Они видят то, что для человека невидимо: как устроен мир насекомых и птиц
Люди воспринимают окружающий мир по большей части глазами, различая цвета, форму объектов, расстояния и другие визуальные параметры. Но для многих животных картина куда богаче: они видят то, что остается скрытым для нас. Так, насекомые и птицы могут различать ультрафиолет и улавливать поляризацию света, что помогает им выживать в своей среде. Как им это удается и какие дает преимущества, рассказываем в нашей статье.
Ультрафиолет
Человеческий глаз не воспринимает ультрафиолет, так как хрусталик его блокирует. А вот у насекомых и птиц УФ‑свет – обычная часть видимого спектра.
У пчел, например, зрение устроено так, что они воспринимают мир в диапазоне, включающем ультрафиолет. Для них лепестки цветов не просто желтые или синие, а целые навигационные карты. На многих из них есть «УФ‑рисунки» – узоры, которые люди не замечают, а пчелы видят отчетливо. Они работают как посадочные полосы, показывая, где находится нектар и помогая опылителю быстрее найти цель.
Бабочки тоже активно используют ультрафиолет, причем не только для поиска пищи. Узоры на крыльях, различимые в УФ‑диапазоне, помогают им узнавать особей своего вида и выбирать партнера. То, что нам кажется однотонным крылом, для бабочки представляет яркий и четкий сигнал.
Птицы фиксируют ультрафиолет не хуже насекомых, и это помогает им в самых разных делах. Например, многие плоды и ягоды отражают УФ‑свет: для пернатых такой плод буквально «светится» среди листвы. Хищники же используют эту способность для охоты, поскольку перья мелких птиц или шерсть грызунов оставляют следы, которые хорошо видны в ультрафиолете, и по ним проще выследить добычу. А у некоторых птиц яркость УФ‑отражения оперения является показателем здоровья и привлекательности для партнера (чем ярче, тем лучше гены).
Поляризация
Поляризованный свет – это свет, волны которого колеблются в одной плоскости. Он появляется, когда свет рассеивается в атмосфере или отражается от поверхности воды. Человеческий глаз этого не различает, а вот насекомые и птицы – очень даже.
Для пчел и муравьев поляризация – это встроенный компас. Даже если солнце скрыто за облаками, по картине поляризации неба они могут определить его положение. Это позволяет им уверенно возвращаться домой по самым коротким маршрутам. У пчел в глазах есть специальные участки, чувствительные к поляризации, благодаря чему они буквально «читают» небо, чтобы не сбиться с пути.
Птицы используют поляризацию похожим образом, но в более масштабных путешествиях. Перелетные виды ориентируются по солнцу, звездам и магнитному полю Земли, а поляризованный свет помогает им уточнять направление. Особенно это важно на рассвете и закате, когда картина поляризации наиболее четкая.
Также поляризация дает возможность различать водоемы. Гладкая поверхность последних мощно отражает свет, делая его сильно поляризованным. Для птицы такой блик – надежный знак, что впереди находится источник воды. Это экономит время и силы, так как не нужно кружить над местностью, чтобы найти влагу.
Как устроены такие глаза
У насекомых глаза фасеточные, состоящие из множества отдельных элементов – омматидиев. Каждый из них работает как маленькая камера с фоторецепторами, настроенными на разные диапазоны света, включая ультрафиолет. А специальные пигменты и строение светочувствительных клеток позволяют улавливать даже слабые УФ‑сигналы.
У птиц все устроено иначе, но не менее хитро. В сетчатке их глаз есть не только палочки и колбочки, но и особые масляные капли. Эти капли работают как микрофильтры, делая восприятие цвета более точным и расширяя диапазон чувствительности, в том числе в сторону ультрафиолета. Благодаря этому птицы различают больше оттенков и лучше видят контрасты.
Получается, что и насекомые, и птицы чувствуют поляризацию света, но делают это по‑разному. У первых все зависит от того, как в клетках расположены светочувствительные молекулы, которые словно настроены на определенную «волновую ориентацию». У вторых же секрет кроется в устройстве сетчатки, особая структура которой помогает улавливать поляризованный свет.
Полезно знать
Пчелы не видят красный цвет, но отлично различают ультрафиолет, синий и зеленый. Для них «красный» цветок может выглядеть как темно‑серый, а «невидимый» УФ‑узор – как яркая метка.
Некоторые птицы воспринимают до пяти цветовых диапазонов, включая УФ, тогда как человек – только три (красный, зеленый, синий).
Муравьи могут ориентироваться по небу даже в пасмурную погоду благодаря чувствительности к поляризации.
Утки и другие водоплавающие птицы используют поляризацию, чтобы находить водоемы и избегать хищников. Рябь и блики на воде дают им подсказки о том, что происходит под поверхностью.
УФ‑зрение помогает птицам следить за чистотой оперения, ведь пятна и загрязнения становятся заметнее в ультрафиолете.
Бабочки‑голубянки используют УФ‑сигналы для защиты. Их узоры на крыльях в ультрафиолете могут сбивать с толку хищников или помогают сливаться с фоном.
В глазах птиц есть «цветные фильтры» из масляных капель, и их оттенки заметно различаются у хищников и собирателей плодов.
Стрекозы используют поляризацию отраженного от воды света, чтобы находить места для кладки яиц. Для них такие блики служат сигналом, что поверхность пригодна для размножения.
У некоторых дневных бабочек УФ‑отражающие участки крыльев работают как «сигналы согласия». Самка особым образом отражает ультрафиолет, когда готова к спариванию, и самец считывает этот даже на большой скорости полета.
Комнатные мухи способны видеть быстрые изменения поляризации света, что помогает им мгновенно корректировать полет при резких маневрах и избегать столкновений.
Жуки‑златки иногда принимают поляризованный блеск асфальта за водную гладь и пытаются туда отложить яйца, из‑за чего эти насекомые нередко гибнут на дорогах.
У волнистых попугайчиков УФ‑метка на «макушке» работает как социальный маркер. Яркость пятна позволяет птицам узнавать друг друга и оценивать статус сородича.
Клопы‑водомерки используют поляризацию, чтобы не перепутать рябь от добычи с рябью от хищника. По характеру отраженного света они отличают безопасные вибрации от опасных.
