Рыбакам, владельцам аквариумов и другим любителям подводного мира нужно знать, как устроены рыбьи глаза. Это поможет лучше понять их поведение. Хотя этот орган у рыб не играет такой большой роли, как слух, обоняние и сейсмосенсорика, он обеспечивает возможность представителям неглубоководной ихтиофауны комфортно существовать в своей естественной среде.
Строение органов зрения
Рыбьи глаза по своему строению похожи на млекопитающих и птиц, но расположение у них может быть разное. Строение этого органа включает в себя:
- хрусталик, который может быть круглым или щелевидным;
- есть сетчатка;
- радужка;
- зрачок;
- в сетчатке имеются палочки, с помощью которых рыбы воспринимают монохромные цвета, и колбочки, с помощью которых они могут различать цвета.
Развитие органов зрения у рыб зависит от среды их обитания и видовой принадлежности. Одни виды могут различать ультрафиолетовый и поляризованный свет, другие, как представители отряда бесчелюстных – мисксины, имеют примитивное строение глаза. У миног, которые также относятся к бесчелюстным, зрение хорошо развито. Нет глаз или они слабо развиты у глубоководных и пещерных представителей ихтиофауны.
В отличие от наземных животных, хрусталик у рыб работает с учетом свойств воды, которая задерживает свет. Чем глубже расположено место обитания рыб, тем меньше света поступает туда через толщу воды. Водная среда обладает оптическими свойствами, за счет чего происходит специфическое пропускание света, имеющего разную длину волны. На пропуск световых волн разной длины оказывает влияние характеристика воды:
- ее плотность и объем;
- уровень солености;
- химический состав;
- особенности абсорбции света разной длины, которые могут воспринимать у рыбы глаза.
Больше всего рыбьи глаза похожи на органы зрения тетрапад, к которым относятся:
- амфибии;
- пресмыкающиеся;
- птицы;
- млекопитающие.
Это подтверждает, что обитатели наземного и подводного мир имеют общего древнего предка. Свет большинство рыб воспринимают так же, как и наземные обитатели. Сначала у рыбы глаза воспринимают световой поток радужкой, а потом через зрачок на хрусталик. У многих обитателей подводного мира зрачок имеет фиксированный размер. У части рыб, которые входят в подкласс Пластиножабрных (акулы и скаты), размер зрачка регулируется. Форма хрусталика у разных видов может меняться от круглой до эллипсовидной. Хрусталик у обитателей подводного мира более плотный и имеет сферическую форму.
Этот орган имеет довольно сложную конструкцию. Склеру от механических повреждений защищает специальная прозрачная роговица плоской формы. Органы зрения имеют сосудистую оболочку, по которой осуществляется их снабжение кровью. В том месте глаза, куда входит зрительный нерв, находится сосудистая железа. Сосудистая оболочка переходит в радужку, в которой имеется отверстие в виде зрачка, внутри которого располагается хрусталик.
Имеется сетчатка, состоящая из нескольких слоев:
- пигментного;
- светочувствительного, в котором располагаются палочки и колбочки;
- двухслойного, состоящего из нервных клеток.
Хрусталик вверху фиксируется связками, а внизу мышцей, прикрепленной к специальному отростку глазного яблока. Настройка хрусталика осуществляется с помощью мышц, а не путем изменения кривизны хрусталика. Сам хрусталик имеет плотность воды, поэтому свет, проходящий через него, не преломляется, передавая на сетчатку четкое изображение предметов в окружающей среде. Многих интересует, как представители ихтиофауны воспринимают водную среду. Это зависит от степени освещенности водоема и среды обитания. За счет преломленного луча света она воспринимается рыбами как зеркало, в котором они видят окружающие их предметы. Это объясняет, почему они так хорошо ориентируются в чистой воде. Оказываясь вне воды, обитатели подводного мира практически ничего не видят в воздухе.
Угол зрения
Так как у рыбы глаза располагаются по бокам головы, то каждый глаз самостоятельно может охватывать по горизонтали широкий угол зрения в 160-170 градусов, и в 150 градусов по вертикали. Благодаря тому, что у многих видов рыб хрусталик выступает относительно отверстия зрачка, монокулярное боковое зрение имеет увеличенный угол.
