Cos'è la visione stereoscopica. Tutto sulla visione degli animali Visione binoculare in cui gli animali

Come vedono i mammiferi

mammiferi- una classe di vertebrati, che conta circa 5mila specie. La principale caratteristica distintiva è l'alimentazione dei cuccioli con il latte. I mammiferi sono distribuiti quasi ovunque. I suoi rappresentanti abitavano tutti gli ambienti della vita, compresa la superficie terrestre, il suolo, i corpi d'acqua dolce e marina e gli strati superficiali dell'atmosfera.

Visione dei mammiferi- il processo di percezione da parte dei mammiferi della radiazione elettromagnetica visibile, la sua analisi e la formazione di sensazioni soggettive, sulla base delle quali si forma l'idea dell'animale della struttura spaziale del mondo esterno. Responsabile di questo processo nei mammiferi è il sistema sensoriale visivo, le cui basi si sono formate in una fase iniziale dell'evoluzione dei cordati. La sua parte periferica è formata dagli organi visivi (occhi), quella intermedia (che fornisce la trasmissione degli impulsi nervosi) sono i nervi ottici e la parte centrale sono i centri visivi nella corteccia cerebrale.
Il riconoscimento degli stimoli visivi nei mammiferi è il risultato del lavoro congiunto degli organi visivi e del cervello. Allo stesso tempo, una parte significativa delle informazioni visive viene già elaborata a livello dei recettori, il che consente di ridurre significativamente la quantità di tali informazioni che arrivano al cervello. L'eliminazione della ridondanza nella quantità di informazioni è inevitabile: se il volume di informazioni ricevute dai recettori del sistema visivo è misurato in milioni di bit al secondo (per una persona è circa 1 107 bit al secondo), allora le capacità del sistema nervoso per la sua elaborazione sono limitati a decine di bit al secondo.
organi della vista nei mammiferi, di regola, sono sviluppati abbastanza bene, anche se nella loro vita hanno meno importanza che negli uccelli: di solito i mammiferi prestano poca attenzione agli oggetti immobili. Gli occhi dei mammiferi sono relativamente piccoli. Gli occhi più grandi hanno animali notturni e animali che vivono in paesaggi aperti. Negli animali della foresta la vista non è così nitida e nelle specie sotterranee che scavano gli occhi gli occhi sono più o meno ridotti.

Nel caso più semplice,percezione negativasi riduce a una valutazione della luminosità (luminosità apparente), tonalità (il colore stesso) e saturazione (indicatore proporzionale al grado di differenza tra il colore e il grigio di pari luminosità) della luce riflessa dalla superficie. I principali meccanismi di percezione del colore sono innati, sono localizzati a livello delle formazioni sottocorticali del cervello.

Studio visione dei coloriè una delle direzioni del mainstream dello studio della percezione visiva. È stato quasi completamente dimostrato che nessun mammifero, compresi i primati, ha la visione dei colori, e se alcuni dei loro rappresentanti lo hanno, è solo in una forma molto rudimentale. La percezione del colore nei mammiferi avviene attraverso recettori fotosensibili contenenti pigmenti con diverse sensibilità spettrali. La maggior parte dei primati vicini all'uomo ha diversi tipi di pigmenti fotosensibili. I recettori dell'opsina, che si trovano nelle cellule sensibili alla luce - coni, sono responsabili della visione dei colori. Da dove viene il fatto che la visione dei colori nella maggior parte dei primati è “tricromatica” (tre tipi di coni). Il resto dei primati e parte dei mammiferi, dal punto di vista della teoria a tre componenti della percezione del colore - "dicromatica". Cioè, hanno solo due tipi di coni negli occhi per la percezione del colore.

I mammiferi notturni sono dotati di una visione dei colori in via di sviluppo, poiché la luce e il colore adeguati percepiti dai coni consentono loro di adattarsi adeguatamente al loro ambiente. Ciò è dovuto al fatto che i primi mammiferi furono costretti a condurre uno stile di vita prevalentemente notturno (in particolare a causa della competizione con i dinosauri), dove la percezione dei colori non è essenziale. Pertanto, parte dei coni si è atrofizzata. Successivamente, nella linea evolutiva dei primati, il gene responsabile di uno dei restanti due tipi di coni è stato duplicato (biforcato), per cui la maggior parte delle persone oggi non è daltonica (a differenza, ad esempio, dei cani). I meccanismi di percezione del colore dipendono fortemente da fattori evolutivi, di cui il più evidente è l'identificazione soddisfacente delle fonti alimentari. Nei primati erbivori, la percezione del colore è associata alla ricerca di foglie e frutti adeguati (commestibili). La maggior parte dei mammiferi non distingue il rosso dal verde. Hanno perso da tempo questa capacità inerente agli uccelli, ai pesci e ai rettili. Dopotutto, i loro lontani antenati, che abitavano il pianeta contemporaneamente ai dinosauri, occupavano una nicchia ecologica speciale: iniziarono a condurre uno stile di vita notturno. Nelle notti fredde, la temperatura corporea dei dinosauri crollava, così come la loro attività. Ma i mammiferi a sangue caldo, più vicino a mezzanotte, uscivano dalle loro tane e dai loro rifugi e, incoraggiati, vagavano in cerca di cibo. Per questa libertà pagarono con difetti visivi. A loro non importava come fosse colorata la preda. Il loro mondo era grigio, nero, biancastro, ma non colorato.

Percezione della luce (colori)
La percezione del colore "bianco" (luce) è solitamente dovuta all'esposizione all'intero spettro della luce visibile, oppure è la reazione dell'occhio all'esposizione a diverse lunghezze d'onda, come rosso, verde e blu, o anche una miscela di solo un paio di colori, come il blu e il giallo. La percezione della luce è fornita da quelli situati sulla retina. fotorecettori: bastoncelli responsabile solo della percezione della luce, e i coni forniscono la discriminazione dei colori
Nei mammiferi l'organo pineale è poco sviluppato (rispetto a pesci, rettili e uccelli): il cosiddetto “terzo occhio”, responsabile della percezione dell'intensità luminosa. Le sue funzioni non sono ancora ben comprese, ma, ovviamente, aiuta a regolare i ritmi quotidiani in base alla luce solare (i mammiferi dipendono meno da essa), nonché a navigare nel terreno (di nuovo, uccelli e pesci sono molto più importanti di, ad esempio, leoni).

