Этот обыкновенный загадочный дельфин
Шрифт:
Что же получается? С одной стороны, мы выяснили: чтобы глаз одинаково хорошо работал и в воде, и в воздухе — а именно так работает глаз дельфина, — его роговица должна быть плоской. С другой стороны, из-за наличия внутриглазного давления роговица не может быть плоской. Получается чепуха какая-то! Какова же на самом деле форма роговицы у дельфина — плоская она или выпуклая?
Весь фокус в том, какая часть роговицы. Когда выше вы читали, что, зная кривизну роговицы, оптики подсчитали, насколько близоруким должен быть на воздухе дельфин, скорее всего, и не обратили внимания на одну маленькую хитрость. Я написал: «При той кривизне, которую имеет центральная часть роговицы». Но в чем же тут хитрость? Конечно же так и нужно было делать: принять во внимание прежде всего центральную, то есть самую важную часть того окошка, через которое свет попадает в глаз животного.
Все это действительно совершенно справедливо и для человека, и для кошки, и для большинства других животных: центральная часть — самая важная часть роговицы, именно от ее свойств и состояния в очень большой степени зависит нормальная работа глаза. Но все же это справедливо не для всех животных. И одно из немногих исключений, как вы, наверное, уже догадываетесь, — дельфины.
Но чтобы разобраться, как именно дельфины используют свойства различных частей роговицы глаза, нам придется на время оставить в стороне все вопросы, касающиеся оптики дельфиньего глаза, и заняться другой наиважнейшей частью глаза — его светочувствительной сетчатой оболочкой, или сетчаткой. Оказывается, ее строение у дельфинов тоже имеет самое прямое отношение к универсальности их зрения.
Но прежде чем говорить об особенностях сетчатки дельфинов, нужно сначала сказать несколько слов о некоторых особенностях зрения всех животных и человека, связанных со строением сетчатки. Иначе будет не очень ясно, о чем пойдет речь.
В повседневной жизни нам обычно кажется, что мы хорошо, резко видим все предметы вокруг нас — и те, которые расположены прямо перед нами, и те, что сверху или снизу, справа или слева. Но на самом деле это не совсем так. Проще простого убедиться, что в каждый данный момент мы четко, резко видим лишь очень небольшой кусочек из всего поля зрения. Посмотрите внимательно на своего собеседника, который сидит перед вами на расстоянии вытянутой руки, и постарайтесь остановить свой взор на какой-нибудь части его лица, например на его ухе. Если вы действительно удерживаете взор на ухе собеседника, то обнаружите, что его нос или глаз, которые расположены всего-то в нескольких сантиметрах от уха, видны уже неясно, неотчетливо. Разумеется, дело тут не в свойствах носа или ушей вашего знакомого: тот же самый результат можно получить, рассматривая любой предмет и сознательно контролируя направление своего взора. При определенном направлении взгляда мы способны четко видеть лишь очень небольшую часть окружающего пространства. Ощущение же, что мы хорошо видим все пространство вокруг нас, создается потому, что произвольно или непроизвольно наш взор постоянно «ощупывает» окружающее пространство, перескакивает с одного предмета на другой, и кратковременные картинки предметов, четко видимых в последовательные моменты времени, соединяются в нашем сознании в целостную картину всей окружающей обстановки.
Такая особенность нашего зрения определяется строением сетчатки глаза. Ведь для того, чтобы рассмотреть мелкие детали изображения, недостаточно, чтобы это изображение было хорошо сфокусировано на сетчатке. Нужно еще, чтобы сама сетчатка была способна различать достаточно мелкие детали. А это ее свойство зависит от того, насколько густо, плотно расположены на ней светочувствительные клетки (рецепторы) и нервные клетки, передающие сигналы от рецепторов к мозгу. Каждая нервная клетка сетчатки (их называют ганглиозными клетками) передает в мозг сигнал о том, насколько светлый или темный кусочек изображения пришелся на тот микроучасток сетчатки, в котором она расположена. Из таких сигналов, как из мозаики, и складывается целостный образ в мозге: каждая ганглиозная клетка — один элементик мозаики. Понятно, что чем реже расположены ганглиозные клетки, тем грубее мозаика, тем менее детальным оказывается целостный образ. Чем клетки расположены гуще, тем детальнее мозаика, точнее образ.
Но в сетчатке глаза человека и всех животных ганглиозные клетки размещены неравномерно. Как правило, в центре сетчатки, на относительно небольшом ее участке, плотность клеток намного больше, чем в остальной, большей ее части. Поэтому те части изображения, которые оказались спроецированными на центр сетчатки, передаются в мозг очень подробно, детально, а те части изображения, которые спроецированы на остальную сетчатку, — довольно нечетко, приблизительно. При такой нечеткой передаче изображения распознать какие-либо детали практически невозможно. Только те части изображения, которые попали на центральную часть сетчатки, доступны для восприятия в деталях и для распознавания.
