Как видят собаки?

25 июля 2013 14:30

Большинство людей считают, что собаки видят окружающий мир в чёрно-белых тонах и определяют очертания предметов по различному уровню яркости. Ранее цветные объекты даже не применялись в дрессировке собак, чтобы не сбивать их с толку. Но российские учёные смогли доказать, что собаки различают цвета, хоть и в ограниченном диапазоне. Это позволяет им различать объекты и выбирать из них наиболее приемлемый для них вариант.

В 2012 году американский учёный Джей Нейтц (Jay Neitz) из университета Вашингтона выяснил, что зрение у собак всё-таки не монохромное, но восприятие цветов развито слабее, чем у человека. Это связано с тем, что у людей в сетчатке три типа фоторецепторных колбочек, а у собак – всего два. Поэтому они, как дальтоники, не могут адекватно воспринимать красные и зелёные цвета.

Команда российских учёных из Лаборатории обработки сенсорной информации Института проблем передачи информации РАН продолжили исследование Нейтца, проведя эксперимент с участием восьми собак различных пород.

Четыре листа бумаги были окрашены в тёмно-жёлтый, тёмно-синий, светло-жёлтый и светло-синий цвета. Тёмные и светлые оттенки были использованы для проверки теории, что собаки различают элементы в зависимости от уровня яркости.

В ходе эксперимента учёные помещали листы опредёленных цветов перед мисками с кормом, запертыми в ящике (тёмно-жёлтый лист был повешен над миской с сырым мясом). Таким образом, животные не могли ни по виду, ни по запаху определить, что находится в кормушке. Вначале животные ознакомились с содержимым каждой миски и соотнесли его с цветами листов. После трёх подходов каждый пёс запомнил, что тёмно-жёлтый цвет указывает на чистое мясное блюдо (которое для них является предпочтительным).

После этого учёные решили проверить, ориентируются ли собаки на яркость или исключительно на цвет. Они предложили животным выбрать между светло-жёлтым и светло-синим цветами. Если бы собака выбрала светло-синий цвет, это бы означало, что животные ориентируются по яркости, так как его яркость примерно соответствует яркости тёмно-жёлтого листа. А если светло-жёлтый, это означало бы, что они запомнили именно цвет. В результате каждый пёс отдал предпочтение жёлтому цвету.

«Наши исследования показывают, что в условиях естественного освещения собаки больше ориентируются на цвет, – комментируют исследователи. – При выборе между зрительными стимулами, различными и по яркости, и по цвету, восемь ранее не тренированных собак сочли цвет более информативным фактором. Таким образом, даже для животных, обладающих двумя фоторецепторными колбочками, условие цветовой градации может быть преобладающим».

Также по теме:
Анализ эволюции собак показал, почему они любят грызть кости
Открыта способность собак сопереживать человеку
Учёные США: не человек одомашнил собаку, а собака «одомашнила» человека
Собаки в доме спасают детей от астмы
Длительная кооперация человека и собаки отразилась в наших генах
Видео: Собаки способствуют успеху хозяев

О том, как видят мир кошки и собаки, рассказано и написано множество эмпирических домыслов, не имеющих отношения к правде. Если Вам интересно как ваши питомцы видят, то разобраться в этом, опираясь на факты, нам поможет ветеринарный офтальмолог и авторитетные издания по ветеринарной офтальмологии!

Кошка с эмбриональным недоразвитием персистирующей зрачковой мембраны
Зрение — сложный процесс, одно из пяти чувств (наряду со слухом, вкусом, обонянием и осязанием), благодаря которым мы и наши животные можем взаимодействовать с внешним миром.
Биологическая эволюция зрения началась с простейшего светочувствительного глаза, благодаря которому древние живые организмы могли понять где светло, а где темно.
Постепенно совершенствуясь, зрительный аппарат эволюционировал до сложноустроенных камерных глаз с роговицей, сетчаткой и хрусталиком, а также приобрёл светочувствительные пигменты — опсины, позволяющие различать конкретные цвета светового спектра.
В зависимости от количества и видов опсинов разные живые организмы по-разному видят окружающее пространство.

