Хамелеон зрение: Хамелеоны управляют глазами по отдельности — Naked Science

Зрение хамелеона: своеобразие и особенности

Хамелеоны являются очень загадочными животными. Они умеют менять свой цвет и смотрят на мир по-особенному. В чем отличие взгляда этого земноводного от других представителей фауны, разберем в статье.

Глаза хамелеонов

Ученые часто обращаются к теме хамелеона, потому что их зрение своеобразно.

• Веки рептилии склеены, имеют небольшую прорезь, где и находится око.
• Органы зрения смотрят в разные стороны. Они могут поворачиваться на 360 градусов и двигаются иногда в разных направлениях.

Важно! Ящерица видит различные картины правым и левым глазом.

• При нахождении жертвы зрение ящерицы фокусируется и создается стереоизображение. В этот момент хамелеон вычисляет расстояние до жертвы, готовясь к стрельбе.
• Глазной хрусталик имеет структуру рассыпающей линзы. Благодаря этому, изображение добычи, отражающееся на сетчатке, увеличивается и становится более четким.

Важно! Если вы хотите завести дома рептилию, следует помнить, что органы зрения ящерицы часто поражаются различными заболеваниями и получают травмы от веток и острых предметов.

Своеобразие зрения хамелеонов

Нейробиологи пришли к мнению, что земноводное видит 2 цели одновременно, если они находятся с двух сторон от него.

Эксперимент

Ученые израильского университета провели эксперимент. Они посадили хамелеона перед монитором, где включили движение объектов, которых земноводное считало жертвой.

Ящерица одним глазом наблюдала за меняющейся картинкой, а другим озиралась вокруг, оценивая происходящее. В какой-то момент оба глаза сосредотачивались на экране.

Важно! Если хамелеон часто закрывает глаза, значит, ему некомфортно или это является началом какого-либо заболевания.

Отслеживание объектов

Глаза ящерицы способны выполнять разные задачи, независимо друг от друга.

При изучении мозга животного выяснилось, что внутри него находятся два центра управления зрением, отвечающие за разные глаза. Но есть и третий, который принимает сигналы от двух зрачков и позволяет координировать общее зрение.

Острота взгляда рептилии позволяет различать объекты на расстоянии до 10 метров. При этом она видит и вблизи, но предмет получается размытым. Четкость появляется только примерно через 30 см.

Интересно! Хамелеон обращает внимание в основном только на объекты, находящиеся в движении. Поэтому в домашних условиях напоить ящерицу трудно, вода должна двигаться.

Ультрафиолет

В отличие о человека, хамелеон различает более расширенный диапазон цветов. Он способен видеть ультрафиолетовые оттенки.

Если собираетесь завести такого питомца, ему необходимо создать все условия, близкие к природным.

Хамелеоны. Интересные факты о рептилиях

Ни одно животное не может изменять цвета таким образом и смотреть в двух направлениях сразу, потому хамелеон определенно заслуживает того, чтобы узнать о нем больше. Невооруженным глазом видно, что хамелеон — одна из самых красивых и необычных рептилий на планете. Вот десять интересных фактов, о которых Вы могли не знать.

1. Почти половина видов хамелеонов в мире живет на остров Мадагаскар с 59 различными разновидностями, не существующими нигде за пределами острова. Существует приблизительно 160 видов хамелеона. Они распространены от Африки до южной Европы, от южной Азии до Шри-Ланки. Они были также ввезены в Соединенные Штаты в местах, таких как Гавайи, Калифорния и Флорида. Мы уже писали о самом маленьком хамелеоне в мире, который обитает на Мадагаскаре.

2. Подробнее об изменении цвета. Большинство хамелеонов изменяет цвет от коричневого до зеленого и назад, но некоторые могут принять почти любой цвет. Всего через 20 секунд может произойти перекрас. Хамелеоны рождаются со специальными клетками, у которых есть цвет или пигмент в них. Эти клетки находятся в слоях под верхней оболочкой хамелеона. Их называют хроматофорами. У верхних слоев хроматофоров есть красный или желтый пигмент. У более низких слоев есть синий или белый пигмент. Когда эти клетки пигмента изменяются, происходят изменения цвета кожи хамелеона.

