Занимательная физиология

Преломляющая сила глаза складывается в основном из преломляющей силы роговицы и хрусталика. Показатели преломления роговицы и находящейся за ней жидкости почти такие же, как у обыкновенной воды. Поэтому под водой наше зрение сильно нарушается. Световые лучи, попадающие в глаз, проходят сквозь роговицу ничуть не преломившись, а один хрусталик не в состоянии сфокусировать световой поток на светочувствительных элементах. В воде человек становится настолько дальнозорким, что практически любой предмет, как бы далеко он ни находился, оказывается для нас слишком близко, и мы способны видеть только достаточно крупные предметы, да и то очень расплывчатыми. Это ничуть не мешает водолазам и аквалангистам прекрасно ориентироваться в прозрачной воде. Но у них глаза непосредственно не соприкасаются с водой. От нее их отделяет стекло и тонкий слой воздуха, поэтому в фокусировке принимает участие и хрусталик и роговица. Изображение получается вполне отчетливым, только все предметы кажутся на треть крупнее, чем в действительности. Это обстоятельство нужно всегда иметь в виду, слушая охотничьи рассказы аквалангистов.

Преломляющая сила глаза зависит не только от кривизны роговицы и хрусталика, но и от качества материала, из которого они состоят. Роговица рыб, как и человека, неспособна в воде преломлять световые лучи. Рыбы и не пытаются ее для этого использовать, она у них плоская, зато хрусталик шаровидный. У китов роговица выпуклая, а показатель ее преломления велик, в фокусировке участвуют и роговица и хрусталик.

Каждый вид животных приобрел глаза, наиболее удобные для зрения в той среде, где он обитает. Труднее всего было тем, кому приходилось бывать и под водой и на суше. Им пришлось или выбирать себе зрение лишь для одной среды, или значительно реконструировать глаза. Небольшая рыба илистый прыгун выбрал для себя глаза типичного обитателя суши. Он постоянно вылезает на прибрежные деревья и проводит много часов вдали от воды. А если в воде его глаза ничего не видят, не беда: ведь в грязных лужах, где приходится обитать прыгунам, вода такая мутная, что глаза, пожалуй, совсем не нужны.

Жучки-ветрячки живут в чистой воде. Они не смогли сделать выбора, и природа снабдила их двумя парами глаз: одной для воды, второй для воздушной среды. Точно так же пришлось поступить природе с рыбкой четырехглазкой, обитающей в водоемах Центральной и Южной Америки. Питается четырехглазка насекомыми, ловко подпрыгивая и хватая их на лету.

Фактически у четырехглазки два вполне обычных глаза, только зрачки их сильно вытянуты в вертикальном направлении и разделены на две части специальной перегородкой. Преломляющие субстанции верхней части прозрачных сред глаза приспособлены для зрения в воздушной среде, нижние — в водной.

Особенно трудной задачей оказалось конструирование глаз для животных, способных очень быстро перемещаться. Бакланы, которым, как и всем птицам, для полета необходимо самое дальнее зрение, а в воде при ловле рыбы — самое ближнее, могут очень сильно менять кривизну хрусталика. Если у человека даже в юности преломляющая сила глаза достигает всего лишь 15 диоптрий, то у бакланов она составляет 40–50. Поэтому они одинаково хорошо видят и небольшую рыбешку, стремительно удирающую к зарослям подводной травы, и орла, висящего высоко в небе у них над головой.

Очень хорошо видят и в воде и на суше большинство тюленей и многие морские змеи. А вот пингвины, покидая воду, становятся очень близорукими.

Очень сильно отличаются глаза современных животных по своей чувствительности к свету. Причина этих различий понятна: освещенность на земном шаре изменяется в широких пределах: то светит яркое солнце, то день становится пасмурным, то наступила глухая ночь. Многие животные постоянно живут в темноте, под землей, в пещерах, в глубине океанов. Многие днем спят и только ночью выходят из своих убежищ. У таких животных обычно или очень большие и очень чувствительные глаза, или эти органы оказываются редуцированными, и их хозяевам приходится обходиться без зрения.

Иногда глаза достигают прямо-таки гигантских размеров: у глубоководных моллюсков до 20 сантиметров в диаметре, а у маленькой амфиподы равны трети длины тела. У глубоководных рыб и моллюсков глаза имеют телескопическую удлиненную форму и очень большой зрачок. Все эти приспособления направлены на то, чтобы собрать внутри глаза как можно больше световых лучей и сфокусировать их затем на световоспринимающих элементах, которые обладают очень большой чувствительностью. Сове, чтобы отчетливо видеть, нужно в 100 раз меньше света, чем человеку.