Нам здається, що тварини бачать світ приблизно так само, як ми. Насправді їх сприйняття сильно відрізняється від людського. Навіть у птахів - теплокровних наземних хребетних тварин, як і ми, - органи чуття працюють інакше, ніж у людини.

Важливу роль в житті птахів грає зір. Тому, хто вміє літати, необхідно орієнтуватися в польоті, вчасно помічати їжу, часто на великій відстані, або хижака (який, можливо, теж вміє літати і наближається стрімко). Так чому ж зір птахів відрізняється від людського?

Для початку зазначимо, що очі у птахів дуже великі. Так, у страуса їх осьова довжина вдвічі більше, ніж у людського ока, - 50 мм, майже як тенісні м'ячі! У рослиноїдних птахів очі становлять 0,2-0,6% маси тіла, а у хижих, сов та інших птахів, виглядає здобич здалеку, маса очей може в два-три рази перевищувати масу мозку і досягає 3-4% від маси тіла, у сов - до 5%. Для порівняння: у дорослої людини маса очей - приблизно 0,02% від маси тіла, або 1% від маси голови. А, наприклад, у шпака 15% маси голови доводиться на очі, у сов - до третини.

Гострота зору у птахів набагато вище, ніж у людини, - в 4-5 разів, у деяких видів, ймовірно, до 8. Грифи, що харчуються падлом, бачать труп копитного тварини в 3-4 км від них. Орли помічають здобич з відстані близько 3 км, великі види соколів - з відстані до 1 км. А сокіл-боривітер, що летить на висоті 10-40 м, бачить в траві не тільки мишей, але навіть комах.

Які особливості будови очей забезпечують такої гостроти зору? Один з факторів - розмір: великі очі дозволяють отримати великі зображення на сітківці. Крім цього, в сітківці ока птаха висока щільність фоторецепторів. У людей в зоні максимальної щільності 150000-240000 фоторецепторів на мм 2, у будинкового горобця - 400 000, у звичайного канюка - до мільйона. Крім того, хороше дозвіл зображення визначається співвідношенням кількості нервових гангліїв до рецепторів. (Якщо кілька рецепторів приєднано до одного ганглію, дозвіл знижується.) У птахів це співвідношення набагато вище, ніж у людей. Наприклад, у білій трясогузки на 120 000 фоторецепторів припадає близько 100 000 гангліозних клітин.

Як і у ссавців, у птахів в сітківці є область, яка називається центральної ямкою, - поглиблення в середині жовтої плями. У центральній ямці через високої щільності рецепторів гострота зору найвища. Але цікаво, що у 54% видів птахів - хижих, зимородків, колібрі, ластівок і ін. - є ще одна область з найвищою гостротою зору, для поліпшення бічного огляду. Стриж важче здобувати корм, ніж ластівкам, в тому числі тому, що у них лише одна область гострого зору: стрижі добре бачать тільки вперед, і способи лову комах на льоту у них менш різноманітні.

Очі у більшості птахів розташовані досить далеко один від одного. Поле зору кожного ока - 150-170 о, але перекривання полів обох очей (поле бінокулярного зору) становить у багатьох птахів лише 20-30 о. Зате летить птах може бачити те, що робиться перед нею, з боків, ззаду і навіть внизу (Рис. 1) . Наприклад, великі і опуклі очі американських вальдшнепів Scolopax minor високо розташовані на вузькій голові, і у них поле зору досягає 360 про в горизонтальній площині і 180 про в вертикальної. У вальдшнепа є поле бінокулярного зору не тільки попереду, але і позаду! Дуже корисне якість: годується вальдшнеп засовує дзьоб в м'який грунт, розшукуючи там дощових черв'яків, комах, їх личинок і іншу підходящу їжу, при цьому бачить і те, що діється навколо. Великі очі дрімлюг злегка зміщені назад, їх поле зору теж близько 360 о. Широке поле зору характерно для голубів, качок і багатьох інших птахів.

А у чапель і випий поле бінокулярного зору зміщене вниз, під дзьоб: воно вузьке в горизонтальній площині, але протяжне вертикально, до 170 о. Така птиця, коли тримає дзьоб горизонтально, може бачити бінокулярний зір власні лапи. І навіть піднімаючи дзьоб вгору (як роблять бугая, чекаючи на здобич в очеретах і маскуючись за рахунок вертикальних смужок на оперенні), вона здатна дивитися вниз, помічати плаваючу у воді дрібну живність і точними кидками ловити її. Адже бінокулярний зір дозволяє визначати відстань до предметів.

1. Поля зору людини і птахів в горизонтальній площині на рівні очей (а) і в проекції на сферу (б). Примати - чемпіони по бінокулярного зору, але птиці дивляться на світ ширше: багато хто з них здатні дивитися назад і вгору, не повертаючи голови. Чаплі можуть обома очима заглянути собі під дзьоб (б, в). Австралійської розовоухой качці це не дано (заважає сам дзьоб), зате огляд вгору і назад у неї прекрасний (По: Brain Behavior and Evolution, 1994, 44, 74-85, Journal of Vision 2009, 9, 11, 14, 1- 19)

Для багатьох птахів важливіше мати НЕ велике поле зору, а саме гарне бінокулярний зір, двома очима відразу. Це перш за все хижі птахи і сови, так як їм необхідно оцінювати відстань до видобутку. Очі у них близько посаджені, і перетин полів зору досить широке. При цьому вузьке загальне поле зору компенсується рухливістю шиї. З усіх видів птахів бінокулярний зір найкраще розвинений у сов, а голову вони можуть повертати на 270 о.

