Что и как видят собаки?
Для начала вспомним (биологию в школе учили все), как устроен глаз человека. Обычно глаз сравнивают с фотоаппаратом. Роль объектива в нем выполняют роговица и хрусталик; они преломляют и фокусируют лучи света, попадающие в глаз. Аналогом светочувствительной (фотопленки является сетчатка, выстилающая глазное дно. Именно в сетчатке свет преобразуется и зрительные импульсы, которые затем по зрительному нерву поступают в мозг.
Роговица и хрусталик у человека и у животных устроены почти одинаково. Сходны и "составы" сетчатки. Она содержит элементы, воспринимающие свет: колбочки и палочки. Колбочки обеспечивают остроту зрения (в технике это называется четкостью изображения), а также дают возможность различать цвета. Палочки отвечают за работу зрения в темноте, определение дистанции до объекта и "опознавание" движущихся предметов. А вот в строении сетчатки проявляются существенные различия.
Человек четко видит предметы, которые находятся вдали и вблизи и различает тончайшие оттенки цветов. Это происходит благодаря тому, что в глазу человека имеется так называемое "желтое пятно". Оно содержит только колбочки и находится в центре сетчатки, на оптической оси глаза. Такое расположение обеспечивает попадание на колбочки лучей света, которые меньше всего искажаются при прохождении через роговицу и хрусталик. Палочки расположены по остальной области сетчатки.
У животных желтое пятно отсутствует. Из-за этого собаки имеют остроту зрения, которая составляет примерно одну треть от человеческой. Поясним это на примере. Если человек с нормальным зрением может прочитать на проверочной таблице (ее все видели) десятую строчку, то собака различает только третью (а вот прочитать ее, к сожалению, не может).
Строение глаза собаки обеспечивает работу зрения в более широком диапазоне освещенностей по сравнению с глазом человека. Сетчатку ее глаза можно условно разделить на две половины: верхнюю и нижнюю.
Верхняя половина лучше "видит" на фоне темной земли. Позади фоторецепторов верхней половины расположена светоотражающая мембрана. Она является основным элементом ночного зрения. По строению и блеску мембрана напоминает перламутр. Свет, проникающий в глаз собаки, но не попадающий на фоторецепторы, отражается мембраной, как рефлектором автомобильной фары. Отраженные лучи тоже улавливаются палочками и колбочками. Благодаря этому на светочувствительные рецепторы попадает почти в два раза больше лучистой энергии.
Интересно, что светлоглазые собаки имеют более светлую мембрану, а темноглазые - более темную. Цвет светоотражающей мембраны зависит от цвета радужной оболочки глаза. В свою очередь, "хищное" свечение зрачка - зеленое или желтозеленое, определяется цветом мембраны.
Нижняя часть сетчатки собаки содержит темный пигмент, который поглощает "лишние" световые лучи. За счет этого нижняя половина сетчатки лучше работает при сильной освещенности.
Деление сетчатки на две "половинки" делает глаз собаки приспособленным для работы при различных условиях освещения. Это обеспечивает собакам трех-четырехкратное превосходство по ночному зрению по сравнению с человеком. При этом зрение па свету у собаки практически такое же, как у человека.
Количество палочек в глазу собаки выше, чем у человека. За счет этого собаки намного лучше людей различают движущиеся объекты. Они могут видеть перемещающийся предмет на дистанции 800-900 метров. Тот же предмет, но неподвижный, собака различает только с 600 метров. Хорошее распознавание подвижных предметов повышает охотничьи качества собаки.
Еще одно преимущество собаки - более точное определение дистанции. Можно предположить, что это достигается за счет того, что палочки расположены вблизи оптической оси глаза (у человека там находится желтое пятно, в котором палочек нет.) Палочки собаки находятся в зоне, где лучи света почти не искажаются. За счет этого можно очень точно определить направление на объект. Оси глаз, пересекаясь на объекте, образуют треугольник, по которому мозг рассчитывает дистанцию до "цели" (вспомните школьный курс геометрии).
Почему собаки не смотрят телевизор? Частота, при которой зрение человека превращает быстрое чередование кадров в движущийся образ, составляет 50-60 герц. У большинства собак она выше - 70-80 герц. Поскольку современный телевизор оптимизировал по зрению человека и имеет частоту кадра 60 герц, собака вместо четкой картины видит быстрые мелькания, не сливающиеся в единое изображение. Можно ожидать, что телевизоры нового поколения с частотой 100 герц собаки будут смотреть более охотно.
Еще одной важной характеристикой является ширина полей зрения. У человека оси глаз параллельны, поэтому лучше всего он видит прямо перед собой. Глаза собаки расположены так, что их оптические оси расходятся примерно на 20 градусов.