Visione UV
Gli antenati dei mammiferi moderni avevano una lente che permetteva il passaggio della luce ultravioletta e un fotorecettore sensibile alla luce ultravioletta non dura. Ma nel corso dell'evoluzione, in alcuni primati, in particolare negli esseri umani, la lente ha smesso di trasmettere fotoni con una lunghezza d'onda inferiore a 400 nm e questo recettore era senza lavoro.
Per questo motivo, le persone non possono vedere i motivi speciali sui fiori aperti agli insetti, o i segni di urina lasciati dai roditori. Gli scienziati hanno esaminato la capacità delle lenti dei mammiferi di trasmettere luce di diverse lunghezze d'onda. Si è scoperto che molti animali non hanno un filtro UV interno. Tra loro ci sono gatti, cani, okapi, furetti e ricci. Ciò significa che tutti loro, a differenza degli esseri umani, devono percepire questa parte dello spettro luminoso.

Visione dei mammiferi inferiore per alcuni aspetti (campo visivo, ampiezza del campo visivo) alla visione degli uccelli, ma la supera (soprattutto nelle forme superiori) in termini di accuratezza nella percezione delle caratteristiche degli oggetti (forma, colore, ecc.).
Nonostante il fatto che la visione dei mammiferi non raggiunga la stessa nitidezza di quella degli uccelli, si può presumere che nei mammiferi con visione binoculare, quando osservano gli oggetti circostanti, gli occhi si muovono in modo coordinato. Tali movimenti oculari sono chiamati amichevoli. In generale, ci sono due tipi di movimento oculare. In un caso, entrambi gli occhi si muovono nella stessa direzione rispetto alle coordinate della testa, nell'altro caso, guardando alternativamente oggetti vicini e lontani, ciascuno dei bulbi oculari esegue movimenti approssimativamente simmetrici rispetto alle coordinate della testa. In questo caso, l'angolo tra gli assi visivi di entrambi gli occhi cambia: quando si fissa un punto distante, gli assi visivi sono quasi paralleli, quando si fissa un punto vicino convergono. I movimenti oculari compensatori durante i movimenti della testa sono discussi sopra; quando si guardano oggetti a distanze diverse, gli occhi sono convergenti e divergenti. Quando osservano gli oggetti del mondo esterno, gli occhi eseguono movimenti di tracciamento rapidi e lenti.

I mammiferi sono diversi posizione degli occhi. Quindi, la visione periferica di un coniglio e di un cavallo aumenta il campo visivo. Nelle scimmie e negli esseri umani è limitato, ma a causa della visione simultanea di un oggetto con due occhi, la distanza e le dimensioni degli oggetti sono meglio stimate. Nelle forme che conducono uno stile di vita crepuscolare o notturno, gli occhi raggiungono dimensioni molto grandi, ad esempio nei lemuri tarsi, nei gufi o nei succiacapre, oppure sono piccoli, come, ad esempio, nei pipistrelli. Quindi la mancanza di vista è compensata da udito, olfatto e tatto altamente sviluppati. Nelle specie sotterranee che scavano - talpe, ciechi, roditori, gli occhi sono ridotti in misura maggiore o minore.

organi della vista i mammiferi si distinguono per una struttura relativamente semplice, mancano di cresta e l'accomodamento si ottiene esclusivamente cambiando la forma del cristallino sotto l'influenza della contrazione del muscolo ciliare.
A differenza dell'udito e dell'olfatto, nei mammiferi la vista è relativamente poco sviluppata, ma le scimmie e molti animali degli spazi aperti rappresentano un'eccezione. I mammiferi scavatori invece hanno gli occhi sottosviluppati: nella talpa sono nascosti sotto la pelle, mentre nella talpa marsupiale sono completamente atrofizzati.

Insieme a questo, nei mammiferi si stanno sviluppando nuovi dispositivi progressivi: la visione binoculare, cioè la messa a fuoco di entrambi gli occhi su un oggetto, che fornisce una visione stereoscopica, mentre nella maggior parte dei vertebrati ciascun occhio guarda separatamente. Inoltre, nei lobi occipitali degli emisferi cerebrali, come già accennato in precedenza, si sviluppano nuovi centri visivi secondari, che sono centri di attività associativa. Infine, secondo le caratteristiche ecologiche, la struttura e la funzione degli occhi sono nettamente diverse nei mammiferi che conducono uno stile di vita notturno e diurno. Negli animali notturni, la sensibilità della vista aumenta notevolmente, ottenuta grazie a una potente crescita del cristallino, che riempie la maggior parte del bulbo oculare. Ciò si traduce nella concentrazione della luce diffusa su un piccolo numero di cellule sensibili. Gli animali diurni sviluppano progressivamente la vigilanza, che si ottiene mediante l'adattamento inverso.

La cavità del bulbo oculare in essi (come negli esseri umani) è molto grande e la lente è piccola, quindi l'immagine è dispersa su un gran numero di cellule sensibili.
Come altri vertebrati, l'occhio dei mammiferi si sviluppa dal midollo anteriore e ha una forma arrotondata (bulbo oculare). All'esterno, il bulbo oculare è protetto da una membrana fibrosa proteica, la cui parte anteriore è trasparente (cornea) e il resto no (ablatore). Lo strato successivo è la coroide, che davanti passa nell'iride con un foro al centro: la pupilla. La maggior parte del bulbo oculare è occupata dal corpo vitreo pieno di umore acqueo. Il mantenimento della forma del bulbo oculare è assicurato dalla sclera rigida e dalla pressione intraoculare creata da questo fluido. Questo fluido acquoso si rinnova regolarmente: viene secreto nella camera posteriore dell'occhio dalle cellule epiteliali del corpo ciliare, da dove entra nella camera anteriore attraverso la pupilla e quindi entra nel sistema venoso.

