Как ученые определяют, какие цвета видят животные

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Флора и фауна

Когда мы смотрим на этот мир, он кажется нам ярким, насыщенным и многоцветным. Но то, в каких цветах видим его мы, вовсе не означает, что другие живые существа видят мир в такой же «палитре». Для собаки зеленая лужайка будет выглядеть скорее желто-серой. А для пчелы наш мир — это целый калейдоскоп оттенков, включая те, которые мы даже не способны воспринять. Как же ученые определяют, какие цвета доступны глазам животных, и что скрывается за фразой «животные видят иначе»?

Почему животные видят цвета по-разному

Цветовое зрение зависит от особых клеток сетчатки глаза — колбочек. У человека их три типа, каждая «реагирует» на определенный диапазон длин волн: красный, зелёный и синий. «Совместная» работа этих колбочек позволяет нам различать миллионы оттенков разных цветов.

Автор: Waugsberg (CC BY-SA 3.0) Источник: commons.wikimedia.org

У животных число и чувствительность колбочек может сильно отличаться. Например, у собак всего два типа колбочек — синие и желтые, поэтому собаки не видят «чистый» красный цвет. А у птиц, напротив, четыре типа колбочек, включая те, что «реагируют» на ультрафиолет, поэтому мир кажется им гораздо ярче и богаче на оттенки, чем нам.

Методы исследования цветового зрения животных

Определить, какие цвета видит человек, просто. Достаточно провести тесты с картинками или фильтрами и получить ответы на заданные вопросы. Но как «попросить» животное назвать цвет? Ученым пришлось разработать несколько довольно хитроумных методов.

1. Анатомическое изучение глаза

С помощью микроскопии исследуют строение сетчатки глаз животных, количество и типы колбочек. Это дает общее понимание, какие диапазоны света глаз животного в принципе может улавливать и различать. Например, у кошек обнаружили два типа колбочек, что сразу сузило круг возможных цветов, которые они видят.

2. Электрофизиологические измерения

На сетчатку направляют свет разных длин волн и с помощью специальных датчиков фиксируют электрическую активность зрительных клеток. Если клетка реагирует, значит, глаз воспринимает этот цвет или оттенок.

3. Поведенческие эксперименты

Животных обучают выполнять действия, если они видят определенный цвет. Например, голубю «предлагают» два ящика: зеленый и синий. Если птица клюнула зеленый, то получила зерно, а синий всегда оказывается пустым. Так как голуби различают, «видят» синий и зеленый цвета, то со временем они безошибочно выбирают по цвету тот ящик, в котором есть корм. Так, изменяя цвета и наблюдая за реакцией, ученые точно определяют, какие цвета видит и различает животное.

4. Молекулярный анализ генов

Гены, отвечающие за синтез светочувствительных белков (опсинов), позволяют предсказать спектр воспринимаемых глазом животного длин волн и, соответственно, понять какие цвета видит и различает животное. Например, анализ ДНК морских млекопитающих показал, что многие из них не имели или утратили «красный» опсин, поскольку в глубине океана этот цвет все равно не встречается.

Опсин
Автор: Roland Deschain (общественное достояние) Источник: commons.wikimedia.org

Примеры

  • Пчелы видят ультрафиолетовую часть спектра и на цветках они различают специальные «узоры-наводки» в ультрафиолете, невидимые нам, но служащие им указателями пути к нектару.
  • Змеи некоторых видов «видят» в инфракрасном диапазоне, улавливая тепло добычи даже в полной темноте.
  • Креветки-богомолы являются «зрительными чемпионами» среди животных. У них до 16 типов фоторецепторов, а зрение способно «охватывать» ультрафиолет, поляризованный свет и огромный спектр оттенков.
  • Олени не различают красный и оранжевый цвета. Для них — это просто темный серый или коричневатый фон. Это, кстати, помогает охотникам, которые носят ярко-оранжевую одежду. Люди ее видят издалека, а олени — нет.

