Chi vede bene al buio? Come vedono gli animali

Solo da vicino. Puoi vedere molte cose interessanti se rimani immobile sull'erba e la guardi attraverso una lente d'ingrandimento. I fili d'erba sembrano alberi, una formica: un terribile mostro dall'armatura lucente. E se guardi lontano attraverso una lente d’ingrandimento, non vedi nulla, tutto è sfocato.

Un giorno ho visto attraverso una lente d'ingrandimento che dietro una pietra si nascondeva un ragno peloso. Si siede e si guarda intorno con tutti gli occhi, e i ragni ne hanno parecchi, fino a otto. Sei piccoli si guardano intorno e due enormi, come i fari, guardano avanti, proprio verso di me. Sta per lanciarsi!

Ho tolto la lente d'ingrandimento e ho visto che era molto piccolo, questo piccolo ragno, era più piccolo di un pisello. E non guarda affatto me, ma la mosca seduta accanto a lui. Piegati e salta! Non ha avuto nemmeno il tempo di muoversi.
Questi ragni non tessono tele, tendono agguati alla preda: sono chiamati saltatori. E anche se vedono bene, non vedono lontano, una decina di centimetri. Tutto ciò che verrà dopo è come una nebbia per loro.

Ma la lumaca striscia: dove sono i suoi occhi? Davanti quattro steli sporgono come corna. I due inferiori sono tentacoli, e sulle punte di quelli superiori c'è un occhio. Se hai bisogno di guardare da vicino una foglia, la lumaca piegherà gli steli superiori con gli occhi e la guarderà come attraverso una lente d'ingrandimento. I suoi occhi sono semplici, possono vedere solo da vicino, ma noteranno ciò di cui la lumaca ha bisogno. Prova ad allungare la mano verso la lumaca: tirerà immediatamente gli steli e si nasconderà in casa.

Chi vede nel buio? Quando vedi meglio: di giorno o di notte? Naturalmente, durante il giorno, quando splende il sole, quando c'è luce.
Di notte, con la luna e le stelle, al buio, la gente vede male. Ma ci sono alcuni animali che preferiscono dormire durante il giorno e procurarsi il cibo di notte.

Prendi, ad esempio, un gatto: eccola, sdraiata sul divano e fa le fusa. Ovviamente hai ammirato i suoi occhi verdi più di una volta e hai notato che brillano nell'oscurità. Perché?

I gatti hanno uno strato di cristalli argentati nel profondo degli occhi, simile ad uno specchio. Questo “specchio” sembra aumentare la luce che entra negli occhi, motivo per cui i gatti possono vedere di notte, in penombra.

Ma la luce del giorno è troppo luminosa per gli occhi di un gatto e devi proteggerti da essa.
Guarda gli occhi di un gatto in una giornata soleggiata e vedrai che le pupille sono diventate strette, come fessure. Lasciano entrare pochissima luce negli occhi, ma al gatto la luce sembra forte: lo "specchio" la ingrandisce.

Durante il giorno il gatto vede bene grazie ai suoi occhi a fessura.

E la sera o la notte la pupilla del gatto è grande e rotonda. Assorbe la luce fino all'ultimo raggio e lo “specchio” dell'occhio fa il suo lavoro. Pertanto, i gatti vedono bene al buio.
Ma i gatti non sono gli unici ad avere occhi così.

Una volta al sud, in una casa abbandonata, a tarda sera, vidi una strana lucertola dagli occhi enormi. Nella semioscurità correva lungo i muri e cacciava le mosche. Era un geco.
Ho deciso di fargli una foto. Silenziosamente si avvicinò, premette il grilletto e la lucertola fu momentaneamente illuminata da un lampo luminoso di una lampada fotografica, come un fulmine.

Ma cos'è? Proprio ora ho visto gli occhi di un geco con pupille nere e rotonde - e ora, dopo il flash, le pupille sono diventate fessure strette e intricate.
Ciò significa che i gechi proteggono i loro occhi dalla luce intensa, proprio come i gatti! Dopotutto, sono anche animali notturni.
Anche la pupilla di alcuni squali cambia.
Quando nuotano in profondità, dove è sempre semibuio, le loro pupille sono rotonde.
Ma se lo squalo risale in superficie, alla luce, le sue pupille si restringono, proprio come quelle di un gatto o di un geco.

Quale animale può vedere sia nell'acqua che nell'aria? Probabilmente d'estate, mentre nuotavi nel mare o nel fiume, hai provato ad aprire gli occhi sott'acqua. Ti guardi intorno e non vedi alghe e pietre, ma macchie verdi e marroni sfocate. Dopotutto, i nostri occhi vedono bene solo nell'aria. I Pesci vedono solo nell'acqua. Ma che dire di coloro che vivono sulla superficie dell'acqua?
Qui uno stormo di piccoli e lucenti scarafaggi corre in cerchio sull'acqua. Se notano un pesce che si avvicina a loro, saltano fuori dall'acqua. Se qualche uccello si interessa a loro, scappa in acqua. Come riescono a vedere contemporaneamente nell'acqua e nell'aria?

Il fatto è che a loro è accaduta una storia assolutamente incredibile. Ogni occhio dei filatori era diviso a metà. La metà inferiore dell'occhio va sott'acqua e guarda il pesce, mentre la metà superiore guarda nell'aria. Lo scarabeo ha quattro occhi!

E c'è anche un pesce con quattro occhi nel mondo. Vive in Sud America, nuota sulla superficie dell'acqua e ha anche bisogno di guardare sia in alto che in basso. Quindi i suoi occhi sono diventati "a due piani". La loro metà superiore guarda nell'aria e la metà inferiore guarda sott'acqua.

Cosa vede la rana? Una rana siede immobile tutto il giorno sulla riva di uno stagno. Pensi che sia pigra? No, è impegnata con il lavoro, a guardia della preda. Non appena una libellula o una mosca si posano sul terreno umido, la cacciatrice dagli occhi da insetto la schiaffeggerà immediatamente con la sua lunga lingua. Ingoiarlo e congelarlo nuovamente.