Поэтому
Можно ли считать, что такое строение сетчатки нашего глаза — признак ее несовершенства? В самом деле, казалось бы, куда лучше снабдить всю сетчатку достаточно большим количеством ганглиозных клеток, расположив их погуще, и таким способом сделать всю сетчатку способной к детальному распознаванию изображений всего поля зрения, а не только его маленькой части. Тогда бы мы без хлопот, не рыская глазами из стороны в сторону, могли видеть во всех деталях все, что происходит вокруг нас. Нет, не так все просто. Ведь в центральной части сетчатки ганглиозные клетки расположены в сотни раз более густо, чем в остальной ее части. Если бы плотность расположения клеток оказалась такой же высокой по всей сетчатке, то, значит, и общее количество клеток оказалось бы в сотни раз больше! А значит, в сотни раз увеличился бы объем передаваемой в мозг информации. Мозг просто захлебнулся бы в таком ее обилии, причем информации не очень-то и нужной, избыточной. В самом деле, ведь не в каждой же точке окружающей обстановки ежесекундно происходит что-то настолько важное и интересное, чтобы необходимо было подробно видеть все мельчайшие детали расположенных там предметов. Как правило, лишь небольшая часть поля зрения привлекает наше внимание в каждый определенный момент времени; туда и направляется взор, то есть именно эта часть поля зрения проецируется на центральную часть сетчатки и анализируется в деталях. А если произойдут какие-то события в другой части поля зрения, то бокового зрения вполне достаточно для того, чтобы просигнализировать: там произошло «что-то», может быть, важное и интересное; тогда взор немедленно переводится в этом направлении, и уже центральное зрение дает нам детальную информацию о том, что именно там происходит. Такая двухступенчатая процедура (сначала боковым зрением обнаружить, а потом центральным зрением рассмотреть в деталях) очень эффективна и разгружает мозг от ненужной работы, от избыточной информации.
Объясняя различия между центральным и боковым зрением, я говорил в основном о зрении человека, но это только потому, что особенности нашего собственного зрения каждый может легко проверить на собственном опыте и понять. На самом деле такие области сетчатки, в которых нервные клетки расположены особенно густо, а значит, части поля зрения, где изображение воспринимается наиболее детально, есть практически у всех животных. Назовем эти области поля зрения зонами наилучшего видения. Именно эти области определяют максимальную остроту зрения того или иного животного; во всем остальном поле зрения (т. е. на всей остальной сетчатке) острота зрения, как правило, в десятки раз хуже.
Форма и расположение зон наилучшего видения различны у разных животных. У человека и ближайших к нему животных — обезьян — это очень маленькая, всего около одного углового градуса в поперечнике, область в центре поля зрения, но зато плотность фоторецепторов и нервных клеток в той части сетчатки, куда она проецируется, огромна, так что в этом небольшом пятнышке достигается очень высокая острота зрения. У хищников — кошек, собак и их диких сородичей — это тоже относительно небольшая зона, но все же чуть пошире, чем у человека, и плотность нервных клеток там поменьше, так что острота зрения у них немного хуже, чем у человека, но все же довольно высока. Когда хищник готовится к прыжку, чтобы схватить жертву, он фиксирует взор на жертве (переводит ее изображение на область наилучшего видения в сетчатке). А у травоядных (копытных, грызунов) зона наилучшего видения имеет форму не маленького пятнышка, а горизонтально вытянутой полоски. Почему? Да ведь кролик или антилопа не охотятся на подвижную добычу, им не нужно точно определять ее положение перед прыжком. А вот контролировать обстановку на горизонте — не появится ли там опасность — им жизненно необходимо, и область наилучшего видения у них как раз соответствует положению горизонта. Есть и более экзотические варианты. У слона, например, зона наилучшего видения захватывает ту часть поля зрения, где находится его собственный хобот; это позволяет зрительно контролировать точнейшие движения хоботом, которые может совершать слон.
Однако при всем этом разнообразии есть одно свойство, общее почти у всех млекопитающих животных: каждый глаз имеет одну и только одну зону наилучшего видения, а не несколько. Почему «почти» у всех? Потому что дельфины, как уже не раз отмечалось, не вписываются в общую схему.
Вот теперь, после того как мы разобрались, что такое зоны наилучшего видения у животных, пришла наконец пора выяснить, в чем особенности строения сетчатки дельфинов и какое все это имеет отношение к способности этих животных хорошо видеть и в воде, и в воздухе.