What a Fish Knows

Четырехглазая рыба, обитающая в пресных и солоноватых водах вдоль атлантического побережья Центральной и Южной Америки, расширяет свое зрительное поле иным способом. Природные изобретатели бифокальных линз, эти родственники гуппи имеют дискретное разграничение между верхней и нижней частью сетчатки. Рыба плавает так, что демаркация точно совпадает с плоскостью водной поверхности: верхняя часть глаза обеспечивает идеальное воздушное зрение, а погруженная часть - водное. Гибкое генетическое кодирование делает верхние глаза чувствительными к зеленым длинам волн, преобладающим в воздухе, а нижние - к желтым длинам волн, встречающимся в мутной воде. Это ценный набор визуальных инструментов, когда вы хотите найти вкусную пищу внизу, не будучи неожиданно атакованным голодной птицей сверху.

Большинство крупных и быстрых хищных рыб открытого океана, включая меч-рыб, тунцов и некоторых акул, полагаются на скорость и острое зрение, чтобы поймать добычу. Глаза двенадцатифутовой меч-рыбы могут достигать почти четырех дюймов в поперечнике. Однако охота под водой сопряжена с особыми зрительными проблемами. Если вы когда-нибудь заходили в пещеру без фонарика, то представляете, что испытывают рыбы, погружаясь все глубже под поверхность, где света для зрения меньше. Есть и другая проблема: температура воды падает с увеличением глубины, а холод тормозит работу мозга и мышц, замедляя время реакции.

Чтобы преодолеть вялое воздействие холода, некоторые рыбы придумали гениальный способ улучшить работу мозга и глаз: они используют тепло, вырабатываемое мышцами, которое заставляет их органы чувств работать с большей производительностью. Меченосцы могут нагревать свои глаза на двадцать-тридцать градусов по Фаренгейту выше температуры воды. Тепло выделяется благодаря противоточному обмену между входящими и выходящими кровеносными сосудами, окружающими глазные мышцы. Артерии, приносящие холодную кровь от сердца и вен, согреваются специальным теплогенерирующим органом в одной из глазных мышц. Эти артерии образуют плотную решетчатую сеть, усиливающую теплообмен между ними. Исследования глаз, удаленных у недавно пойманных меч-рыб, показывают, что такая стратегия согревания более чем в десять раз улучшает способность рыбы отслеживать быстрые изменения в движениях добычи.

В отличие от меч-рыб, многие акулы предпочитают охотиться в ночное время, когда уровень освещенности чрезвычайно низок. Глаза акул, прекрасно приспособленные к своей среде обитания, имеют слой отражающих клеток, называемый tapetum lucidum (лат. "яркий гобелен"), расположенный рядом с сетчаткой. Свет, попадая на этот слой, отражается от глаза акулы, дважды попадая на сетчатку и увеличивая ночное зрение акулы в два раза. Именно этот эффект создает знакомый "блеск глаз" кошек и других наземных ночных преследователей. Если бы акулы ходили по суше, вы бы видели их в свете фар ночью по жуткому сиянию их глаз. *.

Избежать хищников - не менее важная задача, чем поймать добычу. Будь то океан, озеро или ручей, рыбы используют различные визуальные приемы, чтобы завладеть верхним плавником. Например, для тех, кто живет на мелководье, нижняя часть поверхности воды действует как зеркало. Это позволяет рыбе видеть отражение предметов, которые не находятся в прямой видимости. Синежаберник - рыба размером с блюдце, обитающая на мелководье североамериканских озер, прудов и медленно текущих ручьев, - может подсмотреть за хищной щукой, притаившейся у дальнего камня или зарослей водорослей, взглянув на отражение в поверхности. Что хорошо для гуся, то хорошо и для судака, и я полагаю, что хищники также могут использовать эту технику, чтобы подглядывать за своей добычей. Думаю, это можно легко изучить в условиях временной неволи.

Зеркальная техника, которую использует синежаберник, работает только в спокойных водах, а в таких условиях рыбы также хорошо видят, что происходит над поверхностью, что позволяет им уклоняться при приближении пикирующей птицы. Тот факт, что волнистая вода ухудшает способность различать объекты над поверхностью, может объяснить, почему морские птицы чаще охотятся и ловят больше рыбы в волнистой, чем в спокойной воде. Преломляющие свойства спокойной воды также улучшают способность рыб видеть объекты на береговой линии. Вооруженные этим знанием рыбаки иногда стоят дальше от кромки воды, чтобы уменьшить вероятность обнаружения рыбы.

Цветные значки и фонарики

Конечно, бывают случаи, когда цель - быть обнаруженным. Коралловые рифы открывают широкие возможности для визуальных инноваций. Кораллы растут в тропических морях на небольшой глубине, где высокая температура и уровень освещенности. Свет творит волшебные вещи с цветом, что объясняет завораживающий калейдоскоп, отображаемый на теле рифовых рыб. Более того, когда в 2014 году ученые обнаружили свидетельства наличия палочек и колбочек у окаменевшего существа, похожего на акулу, жившего 300 миллионов лет назад, они пришли к выводу, что цветовое зрение было изобретено под водой.