Una volta ho guardato una rana del genere e ho deciso di aiutarla. Ho preso un tafano e l'ho lanciato sotto il naso della rana. E lei - nessuna attenzione, come se non fosse un tafano, ma un ciottolo. Ha lanciato un altro tafano: la stessa cosa. Qual è il problema? Dopotutto, la rana stessa cattura gli stessi tafani!

“Va bene”, penso, “ora ti supererò in astuzia”. Prese un pezzo di stoffa colorata, lo legò a un filo e lo condusse lungo il terreno fino alla rana. Lo afferrò e lo appese a un filo come un pesce all'amo. Appena rilasciato.

Qual è il problema, perché la rana non ha mangiato i tafani che giacevano davanti a lei, ma ha afferrato lo straccio? Sì, molto semplice. Per una rana la preda è solo ciò che si muove. Semplicemente non vede una mosca immobile. E una volta che lo straccio si muove, significa che è una preda e devi afferrarlo.

Molti cacciatori - lucertole, insetti e altri piccoli animali - notano la loro preda solo quando si muove. Come sfuggire a tali cacciatori? Sì, devi solo congelarti e non muoverti. E a volte allunghi la mano a qualche insetto, e lui piega le zampe e finge di essere senza vita. Lo vedo, ma il vero nemico di questo scarabeo non se ne accorgerà.

Chi non ha bisogno degli occhi?È possibile che qualcuno non abbia bisogno degli occhi? Dopotutto, non puoi vivere senza di loro!

Ma si scopre che puoi vivere senza di loro. Sono stato molte volte sottoterra, nelle caverne. Cammini nel loro profondo, accendi te stesso con una torcia e all'improvviso c'è uno scarabeo sul muro. Come riesce a orientarsi nell'oscurità? Se guardi da vicino, non ha nemmeno gli occhi. Per tutta la vita, gli scarabei delle caverne camminano al tatto. Ma non sono gli unici: nei laghi e nei corsi d'acqua sotterranei vivono crostacei ciechi e persino pesci ciechi. Dopotutto, dove è sempre buio, gli occhi non servono.

Nelle nostre steppe vive un piccolo animale, chiamato topo talpa. Non ha occhi, al loro posto ci sono pieghe della pelle. Non esce mai al sole dai suoi infiniti buchi sotterranei. Mangia radici e tuberi di piante, ama l'erba verde. Ma cresce in alto, quindi come puoi arrivarci? L'animale astuto ha indovinato: cerca le radici sottoterra e usandole trascina l'erba nella sua tana.

E nei paesi caldi, e anche qui in Asia centrale, puoi trovare insetti senza occhi con abitudini assolutamente sorprendenti.

Ad esempio, c'è una casa. Robusto, ceppo. Costa un anno, due e venti. Poi qualcuno si appoggia al muro e all'improvviso si rompe. Che tipo di miracoli? Sembrano - e tutti i muri e le travi sono vuoti dall'interno. Sono logorati da una moltitudine di insetti bianco-giallastri che sciamano letteralmente all'interno dell'albero. Se ci appoggi sopra i gomiti, cadrà immediatamente a pezzi. Queste sono termiti o, come vengono anche chiamate, formiche bianche, creature incredibilmente voraci e cieche. Le termiti non hanno occhi, solo macchie scure al loro posto.

Chi vede tutto intorno a sé? Cosa fai per guardare indietro? Ovviamente ti guardi intorno. Lo fanno le persone, i cani e persino i serpenti. Il gufo non ha nemmeno bisogno di girarsi, la sua testa ruota come se fosse su un cardine. Da qualunque lato ti avvicini a lei, sia di lato che da dietro, girerà la testa dietro di te senza muovere il corpo.

Bene, come guarda indietro un camaleonte? I camaleonti sono parenti delle lucertole. Sorprendono le persone con le loro abitudini. Innanzitutto, possono cambiare colore. Quando un camaleonte si siede tra le foglie, è verde, ma quando striscia su una pietra diventa grigio, abbinandosi al colore della pietra. In secondo luogo, la sua lingua è notevole: appiccicosa e lunga quasi quanto il camaleonte stesso. Se una cavalletta o una farfalla si posano nelle vicinanze, sembra che il camaleonte tiri fuori la lingua.

Pop - e la preda si attacca alla lingua, clicca - e la lingua insieme ad essa è già in bocca.

Ma la cosa più sorprendente del camaleonte sono i suoi occhi. E non solo perché sono molto convessi e ricoperti di squame. La cosa principale è come appaiono. Negli esseri umani, negli uccelli, negli animali, nelle lucertole, entrambi gli occhi guardano sempre nella stessa direzione: dove va uno, va lì anche l'altro. Ma un camaleonte ha tutti gli occhi puntati su se stesso. Uno può guardare in basso e l'altro indietro o di lato.
Comodo!

Molti insetti riescono a vedere tutto ciò che li circonda senza muovere la testa.

C'era una volta sulla mia finestra, su un fiore, una mantide religiosa. Ho preso le mosche. Si siede su un ramo, con le zampe anteriori piegate al petto, come se stesse pregando. Ecco perché è chiamata mantide religiosa. Ma se guardi bene queste gambe, vedrai enormi ganci e denti su di esse e capirai che questa non è una persona tranquilla, ma un ladro.

Si siede immobile, le foglie intorno a lui sono verdi, quindi non puoi vederlo. Guarda avanti, su, giù, indietro - e tutto questo senza voltare la testa. E vede qualcosa di interessante, inclina la testa, proprio come una persona, guarda più da vicino e poi l'afferra!

