Функционирование и значение

У высших животных и человека орган зрения и зрительный анализатор являются единой системой. Функции органа зрения возникают и развиваются в следующем порядке: светоощущение, цветоощущение, периферическое зрение, центральное зрение, бинокулярное зрение, стереоскопическое зрение.

Светоощущение– это восприятие различных оттенков света и тени. Световая чувствительность имеет большое значение для световой и темновой адаптации. Различают световую и темновую адаптацию. Световая адаптация – приспособление органа зрения к высокому уровню освещенности, происходит примерно за 50-60 сек. Например, если животное из темного амбара попадает на улицу в солнечный день, у него возникает временное ослепление, которое быстро проходит. Животные с нарушенной световой адаптацией на свету видят хуже, чем в сумерках. Темновая адаптация – это приспособление органа зрения к пониженному освещению - например, при переходе из светлого помещения в темное.Снижение темновой адаптации возникает при заболеваниях сетчатки - пигментной дегенерации, при недостатке витамина А - куриная слепота, при близорукости высокой степени, глаукоме, отслойке сетчатки, при семейно-наследственных заболеваниях.

Цветоощущение. В сетчатке находятся колбочки трех типов с различной чувствительностью к длине световой волны. В зависимости от того, от какой части спектра световых волн возникает биоток, колбочки разделяют на "красные", "зеленые" и "синие". Три типа колбочек имеют широкие зоны чувствительности к световым волнам разной длины со значительным перекрыванием друг друга. Смешение определенных цветов для получения другого – это уникальное свойство зрительной системы. Люди и животные видят цвета правильно независимо от количества и качества света. Головной мозг вмешивается в восприятие цветов и их границ, поддерживая постоянство ощущения. Животных, не воспринимающих никакого цвета, называют цветослепыми.Восприятие цвета имеет не только эстетическое, но и физиологическое значение. Цвет оказывает биофизическое и психофизическое воздействие. Например, красный цвет оказывает кратковременно возбуждающее действие, зеленый – длительно тонизирующее, голубой – тормозящее. Следует помнить, что цветозрение хорошо развивается только при достаточном освещении среды пребывания детёныша. Методы лечения расстройств цветоощущения до сих пор не найдены.

Не все животные одинаково различают цвета, напримеи, большинство млекопитающих не отличают красный цвет от зелёного.

Кошки, как и все хищники, которые ведут ночной образ жизни, хорошо различают предметы в темноте. При недостаточном освещении их зрачок может расшириться до 14 мм в диаметре (для сравнения, зрачок человека не превышает 8 мм). В мире, который видят кошки преобладают серые и коричневые тона. Лучше всего они различают предметы, расположенные на расстоянии 2-6 метров, это связано с тем, что на таком расстоянии удобно охотиться на добычу.

Собаки тоже не очень хорошо различают красный и оранжевый цвета и ультрафиолетовые лучи. Зато они хорошо видят сине-фиолетовую гамму. Собаки способны различить до сорока оттенков серого.

Обезьяны как и человек различают красный и зелёный тона. Ученые предполагают, что это связано с их питанием – необходимо различать зрелые и незрелые фрукты, свежие листья от старых.

Пчелы не отличают красного от черного, для них более привлекательны белые, желтые и голубые цвета. Однако пчелы способны видеть ультрафиолетовый цвет, это помогает им находить нектар.

Хищные птицы видят ультрафиолетовый цвет, это помогает им в охоте. Вообще зрение птиц феноменально – коршун с высоты двух километров способен заметить тушу, лежащую на земле. В строении их глаза тоже свои особенности – у птиц два желтых пятна в глазу, то есть они могут видеть четко сразу два объекта, находящихся на расстоянии друг от друга. Второе желтое пятно лежит у них чуть глубже первого, оно увеличивает рассматриваемый предмет.

Периферическое зрение.Периферическое зрение (характеризуется полем зрения) – способностьглаза воспринимать объем пространства при неподвижном положенииглаза.Воспринимается периферической частью сетчатки, где сосредоточеныпалочки.Периферическое зрение необходимо для ориентировки в пространстве и обнаружения предметов. В периферическом зрении участвует вся сетчатка, кроме центральной ямки.