La struttura dell'occhio dei mammiferi:

1 - scaler,

Schlemm a 3 canali,

4 - radice dell'iride,

5 - cornea,

6 - iride,

7 - allievo,

8 - fotocamera frontale,

9 - fotocamera posteriore,

10 - corpo ciliare,

11 - lente,

12 - vitreo,

13 - retina,

14 - nervo ottico,

15 - legamenti di zinco.

Attraverso la pupilla, la luce riflessa dagli oggetti entra nell'occhio. La quantità di luce trasmessa è determinata dal diametro della pupilla, il cui lume viene regolato automaticamente dai muscoli dell'iride., trattenuto dalla cintura ciliare, concentra sulla retina i raggi luminosi che passano attraverso la pupilla- strato interno della membrana dell'occhio contenente fotorecettori- cellule nervose fotosensibili. La retina è costituita da diversi strati (dall'interno verso l'esterno): epitelio pigmentato, fotorecettori, cellule di Cajal orizzontali, cellule bipolari, cellule amacrine e cellule gangliari.

I muscoli che circondano il cristallino forniscono alloggio all'occhio. Nei mammiferi, per ottenere un'elevata nitidezza dell'immagine, la lente assume una forma convessa quando si osservano oggetti vicini e quasi piatta quando si osservano oggetti distanti. Nei rettili e negli uccelli l'accomodamento, a differenza dei mammiferi, comprende non solo un cambiamento nella forma del cristallino, ma anche un cambiamento nella distanza tra il cristallino e la retina. In generale, la capacità di adattamento dell'occhio dei mammiferi è significativamente inferiore a quella degli uccelli: nell'uomo non supera le 13,5 diottrie durante l'infanzia e diminuisce notevolmente con l'età, e negli uccelli (soprattutto quelli subacquei) può raggiungere i 40-50 diottrie. Nei piccoli roditori, a causa dell'insignificanza della vista, la capacità di adattamento è praticamente persa.

Il ruolo delle formazioni protettive per gli occhi è svolto dalle palpebre. dotato di ciglia. Nell'angolo interno dell'occhio c'è la ghiandola di Arder, che secerne un segreto grasso, e nell'angolo esterno c'è la ghiandola lacrimale, le cui secrezioni (fluido lacrimale) lavano l'occhio. Il fluido lacrimale migliora le proprietà ottiche della cornea, levigando la rugosità della sua superficie e la protegge anche dall'essiccamento e da altri effetti avversi. Queste ghiandole, insieme alle palpebre e ai muscoli oculari, sono classificate come apparato ausiliario occhi

Come vedono i mammiferi

Caratteristiche della visione dei mammiferi

Compito 2.2

Visione dei mammiferi

Gli organi visivi nei mammiferi sono, di regola, abbastanza ben sviluppati, sebbene nella loro vita abbiano meno importanza che negli uccelli: di solito i mammiferi prestano poca attenzione agli oggetti immobili, quindi anche animali cauti come una volpe o una lepre, possono Vieni vicino. La dimensione degli occhi nei mammiferi è relativamente piccola; Nell'uomo, quindi, la massa degli occhi è pari all'1% della massa della testa, mentre nello storno raggiunge il 15%. Gli occhi più grandi hanno animali notturni (ad esempio, tarsio) e animali che vivono in paesaggi aperti. Negli animali della foresta, la vista non è così nitida, e nelle specie sotterranee che scavano (talpe, roditori, arvicole talpa, zokor, talpe dorate), gli occhi sono più o meno ridotti, in alcuni casi (talpe marsupiali, talpa ratto, talpa cieca) sono addirittura serrati con una membrana coriacea.

La struttura dell'occhio dei mammiferi

1 - sclera,

2 - coroide,

3 - Canale Schlemm,

4 - la radice dell'iride,

5 - cornea,

6 - Iride,

7 - allievo,

8 - fotocamera frontale,

9 - fotocamera posteriore,

10 - corpo ciliare,

11 - lente,

12 - corpo vitreo

13 - retina,

14 - nervo ottico

15 - Legamenti di Zinn.

visione umana

Secondo varie fonti, dal 70% a oltre il 90% delle informazioni che una persona riceve attraverso la vista.

A causa del gran numero di fasi nel processo di percezione visiva, le sue caratteristiche individuali sono considerate dal punto di vista di diverse scienze: ottica (compresa la biofisica),

Come vedono i nostri amici a quattro zampe?

Finora noi proprietari dei nostri animali domestici a quattro zampe non sappiamo praticamente nulla della loro vista. I nostri cani e gatti vedono i colori? Come vedono il mondo che li circonda? I cani sono davvero miopi e i gatti, al contrario, lungimiranti? È vero che gli animali vedono più lontano degli esseri umani? A tutte queste domande interessanti e divertenti risponde il direttore del Centro di oftalmologia veterinaria, professore associato Shilkin Aleksey Germanovich e i suoi colleghi.

Voglio dire subito che gli esseri umani e gli animali vedono il mondo che li circonda in modi completamente diversi e hanno una struttura dell'occhio diversa. Una persona riceve più del 90% delle informazioni sul mondo che lo circonda attraverso la visione. Non è solo il più importante, ma anche il dominante tra gli altri sensi. La nostra visione ha un'eccellente nitidezza da lontano e da vicino, la gamma di colori più ampia, e ciò è dovuto al fatto che nell'occhio umano c'è un centro funzionale della retina: una macchia gialla. L'occhio umano attraverso il sistema rifrattivo: la cornea, la pupilla e il cristallino dirige l'intero flusso di luce nell'occhio verso la macchia gialla.

Il sistema visivo umano.

Il sistema ottico umano focalizza l'immagine visiva nella macula, la parte centrale dell'occhio, dove si trova la maggior quantità di recettori del cono che percepiscono la luce. Ciò forma la maculare, la visione centrale di una persona.

Qui si trovano i fotorecettori - coni, con la più alta attività visiva. Maggiore è la loro concentrazione, maggiore è l'acuità visiva. Inoltre, ogni cono attraverso le fibre del nervo ottico ha la propria rappresentazione nel sistema nervoso centrale. Sembra una matrice ad alta risoluzione.