Ma come può una mantide religiosa guardare in tutte le direzioni contemporaneamente? Guarda la foto: vedi come sono i suoi occhi: grandi, sporgenti, come metà di una mela. E sono costituiti da tanti piccoli occhi premuti l'uno contro l'altro. Un occhio nota solo un minuscolo pezzo di foglia o ramo, ma migliaia di occhi insieme vedono tutto intorno. Sembra un mosaico composto da piccoli pezzi singoli. Gli occhi della mantide religiosa sono rotondi e i suoi occhi piccoli sono diretti in tutte le direzioni, motivo per cui la mantide religiosa vede immediatamente davanti, dietro, sotto e sopra.

Quasi tutti gli insetti hanno occhi costituiti da piccoli ocelli, come quelli della mantide religiosa. E più occhi ha un insetto, meglio vede e più chiaramente.

Le formiche, ad esempio, non hanno una vista molto acuta; i loro occhi sono costituiti solo da diverse centinaia di ocelli. Ma sono eccellenti nel distinguere gli odori e usandoli trovano la strada per il loro formicaio.

Le mosche hanno molti più occhi: circa quattromila per occhio, e vedono abbastanza bene. Se lasci cadere la marmellata sul tavolo, se ne accorgeranno immediatamente. E come le mosche si prendono cura dei loro occhi, come se li strofinano con le zampe, togliendo ogni granello di polvere!

E se confrontiamo quale insetto vede meglio, probabilmente le libellule saranno le campionesse. Possono avere ventottomila ocelli in ciascun occhio! Ma questa non è l'unica cosa che rende notevoli gli occhi delle libellule.

Ricordi lo scarabeo rotante i cui occhi si dividevano in due metà? Quindi la libellula ha metà superiori e inferiori degli occhi diverse. In quello superiore ci sono meno occhi, e loro stessi sono più grandi; in quello inferiore gli occhi sono piccoli e ce ne sono molti di più.

Guarda come caccia la libellula. Qui zigzaga sul prato e corre su e giù, afferrando zanzare e mosche. Se la preda vola sopra la libellula, è facile notarlo. Dopotutto, il cielo è luminoso e la mosca è buia. Una sagoma scura lampeggia su uno sfondo chiaro: prendila, non puoi sbagliare. Pertanto la libellula non vede i colori nella metà superiore dell'occhio, non ne ha bisogno. Ecco perché gli occhi che guardano in alto sono più semplici e ce ne sono meno.

E sotto di essa, una libellula volante vede erba, fiori, cespugli - e tutto questo è luminoso e colorato. Per distinguere la preda da foglie e fiori, è necessario esaminarla attentamente. Questo è il motivo per cui le libellule hanno più occhi nella metà inferiore, riescono a distinguere i colori e in generale vedono molto meglio.
È difficile per le zanzare e le mosche nascondersi dagli occhi onniveggenti di una libellula.

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Quando cammini nella foresta, ricorda che migliaia di occhi ti guardano da sotto i fili d'erba, i ramoscelli e le foglie. E ogni occhio ti vede in modo diverso.

Gli esseri umani vedono bene al buio, ma gli animali notturni come i gatti ci danno cento punti di vantaggio. Chi ha gli occhi più sensibili?

Il corrispondente ha cercato di capirlo BBC Terra.

L'occhio umano è una delle conquiste più sorprendenti dell'evoluzione. È in grado di vedere piccoli granelli di polvere ed enormi montagne, vicine e lontane, a colori. Lavorando in tandem con un potente processore sotto forma di cervello, gli occhi consentono a una persona di distinguere i movimenti e riconoscere le persone dai loro volti.

Una delle caratteristiche più impressionanti dei nostri occhi è così ben sviluppata che non ce ne accorgiamo nemmeno. Quando entriamo in una stanza poco illuminata da una luce intensa, il livello di illuminazione nell'ambiente circostante diminuisce drasticamente, ma gli occhi si adattano quasi istantaneamente. Come risultato dell'evoluzione, ci siamo adattati a vedere in condizioni di scarsa luce.

Ma sul nostro pianeta ci sono esseri viventi che vedono nel buio molto meglio degli umani. Prova a leggere un giornale nel crepuscolo profondo: le lettere nere si fondono con lo sfondo bianco in una macchia grigia sfocata in cui non si capisce nulla. Ma un gatto in una situazione simile non avrebbe alcun problema, ovviamente se sapesse leggere.

Ma anche i gatti, nonostante la loro abitudine di cacciare di notte, non vedono nell'oscurità meglio di chiunque altro. Le creature dotate della visione notturna più acuta hanno sviluppato organi visivi unici che consentono loro di catturare letteralmente granelli di luce. Alcune di queste creature sono in grado di vedere in condizioni in cui, dal punto di vista della nostra comprensione della fisica, in linea di principio non si può vedere nulla.

Per confrontare l'acuità della visione notturna, utilizzeremo il lux, un'unità che misura la quantità di luce per metro quadrato. L'occhio umano funziona bene in pieno sole, dove l'illuminazione può superare i 10mila lux. Ma possiamo vedere solo a un lux, ovvero quanta luce c’è in una notte buia.

Gatto domestico (Felis catus): 0,125 lux

Per vedere, i gatti hanno bisogno di otto volte meno luce degli esseri umani. I loro occhi sono generalmente simili ai nostri, ma hanno diverse caratteristiche che permettono loro di lavorare bene al buio.

Gli occhi dei gatti, come gli occhi umani, sono costituiti da tre componenti principali: la pupilla, il foro attraverso il quale entra la luce; lente - lente di messa a fuoco; e la retina, lo schermo sensibile su cui viene proiettata l'immagine.

Negli esseri umani le pupille sono rotonde, ma nei gatti hanno la forma di un'ellisse verticale allungata. Durante il giorno si restringono in fessure e di notte si aprono alla massima larghezza. Anche la pupilla umana può cambiare dimensione, ma non entro un intervallo così ampio.

