Ім'я файлу: Фізика зорового аналізотору у птахів (2).docx
Розширення: docx
Розмір: 25кб.
Дата: 14.10.2022
скачати

Фізика зорового аналізатору у птахів

Борисова А.О., здобувач вищої освіти гр. ХТ 2/1

Миколаївський національний аграрний університет

Науковий керівник д.п.н., доц. Бацуровська І.В.

Анотація. Здійснено обґрунтування фізики зорового аналізатору у птахів. Зоровий аналізатор птахів створює зорові зображення, формує кольорові образи, здатний розрізняти дрібні кольорові предмети на великій відстані, має чотири типи будови, характеризується наявністю подвійної акомодації, спільне поле зору становить від18 до 360 градусів. Ці його характеристики забезпечують нормальну життєдіяльність птахів: розпізнавання статевих партнерів, пошуки корму, захист від ворога, орієнтування серед гілок, в нічну пору.

Annotation. The physics of the visual analyzer in birds has been substantiated. The visual analyzer of birds creates visual images, forms color images, is able to distinguish small colored objects at a great distance, has four types of structure, is characterized by the presence of double accommodation, the common field of view is form 180 to 360 degrees. These characteristics ensure the normal functioning of birds: recognition of sexual partners, foraging, protection from the enemy, orientation among the branches at night.

Вступ. Зоровий аналізатор – сукупність структур, що сприймають світлове випромінювання (електромагнітні хвилі довжиною 390-760 нм) і формують зорові відчуття. Завдяки діяльності зорового аналізатору птахи розрізняють освітленість предметів, їх колір, форму, величину, напрямок пересування, відстань, на яку вони віддалені від ока і один від одного. Зір у птахів більш гострий, ніж у інших груп тварин. Важливою особливістю зору птахів є його чотирикомпонентність – сітківка ока здатна вловлювати не тільки колірну модель, що складається з червоного, зеленого, синього кольорів, але також промені ближнього ультрафіолету. Крім того, крипто хром служить для сприйняття синього кольору, сприймає магнітне поле Землі, дозволяючи його буквально бачити. У багатьох водних птахів очі мають особливі гнучкі кришталики, пристосовані до зору як у повітрі, так і під водою. Перетинка повністю закриває очі і під водою виконує функцію контактної лінзи. Птахи бачать добре, але не так як люди.

Актуальність теми. Дослідження зорового аналізатору птахів дає змогу створювати сучасні прилади, обладнання, які ґрунтуються на механізмах зору птахів.

Акомодація зорового аналізатору. Для фокусування очей на об'єкті при швидкому русі (власному або об'єкта, або сумарному) потрібна хороша акомодація кришталика, тобто здатність швидко і сильно змінювати його кривизну. Акомодація — пристосування ока до чіткого бачення предметів, що розміщені на різній відстані від нього. Відбувається шляхом зміни форми кришталика або його відстані до сітківки. Характерною особливістю очей птахів є їх здатність до акомодації, яка досить розвинена і відбувається не лише за допомогою зміни форми кришталика, а й за допомогою зміни відстані між кришталиком і сітківкою. Очі птахів забезпечені спеціальним м'язом, який змінює форму кришталика ефективніше, ніж у ссавців. Особливо розвинена ця здатність у птахів, які ловлять здобич під водою, – бакланів, зимородків. Ця властивість називається подвійною акомодацією. Здатність ока до акомодації у деяких птахів ( у бакланів 40–50 діоптрій) набагато перевищує таку властивість у людини (всього 14–15 діоптрій).

Будова ока у птахів. Можна розрізнити чотири основних типи будови ока у птахів:

  • рурчастий (циліндричний) тип ока - зустрічається у сов;

  • плоский – притаманний курям;

  • кулеподібний – характерний для птахів-хижаків;

  • плоско-сферичний – можна знайти у співочих птахів.