Хроматофоры изменяются, потому что они получают сообщение от мозга. Сообщение говорит клеткам увеличиваться или сжиматься. Эти действия заставляют пигменты клетки смешиваться — точно так же, как краска. Меланин также помогает хамелеонам изменить цвет. Волокна меланина могут распространиться как паутины через слои клеток, и их присутствие заставляет кожу темнеть.

Многие думают, что цвет хамелеонов гармонирует с их средой. Ученые не соглашаются с этим. Их исследования показывают, что свет, температура и настроение заставляют хамелеонов меняться. Иногда изменение цвета может сделать хамелеона более спокойным. Иногда это помогает рептилии общаться с другими хамелеонами.

3. Глаза хамелеона имеют обзор в 360 градусов и видят в два направления сразу. У хамелеонов самые особые глаза среди любых рептилий.  Они могут вращаться и сосредоточиться отдельно, чтобы наблюдать два различных объекта одновременно, что позволяет их глазам перемещаться независимо друг от друга.

Это дает им полную дугу с 360 градусами обзора вокруг их тела. Когда добыча обнаружена, оба глаза могут быть сосредоточены в том же самом направлении, обеспечивая острое стереоскопическое видение и восприятие глубины. У хамелеонов очень хорошее зрение для рептилий, позволяет им видеть маленьких насекомых на длинном расстоянии (на 5-10 м).

4. Хамелеоны очень разнятся по размеру и устройству тела с максимальной длиной, изменяющейся от 15 миллиметров у самцов Brookesia micra (одна из самых маленьких рептилий в мире) до 68.5 сантиметрам у самцов Furcifer oustaleti.

5. Язык хамелеона может превышать в 1.5-2 раза длину их тела. Они могут выстреливать  языком изо рта, чтобы захватить добычу. Недавно обнаружено, что у меньших хамелеонов пропорционально более крупные языки, чем у больших. Метание языка происходит с чрезвычайно высокой эффективностью, достигая добычу всего за 0.07 секунды.

6. Лапы хамелеонов чрезвычайно приспособлены к движению на деревьях. На каждой ноге есть пять ясно выделяющихся пальцев, давая каждой ноге подобный щипцам эффект. Каждый палец ноги также оборудован острым когтем, чтобы помочь крепко держаться за поверхности при вскарабкивании.

7. Самцы, как правило намного более яркие. У многих есть украшения на голове или лице, у других могут быть большие гребни сверху.

8. Хамелеоны не очень хорошо слышат. Как и у змей, у хамелеонов нет внешнего или среднего уха, таким образом, нет и барабанной перепонки. Однако, хамелеоны не глухие. Они могут улавливать звуковые частоты в диапазоне 200-600 Гц.

9. Хамелеоны видят и в обычном и в ультрафиолетовом свете. Хамелеоны, подвергнутые ультрафиолетовому свету, показывают большую активность и более склонны к охоте.

10. Американский хамелеон фактически не является хамелеоном. Anolis carolinensis не является истинным хамелеоном, а маленькой ящерицей семейства игуаны.

В продолжение читайте также о самых красивых гекконах в отдельной подборке, посвященной рептилиям.

глаз дают обзор на 360° — Биологическая стратегия — AskNature

Биологическая стратегия

Глаза обеспечивают обзор на 360°

Хамелеоны

Команда AskNature

Изображение: Мартин Фиш / Flickr.com /

Захват, поглощение или фильтрация организмов

Многие живые системы должны обеспечивать организмы пищей. Но точно так же, как одна живая система должна поймать свою жертву, чтобы выжить, ее жертва должна убежать, чтобы выжить. Это приводит к стратегиям захвата и избегания, которые включают обман, скорость, яды, сооруженные ловушки и многое другое. Например, у плотоядного растения, называемого кувшинным растением, листья образуют трубку, в которую собирается вода. Длинные скользкие волоски внутри трубки обращены вниз. Когда насекомые входят в трубку в поисках нектара, они теряют опору и проскальзывают внутрь, не в силах выбраться наружу и избежать поедания и переваривания растением.