Nel nostro nervo ottico c'è semplicemente un numero enorme di fibre nervose: più di 1 milione e 200 mila. Tutte le informazioni dall'occhio passano nell'area visiva della corteccia cerebrale, dove sono presenti centri corticali superiori insolitamente sviluppati. A proposito, il vecchio proverbio russo su ciò che non vediamo con gli occhi, ma con la parte posteriore della testa, alla luce delle conoscenze moderne, non è privo di significato.

fondo dell'occhio umano

1. Il disco ottico, costituito da 1 milione e 120mila fibre nervose, fornisce un'elevata risoluzione visiva.
2. Macula( maculae), è il centro funzionale della retina umana, grazie al gran numero di fibre nervose, fornisce un'elevata acuità visiva e una percezione completa dei colori.
3. I vasi della retina sono le arterie e le vene.
4. La periferia della retina è rappresentata da bastoncini non strettamente adiacenti tra loro. Per questo motivo, la visione di una persona nell'oscurità è debole.

La macchia gialla è caratteristica solo degli esseri umani e di un numero di primati superiori. Gli altri animali non ce l'hanno. Alcuni anni fa, gli scienziati americani hanno confrontato la visione degli esseri umani e delle scimmie. Gli studi hanno dimostrato che le scimmie vedono meglio. Quindi furono condotti esperimenti simili tra un cane e un lupo. I lupi, come si è scoperto, vedono meglio dei nostri animali domestici. Questa è probabilmente una sorta di punizione per tutti i benefici della civiltà.

Come è organizzato l'occhio degli animali?

I nostri animali domestici a quattro zampe percepiscono le cose in modo leggermente diverso. Per cani e gatti la vista non è determinante nella percezione del mondo che li circonda. Hanno altri organi di senso ben sviluppati: udito, olfatto, tatto e li usano bene. Il sistema visivo degli animali ha alcune caratteristiche interessanti. Cani e gatti vedono ugualmente bene sia alla luce che al buio. Va detto che la dimensione degli occhi degli animali praticamente non è correlata alla dimensione del corpo. La dimensione dell'occhio dipende dal fatto che l'animale sia diurno o notturno. Negli animali notturni l'occhio è più grande e convesso, a differenza di quelli diurni.

La dimensione degli occhi di un animale non dipende dalle dimensioni del corpo. Tutti gli uccelli notturni hanno enormi occhi sporgenti che li aiutano a navigare perfettamente nell'oscurità.

Quindi, ad esempio, gli occhi di un elefante sono solo 2,5 volte più grandi di quelli di un gatto. Gli animali non hanno una macchia gialla, il centro funzionale della visione. Cosa dà loro? Se una persona vede principalmente con una macchia gialla e ha una visione di tipo centrale, allora cani e gatti vedono allo stesso modo con l'intera retina e hanno una visione di tipo panoramico.

Il sistema visivo dell'occhio degli animali.

Il sistema ottico degli animali dirige uniformemente l'immagine visiva su tutta la superficie della retina, creando così una visione panoramica. Pertanto, l'intera retina degli animali vede allo stesso modo.

La retina di cani e gatti è divisa in 2 parti. La parte superiore "tapetale" brilla come la madreperla ed è progettata per la visione al buio. Il suo colore varia dal verde all'arancio e dipende direttamente dal colore dell'iride. Quando al buio vediamo gli occhi verdi brillanti di un gatto, stiamo semplicemente osservando il riflesso verde del fondo. E gli occhi dei lupi che brillano di notte di un minaccioso colore rosso non sono altro che una parte tappezzata colorata della retina.

Il fondo del cane.

1. Il disco ottico è costituito da 170mila fibre nervose. Per questo motivo, gli animali hanno una risoluzione inferiore delle immagini visive.
2. La parte inferiore della retina è pigmentata. Il pigmento protegge la retina dalle bruciature delle radiazioni ultraviolette (spettro) della luce del giorno.
3. vasi retinici.
4. Gli animali hanno una membrana lucida riflettente (tapetum lucidum). Grazie alla sua presenza, gli animali (soprattutto quelli che conducono uno stile di vita notturno) vedono molto meglio al buio.

La parte inferiore della retina è pigmentata. È di colore marrone ed è adatto alla visione alla luce. Il pigmento protegge la retina dai danni causati dalla parte ultravioletta dello spettro solare. Il grande occhio convesso e la divisione della retina in due metà creano tutte le condizioni per la vita in un'ampia gamma di illuminazione. Un tipo di visione panoramica aiuta gli animali a cacciare meglio e a superare le prede.

Qual è l'acuità visiva degli animali?

Vincendo nella visione panoramica e nella capacità di adattarsi in un'ampia gamma dello spettro, gli animali sono inferiori agli umani nell'acuità visiva. Secondo la letteratura, i cani vedono il 30% e i gatti il ​​10% dell’acuità visiva umana. Se i cani sapessero leggere, alla visita dal medico leggerebbero la terza riga dall'alto (sul tavolo che avete visto tutti), e i gatti solo la prima. Una persona con una vista normale al 100% legge la decima riga. Ciò è dovuto alla mancanza di una macchia gialla nei cani e nei gatti. Inoltre, i fotorecettori che percepiscono la luce si trovano a grande distanza l'uno dall'altro e il numero di fibre nervose nel nervo ottico degli animali è 160-170 mila, ovvero sei volte inferiore a quello degli esseri umani. L'immagine visiva vista dagli animali viene da loro percepita in modo meno chiaro e con risoluzioni poco dettagliate.

I cani sono davvero miopi e i gatti ipermetropi?

Questo è un malinteso diffuso, anche tra i veterinari. Abbiamo condotto studi speciali su 40 animali per misurare la miopia e l'ipermetropia. Per fare ciò, cani e gatti sono stati fatti sedere davanti all'apparecchio con un autorefrattometro (come durante un ricevimento con un oculista umano) e da questo è stata misurata automaticamente la rifrazione dell'occhio. Abbiamo scoperto che cani e gatti non soffrono di miopia e ipermetropia, a differenza degli esseri umani.