Вереди монокулярное зрение переходит в бинокулярное, имеющее угол в 15-30 градусов. Во многом как видят рыбы, зависит от среды их обитания и вида, к которому они принадлежат. Угол зрения у них очень большой. Без поворота головы или тела в воде они могут обозревать окружающую их обстановку в воде, захватывая сектор в 150 градусов по вертикали и 170 градусов по горизонтали. Это возможно благодаря уникальному положению хрусталика, находящегося у роговицы.
Рыба может воспринимать и то, что находится над водной поверхностью, но только если предмет или живой объект находится непосредственно над ней, под углом в 90 градусов. Чем острее будет угол положения, тем расплывчатее будет образ объекта, воспринимаемого рыбой.
Их глаза ничего не видят, если свет падает на неспокойную водную поверхность под углом в 5-10 градусов. Наблюдать за окружающей обстановкой подводного мира рыба может при помощи световых лучей, идущих у рыбы от глаз под углом в 90,6 градусов. Они отражаются от воды, которую рыбы воспринимают как зеркальную поверхность. В ней отражается дно, окружающие растения и предметы.
От угла зрения обитателей водного мира зависит четкость восприятия образа. Чем меньше угол света, идущего в водоем от солнца, тем хуже видит рыба предмет. От угла зрения напрямую зависит, как видят рыбы. С помощью преломленных лучей света караси, щуки, лещи, а также морские обитатели смогут увидеть скрытые предметы в отражающейся зеркальной поверхности воды.
Цветоразличение
Многих интересует, как видят рыбы и почему они воспринимают цвета. У них в строение глаза входят в разном количестве палочки и колбочки, которые называются светочувствительными клетками. У сумеречных и подводных видов обитателей подводного мира есть только палочки, которые помогают различать только монохромные цвета. Колбочки имеются у дневных видов, которые с их помощью могут различать цвета. Подводные обитатели могут воспринимать световую волну в диапазоне от 400 до 750 нм. Цвета различать могут практически все дневные представители ихтиофауны. Ученые считают, что способность различать цвета наблюдается у рыб, которые обладают мимикрией. Им нужна эта способность, благодаря ей они защищены от хищников. Как только рыбы перестают различать цвета, у них пропадает способность к мимикрии относительно окружающей среды.
Расстояние
Большинство обитателей подводного мира близорукие, в отличие от млекопитающих. Чтобы понять, почему так случилось, следует разобраться в том в механизме восприятия окружающей среды. Степень четкости зрение у рыб может разниться в зависимости от аккомодации, но дальность видения у разных видов примерно одинаковая. Может различаться величина глаз и степень их степень их развития. В прозрачной воде они могут видеть хорошо на расстояние не более чем 10-12 метров. Это создается за счет оптических свойств воды. Ясно и отчетливо представители ихтиофауны могут видеть только на расстоянии в 1,5 метра. Так, окунь сможет увидеть объект длиной в 1 см на расстоянии в 5 метров, но рассмотреть его в деталях он сможет только при более близком расстоянии.
Дифференциация объектов
Строение глаза рыбы помогает ей различать и дифференцировать различные объекты подводного мира по внешним признакам. Опыты с пищевой дрессировкой в аквариуме доказали, что рыбы могут различать геометрические фигуры, в форме которых делают кормушки:
- треугольника;
- цилиндра;
- куба;
- пирамиды;
- шара.
Некоторые виды, такие как селедка, морской или речной окунь, могут различать «в лицо» своих сородичей или врагов. Есть обитатели тропических морей, которые относятся к «однолюбам», они выбирают на всю жизнь только одного партнера, поэтому умеют его отличать от других подводных представителей. Все объекты, которые видит рыба, она делит на две большие группы: несущие опасность, привлекательные для нее из-за связи с кормлением или с размножением.
Восприятие движения
Зрение у рыб устроено таким образом, что они видят лучше всего подвижные объекты под водой. Именно движение подвигает хищных рыб на нападение. Любое шевеление подводных обитателей имеет определенные визуальные эффекты, которые хорошо замечают разные виды ихтиофауны. В свою очередь и травоядные рыбы, вне зависимости от того, какое они имеют зрение, имеют способность замечать движущегося хищника, чтобы вовремя спасаться от его зубов.