Глаз человека имеет поле зрения в виде круга. В отличие от человека, поле зрения собаки "растянуто" в стороны. За счет расхождения осей глаз и "горизонтального растяжения" суммарное поле зрения собаки составляет 240-250 градусов, по на 60-70 градусов больше, чем у человека.
Но это средние цифры, ширина полей зрения различна у разных пород собак. Влияние оказывают строение черепа, расположение глаз, форма и размеры носа. У широкомордых собак с коротким носом (пекинес, мопс, английский бульдог) глаза расходятся под сравнительно малым углом. Поэтому они имеют ограниченное боковое зрение. У узкомордых собак с вытянутым носом (борзые и другие охотничьи породы) оси глаз расходятся под большим углом. Это дает собаке очень широкое поле зрения. Ясно, что такое качество очень важно для успешной охоты.
Теперь о цвете. До недавнего времени считалось, что собаки не различают цвета и видят мир черно-белым. Проведенные в США исследования показали, что собаки обладают цветным зрением. Но они различают цвета не так, как человек. Это происходит по двум причинам. Во-первых, сетчатка глаза собаки содержит меньше колбочек, которые "отвечают" за восприятие цвета. Но это лишь количественный показатель.
Существует и качественное различие. Сетчатка человека содержит три типа колбочек. Каждый тип колбочек реагирует на свой диапазон цветов. Одни из них наиболее чувствительны к длинноволновому излучению: красному и оранжевому цвету. Вторые - к средневолновому (желтому и зеленому). И, наконец, третий тип колбочек реагирует на голубой, синий и фиолетовый цвета.
У собак колбочки, чувствительные к красному и оранжевому цвету, отсутствуют. Имеются только два типа колбочек, которые воспринимают свет со средней и короткой длиной волны, что соответствует желто-зеленому и сине-фиолетовому диапазонам спектра. Кроме того, сами колбочки у собаки отличаются по строению от человеческих, Это, по-видимому, также обуславливает различие в восприятии цветов. Собаки не в состоянии уловить разницу между зеленым (желто-зеленым) и красным (оранжевым) цветами. Здесь имеет место сходство с восприятием людей с красно-зеленой цветослепотой (таких в просторечии называют дальтониками). Цвет, воспринимаемый человеком как сине-зеленый, собаке может казаться белым.
Зато собаки гораздо лучше человека различают оттенки серого цвета. Это обусловлено не только тем, что палочек в сетчатке собаки больше, чем у человека. Скорее всего, и сами палочки собачьего глаза более чувствительны. Именно это и обеспечивает собаке хорошее ночное зрение, ибо, как известно, ночью все кошки серы.
Сравнение строения глаза собаки и ее диких сородичей не проводилось. Однако единичное исследование глаза волка показало, что в нем количество палочек даже выше, чем у собаки. Видимо, в процессе жизни рядом с человеком ночное зрение несколько потеряло актуальность. А вот для хищников, добывающих пищу охотой, оно по-прежнему имеет очень большое значение.
По поводу близорукости и дальнозоркости животных существуют различные, зачастую противоположные мнения. Совместно со специалистами МНТК Микрохирургии глаза мы провели обширные исследования. У животных в состоянии наркоза с помощью современных методов исследования определялись степень дальнозоркости и близорукости. 11олучеиные данные показали, что большинство исследуемых животных имело слабую дальнозоркость (до +0,5 диоптрий). Это примерно соответствует показателям большинства взрослых людей. Случаев заметной дальнозоркости и близорукости в наших исследованиях не встречалось.
Американские исследователи установили, что глаз собаки ограничен в аккомодационных способностях по сравнению с глазом человека. На близкой дистанции глаз собаки хуже "наводится на резкость". Человек способен фокусировать зрение на расстоянии в несколько сантиметров. Собака может хорошо различать детали предметов, которые находятся не ближе 35-50 см. Более близкие объекты выглядят расплывчатыми. Очевидно, собаки компенсируют этот недостаток за счет других, отлично развитых органов чувств: слуха и обоняния.
Как видите, наши собаки по-другому воспринимают окружающий мир. Они уступают своим хозяевам в остроте зрения, способности различать цвета, четкости зрения на близкой дистанции. Зато собаки прекрасно ориентируются в темноте, лучше видят Движущиеся предметы, точнее определяют дистанцию, более тонко различают оттенки серого цвета. Широкое поле зрения позволяет нашим питомцам лучше отслеживать окружающую обстановку. Можно сказать, что достоинства и недостатки зрения человека и собаки взаимно уравновешивают друг друга. Действуя вместе, человек и собака способны сделать намного больше, чем каждый из них в отдельности.
Евгений КОПЕHКИH, Алексей ШИЛКИH
Журнал "Друг" 1998 - 3