А вот так, например, человек видит красное и зеленое яблоки (верхний ряд). Лошадь же будет воспринимать эти цвета совсем по другому (нижний ряд):

Автор: Limbicsystem (CC BY-SA 3.0) Источник: commons.wikimedia.org

Забавные истории

Первые попытки понять, как видят цвета животные, порой были довольно комичны. В XIX веке один французский натуралист пытался выяснить, различают ли собаки красный и зеленый цвета. Он выкладывал на траве два кусочка сахара, один на красной тряпочке, другой — на зеленой, и терпеливо ждал, к тряпочке какого цвета пойдет за сахаром собака. Ирония была в том, что собаки шли к любому куску сахара без раздумий, так как сахар был на обеих тряпочках и цвет этих тряпочек собак абсолютно не интересовал. Их интересовало лакомство.

В начале XX века зоолог Карл фон Фриш, изучавший зрение пчел, красил картонные квадраты в разные цвета и выставлял их на солнце с каплей сиропа на одном из них. Пчелы быстро «запоминали» цвет с сиропом. Но деревенские соседи Фриша, видя происходящее, думали, что он изобретает новый способ ловли насекомых, и долго не верили, что это научный эксперимент.

Автор: Ivar Leidus (CC BY-SA 4.0) Источник: commons.wikimedia.org

Мир вокруг нас «многоцветен». Мы, люди, видим лишь часть разнообразия его цветов и оттенков, и каждый вид живых существ «окрашивает» для себя этот мир и воспринимает цвета в этом мире по-своему. В этом смысле наш яркий, насыщенный мир — это всего лишь человеческая «версия» восприятия цветов окружающего мира, а для пчелы, кошки или орла этот мир может быть совсем иным и окрашен в другие цвета.

Изображение в превью:
Автор: Waugsberg (CC BY-SA 3.0)
Источник: commons.wikimedia.org

4 комментария

Добавить комментарий

vladsad
А при чем тут пчелы? У вас в заголовке животные а пчела то насекомое.
116565792629022679029@google
Насеко́мые (лат. Insécta) — класс беспозвоночных членистоногих животных.
I
А ещё совершенно восхитетелен тот факт, что у каждого человека этот самый набор колбочек различается, пусть и немного, но различные есть. А дальше зрительный нерв по-разному проводит нервные импульсы и как итог смотрят люди на одно и тоже фото/картину. И каждый видит свою картину, у каждого свое восприятие и нет истинной картины. Для каждого она своя.
Ploh
Да, для каждого человека цветокартина мира своя, но диапазон отличия настолько мал, что им можно пренебречь.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Русские импрессионисты: в ГМИИ им. А. С. Пушкина показывают ранние работы М. Ларионова и Н. Гончаровой

Новая камерная выставка в ГМИИ посвящена раннему творчеству двух представителей русского авангарда - Михаила Ларионова и Натальи Гончаровой. Совместная она неслучайно, ведь хорошо...

Между жидкостью и твердым телом: раскрыта механика распространения волн на поверхности сверхмягких материалов

Физика сплошных сред разделяет материалы на две большие группы, поведение которых при внешнем воздействии описывается разными математическими законами. В жидкостях форма поверхности и...

Почему мы говорим «сорок» и «девяносто», а не «четыредесят» и «девятьдесят»

Русский язык обладает удивительно стройной системой числительных. Мы говорим «двадцать», «тридцать», «пятьдесят», «шестьдесят», «семьдесят», «восемьдесят». Всё выстроено по единой модели, в которой...

Обзор внешнего аккумулятора Baseus EnerFill FC41 100W 20000 mAh: Мощность Шрёдингера. 100 Вт есть, но не для всех и не всегда

Рынок павербанков давно разделился на два лагеря: дешёвые кирпичи с базовой зарядкой и дорогие устройства с полным набором протоколов и встроенными кабелями. Baseus EnerFill FC41 метит именно во...

Зачем машинист специально выключает свет в электричке? Ответ кроется в устройстве контактной сети

Каждый пассажир электрички хотя бы раз замечал это странное, но привычное явление: размеренное покачивание вагона, монотонный стук колес — и вдруг свет на мгновение тускнеет, лампы...

Гибридный профиль в механике: обзор клавиатуры NuPhy Kick75 HP

NuPhy Kick75 — клавиатура с гибридным профилем, который можно изменить на свое усмотрение, но для этого нужны дополнительные средства, ведь набор приобретается отдельно. Впрочем, если...