Le lenti dei gatti sono più grandi di quelle degli esseri umani e sono in grado di raccogliere più luce. E dietro la retina hanno uno strato riflettente chiamato tapetum lucidum, noto anche semplicemente come “specchio”. Grazie ad esso, gli occhi dei gatti brillano al buio: la luce passa attraverso la retina e viene riflessa. In questo modo, la luce colpisce due volte la retina, dando ai recettori una possibilità in più di assorbirla.

Anche la composizione della retina stessa nei gatti è diversa dalla nostra. Esistono due tipi di cellule fotosensibili: i coni, che rilevano i colori ma funzionano solo in condizioni di buona luce; e bastoncini - che non percepiscono il colore, ma lavorano al buio. Gli esseri umani hanno molti coni, che ci danno una visione ricca e a colori, ma i gatti hanno molti più bastoncelli: 25 per cono (negli esseri umani, questo rapporto è uno a quattro).

I gatti hanno 350mila bastoncelli per millimetro quadrato di retina, mentre gli esseri umani ne hanno solo 80-150mila. Inoltre, ogni neurone che lascia la retina del gatto trasmette segnali da circa mille e mezzo bastoncelli. Il segnale debole viene così amplificato e trasformato in un'immagine dettagliata.

C'è uno svantaggio in una visione notturna così acuta: durante il giorno, i gatti vedono più o meno come le persone con daltonismo rosso-verde. Possono distinguere il blu dagli altri colori, ma non sono in grado di distinguere tra rosso, marrone e verde.

Tarsi (Tarsiidae): 0,001 lux

I tarsi sono primati che vivono sugli alberi e si trovano nel sud-est asiatico. Rispetto al resto delle proporzioni del loro corpo, sembrano avere gli occhi più grandi di qualsiasi mammifero. Il corpo del tarsio, esclusa la coda, raggiunge solitamente una lunghezza di 9-16 centimetri. Gli occhi hanno un diametro di 1,5-1,8 centimetri e occupano quasi l'intero spazio intracranico.

I tarsi si nutrono principalmente di insetti. Cacciano la mattina presto e la sera tardi, con un'illuminazione di 0,001-0,01 lux. Muovendosi lungo le cime degli alberi, devono cercare piccole prede ben mimetizzate nell'oscurità quasi completa e allo stesso tempo non cadere, saltando di ramo in ramo.

Sono aiutati in questo dai loro occhi, che generalmente sono simili agli occhi umani. L'occhio del tarsio gigante lascia entrare molta luce, e la quantità di luce è regolata dai forti muscoli che circondano la pupilla. Il grande cristallino focalizza l'immagine sulla retina, disseminata di bastoncini: il tarsio ne ha più di 300mila per millimetro quadrato, come un gatto.

Questi grandi occhi hanno uno svantaggio: i tarsi non sono in grado di muoverli. In compenso, la natura li ha dotati di colli che ruotano di 180 gradi.

Scarabeo stercorario (Onitis sp.): 0,001-0,0001 lux

Dove c'è sterco, di solito ci sono scarabei stercorari. Scelgono il mucchio di letame più fresco e iniziano a viverci, rotolando palline di letame come riserva o scavando tunnel sotto il mucchio per creare un magazzino per loro stessi. Gli scarabei stercorari del genere Onitis volano in cerca di sterco in diversi momenti della giornata.

I loro occhi sono molto diversi da quelli umani. Gli occhi degli insetti sono sfaccettati, sono costituiti da molti elementi strutturali: ommatidi.

Negli scarafaggi che volano di giorno, gli ommatidi sono racchiusi in gusci pigmentati che assorbono la luce in eccesso in modo che il sole non accechi l'insetto. La stessa membrana separa ogni ommatidio dai suoi vicini. Tuttavia, negli occhi degli scarabei notturni, queste membrane pigmentate sono assenti. Pertanto, la luce raccolta da molti ommatidi può essere trasmessa a un solo recettore, il che ne aumenta significativamente la fotosensibilità.

Il genere Onitis comprende diverse specie di scarabei stercorari. Gli occhi delle specie diurne hanno membrane pigmentate isolanti, gli occhi degli scarabei serali riassumono i segnali degli ommatidi e le specie notturne sommano i segnali di un numero di recettori due volte maggiore di quelli degli scarabei serali. Gli occhi della specie notturna Onitis aygulus, ad esempio, sono 85 volte più sensibili degli occhi della specie diurna Onitis belial.

Api Halictidi Megalopta genalis: 0,00063 lux

Ma la regola sopra descritta non sempre vale. Alcuni insetti riescono a vedere in condizioni di luce molto scarsa, nonostante i loro organi visivi siano chiaramente adattati alla luce del giorno.

Eric Warrent ed Elmut Kelber dell'Università di Lund in Svezia hanno scoperto che alcune api hanno membrane pigmentate negli occhi che isolano gli ommatidi gli uni dagli altri, ma sono comunque perfettamente in grado di volare e cercare cibo di notte al buio. Ad esempio, nel 2004, due scienziati hanno dimostrato che le api halictid Megalopta genalis sono in grado di navigare sotto un'illuminazione 20 volte meno intensa della luce delle stelle.

Ma gli occhi delle api Megalopta genalis sono progettati per vedere bene alla luce del giorno e, nel corso dell'evoluzione, le api hanno dovuto adattare in qualche modo i loro organi visivi. Dopo che la retina ha assorbito la luce, questa informazione viene trasmessa al cervello attraverso i nervi. A questo punto i segnali possono essere sommati per aumentare la luminosità dell'immagine.

Megalopta genalis ha neuroni speciali che collegano gli ommatidi in gruppi. In questo modo, i segnali provenienti da tutti gli ommatidi del gruppo vengono fusi insieme prima di essere inviati al cervello. L'immagine è meno nitida, ma significativamente più luminosa.

Ape carpentiera (Xylocopa tranquebarica): 0,000063 lux

Le api carpentiere, che si trovano sulle montagne chiamate Ghati occidentali, nel sud dell’India, vedono ancora meglio al buio. Possono volare anche nelle notti senza luna. "Possono volare alla luce delle stelle, nelle notti nuvolose e con forti venti", afferma Hema Somanathan dell'Indian Institute of Science Education and Research di Thiruvananthapuram.