Perché cani e gatti giocano con oggetti in movimento?

Noi esseri umani vediamo meglio gli oggetti immobili e lo dobbiamo ai coni. Cani e gatti hanno prevalentemente una visione a bastoncini, che percepiscono meglio gli oggetti in movimento rispetto a quelli stazionari. Quindi, se gli animali vedono un oggetto in movimento da una distanza di 900 metri, vedono lo stesso oggetto stazionario solo da una distanza di 600 metri e più vicina. Non appena un arco attaccato ad una corda o una pallina iniziano a muoversi, la caccia ha inizio!

I nostri animali domestici vedono i colori?

Una persona distingue perfettamente i colori grazie ai coni, che hanno la massima densità nella zona della macchia gialla. Fino a poco tempo fa si credeva che se gli animali non avevano una macchia gialla, vedevano il mondo in bianco e nero. Le discussioni sulla capacità degli animali di distinguere i colori vanno avanti da più di un secolo. Furono condotti tutti i tipi di esperimenti che si confutavano a vicenda. I ricercatori hanno puntato negli occhi torce di diversi colori e hanno cercato di capire dal grado di costrizione della pupilla a quale dei colori si verificasse una reazione maggiore.

La fine di queste controversie è stata posta alla fine degli anni '80 dai ricercatori americani. I risultati dei loro esperimenti hanno mostrato che i cani distinguono i colori, ma a differenza degli umani, la loro tavolozza dei colori è molto più povera.

Gli occhi degli animali contengono un numero significativamente inferiore di coni rispetto agli esseri umani. La tavolozza dei colori di una persona è formata da tre tipi di coni: il primo percepisce i colori a lunga lunghezza d'onda: rosso e arancione. Il secondo tipo percepisce meglio i colori delle onde medie: giallo e verde. Il terzo tipo di cono è responsabile dei colori a lunghezza d'onda corta blu e viola. I cani non hanno coni responsabili del colore rosso. Pertanto, i cani generalmente percepiscono bene la gamma di colori blu-viola e giallo-verde. Ma gli animali vedono fino a 40 sfumature di grigio, il che offre loro innegabili vantaggi durante la caccia.

Come si muovono gli animali nell'oscurità?

I cani vedono 4 volte e i gatti 6 volte meglio degli umani nel vedere al buio. Ciò è dovuto a due ragioni.

Gli animali hanno più bastoncini degli esseri umani. Si trovano lungo l'asse ottico dell'occhio, hanno un'elevata sensibilità alla luce e sono migliori dei bastoncini umani adatti alla visione al buio.

Inoltre, gli animali, a differenza degli esseri umani, hanno una membrana riflettente tapetum lucidum altamente attiva. Migliora notevolmente le capacità visive degli animali a distanza nell'oscurità. Il suo ruolo può essere paragonato al rivestimento argentato di uno specchio o ai riflessi dei fari di un'auto. La membrana riflettente nei cani è rappresentata da cristalli di guanina situati nella parte superiore dietro la retina.

Membrana riflettente del cane (tapetum lucidum).

La membrana riflettente funziona come segue. Nei cani al buio ogni quanto di luce che passa attraverso la retina trasparente raggiunge la membrana riflettente e da questa viene riflesso nuovamente sulla retina. Pertanto, un flusso luminoso molto più grande entra nella retina e gli oggetti circostanti diventano più distinguibili in mancanza di luce.

Una banda di gatti con gli occhi che brillano al buio. Gli occhi dei gatti si illuminano di verde per la presenza di una membrana riflettente. Nei lupi ha un colore rosso e quindi, al buio, gli occhi dei lupi brillano di un "colore rosso minaccioso".

Nei gatti, i cristalli riflettenti aumentano anche il contrasto dell'immagine modificando la lunghezza d'onda del colore riflesso in quella ottimale per i fotorecettori.

L'ampiezza dei campi visivi di esseri umani e animali

Un'altra caratteristica importante è l'ampiezza dei campi visivi. Negli esseri umani gli assi degli occhi sono paralleli, quindi è meglio vedere davanti a sé.

Ecco come una persona vede l'immagine.

Gli occhi del cane sono posizionati in modo tale che i loro assi ottici divergano di circa 20 gradi.

L'occhio umano ha un campo visivo a forma di cerchio, mentre il campo visivo del cane è "allungato" ai lati. A causa della divergenza degli assi degli occhi e dello "stiramento orizzontale", il campo visivo totale del cane aumenta a 240-250 gradi, ovvero 60-70 gradi in più rispetto all'uomo.

I cani hanno un campo visivo molto più ampio rispetto agli umani.

Ma queste sono cifre medie, l'ampiezza dei campi visivi è diversa nelle diverse razze di cani. Influiscono la struttura del cranio, la posizione degli occhi, la forma e la dimensione del naso. Nei cani dal naso largo con il naso corto (pechinese, carlino, bulldog inglese), gli occhi divergono con un angolo relativamente piccolo. Pertanto, hanno una visione periferica limitata. Nei cani dal muso stretto e dal naso allungato (levrieri e altre razze da caccia), gli assi degli occhi divergono con un ampio angolo. Ciò dà al cane un campo visivo molto ampio. È chiaro che questa qualità è molto importante per una caccia di successo.

Il campo visivo di un cavallo è molto superiore non solo a quello di un essere umano, ma anche a quello di un cane.

Pertanto, i nostri animali domestici vedono il mondo in un modo molto diverso. Cani e gatti vedono molto meglio di noi al buio, hanno un campo visivo più ampio, percepiscono meglio gli oggetti in movimento. Tutto ciò consente ai nostri animali domestici di cacciare perfettamente e di sfuggire alle persecuzioni, di vedere non solo davanti a loro, ma anche di lato. Allo stesso tempo, perdono l'acuità visiva, la capacità di distinguere sottilmente i colori. Ma gli animali non ne hanno bisogno, non leggono libri finché... Cosa succederà dopo, vediamo.