Глаза человека
У человека 3 вида светочувствительных пигмента, благодаря которым мы можем различать сочетания красного, синего и зелёного цвета.
Примечательно, что у более древних организмов больше опсинов, чем у людей. Например у птиц и рептилий 4 опсина, позволяющих видеть в том числе ультрафиолетовые лучи. У рака-богомола целых 12 опсинов, что позволяет им видеть ультрафиолетовые, инфракрасные волны и гамма лучи! В то время как у большинства млекопитающих в наличии лишь 2 вида опсина, а у китов вообще 1, поэтому они видят мир чёрно-белым.
Такой разброс отнюдь не беспорядочен и объясняется он средой обитания. Во время господствования динозавров большинство млекопитающих вынуждено было бодрствовать преимущественно ночью. Поэтому их глаза приспособились к ночному свету, и так как ночью темно (световой спектр ниже в любом случае), в процессе эволюции опсины утратились за ненадобностью. По этой же причине киты «растеряли» свои опсины, поскольку «проживают на дне океана», где практически нет света, а значит нет надобности в определении цветов.
Интересно, что сменив образ жизни на дневной, некоторые обезьяны смогли выработать заново красный опсин (возможно, для того, чтобы отличать спелость и ядовитость фруктов, которыми питаются).
Так что же с кошками и собаками?

Люди глазами человека
Кошки, как и люди, имеют 3 вида светочувствительных пигмента и различают сочетания красного, синего и зелёного цветов. Однако цветовая палитра глазами кошек бледнее, нежели глазами людей, из-за меньшего содержания опсина в сетчатке. Это различие в кошачьем зрении от нашего влияет не только на бледность картинки, но и на цвет предмета в зависимости от его размера — большой красный предмет (помидор) кошка будет видеть красным, а маленький красный предмет (клюква) в глазах кошки окажется сероватым.

Люди глазами кошки
Собаки имеют в наличии лишь 2 опсина — красный и синий. Зелёный цвет для собаки будет выглядеть как различные комбинации серо-синих тонов. Но и красный цвет собаки воспринимают не так, как мы, потому что их цветовой диапазон затрагивает лишь малую часть красного спектра, то есть, красный цвет для собак оттеночный.

Люди глазами собаки
Существуют и другие комбинации видов опсинов, например у лошади их тоже два, как и у собаки, но иные — синие и зелёные, а красные отсутствуют. Это не значит, что красных предметов не существует для лошади, просто она их видит различными оттенками синего и зелёного. А для более лучшего зрения в темноте и отсекания лишних синих волн, у лошади хитрым образом устроен хрусталик глаза — он имеет специальный жёлтый фильтр, благодаря которому мир лошади ещё и желтее 🙂

Люди глазами лошади
Кроме различного восприятия цветовых спектров, всем известно, что ночное зрение у животных лучше, чем у людей. Кошкам и собакам приписывают фантастические способности видеть в темноте. Но так ли это? И все ли животные могут этим похвастаться? Давайте разбираться.
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к анатомии глазного дна.
На глазном дне у животных различают диск зрительного нерва, сетчатку, сосуды сетчатки и тапетум. Это очень похоже на человеческое глазное дно, за исключением тапетума. Именно в этой структуре кроется секрет хорошего ночного зрения у животных.
Tapetum lucidum — это своеобразная отражательная пластинка, расположенная под сетчаткой. Она очень разнообразна по цветовой гамме (голубая, желтая, зелёная, красная, оранжевая, коричневая), но в основном желто-зелёная у кошек и оранжевая у собак. Вы наверняка видели, как у кошки или собаки отсвечивают глаза. Это и есть отблеск тапетума или по ветеринарному — тапетальный рефлекс.

Ветеринарный центр «Зоостатус» в сумерках глазами человека
Теперь, когда анатомический вопрос разобран, можно перейти к физиологическому. Световой пучок, проходя сквозь сетчатку, вызывает в ней реакцию, результатом которой является электрический импульс в мозг. Но когда света становится мало, например, в сумерках, световой пучок может быть совсем слабым и неуловимым для сетчатки, то есть, импульса, который должен отправиться в мозг, не возникает. Соответственно в мозгу смотрящего не складывается картинка, он ничего не видит. Вот тут-то тапетум и приходит на помощь тем, у кого он есть, потому что прошедший через сетчатку пучок света отразится от тапетума и снова пройдет через сетчатку. Таким образом суммарный эффект прямого и отраженного пучков света смогут запустить каскад реакций в сетчатке и преобразовать его в электронный импульс, которого будет достаточно для составления мозгом картинки.
Тапетум есть у многих животных: собак, кошек, лошадей, слонов, оленей, львов, тигров, волков. А вот у свиней, большинства обезьян, птиц и экзотических животных его нет. Поэтому не все животные отлично видят в темноте.