Somanathan scoprì che gli ommatidi delle api carpentiere hanno lenti insolitamente grandi e gli occhi stessi sono piuttosto grandi in proporzione alle altre parti del corpo. Tutto ciò aiuta a catturare più luce.

Tuttavia, questo non basta a spiegare una visione notturna così eccellente. È possibile che nelle api carpentiere anche gli ommatidi siano raggruppati, proprio come nei loro cugini Megalopta genalis.

Le api carpentiere non volano solo di notte. "Li ho visti volare in giro durante il giorno, quando i loro nidi venivano distrutti dai predatori", dice Somanathan. “Se li accechi con un lampo di luce, semplicemente cadono, la loro vista non è in grado di elaborare una grande quantità di luce. Ma poi riprendono i sensi e ripartono”.

Di tutta la fauna, le api carpentiere sembrano avere la visione notturna più acuta. Ma nel 2014 è apparso un altro contendente per il titolo del campionato.

Scarafaggio americano (Periplaneta americana): meno di un fotone al secondo

Non è possibile confrontare direttamente gli scarafaggi con altri esseri viventi perché la loro acuità visiva viene misurata in modo diverso. Tuttavia, i loro occhi sono noti per essere insolitamente sensibili.

In una serie di esperimenti riportati nel 2014, Matti Väckström dell'Università di Oulu in Finlandia e i suoi colleghi hanno esaminato come le singole cellule sensibili alla luce negli ommatidi degli scarafaggi rispondessero a livelli di luce molto bassi. Hanno inserito gli elettrodi di vetro più sottili in queste celle.

La luce è costituita da fotoni, particelle elementari prive di massa. L'occhio umano ha bisogno di almeno 100 fotoni per percepirlo. Tuttavia, i recettori negli occhi dello scarafaggio rispondevano al movimento anche se ciascuna cellula riceveva solo un fotone di luce ogni 10 secondi.

Uno scarafaggio ha 16-28mila recettori sensibili al verde in ciascun occhio. Secondo Weckström, in condizioni di oscurità, si sommano i segnali di centinaia o addirittura migliaia di queste cellule (ricordiamo che in un gatto possono lavorare insieme fino a 1500 bastoncini ottici). L’effetto di questa somma, secondo Weckström, è “enorme” e sembra che non abbia analoghi nella natura vivente.

“Gli scarafaggi sono impressionanti. Meno fotoni al secondo! dice Kelber. "Questa è la visione notturna più nitida."

Ma le api possono superarle almeno in un aspetto: gli scarafaggi americani non volano nel buio. "Il controllo del volo è molto più difficile: l'insetto si muove rapidamente e la collisione con gli ostacoli è pericolosa", commenta Kelber. “In questo senso, le api carpentiere sono le più sorprendenti. Sono in grado di volare e cercare cibo nelle notti senza luna e vedono ancora i colori.

🔆 Come percepiscono i colori le persone e gli animali?

I gatti non possono accedere al colore rosso e vedono il mondo intorno a loro come non luminoso, ma possono distinguere fino a 25 sfumature di grigio. Dopotutto, quando cacciano i topi, è molto importante per loro determinare con precisione il loro colore.

I cani non riescono a distinguere il rosso, l’arancione e il giallo, ma vedono chiaramente il blu e il viola.

Il colore degli occhi più raro negli esseri umani è il verde. Solo il 2% della popolazione del nostro pianeta può vantarsene.

Una persona nasce con gli occhi grigio chiaro condizionatamente e il loro colore "vero" appare entro 2-3 anni.

Grazie all'enorme numero di cellule fotosensibili – più di 130 milioni – l'occhio umano è in grado di percepire circa 5 milioni di sfumature di colore.

L'ape non vede il rosso e lo confonde con il verde, il grigio e perfino il nero. Distingue chiaramente solo giallo, blu-verde, blu, viola, viola. Ma percepisce molto bene la radiazione ultravioletta. Tra i petali bianchi e pallidi si possono vedere luminosi motivi blu-viola, che indicano dove cercare il nettare.

Il colore degli occhi dipende da un pigmento dell'iride chiamato melanina. Una grande quantità di pigmento determina la formazione del colore scuro dell'iride (nero, marrone, marrone chiaro), mentre una quantità minore determina la formazione di colori chiari (grigio, verde, blu).

A differenza della maggior parte degli animali, gli esseri umani percepiscono tre colori fondamentali: rosso, blu e verde, che, mescolati, producono tutti i colori visibili all'occhio.

Il colore degli occhi rossi si trova solo negli albini. È associato alla completa assenza di melanina nell'iride, ed è quindi determinato dal sangue nei vasi dell'iride.

Contrariamente alla credenza popolare, mucche e tori non fanno distinzione tra il colore rosso. Molti sono sicuri che durante una corrida il toro sia irritato dal mantello del toreodore, ma a quanto pare non è così. Il toro non è provocato dal colore, poiché non vede il rosso, ma dal fatto stesso del movimento. Poiché anche i tori sono miopi, lo sfarfallio di uno straccio viene interpretato da loro come una sfida e un'aggressione da parte del nemico.

I residenti degli Stati baltici, della Polonia settentrionale, della Finlandia e della Svezia sono considerati gli europei dagli occhi più brillanti. E il maggior numero di persone con gli occhi scuri vive in Turchia e Portogallo.

Chi vede meglio al buio?

L'uccello più famoso con una buona visione notturna è il gufo.

I gatti vedono al buio 6 volte meglio degli umani. Al buio, le loro pupille si dilatano notevolmente, raggiungendo i 14 mm di diametro, ma in una luminosa giornata di sole si restringono, trasformandosi in sottili fessure. Questo perché troppa luce può danneggiare le cellule sensibili della retina e, con pupille così strette, gli occhi di un gatto sono ben protetti dai raggi luminosi del sole. Per fare un confronto, negli esseri umani il diametro massimo della pupilla non supera gli 8 millimetri.