Для фокусування очей на об'єкті при швидкому русі (власному, або об'єкта, або сумарному) потрібна хороша акомодація кришталика, тобто здатність швидко і сильно швидко змінювати його кривизну. Очі птахів забезпечені спеціальною м'язом, яка змінює форму кришталика ефективніше, ніж у ссавців. Особливо розвинена ця здатність у птахів, які ловлять здобич під водою, - бакланів, зимородків. У бакланів здатність до акомодації дорівнює 40-50 діоптріями, а у людини 14-15, хоча деякі види, наприклад кури і голуби, мають всього 8-12 діоптрій. Пірнаючим птахам допомагає ще бачити під водою прозоре третє віко, що закриває очей, - свого роду окуляри для підводного плавання.

Все, напевно, звертали увагу на те, як яскраво пофарбовані багато птахів. Деякі види - чечітки, коноплянки, зарянки, в цілому неяскраво пофарбовані, мають ділянки яскравого оперення. У інших під час шлюбного періоду з'являються яскраві частини тіла, наприклад фрегати-самці надувають червоний горловий мішок, у глухих кутів дзьоб стає яскраво-оранжевим. Таким чином, навіть за забарвленням птахів видно, що у них добре розвинене кольоровий зір, на відміну від більшості ссавців, серед яких немає таких ошатних створінь. У ссавців краще всіх розрізняють кольори примати, але птиці випереджають навіть їх, і людини в тому числі. Це пов'язано з деякими особливостями будови очей.

2. У сітківці людини є три типи колбочок і три максимуми чутливості, в сітківці птахів - чотири, причому криві їх спектральної чутливості перекриваються куди менше, ніж у нас

У сітківці ссавців і птахів є дві основні різновиди фоторецепторів - палички і колбочки. Палички забезпечують нічний зір, в очах сов переважають саме вони. Колбочки відповідають за денний зір і розрізнення кольорів. У приматів три типи (вони сприймають відомі всім окулістів та цветокорректор червоний, зелений і синій кольори), у інших ссавців тільки два. У птахів чотири типи колбочок з різними зоровими пігментами - червоний, зелений, синій і фіолетовий / ультрафіолетовий. А чим більше різновидів колб, тим більше відтінків розрізняє очей (Рис. 2) .

На відміну від ссавців, кожна колбочка птахів містить ще краплю пофарбованого масла. Ці краплі грають роль фільтрів - відрізають частину спектру, яка сприймається конкретної колбочкою, за рахунок цього зменшують перекриття реакцій між колбочками, що містять різні пігменти, і збільшують кількість квітів, які можуть розрізняти птиці. У колбочках виявлені шість типів масляних крапель; п'ять з них представляють собою суміші каротиноїдів, які поглинають хвилі різної довжини і інтенсивності, а в шостому типі пігменти відсутні. Точний склад і забарвлення крапель варіюють від виду до виду: можливо, вони забезпечують тонке налаштування зору, так, щоб його можливості найкращим чином відповідали життєвого середовища та харчової поведінки.

3. Птахи здатні побачити ультрафіолетову забарвлення в оперенні хвилястого папугу і синиці-лазоревки

Четвертий тип колб дозволяє багатьом птахам розрізняти ультрафіолетовий колір, для людей невидимий. Список видів, для яких ця здатність доведена експериментально, в останні 35 років сильно виріс. Це, наприклад, безкілеві, кулики, чайки, чистіковиє, трогонові, попугаеобразние і горобині. Експерименти показали, що області оперення, демонстровані птахами під час залицяння, часто мають ультрафіолетову забарвлення. Для людського ока близько 60% видів птахів не мають статевого диморфізму, тобто самці і самки зовні не відрізняються, але самі птахи, можливо, так не вважають. Звичайно, не можна показати людям, як птахи бачать один одного, але можна приблизно уявити це по фотографіях, де ультрафіолетові ділянки тоновані умовним кольором (Рис. 3) .

Здатність бачити ультрафіолетовий колір допомагає птахам відшукувати корм. Показано, що плоди і ягоди відображають ультрафіолетові промені, що робить їх більш помітними для багатьох птахів. А боривітри, можливо, бачать стежки полівок: вони позначені сечею і екскрементами, які відображають ультрафіолет і за рахунок цього стають видимими для хижого птаха.

Однак, володіючи найкращим сприйняттям кольору серед наземних хребетних, птиці позбавляються його з настанням сутінків. Щоб розрізняти кольори, птахам потрібно в 5-20 разів більше світла, ніж людям.

Але це ще не все. У птахів є і інші недоступні нам здатності. Так, вони бачать швидкі рухи значно краще людей. Ми не помічаємо мерехтіння зі швидкістю більше 50 Гц (наприклад, світіння люмінесцентної лампи нам здається безперервним). Тимчасовий дозвіл зору у птахів значно вище: вони можуть помітити більше 100 змін в секунду, наприклад у мухоловки-форель - 146 Гц ( PLoS ONE, 2016, 11 (3): e0151099, doi: 10.1371 / journal.pone.0151099 ). Це спрощує дрібним птахам полювання на комах, але, можливо, робить нестерпним життя в неволі: лампи в приміщенні, на думку людини, нормально світять, для птиці противно блимають. Птахи здатні бачити і дуже повільний рух - наприклад, переміщення сонця і зірок по небу, недоступне нашому неозброєному оку. Передбачається, що це допомагає їм орієнтуватися під час перельотів.

Кольори і відтінки, невідомі нам; круговий огляд; перемикання режимів від «бінокля» до «лупи»; найшвидші руху видно чітко, як в сповільненій зйомці ... Нам важко навіть уявити, як сприймають світ птиці. Можна тільки захоплюватися їх можливостями!