Декабрьский вечер, темнеет рано. Ты идёшь через двор и светишь под ноги телефоном. Вдруг под скамейкой вспыхивают два зелёных огонька, моргают, и на дорожку выходит соседская кошка.
Кошки видят в темноте, потому что их глазам хватает совсем слабого света: примерно в шесть раз слабее того, который нужен человеку. Зрачок у кошки раскрывается почти во весь глаз, сетчатка плотно заполнена чувствительными клетками, а за ней лежит отражающий слой, зеркальце. Из-за этого зеркальца глаза и светятся: оно возвращает назад чужой свет, своего у кошачьих глаз нет. В полной темноте кошка не видит ничего.
Видят ли кошки в полной темноте?
Нет. В полной темноте кошка слепа так же, как человек. Глаз сам ничего не излучает, он только ловит свет. Если ловить нечего, никакое устройство глаза не поможет.
Но полная темнота встречается редко: в пещере, в подвале без окон, в наглухо закрытом шкафу. Ночью на улице светят звёзды, луна и далёкие фонари, а в квартире хватает щели под дверью. Нам этого мало, а кошке достаточно. По оценкам ветеринаров, ей нужен свет в шесть, а по некоторым измерениям и в семь раз слабее того, при котором ещё что-то различает человек. Отсюда и поговорка «видит в темноте как кошка». Точнее было бы сказать «в сумерках».
Как кошки видят в темноте: три хитрости одного глаза
Кошачий глаз устроен так, чтобы не терять свет ни на входе, ни внутри. Хитростей у него три.
Первая хитрость — размер. Глаза у кошки очень большие для такой небольшой головы, а зрачок в темноте раскрывается почти во всю их ширину. Чем шире окно, тем больше света попадает в комнату.
Вторая — сетчатка. Так называется тонкий слой на задней стенке глаза, который ловит свет и посылает сигнал в мозг. В нём работают клетки двух видов. Колбочкам нужен яркий свет, зато они различают цвета и мелкие детали. Палочки цветов не различают, но откликаются на самый слабый свет. У кошки палочек гораздо больше, чем колбочек, и сигналы от соседних палочек складываются вместе. Картинка получается грубее, зато ярче.
Третья хитрость — зеркальце. Сразу за сетчаткой у кошки лежит блестящий слой, по-научному тапетум. Луч света проходит сквозь сетчатку, и часть его палочки поймать не успевают. У человека этот остаток пропадает: его поглощает тёмная выстилка глаза. У кошки он отражается от зеркальца и идёт через сетчатку второй раз. Каждый луч получает вторую попытку.
Зеркальце собрано из 15–20 слоёв клеток, в которых уложены мельчайшие кристаллы с рибофлавином, то есть витамином B2. Американский ветеринар Пол Миллер, который лечит глаза животных, приводит такую цифру: кошачье зеркальце отражает до 130 раз больше света, чем дно человеческого глаза.
Почему у кошек светятся глаза в темноте?
Сами глаза у кошек не светятся. Они отражают чужой свет: фонаря, автомобильных фар, телефона, лампы в коридоре. Пройдя сетчатку дважды, остаток света выходит обратно через зрачок и летит туда, откуда пришёл. Поэтому огоньки лучше всего видит тот, кто стоит рядом с источником света, а сбоку их почти не заметно.
Так же ведёт себя катафот на велосипеде: он возвращает свет фар обратно к машине, и водитель видит яркую точку. В 1934 году англичанин Перси Шоу запатентовал дорожный отражатель в резиновой подушке и назвал его «кошачий глаз». По самой известной версии, идею ему подсказала кошка на обочине: в тумане её глаза блеснули в свете фар. Сам Шоу рассказывал эту историю по-разному, так что кошка могла появиться в ней и позже. Но название прижилось, и такие отражатели до сих пор стоят на британских дорогах.
Свой собственный свет в природе тоже бывает, только делается он совсем иначе. О нём рассказано в статье о светлячках и их живом фонарике.
Почему огоньки зелёные, а у некоторых кошек красные?
У большинства кошек отблеск жёлто-зелёный: такой цвет даёт само зеркальце. У маленьких котят он голубоватый и меняется, пока они растут. А у сиамских и у многих голубоглазых кошек глаза на снимках со вспышкой выходят красными. В таких глазах мало тёмного красящего вещества, зеркальце развито слабо или его нет совсем, и вспышка высвечивает кровеносные сосуды на дне глаза. По той же причине красными получаются на фотографиях глаза людей: у нас зеркальца нет вовсе.
Зачем кошке вертикальный зрачок?
Вертикальный зрачок позволяет кошке одними и теми же глазами видеть и ночью, и в солнечный полдень. Чувствительную сетчатку яркий свет слепит, и от него надо уметь закрываться. Круглый зрачок человека меняет свою площадь примерно в 15 раз. Кошачий сжимается из круга в тонкую щёлку, и его площадь меняется в 135 раз.
Зрачки у кошки расширяются и при свете: когда она напугана, играет или готовится к прыжку. Это нормально. А вот если зрачки долго остаются разной величины или не сужаются на ярком свету, кошку надо показать ветеринару.