I gufi sono svegli di notte e vedono molto meglio di notte che di giorno. In una notte senza luna, possono facilmente individuare un topo che sgattaiola nell'erba, un uccello che si nasconde tra le foglie o uno scoiattolo che si arrampica su un abete irsuto. Durante il giorno, i gufi vedono male e aspettano fino al tramonto in un angolo appartato.

I cavalli hanno una buona visione panoramica, una capacità sviluppata di vedere al buio e giudicare la distanza dagli oggetti. L'unica cosa in cui la vista dei cavalli è inferiore a quella umana è la percezione del colore.

Sto guardando lontano!

I cani vedono bene a distanza, non più vicino di 35-50 cm, e gli oggetti più vicini sembrano loro sfocati e informi. L'acuità visiva di un cane è circa un terzo di quella di un essere umano. Ma i loro occhi sono triplicati in modo tale che possono facilmente determinare la distanza di un oggetto.

La libellula è il rappresentante più vigile degli insetti. Può distinguere oggetti delle dimensioni di una piccola perla a una distanza di 1 m. L'occhio di una libellula è composto da 30.000 ocelli individuali, questi occhi sono chiamati occhi "composti". Ognuno di loro strappa un punto allo spazio circostante, e nel suo cervello tutto si ricompone in un unico mosaico. È difficile da immaginare, ma l'occhio di una libellula percepisce fino a 300 immagini al secondo. Nei casi in cui una persona vede un'ombra tremolante, la libellula vedrà chiaramente un oggetto in movimento.

Se consideriamo l'acuità visiva di un'aquila pari al 100%, la normale visione umana è solo il 52% della visione di un'aquila.

Il falco è in grado di vedere un bersaglio di 10 cm da un'altezza di 1,5 km.
L'avvoltoio distingue i piccoli roditori da una distanza massima di 5 chilometri.

Le rane vedono solo oggetti in movimento. Per guardare un oggetto fermo, lei stessa deve iniziare a muoversi. In una rana, quasi il 95% delle informazioni visive entra immediatamente nel reparto riflesso, cioè, vedendo un oggetto in movimento, la rana reagisce alla velocità della luce, come se fosse potenziale cibo.
Nell'uomo l'angolo di visione è compreso tra 160 e 210°.

Capre e bisonti hanno pupille orizzontali e rettangolari. Questi alunni ampliano il loro campo visivo a 240° e vedono quasi tutto intorno, nel senso letterale del termine.

Gli occhi del cavallo sono posizionati in modo che la sua visione sia di 350°. La loro acutezza visiva è quasi la stessa di quella umana.
Un gatto ha un angolo di visione di 185°, mentre un cane solo di 30-40°.

Gufo

L'uccello più famoso con una buona visione notturna è il gufo. A proposito, è un mito che i gufi vedano male durante il giorno. Gli Onir vedono bene sia di giorno che di notte. Ma di notte la loro vista diventa più nitida e vedono 100 volte meglio di una persona. Anche nella notte più buia e senza luna, un gufo può facilmente individuare un topo che sgattaiola nell'erba, un uccello che si nasconde tra le foglie o uno scoiattolo che si arrampica su un abete irsuto.

Gatto


I gatti, secondo gli scienziati, non vedono nella completa oscurità, ma alla luce delle stelle e della luna vedono 6 volte meglio delle persone. Di notte, le pupille si dilatano notevolmente, raggiungendo un diametro di 14 mm (per confronto: nell'uomo il diametro massimo della pupilla non supera gli 8 mm). Ma in una luminosa giornata di sole, le pupille del gatto si trasformano in sottili fessure per non danneggiare le cellule sensibili della retina con l'abbondanza di luce.
I gatti hanno anche un'area riflessa dell'occhio molto sviluppata, che si trova anche in altri animali. È grazie a lei che gli occhi degli animali “bruciano” alla luce dei fari o delle lanterne. Puoi leggere di più sulla visione del gatto nel nostro articolo.

Cavallo


È noto per certo che sulla retina dell’occhio di un cavallo ci sono molti più bastoncelli che coni, il loro rapporto è di circa 9:1, e sono i bastoncelli che sono responsabili della visione in condizioni di scarsa illuminazione. Quindi il cavallo normalmente naviga al buio: sfiora, si muove, evita ostacoli e buche.

Cane


Secondo i veterinari, il cane ha anche una buona visione notturna: vede al buio 4 volte meglio di un essere umano.

Serpente


Gli occhi dei serpenti rilevano i segnali infrarossi di notte, ad es. il calore irradiato dal corpo di un animale. È così che un serpente vede una persona di notte.

Umano


Le persone si orientano male al buio, ma senza di esso il mondo per noi è bello. L'occhio umano contiene 110-125 milioni di bastoncelli, responsabili della visione in bianco e nero, e 6-7 milioni di coni (a loro dobbiamo la visione a colori). Grazie a una tale abbondanza di cellule sensibili al colore, i nostri occhi sono in grado di percepire circa cinque milioni di sfumature di colore: qui nessun animale può confrontarsi con noi.

Diritto d'autore sull'illustrazione malik CC di 2.0

Gli esseri umani vedono bene al buio, ma gli animali notturni come i gatti ci danno cento punti di vantaggio. Chi ha gli occhi più sensibili? Il corrispondente ha cercato di capirlo.

L'occhio umano è una delle conquiste più sorprendenti dell'evoluzione. È in grado di vedere piccoli granelli di polvere ed enormi montagne, vicine e lontane, a colori. Lavorando in tandem con un potente processore sotto forma di cervello, gli occhi consentono a una persona di distinguere i movimenti e riconoscere le persone dai loro volti.