Изменить позицию

Многие ресурсы, необходимые живым системам для выживания и воспроизводства, постоянно меняются по количеству, качеству и расположению. То же самое относится и к угрозам, с которыми сталкиваются живые системы. В результате у живых систем есть стратегии сохранения доступа к меняющимся ресурсам и предотвращения изменения угроз путем корректировки своего местоположения или ориентации. Некоторые живые системы изменяют свое положение, перемещаясь из одного места в другое. Те, кто не может изменить свое местоположение, например деревья, изменяют положение, перемещаясь на месте. Примером организма, который делает и то, и другое, является хамелеон. Это существо может перемещаться с места на место, чтобы найти пищу или спастись от хищников. Но он также может оставаться на одном месте и поворачивать глаза, чтобы обеспечить обзор на 360 градусов, чтобы он мог охотиться, не пугая свою жертву.

Восприятие света (видимый спектр) из окружающей среды

Живые системы постоянно получают сигналы из окружающей среды, которые помогают им выживать. Свет (в видимом спектре) может исходить от других живых систем (таких как светлячки) или от неживых источников (таких как солнце). Выживание часто зависит от ощущения и реагирования на проблемы, такие как условия низкой освещенности или свет, который каким-то образом изменился. Поскольку на карту поставлено основное выживание, живые системы должны превосходно справляться с этими проблемами. Хорошо известно явление, как вода искривляет свет. Аист, пытающийся поймать рыбу под водой, может компенсировать этот эффект изгиба, так что, когда он нападает на рыбу, у него есть хорошие шансы ее поймать.

Восприятие движения

Восприятие движения важно для живой системы, чтобы чувствовать, где она находится по отношению к движущейся среде, что имеет решающее значение при поиске ресурсов или навигации. Это применимо независимо от того, находится ли в движении сама среда (например, движение воды, исходящее от ближайшей рыбы) или живая система движется в стационарной среде (например, птица, летящая по воздуху). Поскольку движение затухает с расстоянием и цена пропуска этих сигналов движения высока, живые системы должны быть весьма чувствительны к этим сигналам. Например, у быстролетающих больших коричневых летучих мышей есть микроскопические, жесткие, куполообразные волоски на перепонках крыльев, которые действуют как массив датчиков для отслеживания скорости полета и условий воздушного потока.

Рептилии

Класс Reptilia («ползучие»): ящерицы, крокодилы, черепахи, змеи

Рептилии сохраняют некоторые ключевые характеристики, которые впервые позволили позвоночным постоянно жить на суше. У них сухая кожа, покрытая чешуйками из кератина, которые помогают предотвратить потерю воды. (Амфибии по-прежнему должны держаться близко к воде, чтобы их кожа оставалась влажной.) Многие рептилии размножаются, откладывая водонепроницаемые яйца с желтком, поэтому яйца могут развиваться на суше, оставаясь влажными и питательными. Рептилии также являются эктотермами, что означает, что они не производят собственное тепло тела. Это означает, что они сжигают энергию гораздо медленнее, чем «теплокровные» существа того же размера. Это также означает, что им нужно согреваться, чтобы оставаться активными, поэтому вы можете увидеть, как они проводят, казалось бы, чрезмерное количество времени, просто греясь на солнце.

Глаза хамелеона обеспечивают обзор на 360 градусов благодаря уникальной анатомии глаза и способности переключаться между монокулярным и бинокулярным зрением.

Хамелеоны имеют отличительную зрительную систему, которая позволяет им видеть окружающую среду почти на 360 градусов (180 градусов по горизонтали и +/-90 градусов по вертикали). Они делают это двумя способами. Первый — с анатомической специализацией, позволяющей глазам вращаться с высокой степенью свободы. Во-вторых, способность хамелеона переключаться между монокулярным и бинокулярным зрением, что означает, что они могут рассматривать объекты любым глазом независимо или обоими глазами вместе.

Несколько анатомических особенностей позволяют хамелеонам вращать глазами в такой высокой степени. Глаза расположены на противоположных сторонах головы, обеспечивая обзор в стороны и назад или вперед. Внутри глазные яблоки установлены в двойных конических башнях (как два перевернутых рожка для мороженого). Без глубокой орбитальной впадины, предотвращающей выпадение глаза (как у людей), у хамелеона развилась толстая мускулистая крышка. Эта крышка окружает каждую глазную башенку, оставляя открытым только зрачок. Это обеспечивает «страховочную сетку», позволяющую глазу выпячиваться из конической башни. Без ограничения глубокой орбитальной впадины каждый глаз может вращаться почти на 180 градусов, обеспечивая гораздо более широкий диапазон зрения, чем у животных, чьи глаза закреплены в структурах глазницы.

