит блеклым и бледным. Научная мудрость гласит: «Днем все вокруг кошки серо». Лишь отдельные цвета – например, голубой – скрашивают ее кругозор.
В самом деле, зачем кошке переливы красок? Ее исконная добыча – мышь или воробей – одинаково съедобна, какими бы красками ей ни расписала перышки и шерсть Природа. Да и нет того выбора красок: преобладают серые и коричневые тона.
А вот для человека, как и для мыши, цветовое зрение часто бывает спасительно. Красный помидор можно есть; зеленый несъедобен. Золотистое зерно поспело; зеленое нет.
Пчелы, как и кошки, не замечают красный цвет: он для них все равно, что черный. Ботаники уже давно обратили внимание на то, что в природе сравнительно редко встречаются красные цветы, да и их опыляют бабочки. Оказывается, для пчел привлекательны белые, желтые и голубые тона. Однако их мир раскрашен иначе, чем наш.
Ведь люди тоже во многом слепы. Цветовой диапазон, доступный пчелам, шире нашего. Они видят ультрафиолетовый свет. Многие цветки, которые кажутся нам белыми, предстают перед пчелами в ином обличье. Для них среди монотонно-бледных лепестков вспыхивают яркие сине-фиолетовые узоры, указывающие, где искать нектар. Вот так и мы среди зеленой листвы легко разглядим спелую, лиловую сливу. Для хищных птиц умение видеть ультрафиолетовый свет хорошо по другой причине. Это помогает им находить добычу. Ведь мелкие грызуны метят свою территорию струйкой мочи, а та светится ультрафиолетом. Ястреб легко замечает эти странные следы, оставленные мышонком возле жилища. Он шествует от одной красочной метки к другой, пока не находит незадачливого хозяина.
Зрение птиц феноменально. Так, коршун с высоты 2000 метров заметит падаль, лежащую на земле. Глаза хищной птицы по праву можно назвать уникальным биноклем.
Устроены глаза птицы по-иному, чем у нас. Посреди глазного дна у человека имеется «желтое пятно». Здесь больше всего чувствительных к свету клеток. Это – область наиболее острого зрения. В нашем глазу – всего одно «желтое пятно», а вот у птиц – их два. Они могут одинаково хорошо видеть сразу два объекта, находящихся в стороне друг от друга. Так, дрозд в одно и то же мгновение может пристально всматриваться в червяка, которого задумал схватить, и в кошку, которая крадется к нему самому. Второе «желтое пятно» лежит чуть глубже первого. Оно увеличивает предмет, на который смотрит птица. Вот почему у птицы глаз «как бинокль». Недаром, когда мы хотим похвалить чье- то зрение, мы говорим, что «у этого человека орлиное зрение».
Кстати, у самого орла на сетчатке глаза плотность светочувствительных клеток гораздо выше; чем у человека. Поэтому картинка, которую видит орел, намного четче и детальнее, чем то, что видим мы. Если бы он мимоходом глянул на обложку нашего журнала, то та показалась бы ему скоплением расцвеченных точек. Конечно, при очень большом увеличении и мы увидим то же самое: точки, точки, точки, как на картине художника-пуантилиста. А теперь представьте себе, что журнал лежит в нескольких метрах от вас и вы все равно замечаете каждую точку в отдельности. Невозможно? Но именно так видит орел!
Если принять остроту зрения орла за 100 процентов, то зрение человека составляет всего 52 процента от орлиного зрения. А вот каковы способности некоторых других видов животных: осьминог – 32 процента от орлиного зрения; паук-скакун – 9 процентов; кошка – 7 процентов; золотая рыбка – 5 процентов; крыса – 0,7 процента; дрозофила – 0,07 процента; планария (ресничный червь) – 0,009 процента.
Острота зрения связана еще и с тем, как хорошо глаз может разглядеть предметы, расположенные на разном расстоянии. Для этого он «приспосабливается» к ним. Это свойство называют аккомодацией. У человека, как и у других млекопитающих, меняется кривизна хрусталика. Когда мы рассматриваем предмет, лежащий вблизи, хрусталик сильнее искривляется, и это меняет его преломляющую способность, или оптическую силу. Измеряют эту способность в диоптриях.