Una delle caratteristiche più impressionanti dei nostri occhi è così ben sviluppata che non ce ne accorgiamo nemmeno. Quando entriamo in una stanza poco illuminata da una luce intensa, il livello di illuminazione nell'ambiente circostante diminuisce drasticamente, ma gli occhi si adattano quasi istantaneamente. Come risultato dell'evoluzione, ci siamo adattati a vedere in condizioni di scarsa luce.

Ma sul nostro pianeta ci sono esseri viventi che vedono nel buio molto meglio degli umani. Prova a leggere un giornale nel crepuscolo profondo: le lettere nere si fondono con lo sfondo bianco in una macchia grigia sfocata in cui non si capisce nulla. Ma un gatto in una situazione simile non avrebbe alcun problema, ovviamente se sapesse leggere.

Ma anche i gatti, nonostante la loro abitudine di cacciare di notte, non vedono nell'oscurità meglio di chiunque altro. Le creature dotate della visione notturna più acuta hanno sviluppato organi visivi unici che consentono loro di catturare letteralmente granelli di luce. Alcune di queste creature sono in grado di vedere in condizioni in cui, dal punto di vista della nostra comprensione della fisica, in linea di principio non si può vedere nulla.

Per confrontare l'acuità della visione notturna, utilizzeremo il lux: questa unità misura la quantità di luce per metro quadrato. L'occhio umano funziona bene in pieno sole, dove l'illuminazione può superare i 10mila lux. Ma possiamo vedere solo a un lux: più o meno quanta luce c'è in una notte buia.

Gatto domestico (Felis catus): 0,125 lux

Diritto d'autore sull'illustrazione Edwin Giesbers NPL

Per vedere, i gatti hanno bisogno di otto volte meno luce degli esseri umani. I loro occhi sono generalmente simili ai nostri, ma hanno diverse caratteristiche che permettono loro di lavorare bene al buio.

Gli occhi di gatto, come gli occhi umani, sono costituiti da tre componenti principali: la pupilla - il foro attraverso il quale entra la luce; lente - lente di messa a fuoco; e la retina, lo schermo sensibile su cui viene proiettata l'immagine.

Negli esseri umani le pupille sono rotonde, ma nei gatti hanno la forma di un'ellisse verticale allungata. Durante il giorno si restringono in fessure e di notte si aprono alla massima larghezza. Anche la pupilla umana può cambiare dimensione, ma non entro un intervallo così ampio.

Le lenti dei gatti sono più grandi di quelle degli esseri umani e sono in grado di raccogliere più luce. E dietro la retina hanno uno strato riflettente chiamato tapetum lucidum, noto anche semplicemente come “specchio”. Grazie ad esso, gli occhi dei gatti brillano al buio: la luce passa attraverso la retina e viene riflessa. In questo modo, la luce colpisce due volte la retina, dando ai recettori una possibilità in più di assorbirla.

Anche la composizione della retina stessa nei gatti è diversa dalla nostra. Esistono due tipi di cellule fotosensibili: i coni, che rilevano i colori ma funzionano solo in condizioni di buona luce; e bastoncini - che non percepiscono il colore, ma lavorano al buio. Gli esseri umani hanno molti coni, che ci danno una visione ricca e a colori, ma i gatti hanno molti più bastoncelli: 25 per cono (negli esseri umani, questo rapporto è uno a quattro).

I gatti hanno 350mila bastoncelli per millimetro quadrato di retina, mentre gli esseri umani ne hanno solo 80-150mila. Inoltre, ogni neurone che lascia la retina del gatto trasmette segnali da circa mille e mezzo bastoncelli. Il segnale debole viene così amplificato e trasformato in un'immagine dettagliata.

C'è uno svantaggio in una visione notturna così acuta: durante il giorno, i gatti vedono più o meno come le persone con daltonismo rosso-verde. Possono distinguere il blu dagli altri colori, ma non sono in grado di distinguere tra rosso, marrone e verde.

Tarsi (Tarsiidae): 0,001 lux

Diritto d'autore sull'illustrazione PNL

I tarsi sono primati che vivono sugli alberi e si trovano nel sud-est asiatico. Rispetto al resto delle proporzioni del loro corpo, sembrano avere gli occhi più grandi di qualsiasi mammifero. Il corpo del tarsio, esclusa la coda, raggiunge solitamente una lunghezza di 9-16 centimetri. Gli occhi hanno un diametro di 1,5-1,8 centimetri e occupano quasi l'intero spazio intracranico.

I tarsi si nutrono principalmente di insetti. Cacciano la mattina presto e la sera tardi, con un'illuminazione di 0,001-0,01 lux. Muovendosi lungo le cime degli alberi, devono cercare piccole prede ben mimetizzate nell'oscurità quasi completa e allo stesso tempo non cadere, saltando di ramo in ramo.

Sono aiutati in questo dai loro occhi, che generalmente sono simili agli occhi umani. L'occhio del tarsio gigante lascia entrare molta luce, e la quantità di luce è regolata dai forti muscoli che circondano la pupilla. Il grande cristallino focalizza l'immagine sulla retina, disseminata di bastoncini: il tarsio ne ha più di 300mila per millimetro quadrato, come un gatto.

Questi grandi occhi hanno uno svantaggio: i tarsi non sono in grado di muoverli. In compenso, la natura li ha dotati di colli che ruotano di 180 gradi.

Scarabeo stercorario (Onitis sp.): 0,001-0,0001 lux

Diritto d'autore sull'illustrazione PNL

Dove c'è sterco, di solito ci sono scarabei stercorari. Scelgono il mucchio di letame più fresco e iniziano a viverci, rotolando palline di letame come riserva o scavando tunnel sotto il mucchio per creare un magazzino per loro stessi. Gli scarabei stercorari del genere Onitis volano in cerca di sterco in diversi momenti della giornata.

I loro occhi sono molto diversi da quelli umani. Gli occhi degli insetti sono sfaccettati, sono costituiti da molti elementi strutturali: ommatidi.