La vista è vitale per la maggior parte degli organismi viventi. Aiuta a navigare e rispondere correttamente all'ambiente. Sono gli occhi che trasmettono circa il 90% delle informazioni al cervello. Ma la struttura e la posizione degli occhi dei vari rappresentanti del mondo vivente sono diverse.

Cos'è la visione

Esistono i seguenti tipi di visione:

• panoramico (monoculare);
• stereoscopico (binoculare).

Quando il mondo circostante viene percepito, di regola, con un occhio. Questo è tipico soprattutto degli uccelli e degli erbivori. Questa funzione ti consente di notare e rispondere in tempo a un pericolo imminente.

La visione stereoscopica è inferiore alla visione panoramica con minore visibilità. Ma presenta anche una serie di vantaggi, uno dei quali è l'immagine tridimensionale.

visione stereoscopica

La visione stereoscopica è la capacità di vedere il mondo con due occhi. In altre parole, il quadro complessivo è costituito dalla fusione di immagini che entrano nel cervello da ciascun occhio contemporaneamente.

Con l'aiuto di questo tipo di visione è possibile stimare correttamente non solo la distanza dall'oggetto visibile, ma anche la sua dimensione e forma approssimativa.

Inoltre, la visione stereoscopica presenta un altro vantaggio significativo: la capacità di vedere attraverso gli oggetti. Quindi, se metti, ad esempio, una penna stilografica in posizione verticale davanti ai tuoi occhi e guardi alternativamente con ciascun occhio, una certa area verrà chiusa sia nel primo che nel secondo caso. Ma se guardi con due occhi contemporaneamente, la penna cessa di essere un ostacolo. Ma questa capacità di "guardare attraverso gli oggetti" perde il suo potere se la larghezza di un tale oggetto è maggiore della distanza tra gli occhi.

Di seguito viene presentata la particolarità di questo tipo di visione in vari rappresentanti del globo.

Caratteristiche negli insetti

La loro vista ha un aspetto unico, simile a quello di un insetto, che ricorda un mosaico (come gli occhi di una vespa). Inoltre, il numero di questi mosaici (sfaccettature) in diversi rappresentanti di questo rappresentante del mondo vivente varia e varia da 6 a 30 000. Ciascuna sfaccettatura percepisce solo una parte delle informazioni, ma in totale forniscono un quadro completo del mondo circostante.

E gli insetti percepiscono i colori in modo diverso rispetto agli esseri umani. Ad esempio, un fiore rosso che una persona vede viene percepito dagli occhi di una vespa come nero.

Uccelli

La visione stereoscopica negli uccelli è l’eccezione piuttosto che la regola. Il fatto è che nella maggior parte degli uccelli gli occhi si trovano sui lati, il che fornisce un angolo di visione più ampio.

Questo tipo di visione è inerente principalmente ai rapaci. Questo li aiuta a calcolare correttamente la distanza dalla preda in movimento.

Ma la visibilità negli uccelli è molto inferiore rispetto, ad esempio, agli esseri umani. Se una persona è in grado di vedere a 150 °, gli uccelli sono solo da 10 ° (passeri e ciuffolotti) a 60 ° (gufi e succiacapre).

Ma non affrettarti, sostenendo che i rappresentanti piumati del mondo vivente sono privati ​​​​della capacità di vedere pienamente. Affatto. Il fatto è che hanno altre caratteristiche uniche.

Ad esempio, nei gufi, gli occhi sono più vicini al becco. In questo caso, come già notato, il loro angolo di visione è di soli 60°. Pertanto, i gufi sono in grado di vedere solo ciò che è direttamente di fronte a loro e non la situazione di lato e dietro. Questi uccelli hanno un'altra caratteristica distintiva: i loro occhi sono immobili. Ma allo stesso tempo sono dotati di un'altra abilità unica. Grazie alla loro struttura sono in grado di girare la testa di 270°.

Pescare

Come sapete, nella stragrande maggioranza delle specie ittiche gli occhi si trovano su entrambi i lati della testa. Hanno visione monoculare. L'eccezione sono i pesci predatori, in particolare gli squali martello. Per molti secoli, le persone sono state interessate alla domanda sul perché questo pesce abbia una tale forma della testa. Una possibile soluzione è stata trovata dagli scienziati americani. Propongono la versione secondo cui il pesce martello vede un'immagine tridimensionale, ad es. Ha una visione stereoscopica.

Per confermare la loro teoria, gli scienziati hanno condotto un esperimento. Per fare ciò, sono stati posizionati sensori sulle teste di diverse specie di squali, con l'aiuto dei quali è stata misurata l'attività quando esposti a una luce intensa. I soggetti sono stati poi posti in un acquario. Come risultato di questa esperienza, si è saputo che il pesce martello è dotato di visione stereoscopica. Inoltre, l'accuratezza nel determinare la distanza dall'oggetto è tanto più accurata quanto maggiore è la distanza tra gli occhi di questa specie di squalo.

Inoltre, si è saputo che gli occhi del pesce martello ruotano, il che gli consente di vedere completamente l'ambiente circostante. Questo le dà un vantaggio significativo rispetto ad altri predatori.

Animali

Gli animali, a seconda della specie e dell'habitat, sono dotati sia di visione monoculare che stereoscopica. Ad esempio, gli erbivori che vivono in spazi aperti, per preservare la propria vita e rispondere rapidamente al pericolo imminente, devono vedere quanto più spazio possibile intorno a loro. Pertanto, sono dotati di visione monoculare.

La visione stereoscopica negli animali è caratteristica dei predatori e degli abitanti delle foreste e delle giungle. Innanzitutto, aiuta a calcolare correttamente la distanza dalla sua vittima. La seconda visione di questo tipo ti consente di focalizzare meglio gli occhi tra molti ostacoli.

Quindi, ad esempio, questo tipo di visione aiuta i lupi nella ricerca della preda a lungo termine. Gatti - con un attacco fulmineo. A proposito, è proprio nei gatti che, grazie agli assi visivi paralleli, l'angolo di visione raggiunge i 120°. Ma alcune razze di cani hanno sviluppato sia la visione monoculare che quella stereoscopica. I loro occhi si trovano sui lati. Pertanto, per visualizzare un oggetto a grande distanza, utilizzano la visione stereoscopica frontale. E per vedere gli oggetti vicini, i cani sono costretti a girare la testa.

