Зрение

Зрение — способность живых организмов получать информацию об окружающем мире путём улавливания отражённого или излучаемого объектами света, то есть электромагнитных волн в диапазоне примерно 300–800 нм.

Способность реагировать на свет (светочувствительность) есть даже у одноклеточных организмов. В ходе эволюции для этого сформировались специализированные клетки. Например, у дождевых червей такие клетки расположены в покровах тела. Более сложные животные, такие как пиявки и некоторые моллюски, могут определять не только наличие света, но и направление, откуда он падает.

Высокоразвитое зрение обеспечивается сложными органами — глазами. У большинства позвоночных и многих беспозвоночных глаза парные и расположены по бокам или на передней части головы.

Поле зрения — это всё пространство, которое животное может видеть, не двигая головой и глазами. Оно делится на две зоны:

• Монокулярная зона — участки, которые видны только одному глазу.
• Бинокулярная зона — область, которую видят оба глаза одновременно.

Когда оба глаза смотрят на один объект, мозг объединяет два немного разных изображения в единый трёхмерный образ. Это бинокулярное зрение позволяет точно оценивать глубину, форму и взаимное расположение предметов в пространстве. Наиболее развито оно у млекопитающих, особенно у приматов и хищников.

Зрительная система обладает удивительной способностью к адаптации — она может работать в условиях как очень яркого, так и очень слабого света, сохраняя высокую чувствительность к контрасту.

В сетчатке глаза большинства позвоночных есть разные типы светочувствительных клеток (фоторецепторов), что позволяет видеть в разных условиях:

• Дневное (фотопическое) зрение — обеспечивается колбочками, отвечает за остроту зрения и цветовосприятие.
• Ночное (скотопическое) зрение — обеспечивается палочками, очень чувствительными к слабому свету, но не различающими цвета.
• Сумеречное (мезопическое) зрение — работает в условиях средней освещённости при участии и палочек, и колбочек.

Острота зрения — ключевой показатель, характеризующий способность различать мелкие детали. Она зависит от многих факторов: силы освещения, совершенства оптики глаза (роговицы, хрусталика), плотности и организации фоторецепторов в сетчатке. Рекордной остротой зрения обладают некоторые хищные птицы (например, соколы, орлы), что жизненно важно для них при охоте с большой высоты.

Все структуры, участвующие в процессе зрения — от глаз до зрительных центров в мозге, — образуют зрительную систему.

Современный контекст

Современные исследования значительно расширили наше понимание зрения. Известно, что диапазон волн, воспринимаемых как свет, может различаться у разных видов. Например, многие насекомые, птицы и некоторые рыбы видят ультрафиолетовый свет, невидимый для человека. Также обнаружены животные (некоторые виды креветок и бабочек), способные воспринимать поляризованный свет, что помогает им ориентироваться в пространстве. Изучение эволюции зрительных пигментов (опсинов) и сложных глаз, независимо возникавших у разных групп животных (членистоногих, головоногих моллюсков, позвоночных), остаётся одной из самых увлекательных тем в биологии.