Видят ли в темноте
Так у рыбы в глазах могут быть разные виды светочувствительных клеток, то в темноте они могут видеть по-разному. У некоторых хищников, таких как окунь и щука, есть в сетчатке палочки и колбочки. За счет аккомодации они видят не только в дневное, но и в ночное время, когда уровень освещенности водоема снижается. В такое время суток кроме зрительных клеток, улавливающих слабые световые импульсы, многие виды могут использовать осязание, позволяющее улавливать вибрацию и движение.
Судак, которого называют пресноводной треской, может видеть хорошо и в ночное время, так как в его сетчатке имеется специальное вещество гуанина, позволяющее рассмотреть предметы в полной темноте.
Различают ли цвета
Зрение у рыб устроено так, что они могут различать цвета окружающего мира. В ряде случаев это им необходимо для мимикрии в аквариуме или естественном водоеме. Восприятие цветов зависит от наличия у них особых колбочек в сетчатке, с помощью которых они различают цвета. В зимнее время, когда в пресноводных водоемах замерзает вода, в зрительном нерве у рыб происходит перераспределение палочек, колбочек и пигментных веществ. В результате во время яркого освещения у рыб в глазах преобладают колбочки, а при темноте палочки, в которых преобладает пигмент, позволяющий воспринимать цвета сине-зеленого спектра в темной воде.
В существующем цветовом спектре зрение у рыб воспринимает максимально ярко сине-зеленую его часть, в то время как человеческий глаз ориентирована на желтую часть цветовой линейки. Из-за того, что в человеческом органе зрения такую шкалу цветового спектра воспринимают люди, не различающие цвета, считалось до недавнего времени, что и рыбы не могут отличать цветовые оттенки. В действительности это не так, как показали эксперименты, у многих дневных видов можно выработать условные рефлексы на разные цвета, что подтверждает умение представителей ихтиофауны различать цветовые оттенки.
Интересные факты
Существует большое разнообразие видов рыб, имеющих различные особенности зрения. Так, среди экзотических тропических видов есть особи с 4 глазами, которые позволяют им ориентироваться под водой и над водой. Они обитают у поверхности, где охотятся на насекомых. У них особое строение глазного органа, разделившегося на 2 пары. Одна пара наблюдает за тем, что происходит в глубине, а другая мониторит ситуацию над поверхностью водоема.
Глубоководные и пещерные виды не имеют глаз, вместо традиционных органов у них используются другие органы, позволяющиеся им ориентироваться в кромешной темноте с помощью сенсорных органов. Если у них и бывают глаза, то они слабо развиты и похожи на пузыри.
Известно, что подвижный днем речной окунь или щука не могут нападать на уклейку или верховодку, так как те сбиваются в стаи и успешно обороняются. В большой стае хищники не воспринимают мелких особей по отдельности, так видят небольших уклеек или верховодок как единый монолитный организм, поэтому охотятся они обычно в это время из засады.
У акул имеются веки, которыми они не моргают, так как они слабо развиты. У них глаза защищены специальной мембраной во время нападения на жертву. У рыбы молота нет бинокулярного зрения, так как глаза расставлены слишком широко относительно друг друга. Каждым глазом она видит отдельно. Скаты, на которых она охотится, никогда не попадают в ее органы зрения и не травмируют их.
Камбала отлично различает цвета, она может различать цвета, несмотря на то, что ее тело имеет плоскую форму, а глаза располагаются на одной его стороне. Она может слиться с любым рельефом дна, в том числе и с шахматной доской, что убедительно доказывает способность определенных видов представителей водного мира различать цвета.
Органы зрения у рыб бабочек, которые выбирают себе партнера на всю жизнь, не сразу увидишь. У них есть «ложные глаза», расположенные ближе к хвосту, что вводит в заблуждение многих хищников, считающих такую добычу слишком крупной для них. В зависимости от величины и расположения такого органа во многом зависит поведение подводных обитателей. Когда такой подводный житель убегает от хищных обитателей подводного дна, его «глаза» смотрят не вперед, а назад.
У разных видов ихтиофауны органы зрения имеют характерное строение, которое зависит от образа жизни. Зная особенности восприятия света и окружающих предметов у конкретной особи, можно понимать ее поведение.