Gli abitanti delle cime degli alberi (primati, scoiattoli, ecc.) sono aiutati dalla visione stereoscopica nella ricerca del cibo e nel calcolo della traiettoria del salto.

Persone

La visione stereoscopica negli esseri umani non è sviluppata fin dalla nascita. Alla nascita i bambini non riescono a concentrarsi su un oggetto particolare. iniziano a formarsi solo a 2 mesi di età. Tuttavia, in pieno, i bambini iniziano ad orientarsi correttamente nello spazio solo quando iniziano a gattonare e camminare.

Nonostante l'apparente identità, gli occhi umani sono diversi. Uno è il leader, l'altro è il seguace. Per il riconoscimento, è sufficiente condurre un esperimento. Posizionare un foglio con un piccolo foro a una distanza di circa 30 cm e guardare attraverso di esso un oggetto distante. Quindi alternativamente fai lo stesso, coprendo l'occhio sinistro o quello destro. La posizione della testa deve rimanere costante. L'occhio per il quale l'immagine non cambia posizione sarà quello principale. Questa definizione è importante per fotografi, operatori video, cacciatori e alcune altre professioni.

Il ruolo della visione binoculare per gli esseri umani

Questo tipo di visione è nata negli esseri umani, come in alcuni altri rappresentanti del mondo vivente, come risultato dell'evoluzione.

Naturalmente, gli esseri umani moderni non hanno bisogno di cacciare la preda. Ma allo stesso tempo, la visione stereoscopica gioca un ruolo significativo nella loro vita. È particolarmente importante per gli atleti. Quindi, senza un calcolo accurato della distanza, i biatleti non colpiranno il bersaglio e le ginnaste non saranno in grado di esibirsi sulla trave di equilibrio.

Questo tipo di visione è molto importante per le professioni che richiedono una reazione immediata (autisti, cacciatori, piloti).

E nella vita di tutti i giorni la visione stereoscopica è indispensabile. Ad esempio, è abbastanza difficile, vedendo con un occhio, infilare un filo nella cruna di un ago. La perdita parziale della vista è molto pericolosa per una persona. Vedendo con un solo occhio, non sarà in grado di navigare correttamente nello spazio. E il mondo sfaccettato si trasformerà in un'immagine piatta.

Ovviamente la visione stereoscopica è il risultato dell'evoluzione. E solo pochi eletti lo ricevono.

L'uomo è l'essere più intelligente sulla Terra, ma alcuni dei nostri organi sono significativamente inferiori ai nostri fratelli minori, uno dei quali è la vista. In ogni momento, le persone erano interessate a come gli uccelli, gli animali, gli insetti vedono il mondo che li circonda, perché esteriormente gli occhi di ognuno sono così diversi e le tecnologie di oggi ci permettono di guardare attraverso i loro occhi e, credetemi, gli animali hanno una vista molto interessante.

Occhi così diversi

Occhi di animali

Prima di tutto, tutti sono interessati: come vedono i nostri amici più cari e?

I gatti vedono perfettamente nell'oscurità totale, poiché la loro pupilla è in grado di espandersi fino a 14 mm, catturando così le più piccole onde luminose. Inoltre, hanno una membrana riflettente dietro la retina, che funge da specchio e raccoglie tutti i granelli di luce.

alunni di gatti

Per questo motivo, un gatto vede al buio sei volte meglio di un essere umano.

Nei cani, l'occhio è organizzato più o meno allo stesso modo, ma la pupilla non è in grado di espandersi così tanto, dando così il vantaggio rispetto a una persona di vedere già quattro volte al buio.

E la visione dei colori? Fino a poco tempo fa, le persone erano sicure che i cani vedessero tutto nei toni del grigio, senza distinguere un solo colore. Studi recenti hanno dimostrato che questo è un errore.

spettro di colori del cane

Ma devi pagare per la qualità della visione notturna:

1. I cani, come i gatti, sono bicromatici e vedono il mondo nei colori sbiaditi blu-viola e giallo-verde.
2. Acuità visiva zoppicante. Nei cani è circa 4 volte più debole del nostro e nei gatti 6 volte. Guarda la luna: vedi le macchie? Nessun gatto al mondo li vede, per lei è solo una macchia grigia nel cielo.

Vale anche la pena notare la posizione degli occhi negli animali e in noi, grazie alla quale gli animali domestici vedono con visione periferica non peggiore che con visione centrale.

Visione centrale e periferica

Un altro fatto interessante è che i cani vedono 70 fotogrammi al secondo. Quando guardiamo la TV, per noi 25 fotogrammi al secondo si fondono in un unico flusso video, mentre per i cani si tratta di una rapida sequenza di immagini, motivo per cui probabilmente non gli piace guardare la TV.

Tranne cani e gatti

Un camaleonte e un cavalluccio marino possono guardare contemporaneamente in direzioni diverse, ciascuno dei suoi occhi viene elaborato separatamente dal cervello. Il camaleonte, prima di tirare fuori la lingua e afferrare la vittima, abbassa tuttavia gli occhi per determinare la distanza dalla vittima.

Ma un piccione normale ha un angolo di visione di 340 gradi, che ti consente di vedere quasi tutto intorno, il che complica la caccia ai gatti.

Alcuni fatti secchi:

• I pesci di acque profonde hanno una retina ultra densa, ogni millimetro della quale contiene 25 milioni di bastoncelli. Questo supera il nostro con te cento volte;
• Il falco vede un topo in un campo da una distanza di un chilometro e mezzo. Nonostante la velocità di volo, la chiarezza è completamente preservata;
• La capasanta presenta circa 100 occhi sul bordo della conchiglia;
• Un polipo ha una pupilla quadrata.

