Как ученые определяют, какие цвета видят животные

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.

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.

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):

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.

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.