Поле зрения – это совокупность всех точек пространства, которые одновременно воспринимаются глазом при его неподвижном положении. Границы поля зрения исследуются отдельно для каждого глаза на специальном приборе - периметре. Существуют определенные границы поля зрения и на цвета. По полю зрения на цвета можно судить об ареале распространения каждого из трех видов колбочек.Сужение поля затрудняет целостность, одновременность и динамичность восприятия. При наличии узкого поля зрения восприятие происходит путем последовательного обхода взора вдоль контура предмета. При этом возникают соскальзывание с контура, частые изменения направления движения глаз, возвраты. В результате увеличивается длительность фиксации взора. Поэтому у таких животных целостный, одновременный характер восприятия заменяется последовательным (сукцессивным) узнаванием. Значительное сужение поля зрения приводит к трубочному зрению (очень узкому полю зрения).

Центральное зрение. Центральное зрение обозначается ещё как форменное, пространственное или предметное зрение. Из его названия следует, что это способность различать форму и величину предмета областью центральной ямки сетчатки. Центральное зрение (характеризуется остротой зрения) – способность глаза четко различать детали предметов,оценивается по таблицам со специальными знаками.

Центральное зрение измеряется остротой зрения. Острота зрения – это способность воспринимать раздельно две точки при минимальном расстоянии между ними. Острота зрения является основным показателем состояния зрительного анализатора. Понижение остроты зрения отрицательно сказывается на процессах узнавания предметов и изображений, скорости зрительного восприятия. Это затрудняет формирование предметных и пространственных представлений, развитие образного мышления, регуляцию движений - их точность, соразмерность, координацию.

У новорожденных детёнышей острота зрения очень низкая - только светоощущение. Это связано с тем, что зрительная система развивается только под воздействием света. Острота зрения - величина непостоянная. Она может изменяться в зависимости от освещенности таблиц, физического и психического состояния, времени суток.

Бинокулярное зрение. Бинокулярное зрение - зрение двумя глазами - сложный динамический стереотип, который вырабатывается только в процессе опыта зрительного восприятия. Без бинокулярного зрения невозможно стереоскопическое зрение, которое дает оценку глубины и удаленности предметов, позволяет видеть окружающий мир в трёх измерениях, определять расстояние между предметами, воспринимать "телесность" окружающего мира. Например, у большинства птиц имеется центральная ямка определенного типа и приблизительно у половины обследованных птиц больше, чем по одной ямке, в каждом глазу. У многих птиц одна центральная ямка служит для бинокулярного зрения, а вторая - для бокового поля зрения.

Зрение одним глазом дает представление о положении предметов относительно друг друга по ширине и высоте. Подавляющее число представителей животного мира имеет два глаза. Однако только у приматов оба глаза работают как согласованная система, которая формирует единый зрительный образ положения в пространстве рассматриваемого предмета.

Согласованность работы глаз достигается благодаря врожденному рефлексу - стремлению к слиянию образов (фузии). Для того чтобы предмет был четко виден, его изображение должно попасть на центральную ямку сетчатки. Это происходит с помощью поправочных (установочных) движений глазного яблока. Другими словами, глазное яблоко автоматически поворачивается так, чтобы центральная ямка и рассматриваемый предмет были на одной линии, совместились.

Если смотреть двумя глазами на предмет, то на сетчатке каждого глаза проецируется самостоятельное, отдельное изображение этого предмета. Затем, в затылочных долях головного мозга, происходит слияние этих двух изображений в единый зрительный образ. Далее этот образ воспринимается сознанием.