Alcuni rettili hanno superato tutti. Pitoni e boa sono in grado di vedere le onde infrarosse, cioè il calore! In un certo senso lo “vediamo” anche con la pelle, ma i serpenti lo vedono con gli occhi, come il predatore del film omonimo.

canocchia

Ma le canocchie hanno gli occhi più insuperabili. Non è nemmeno un occhio, ma un organo pieno di sensori di onde. Inoltre, ogni occhio è costituito in realtà da tre a due emisferi separati da una striscia. La luce visibile viene percepita solo dalla fascia centrale, ma gli emisferi sono sensibili alla gamma degli ultravioletti e degli infrarossi.

Un gambero vede 10 colori!

Questo senza contare il fatto che i gamberetti ottengono una visione trinoculare, a differenza del binocolo più comune sul pianeta (e con te).

occhi di insetti

Anche gli insetti possono sorprenderci molto:

• Una mosca comune non è così facile da uccidere con un giornale, poiché vede 300 fotogrammi al secondo, ovvero 6 volte più veloce di noi. Da qui la reazione istantanea;
• Uno scarafaggio domestico vedrà il movimento se l'oggetto si è spostato solo di 0,0002 millimetri. È 250 volte più sottile di un capello!
• Il ragno ha otto occhi, ma in realtà sono insetti praticamente ciechi che riescono a distinguere solo una macchia, i loro occhi praticamente non funzionano;
• L'occhio dell'ape è formato da 5500 lenti microscopiche che non possono vedere il rosso;
• Anche il lombrico ha gli occhi, ma atrofizzati. Riesce a distinguere il giorno dalla notte, niente di più.

occhi d'ape

Le libellule hanno la vista più acuta tra gli insetti, ma è comunque circa 10 volte peggiore della nostra.

Qual è la visione degli animali, video visivo

La maggior parte degli animali ha gli occhi situati sui lati opposti della testa. Negli esseri umani e nei primati, gli occhi si sono evoluti e si sono "spostati" nella parte anteriore della testa. Per molto tempo si è creduto che l'unico vantaggio di tale trasformazione fosse la visione tridimensionale dello spazio circostante. Ma ora gli scienziati americani sono pronti ad aggiungere un altro “motore” dell’evoluzione.

C'è un certo vantaggio nel fatto che possiamo vedere lo spazio circostante in un'immagine tridimensionale (dobbiamo girare la testa per questo).

Ma questo non è l'unico vantaggio, afferma Mark Changizi del Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), che sostanzialmente ha scoperto un altro vantaggio davvero illuminante della visione binoculare: gli animali "che guardano avanti" sono anche in grado di vedere attraverso gli oggetti.

Per coloro che non ci credono, lo scienziato si offre di condurre un semplice esperimento. Prendi una penna stilografica e tienila in verticale, guarda il panorama direttamente dietro di essa. Se chiudi prima un occhio, poi l'altro, vedrai che la penna copre comunque una certa area dello spazio. Ma se guardi con entrambi gli occhi, tutto ciò che prima era “nascosto” ora è abbastanza visibile. Così semplice! Non è questo?

La visione degli animali è stata adattata per secoli ai bisogni della specie. Quindi, i gatti quasi non distinguono i colori, la “visione notturna” è molto più importante per il loro stile di vita, motivo per cui la loro pupilla è in grado di espandersi fino a 14 millimetri (negli esseri umani solo fino a 8). Le api non notano il rosso e non impollinano i fiori rossi. I falchi vedono la luce ultravioletta, che li aiuta a rintracciare la preda. Inoltre, gli uccelli possono vedere ugualmente bene due oggetti contemporaneamente, situati uno distante dall'altro. I cani non sono in grado di modificare molto il potere rifrattivo della lente, cioè vedono bene sia lontano da sé che direttamente davanti a sé, non esiste una terza via (foto da wikimedia.org, eyedesignbook.com, headdonhawking .com, flickr.com).

Pesci, insetti, rettili, uccelli, conigli e cavalli trascorrono la loro vita in spazi aperti (pianure, campi), cioè dove è necessario vedere tutto ciò che accade intorno: visione panoramica. Ed è proprio a questo che contribuisce la loro posizione laterale degli occhi.

Naturalmente le dimensioni degli oggetti non possono essere infinitamente grandi. Finché la distanza tra i nostri occhi sarà maggiore della larghezza degli elementi oscuranti (come nel caso delle dita o delle foglie degli alberi), saremo in grado di vedere attraverso di essi.

Vediamo quindi un oggetto distante dietro lo stesso fogliame, dita e altri piccoli oggetti, commisurati in larghezza alla distanza tra i nostri occhi (illustrazione di Rensselaer/Changizi).

Per scoprire quali animali hanno la "visione a raggi X", Mark e il suo collega Shinsuke Shimojo del California Institute of Technology hanno studiato 319 specie di 17 ordini di mammiferi. Gli scienziati hanno appreso che la posizione degli occhi corrisponde alla presenza o all'assenza di piccoli oggetti nell'habitat abituale, nonché alla loro dimensione rispetto alle dimensioni degli animali stessi.

"I rappresentanti della fauna che vivono in spazi aperti non hanno bisogno di tale "visione a raggi X", la visione binoculare non offre loro alcun vantaggio", conclude Mark. Secondo lui, è molto più importante per loro osservare tutto l'ambiente circostante per non cadere nelle grinfie di un predatore.

L'illustrazione a sinistra mostra una vista del ritratto di Darwin attraverso un ostacolo. A destra, la linea visiva di ciascun occhio: due, a differenza di uno, vedono quasi tutto lo spazio dietro le foglie (illustrazione di Rensselaer/Changizi).

Allo stesso tempo, gli animali che vivono nelle foreste a volte hanno una zona di visione binoculare molto ampia, occhi quasi dritti e la capacità di vedere attraverso il muro della foresta. Tutto ciò aumenta le loro possibilità di sopravvivenza evitando l'inseguimento (più facile da navigare) o, al contrario, la caccia alla preda.

"La visione a raggi X consente a questi animali di vedere molto più spazio rispetto alla visione monoculare 'laterale'", afferma Changizi. E se teniamo conto del fatto che quanto più grande è l'animale, tanto più grandi sono gli oggetti tra i suoi denti (più precisamente, “negli occhi”), allora non ci sono dubbi sulle conclusioni del ricercatore americano.