Секрет цветного зрения осьминогов и каракатиц оказался связан с формой зрачка
Каракатица и ее зрачок
Roy Caldwell
Команда ученых, состоящая из отца и сына из Университета Калифорнии в Беркли и Гарвардского университета, описала механизм, позволяющий головоногим моллюскам различать цвета, — вопреки тому, что их глаза содержат только один тип фоторецепторов. Статья опубликована в журнале PNAS.
Как объясняют авторы, различать цвета головоногим позволяет необычный зрачок, который может иметь U-образную, W-образную или гантелевидную форму. Благодаря такому зрачку свет попадает на сетчатку глаза под множеством разных углов. Неправильная форма зрачка усиливает хроматическую аберрацию, после чего глаз фокусирует световые волны определенной длины на разных участках сетчатки. Такая фокусировка достигается за счет изменения глубины глазного яблока, расстояния между хрусталиком и сетчаткой и перемещения зрачка. Цвет же определяется исходя из того, удалось ли сфокусировать волны определенной длины на сетчатке.
Такой механизм отличается от механизма зрения человека и других млекопитающих, у которых свет более-менее прямо падает на сетчатку через зрачок правильной формы (круглый или вытянутый). Чем уже отверстие зрачка, тем меньше становится хроматическая аберрация — и наоборот, чем сильнее расширен зрачок, тем больше рассеиваются цвета. По словам авторов, в то время как млекопитающие в ходе эволюции постарались минимизировать эффект хроматической аберрации, головоногие моллюски, напротив, научились использовать его в свою пользу.
Соотношение степени хроматической аберрации и формы зрачка
Stubbs A. & Stubbs C. / PNAS, 2016
За способность различать цвета подобным образом головоногим приходится расплачиваться нечетким зрением. Однако то, насколько оно нечеткое, зависит от того, на объект какого цвета они смотрят. По словам авторов, головоногие с трудом могут сфокусироваться на белых объектах, потому что они отражают все световые волны, однако не испытывают проблем с фокусировкой на объектах ярких чистых цветов, например синих или желтых, которые часто встречаются в коралловых рифах. Это также объясняет, почему головоногие часто проваливают тесты на различение цветов: во многих исследованиях задания были направлены на различение промежуточных цветов или чистых цветов одинаковой яркости без контраста. Лучше всего, отмечают авторы, головоногим удается различать границы между темными и яркими цветами. Это косвенно подтверждается окраской, которую они принимают во время брачных демонстраций: чаще всего она состоит из ярких пятен, разделенных темными полосами.
Работу такого механизма авторы проверили с помощью компьютерного моделирования, симулировав зрительную систему с одним типом фоторецепторов и разными степенями хроматической абберации. Модели, подробности которых приводятся в статье, позволили показать, как хроматическая аберрация может быть использована для извлечения спектральной информации с помощью зрачков неправильной формы.
Традиционно считается, что осьминоги, кальмары, каракатицы и другие головоногие моллюски не способны различать цвета, потому что в их сетчатке есть только один тип фоторецепторов. Однако при этом самцы головоногих моллюсков используют яркие цвета в брачных демонстрациях — что не имело бы никакого смысла, если бы самки и соперники не могли оценить их яркую окраску. Кроме того, головоногие моллюски способны, как хамелеоны, менять цвет кожи в зависимости от окружения — что было бы сложно осуществить, если бы они не имели цветового зрения. Однако сказать с уверенностью, что головоногие умеют (или не умеют) видеть цвета, ученые пока не могут: тесты на различение цветов дают противоречивые результаты. Зато головоногие моллюски (а также членистоногие: насекомые, ракообразные и пауки), в отличие от млекопитающих, умеют видеть поляризацию света — то есть направление поперечных колебаний световых волн.
Софья Долотовская
Коза и осьминог: что между ними общего? | Wonderful animals
Порой, мы не обращаем внимания на многие вещи. Казалось бы, все знают, как выглядит коза. Аналогично, что все знают, как выглядит осьминог. Как у этих совершенно разных представителей животного мира может быть что-то общее? А вот и может!
Так что же общего?Калифорнийские ученые задались этим же вопросом и решили провести исследования. Обследуемым предметом стали…зрачки!
Оказывается, что у коз, как и у осьминогов, зрачки сужаются горизонтально, а в расширенном состоянии достигают прямоугольной формы.
Ученые наблюдали за животными в разное время суток при различных условиях и все-таки нашли закономерность.