У животных с развитыми органами зрения фоторецепторы являются входными элементами многослойного нервного образования – сетчатки. Аксоны конечных нейронов сетчатки объединяются в зрительный нерв и направляются в центральные (мозговые) отделы зрительной системы. У низших позвоночных значительная часть всей переработки зрительной информации падает на сетчатку, где имеются специализированные элементы (детекторы), которые реагируют только на биологически важные зрительные объекты. Например, у лягушек есть детекторы маленьких темных пятен, обеспечивающие ловлю насекомых. У высших позвоночных нейроны сетчатки менее специализированы: разнообразный и детальный анализ осуществляется в мозговых центрах. У животных с подвижными глазами зрительная система работает в тесной и неразрывной связи с глазодвигательной системой.

Светочувствительные рецепторы позвоночных чувствительны к ультрафиолетовому цвету, но эти короткие волны отфильтровываются жидкими средами глаза и сетчатки не достигают. На первом этапе развития зрительного анализатора (у рыб) в периферическом его конце (сетчатке) светочувствительные клетки имеют вид палочек, а в головном мозге находятся только зрительные центры, лежащие в среднем мозге. Такой орган зрения способен лишь к светоощущению и различению предметов. У наземных животных сетчатка дополняется новыми светочувствительными клетками – колбочками, и появляются новые зрительные центры в промежуточном мозге, а у млекопитающих – в коре. Благодаря этому глаз получает способность к цветному зрению. Все это связано с первой сигнальной системой.

Зрительная коммуникация животных.Ключевую роль в зрительной коммуникации играют позы и телодвижения, при помощи которых животные сообщают о своих намерениях. Во многих случаях такие позы дополняются звуковыми сигналами. На относительно большом расстоянии могут действовать сигналы тревоги в виде мелькающих пятен белого цвета: хвост или пятно на заду у оленей, хвосты кроликов, увидев которые, представители того же вида кидаются в бегство, даже не видя самого источника опасности. Связь при помощи зрительных сигналов особенно характерна для позвоночных, головоногих моллюсков и насекомых, т.е. для животных с хорошо развитыми глазами. Цветовое зрение практически универсально для всех групп, за исключением большинства млекопитающих. Яркая разноцветная раскраска некоторых рыб, рептилий и птиц поразительно контрастирует с универсальной серой, черной и коричневой окраской большинства млекопитающих. Многие членистоногие имеют хорошо развитое цветовое зрение, но тем не менее зрительная сигнализация у них не очень распространена, хотя цветовые сигналы используются в демонстрациях ухаживания, например у бабочек или манящих крабов.

У позвоночных особенно важную роль зрительная коммуникация получила для процесса общения между особями. У низших многоклеточных животных, таких как кишечнополостные или плоские черви, появляется диффузная чувствительность к свету, обусловленная наличием светочувствительных клеток-глазков. Эти «глазки» еще не способны воспринимать изображение, они лишь реагируют на общий уровень освещенности.

Зрительная коммуникация для птиц является ведущей, они имеют прекрасно развитые глаза. Птицы обладают исключительной зоркостью и способны хорошо различать цвета и оттенки, а также зрительные раздражения с разной длиной волны. Аккомодация глаза достигается изменением формы хрусталика и его перемещением.

Визуальная коммуникация млекопитающих главным образом заключается в передаче информации посредством мимики, поз и движений. Они способствуют развитию ритуализированных форм поведения, важных для поддержания иерархии.

Зрение играет огромную роль в жизни животных. Даже простейшие беспозвоночные животные обладают способностью к фототропизму благодаря своему, пусть крайне примитивному зрению. По мере совершенствования зрительного аппарата количество и сложность глаз возрастает. Зрение развивалось вместе с животным миром; оно помогает хищнику выследить жертву, а жертве – эффективнее сбежать от хищника. Зрение подстраивается под образ жизни поколений, а при удачном апгрейде, вероятно, дает возможности жить иначе. Зрительная система всегда адаптируется к среде, где обитает ее хозяин. Человеческое зрение адаптировано к нашему образу жизни, зрительная система кита меняется для морских пучин, а глаз некоторых птиц идеален для пикирования за рыбой в воду с воздуха. B природе многие изменения зрительного анализатора меняются в зависимости от того, как организм пользуется зрением. Это один из важных сенсорных каналов, связывающих с внешним миром.