У щели есть и вторая работа. В 2015 году учёные из Калифорнии и Англии под руководством Мартина Бэнкса сравнили зрачки 214 видов наземных животных. Оказалось, что вертикальная щель чаще всего встречается у хищников, которые охотятся из засады и активны и днём, и ночью. Такой зрачок помогает точно оценить расстояние до добычи перед броском.
И вот что неожиданно: у льва и тигра зрачки круглые, хотя это тоже кошки. Учёные нашли объяснение в росте. Из 65 засадных хищников, у которых глаза смотрят вперёд, вертикальный зрачок оказался у 44, и 36 из них ниже 42 сантиметров в плечах. Расчёты показали, что щель лучше всего помогает мерить расстояние тем, чьи глаза находятся невысоко над землёй. Домашняя кошка и лисица смотрят на мир с высоты травы, и им щель полезна. Льву с его ростом она дала бы гораздо меньше.
А у овец, коз и лошадей зрачок вытянут горизонтально. Так лучше видно всё, что делается вокруг, и к пасущемуся зверю труднее подкрасться.
Чем кошка платит за ночное зрение?
За ночное зрение кошка платит дневным. При хорошем свете человек видит заметно лучше неё.
Биологи из Университета Дьюка в США сравнили остроту зрения примерно у 600 видов животных. Мелкие детали кошка различает в четыре–семь раз хуже человека. Виноваты те же хитрости. Палочки складывают свои сигналы вместе и теряют подробности. А зеркальце немного размывает картинку, потому что отражённый свет возвращается на сетчатку не точно в ту же точку.
Цвета кошка тоже видит беднее. Колбочек у неё мало, и они двух видов, а у человека их три. Мир для неё окрашен приглушённо, словно слегка выцвел.
И ещё одна странность: кошка плохо видит то, что лежит прямо перед носом. Ближе 25 сантиметров её глаз навести резкость не может. Поэтому кусочек, упавший под самую морду, она ищет носом и усами. Усы вообще берут на себя всё, с чем не справляются глаза: в полной темноте кошка идёт на ощупь и на слух.
Кошка — ночной зверь?
Не совсем. Кошка — зверь сумеречный: охотнее всего она охотится на закате и перед рассветом. В эти часы выходят кормиться мыши, её главная добыча, а света как раз столько, на сколько рассчитан кошачий глаз. Вот почему домашняя кошка затевает беготню в пять утра. По её часам это лучшее время для охоты.
Настоящие ночные охотники устроены ещё хитрее. Сове, например, помогают не только глаза, но и слух, и бесшумные перья. Об этом рассказано в статье о том, как сова охотится ночью.
Видят ли собаки и люди в темноте так же, как кошки?
Собаки видят в сумерках лучше человека, но хуже кошки. Зеркальце за сетчаткой у них тоже есть, поэтому глаза собаки в свете фар горят так же ярко. Но, по данным ветеринаров, кошачье зеркальце отражает свет лучше собачьего.
У человека зеркальца нет. Зато наши глаза умеют привыкать к темноте. Если выключить свет и подождать минут двадцать, начинаешь различать то, чего сначала не видел. Научиться видеть как кошка нельзя, а дать глазам привыкнуть может каждый.
Если дома есть кошка, понаблюдай за её зрачками. Посмотри на них у окна в солнечный день, потом вечером в комнате, потом в полутёмном коридоре. Щёлка, овал, круг — и всё это один и тот же глаз. Только не свети кошке в глаза фонариком: таким чувствительным глазам яркий свет неприятен.
А теперь вернёмся во двор. Два зелёных огонька под скамейкой были светом твоего собственного телефона. Он вошёл кошке в зрачки, дважды прошёл через сетчатку, отразился от зеркальца и вернулся к тебе. А сама кошка заметила тебя намного раньше, чем ты её.
Читайте также
- Почему кошка мурлычет: как возникает мурчание и что оно означает
- Почему у кошек шершавый язык и зачем он им нужен
- Правда ли, что кошки всегда приземляются на лапы?
- Почему сова летает бесшумно и как охотится ночью?
- Как рысь охотится зимой в заснеженном лесу?
- Почему светлячки светятся и зачем им нужен живой фонарик
Источники
- Стасевич К. Зачем кошкам вертикальные зрачки. «Наука и жизнь», 11 августа 2015 года.
- Калифорнийский университет в Беркли. Форма зрачка и образ жизни животного — о работе Мартина Бэнкса и его коллег в журнале Science Advances, 2015 (на английском).
- «Вокруг света». Учёные сравнили остроту зрения животных и людей. 6 июня 2018 года.
- Naked Science. Как видят наш мир собаки и кошки? И как это определили учёные? 7 апреля 2024 года.
- Миллер П. Зрение собак и кошек — лекция ветеринара-офтальмолога (на английском).
- Ветеринарный справочник Merck. Описание и особенности кошек (на английском).
- Ветеринарный центр Animal Medical Center, Нью-Йорк. Почему на фотографиях у кошки светятся глаза (на английском).
- Американская коллегия ветеринарных офтальмологов. Почему глаза собаки светятся ночью (на английском).
- Википедия. Перси Шоу — об изобретателе дорожного отражателя (на английском).