Таким чином, птахи відрізняються не лише формою ока, а й його внутрішньою структурою. Тому в житті птахів важливе значення мають яскраво виражені мітки, що дозволяють в одну мить розпізнати предмет у цілому, не втрачаючи часу на окремі деталі. Більшість птахів проводить весь свій час у пошуках корму, але спосіб життя у них різний. Вони можуть вести денний або нічний спосіб життя деякі з них літають високо над поверхнею землі. Все це накладає відбиток на будову і функції зорового аналізатора, що сформувався протягом еволюції. Очні яблука більшості птахів обладнані двома специфічними пристроями для підвищення гостроти зору центральною ямкою і гребінцем.

Які фізичні і біологічні властивості зумовлюю гостроту зору птахів? Гострота зору у птахів набагато вища, ніж у людини, – в 4–5 разів. У деяких видів, ймовірно, до 8. Грифи, що харчуються падлом, бачать труп копитної тварини за 3–4 км від них. Орли помічають здобич з відстані близько 3 км, великі види соколів – до 1 км. А сокіл-боривітер, що летить на висоті 10–40 м, бачить в траві не тільки мишей, але навіть комах. Один з факторів, який впливає на гостроту зору птахів - розмір: великі очі дозволяють отримати великі зображення на сітківці. Крім цього, в сітківці ока птаха висока щільність фоторецепторів. У людей в зоні максимальної щільності («жовта пляма») – 150000–240000 фоторецепторів на мм2, у горобця хатнього – 400000, у канюка звичайного – до мільйона. Крім того, добра роздільна здатність зображення визначається співвідношенням кількості нервових гангліїв до рецепторів. (Якщо кілька рецепторів з’єднано з одним ганглієм, цей показник знижується). У птахів таке співвідношення набагато вище, ніж у людей. Наприклад, у трясогузки білої на 120000 фоторецепторів припадає близько 100000 гангліозних клітин.

Як і у ссавців, у птахів в сітківці є ділянка, яка називається центральною ямкою – поглиблення в середині жовтої плями. Тут через високу щільність рецепторів гострота зору найвища. Але цікаво, що у 54 % видів птахів – хижих, зимородків, колібрі, ластівок і ін. – є ще одна ділянка з найвищою гостротою зору, що служить для поліпшення бічного огляду. Стрижеві важче добувати корм, ніж ластівкам, зокрема й тому, що у нього лише одна ділянка гострого зору: стрижі добре бачать тільки вперед, а тому способи лову комах на льоту у них менш різноманітні.

Очі у більшості птахів розташовані досить далеко одне від одного. Поле зору кожного ока – 150–170 °, але перекривання полів обох очей (поле бінокулярного зору) становить у багатьох птахів лише 20–30 °. Зате птах під час польоту може бачити те, що робиться перед ним, з боків, ззаду і навіть внизу. Наприклад, великі та опуклі очі американських вальдшнепів високо розташовані на вузькій голові й у них поле зору досягає 360 ° в горизонтальній площині і 180 ° – у вертикальній. У вальдшнепа є поле бінокулярного зору не тільки попереду, але і позаду! Дуже корисна якість: вальдшнеп під час приймання корму засовує дзьоб в м'який ґрунт, розшукуючи там дощових черв'яків, комах, їх личинок і іншу підходящий корм, при цьому бачить і те, що діється навколо. Великі очі дрімлюг злегка зміщені назад, їх поле зору теж близько 360 °. Широке поле зору характерне для голубів, качок і багатьох інших птахів. А ось у чапель і бугаїв поле бінокулярного зору зміщене вниз, під дзьоб: воно вузьке в горизонтальній площині, але протяжне вертикально, до 170 °. Такі птахи, коли тримають дзьоб горизонтально, можуть бачити бінокулярним зором власні лапи. І навіть піднімаючи дзьоб вгору (як роблять бугаї, чекаючи на здобич в очереті та маскуючись за рахунок вертикальних смужок на оперенні), вони здатні дивитися вниз, помічати плаваючу у воді дрібну живність і точними випадами ловити її. Адже бінокулярний зір дозволяє визначати відстань до предметів.

Для багатьох птахів важливіше мати не велике поле зору, а саме гарний бінокулярний зір, двома очима відразу. Це, насамперед, хижі птахи та сови, адже їм необхідно оцінювати відстань до здобичі. Очі у них близько посаджені, і перетин полів зору досить широкий. При цьому вузьке загальне поле зору компенсується рухливістю шиї. З усіх видів птахів бінокулярний зір найкраще розвинений у сов, а голову вони можуть повертати на 270 °.

