Ученые раскрыли, почему у всех животных разные зрачки

Люди давно привыкли, что по форме зрачков животного можно легко сказать, опасно оно или нет: у многих хищников, вроде больших кошек, они вертикальные, а у безобидного домашнего скота — круглые или горизонтальные. Но почему эволюция распорядилась так, а не иначе? Портал livescience.com рассказал, как форма зрачков влияет на зрение животного.

При наличии идеальной оптической системы форма зрачков была бы не важна. Но реальные глаза не идеальны — проходя через зрачки свет создает дифракцию и дефокусировку, которые обходятся по-разному в зависимости от формы зрачка.

Один из важных факторов — глубина резкости, который наглядно демонстрируют объективы камер; в них роль зрачка выполняет апертура. Узкая апертура создает изображение, где объекты и на переднем, и на заднем плане выглядят одинаково четкими. А широкая апертура фокусируется на одном объекте, размывая все остальные.

Зрачки не круглой формы предоставляют большую вариацию в фокусировке, и глаза некоторых животных эксплуатируют это преимущество. Хищники, нападающие из засады, вроде кошек или змей, имеют глаза переднего вида: они оценивают дистанцию, сравнивая незначительные различия между двумя «источниками» картинки — данный процесс называют стереоскопией. Поскольку глаза находятся по разные стороны, различия лучше всего наблюдаются по вертикальным кромкам, а потому они должны быть наиболее четкими.

Другими словами, чем уже зрачок, тем выше глубина резкости для вертикальных контуров. Поэтому у многих хищных животных зрачки вертикальные — подобное строение глаз помогает им оценивать глубину по размытию.

Но данный метод оптимален для хищников, держащихся поближе к земле. У крупных хищников, таких как львы и тигры, зрачки более округлые, поскольку они смотрят на землю под более крутым углом, что снижает преимущества размытия при оценке дистанции.

Животные, становящиеся добычей, превыше всего ставят собственное выживание, и форма их зрачков отражает этот факт. Им нужно более широкое поле зрения, даже если ради него придется пожертвовать четкостью изображения. У козлов, овец и лошадей глаза расположены по бокам головы, а зрачки расширены по горизонтали. Подобная форма позволяет им видеть больше пространства вокруг себя в поисках потенциальных хищников.

Правда, есть одна проблема. Когда такие животные опускают голову, чтобы щипать траву и растения, их горизонтальные зрачки поворачиваются боком, что мешает им эффективно сканировать горизонт. Но они адаптировались неожиданным образом: всякий раз, когда позиция головы животного меняется, глаза проворачиваются в глазницах, чтобы компенсировать новый угол.

Есть и примеры более диковинных форм зрачков. У каракатиц, например, зрачки в форме буквы W, и ученые до сих пор не могут с уверенностью сказать, почему. Часть считает, что это делает их менее заметными для других животных, но это не более чем гипотеза. Другие теории предполагают, что подобная форма помогает снизить поступление света сверху, чтобы минимизировать рассеивание и улучшить контраст. А одна ранняя теория утверждала, что W-образные зрачки могут помогать в восприятии цвета. У каракатиц всего один фотопигмент (т.е. они видят мир черно-белым), несмотря на их яркий, красочный камуфляж.