Способность переключаться между монокулярным и бинокулярным зрением также позволяет хамелеону панорамно рассматривать объекты. При поиске добычи хамелеон использует монокулярное зрение, при этом каждый глаз работает независимо от другого. Движения глаз, или саккады, при таком функционировании называются «несвязанными». Два отдельных пучка нервов контролируют мускулатуру глаз, а в мозг посылаются два отдельных изображения. Как только хамелеон замечает свою добычу, саккады синхронизируются в процессе, называемом «сцепление», и оба глаза фиксируют объект. Чтобы произошло сцепление, визуальные сигналы сначала отправляются в мозг через два несвязанных нервных пучка. Мозг считывает эти сигналы, и глаз, заметивший добычу, посылает в мозг более сильные электрические импульсы, чем глаз, все еще ищущий цель. Нейрон глаза, который не видит жертву, синхронизируется с тем, который ее видит, образуя более крупный нервный пучок. Как только движения глаз синхронизированы, глаза фиксируются на объекте, и вращается только голова.

Способность хамелеона свободно переключаться между синхронными и несвязанными саккадическими движениями глаз подобна двум фильмам, проигрывающимся у вас в голове, и если вы хотите посмотреть только один, вы можете это сделать. Это позволяет хамелеону действовать как бинокулярный и монокулярный организм удивительно эффективно для защиты, сбора пищи и рефлексов.

Это резюме было предоставлено Элли Миллер.

Последнее обновление 14 сентября 2016 г.

Каталожные номера

«Возможно, самые странные из животных глаза принадлежат хамелеону. Они установлены в двойных конических башнях и могут двигаться независимо друг от друга, что дает хамелеону возможность видеть все вокруг себя, когда ищет добычу, и бинокулярное зрение вперед, когда он готовится нанести удар своим длинным липким языком». (Foy and Oxford Scientific Films 1982:127)

Книга

Великий замысел: форма и цвет у животных

26.02.1983 | Салли Фой

предварительный просмотр встраивания

Ссылка

загрузка

«…[У] хамелеона [так в оригинале] очень независимые движения глаз с характерным чередованием саккадических движений глаз между каждым глазом. У хамелеона количество саккад в одном глазу перед переключением на другой обычно равно одному, но могут наблюдаться три или четыре (см. Дополнительный материал). Измерения фоторетиноскопии показывают, что чередование каждого глаза также распространяется на аккомодацию, которая использует визуальную обратную связь для управления фокусом изображения на сетчатке только в «активном» глазу. Эти наблюдения подтверждают интерпретацию того, что внимание переключается с глаза на глаз вместе с глазодвигательным переключением… Кажется вероятным, что механизм переключения помогает устранить двусмысленность, которая возникла бы, если бы оба глаза одновременно захватили разные цели-жертвы». (Петтигрю и др. 1999:421-422)

Журнальная статья

Конвергенция специализированного поведения, движений глаз и зрительной оптики у песчанки (Teleostei) и хамелеона (Reptilia)

Актуальная биология | 25.07.2002 | Джон Д. Петтигрю, Шон П. Коллин, Матиас Отт

предварительный просмотр встраивания

Ссылка

загрузка

«Когда объект добычи не фиксировался, наблюдались несопряженные саккады, что соответствовало более ранним наблюдениям у хамелеонов. Во время выслеживания добычи хамелеоны переключались на другое глазодвигательное поведение и преследовали движущуюся добычу синхронными саккадами. При более высоких скоростях отслеживание движения головы также было саккадическим и синхронизировалось с двумя глазами». (Отт 2001:173)

Журнальная статья

Хамелеоны двигаются независимо друг от друга, но синхронизируют оба глаза во время скачкообразного отслеживания добычи 

Экспериментальное исследование мозга | 02.12.2003 | Матиас Отт

предварительный просмотр встраивания

Ссылка

загрузка

«Склеральный хрящ (кольцо) присутствует и у хамелеона образован 11 склеральными косточками, образующими коническую форму. Он ограничен орбитальным полушарием в склеральном слое глаза с выходом роговицы из центра. Эта склеральная косточка покрыта тонкими мышечными волокнами нижней мышцы века, расположенной ниже поверхности кожи. Эта мышца-депрессор века простирается от края века вентромедиально вокруг глаза в виде тонкого листка к вентральной и медиальной части орбиты, где она начинается на небной и межглазничной мембранах». (Толли и Херрел 2013: 44)

Книга

Биология хамелеонов

16.11.2013

предварительный просмотр для встраивания

Справочник

loading

Мы не можем найти страницу, которую вы ищете.