Фоторецептори ока птахів. У сітківці ссавців і птахів є два основних різновиди фоторецепторів – палички та колбочки. Палички забезпечують нічний зір, в очах сов переважають саме вони. Колбочки відповідають за денний зір і розрізнення кольорів. У птахів чотири типи колбочок з різними зоровими пігментами – червоний, зелений, синій і фіолетовий / ультрафіолетовий. А чим більше різновидів колбочок, тим більше відтінків розрізняє зоровий аналізатор.

На відміну від ссавців, кожна колбочка птахів містить ще краплю зафарбованої олії. Ці краплі грають роль фільтрів – відрізають частину спектру, яка сприймається конкретною колбочкою, за рахунок цього зменшують перекриття реакцій між колбочками, що містять різні пігменти, і збільшують кількість кольорів, які можуть розрізняти птахи. У колбочках виявлено шість типів олійних крапель; п'ять з них являють собою суміші каротиноїдів, які поглинають хвилі різної довжини й інтенсивності, а в шостому типі пігменти відсутні. Точний склад і забарвлення крапель варіюють від виду до виду: можливо, вони забезпечують тонке налаштування зору, так, щоб його можливості найкраще відповідали життєвому середовищу та харчовій поведінці.

Четвертий тип колбочок дозволяє багатьом птахам розрізняти ультрафіолетовий колір, для людей невидимий. Список видів, для яких ця здатність доведена експериментально, в останні 35 років сильно виріс. Це, наприклад, безкілеві, кулики, чайки, алькові, трогонові, папугоподібні та горобині. Експерименти показали, що ділянки оперення, демонстровані птахами під час залицяння, часто мають ультрафіолетове забарвлення. Для людського ока близько 60 % видів птахів не мають статевого диморфізму, тобто самці та самки зовні не відрізняються, але самі птахи, можливо, так не вважають. Звичайно, не можна показати людям, як птахи бачать один одного, але можна приблизно уявити це по фотографіях, де ультрафіолетові ділянки тоновані умовним кольором.

Фізичні особливості зорового аналізатору птахів. Вони бачать швидкі рухи значно краще за людей. Ми не помічаємо мерехтіння зі швидкістю більше 50 Гц (наприклад, світіння люмінесцентної лампи нам здається безперервним). Тимчасова роздільна здатність зору у птахів значно вища: вони можуть помітити більше 100 змін за секунду, наприклад у мухоловки строкатої – 146 Гц. Це спрощує дрібним птахам полювання на комах, але, можливо, робить нестерпним життя в неволі: лампи в приміщенні, на думку людини, нормально світять, а для птиці противно блимають. Птахи здатні бачити і дуже повільний рух – наприклад, переміщення сонця та зірок по небу, недоступне нашому неозброєному оку. Припускають, що це допомагає їм орієнтуватися під час перельотів.

Кольори і відтінки, невідомі нам; круговий огляд; перемикання режимів від «бінокля» до «лупи»; найшвидші рухи видно чітко, як в сповільненій зйомці... Нам важко навіть уявити, як сприймають світ птахи. Можна тільки захоплюватися їх можливостями!

Висновок. Отже, фізика зорового аналізатору дає нам змогу зрозуміти, яким чином птахи сприймають світ, які особливості зору притаманні птахам, як відрізняється зір людини і птаха. Будова зорового аналізатора птаха і людини з фізичної точки зору дуже схожа, але має ряд своїх особливостей.

Список використаних джерел

  1. А, око як в орла [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://nubip.edu.ua/node/68326.

  2. Органи чуттів птаха [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://poznayka.org/s40429t1.html.

  3. Особливості зорвого аналізатора птахів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ru.essays.club/%D0%95%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B8/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F/%D0%9E%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96-%D0%B7%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%96%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0-102108.html.

  4. Акомодація ока [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B0%D1%86%D1%96%D1%8F_%D0%BE%D0%BA%D0%B0.

скачати

© Усі права захищені
написати до нас