Ветеринарный центр «Зоостатус» в сумерках глазами кошки
Однако, не спешите делать выводы. Дело в том, что наличие тапетума не является непоколебимой суперспособностью. Для того, чтобы тапетум выполнял свою функцию, некий источник света всё же нужен, например, звездное небо, месяц или что-то другое. Другими словами, тапетум улучшает ночное зрение, однако в кромешной тьме животное видеть не будет, а хорошее ориентирование кошек и собак в темноте возможно благодаря обонянию, слуху и осязанию.
Лошадь смотрит на Вас 🙂
Чтобы получить максимально полное представление о зрении наших домашних животных, следует внести ещё один параметр — остроту зрения.
Острота зрения — это характеристика четкости воспринимаемого изображения. У людей она определяется с помощью таблицы Сивцева. Редкий человек не проходил это обследование, сидя перед плакатом с буквами разного размера и пытаясь разглядеть что-то кроме Ш и Б:)
В зависимости от количества прочитанных строк выдается результат, например, 20/100 (это означает, что пациент увидел с 20 футов то, что здоровый человек видит со 100 футов, и это его лучший результат).
На основании исследований сетчатки, подкрепленных экспериментальными данными, ученые выяснили, что острота зрения собак может варьировать от 20/50 до 20/140. У кошек зрение хуже — 20/100–20/200. А вот лошадь видит лучше, чем кошки и собаки — 20/30.
Собака с гетерохромией (разным цветом глаз)
В мире огромное количество разнообразных живых организмов, которые видят иначе (а некоторые гораздо лучше, многообразнее), чем мы и наши домашние животные, различая ультрафиолетовые, инфракрасные, а может быть и гамма лучи.
Их зрение настолько другое, что легко выходит за рамки нашего представления и мировосприятия.
Вероятно, вокруг нас есть столько всего важного или просто красивого, что мы просто не можем увидеть в силу анатомических особенностей нашего глазного аппарата. Может быть, преимущественно дневной образ жизни однажды поможет нам эволюционировать и увидеть больше (только «совы»останутся в пролёте), но это уже совсем другая история 🙂
Спасибо большое за помощь в написании статьи ветеринарному офтальмологу Олегу Ястребову (Ветеринарная офтальмологическая клиника Recom, г. Санкт-Петербург).
© http://zoostatus.ru

Если частота вспышек превышает 55 раз в секунду, люди перестают их различать по отдельности и воспринимают свет как непрерывный поток. У собак граница проходит на уровне около 80 вспышек в секунду. Картинка на экране телевизора обновляется 60 раз в секунду — достаточно часто, чтобы обмануть человеческое, но не собачье, зрение, поэтому собака видит не видео, а часто мерцающий поток фотографий. Впрочем, если показывать собаке кино на хорошем современном мониторе с более частой сменой картинок, есть шанс, что она увидит то же, что и вы. Наглядно представить, как отличается видение экрана у собак и людей, поможет это видео:

Цветопередача у собак тоже отличается от нашей: у нас три типа цветовых рецепторов, а у собак — только два; они видят мир в оттенках желтого и синего, а красный и зеленый не различают. Поэтому мир для них не такой разноцветный, как для нас, и красный сигнал светофора для них серый, зеленый — блеклый желтый, а желтый — довольно тусклый желтый. Специалисты предполагают, что при хорошем освещении собаки видят мир примерно в той же палитре, которую мы наблюдаем в сумерках.

Зато в сумерках они видят лучше нашего — по двум причинам: во‑первых, на их сетчатке больше нашего палочек — самых чувствительных фоторецепторов, способных зарегистрировать даже одиночный фотон. Во‑вторых, глазное дно у собак (а также у кошек и многих других животных) выстлано тапетумом — слоем гуаниновых кристаллов с примесью пигментов, который работает как зеркало: он направляет фотоны, не встретившие по пути фоторецепторы, обратно на сетчатку, чтобы повысить количество поглощенного света. Из-за тапетума собачьи глаза светятся в темноте и на фотографиях.

Разрешение изображения, поступающего на сетчатку собачьего глаза, заметно меньше разрешения нашей картинки, поэтому собаки в целом видят хуже — как близорукий человек; некоторое представление о то, как это может выглядеть, дает вот это любительское видео — в нем разрешение картинки и цвета изменены так, чтобы мы могли представить, что на самом деле видит этот веселый лабрадор.

Несмотря на плохое, по нашим меркам, зрение и цветопередачу, собаки и их дикие предки — отличные охотники: они легче замечают движение (см. фрагмент про телевизор), отлично видят при скудном освещении и ориентируются также на слух и обоняние; все вместе это позволяет им выследить добычу в ночном лесу или в поле — там, где наше острое зрение и способность различать множество оттенков оказываются бесполезны.