Вернитесь и повторите попытку или используйте главное меню выше.

Хотите, чтобы AskNature был в вашем почтовом ящике?

Узнайте, что нового на AskNature, подписавшись на нашу электронную рассылку новостей.
Каждый месяц мы будем приносить вам подборку интересных обновлений этой постоянно растущей библиотеки биологических стратегий и инноваций.

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Двойное зрение у хамелеонов — это тщательно скоординированная работа

By

4 Min Read

Хамелеоны обладают многими способностями, самая известная из которых — умение маскироваться, меняя цвет. Другой способностью до сих пор считалось совершенно независимое движение их глаз, позволяющее им видеть две совершенно разные картины мира. Это предположение было распространено из-за отсутствия коры у ящериц Старого Света, что приводило к очень редкому пересечению между левым и правым полушариями их мозга.

Израильские исследователи из отдела нейробиологии Хайфского университета недавно в ходе лабораторных экспериментов обнаружили, что движения глаз хамелеона действительно скоординированы.

«До сих пор считалось, что хамелеоны и другие позвоночные с латерально расположенными глазами не могут одновременно отслеживать две разные цели, не могут одновременно делить свое внимание на две цели. Однако мы обнаружили, что они могут одновременно отслеживать две цели, по одной каждым глазом, что является новым открытием для нейронов. Впервые такое поведение было задокументировано и описано, а это означает, что то, как мозг контролирует движение глаз, координируется между двумя полушариями мозга», — сказал доктор медицинских наук Хадас Кеттер-Кац, опубликовавший исследование. результаты в Журнале экспериментальной биологии в июле.

В ходе лабораторных испытаний Кеттер-Кац и ее команда решили использовать простые видеоигры, чтобы проверить, работают ли левые или правые глаза хамелеонов независимо друг от друга. Хамелеоны были помещены перед экраном компьютера, показывающим изображение оцифрованного насекомого, движущегося из стороны в сторону, и реагировали, высвобождая свои языки прямо на пиксельную добычу.

Другая игра начиналась с показа одной оцифрованной жертвы в центре экрана, а это означало, что хамелеон получал одинаковое изображение обоими глазами. Затем исследователи разделили изображение на двух насекомых, движущихся к двум противоположным сторонам экрана. По словам Кеттер-Кац, глаза хамелеона отслеживали движение обоих, по одному каждым глазом, пока не была выбрана одна цель.

В ходе экспериментов исследователи отслеживали и анализировали движения глаз хамелеонов, впервые обнаружив, что ящерица способна отслеживать две разные цели одновременно. Кеттер-Кац говорит, что они обнаружили, что у каждого глаза была своя особая роль в этом процессе — в то время как один глаз отслеживал добычу, другой отслеживал свою собственную цель, пока не сошелся с первым глазом, чтобы зафиксировать цель.

«Мы обнаружили, что у каждого глаза своя роль. У нас есть отслеживающий глаз, который будет продолжать отслеживать цель, и сходящийся глаз, который будет сходиться к отслеживающему глазу, и в конце концов она выберет эту цель. Мы выяснили, что у каждого глаза свой тонкий паттерн движений глаз в зависимости от его роли. Так что еще до того, как хамелеон выбрал одну из целей, я мог определить по тонким узорам глаза, на какую из них он собирается пойти», — сказал Кеттер-Кац.

Она добавила, что результаты исследований могут иметь более широкие выводы относительно структуры мозга хамелеонов и подобных видов.

«Мы предполагаем, что мозг управляет каждым глазом независимо с помощью независимых единиц движения глаз, но существует более высокий уровень контроля, который может координировать эти два.