Negli scarafaggi che volano di giorno, gli ommatidi sono racchiusi in gusci pigmentati che assorbono la luce in eccesso in modo che il sole non accechi l'insetto. La stessa membrana separa ogni ommatidio dai suoi vicini. Tuttavia, negli occhi degli scarabei notturni, queste membrane pigmentate sono assenti. Pertanto, la luce raccolta da molti ommatidi può essere trasmessa a un solo recettore, il che ne aumenta significativamente la fotosensibilità.

Il genere Onitis comprende diverse specie di scarabei stercorari. Gli occhi delle specie diurne hanno membrane pigmentate isolanti, gli occhi degli scarabei serali riassumono i segnali degli ommatidi e le specie notturne sommano i segnali di un numero di recettori due volte maggiore di quelli degli scarabei serali. Gli occhi della specie notturna Onitis aygulus, ad esempio, sono 85 volte più sensibili degli occhi della specie diurna Onitis belial.

Api Halictidi Megalopta genalis: 0,00063 lux

Diritto d'autore sull'illustrazione

Ma la regola sopra descritta non sempre vale. Alcuni insetti riescono a vedere in condizioni di luce molto scarsa, nonostante i loro organi visivi siano chiaramente adattati alla luce del giorno.

Eric Warrent ed Elmut Kelber dell'Università di Lund in Svezia hanno scoperto che alcune api hanno membrane pigmentate negli occhi che isolano gli ommatidi gli uni dagli altri, ma sono comunque perfettamente in grado di volare e cercare cibo di notte al buio. Ad esempio, nel 2004, due scienziati hanno dimostrato che le api halictid Megalopta genalis sono in grado di navigare sotto un'illuminazione 20 volte meno intensa della luce delle stelle.

Ma gli occhi delle api Megalopta genalis sono progettati per vedere bene alla luce del giorno e, nel corso dell'evoluzione, le api hanno dovuto adattare in qualche modo i loro organi visivi. Dopo che la retina ha assorbito la luce, questa informazione viene trasmessa al cervello attraverso i nervi. A questo punto i segnali possono essere sommati per aumentare la luminosità dell'immagine.

Megalopta genalis ha neuroni speciali che collegano gli ommatidi in gruppi. In questo modo, i segnali provenienti da tutti gli ommatidi del gruppo vengono fusi insieme prima di essere inviati al cervello. L'immagine è meno nitida, ma significativamente più luminosa.

Ape carpentiera (Xylocopa tranquebarica): 0,000063 lux

Diritto d'autore sull'illustrazione BSIP SA Alamy

Le api carpentiere, che si trovano sulle montagne chiamate Ghati occidentali, nel sud dell’India, vedono ancora meglio al buio. Possono volare anche nelle notti senza luna. "Possono volare alla luce delle stelle, nelle notti nuvolose e con forti venti", afferma Hema Somanathan dell'Indian Institute of Science Education and Research di Thiruvananthapuram.

Somanathan scoprì che gli ommatidi delle api carpentiere hanno lenti insolitamente grandi e gli occhi stessi sono piuttosto grandi in proporzione alle altre parti del corpo. Tutto ciò aiuta a catturare più luce.

Tuttavia, questo non basta a spiegare una visione notturna così eccellente. È possibile che nelle api carpentiere anche gli ommatidi siano raggruppati, proprio come nei loro cugini Megalopta genalis.

Le api carpentiere non volano solo di notte. "Li ho visti volare durante il giorno, quando i loro nidi venivano distrutti dai predatori", dice Somanathan. "Se li accechi con un lampo di luce, semplicemente cadono, la loro vista non è in grado di elaborare la grande quantità di luce". Ma poi riprendono i sensi e ripartono".

Di tutta la fauna, le api carpentiere sembrano avere la visione notturna più acuta. Ma nel 2014 è apparso un altro contendente per il titolo del campionato.

Scarafaggio americano (Periplaneta americana): meno di un fotone al secondo

Diritto d'autore sull'illustrazione USGS Bee Inventory and Monitoring Lab CC di 2.0

Non è possibile confrontare direttamente gli scarafaggi con altri esseri viventi perché la loro acuità visiva viene misurata in modo diverso. Tuttavia, i loro occhi sono noti per essere insolitamente sensibili.

In una serie di esperimenti riportati nel 2014, Matti Väckström dell'Università di Oulu in Finlandia e i suoi colleghi hanno esaminato come le singole cellule sensibili alla luce negli ommatidi degli scarafaggi rispondessero a livelli di luce molto bassi. Hanno inserito gli elettrodi di vetro più sottili in queste celle.

La luce è costituita da fotoni, particelle elementari prive di massa. L'occhio umano ha bisogno di almeno 100 fotoni per percepirlo. Tuttavia, i recettori negli occhi dello scarafaggio rispondevano al movimento anche se ciascuna cellula riceveva solo un fotone di luce ogni 10 secondi.

Uno scarafaggio ha 16-28mila recettori sensibili al verde in ciascun occhio. Secondo Weckström, in condizioni di oscurità, si sommano i segnali di centinaia o addirittura migliaia di queste cellule (ricordiamo che in un gatto possono lavorare insieme fino a 1500 bastoncini ottici). L’effetto di questa somma, secondo Weckström, è “enorme” e sembra che non abbia analoghi nella natura vivente.

"Gli scarafaggi sono impressionanti. Meno di un fotone al secondo! Questa è la visione notturna più nitida", afferma Kelber.

Diritto d'autore sull'illustrazione USGS Bee Inventory and Monitoring Lab CC di 2.0

Ma le api possono superarle almeno in un aspetto: gli scarafaggi americani non volano nel buio. "Controllare il volo è molto più difficile: l'insetto si muove rapidamente e la collisione con gli ostacoli è pericolosa", commenta Kelber. "In questo senso, le api carpentiere sono davvero sorprendenti. Sono in grado di volare e cercare cibo nelle notti senza luna e riescono ancora a distinguere i colori" .”