Удивительная особенностьОказывается, строение зрачка у любого животного напрямую зависит от того, кем оно является в природе − охотником или жертвой. Например, у кошек зрачки сужаются вертикально. Это значит, что кошка является охотником и ей необходимо видеть все до мельчайших деталей, особенно в ночное время суток.
Вертикальные зрачки кошкиВертикальные зрачки кошки
С козами дело обстоит немного иначе.
В животном мире коза выступает в качестве жертвы. Именно поэтому у нее зрачки такой необычной формы. Разберемся подробнее, в чем же преимущество таких глаз?
Во-первых, начнем с того, что глаза у животного располагаются по бокам. Это тоже не просто так. Такое расположение напрямую влияет на угол обзора. Даже когда коза спокойно жует траву на лугу, она может видеть вокруг себя практически всю местность, так как имеет радиус обзора 340-360 градусов!
Во-вторых, такая форма зрачка позволяет глазу поглощать больше света, но не настолько, чтобы его ослепить.
Такое обширное периферийное зрение помогает вовремя увидеть хищника и спастись бегством.
1 — зрачки осьминога, 2- зрачки козы1 — зрачки осьминога, 2- зрачки козы
Что касается осьминога, который является, как и добычей, так и охотником, то такой зрачок обеспечивает ему также панорамное зрение. Это дает возможность осьминогу не только избежать опасности, но и четко увидеть потенциальную жертву. А если учесть, что каждый глаз у этого головоногого моллюска еще и способен вращаться сам по себе, то неудивительно, что он считается самым глазастым обитателем водных глубин.
Читайте также:
Галаго: днем держит уши на замке, а по ночам плачет
Покруче скалолазов: как горные козлы удерживаются на крутых склонах?
Понравилась статья? Ставьте лайки и подписывайтесь! :))
Удивительное свойство мозга обнаружили у осьминогов
Кожа осьминогов меняет цвет, пока они спят. Это учёным известно довольно давно. При этом в обычной жизни кожа осьминога меняет цвет в ответ на внешние раздражители, и её цвет может быть индикатором настроения животного. Поэтому примерно так же давно исследователей волнует вопрос: видят ли осьминоги сны?
Новое исследование, опубликованное в издании iScience, подтверждает, что изменения цвета осьминога во сне связаны со сменой двух фаз сна: «активной» и «спокойной». Они могут быть аналогами быстрой и медленной фаз сна человека.
Люди видят сны во время быстрой, или REM-фазы, сна. Вполне возможно, что осьминогам тоже что-то снится, хотя пока учёные не торопятся с такими заявлениями. Всё-таки, осьминога не спросишь о том, снилось ли ему что-нибудь.
Напомним, что долгое время считалось, что быстрая и медленная фазы сна существуют только у млекопитающих и птиц. Позднее эту особенность обнаружили у ящериц, причём результаты исследования ЭЭГ и быстрых движений глаз подтвердили, что мозг спящих рептилий действительно находится в том же состоянии, что птичий или человеческий.
Ещё чуть позже учёные доказали, что даже сон рыб разделяется на два повторяющихся этапа. Эти открытия отодвигают эволюцию двухфазного сна, а может, и способности видеть сны, во времена, когда первые позвоночные животные ещё даже не вышли на сушу.
Теперь, с открытием двух фаз сна у осьминогов, учёные склоняются к мнению, что эволюция этой особенности мозга была нелинейной.
То есть, после того как общие предки людей и осьминогов пошли по разным эволюционным дорожкам около 500 миллионов лет назад, похожие функции мозга у двух ветвей развились независимо друг от друга. Но пока это лишь предположение.
Чтобы сделать данное открытие, учёные сняли на видео сон четырёх осьминогов вида Octopus insularis, найденных у берегов Бразилии. Исследователи проверяли, спят те или нет, показывая им видео с живыми крабами, либо постукивая по стенкам аквариума резиновыми молоточками.
Во время «спокойного» сна цвет осьминогов становился светлее, их зрачки сильно сужались. Они практически не шевелились, только их присоски и кончики щупалец иногда плавно и медленно двигались.
В свою очередь, во время «активного» сна кожа осьминогов становилась жёстче и темнее, животные двигали глазами, а их тело постоянно подёргивалось. При этом моллюски никак не реагировали на действия учёных: они спали.
Кроме того, иногда учёные наблюдали странную третью фазу, во время которой осьминоги не двигались, но половина их тела была тёмной, а половина – светлой. Возможно, это состояние сродни тому, что бывает у птиц и морских млекопитающих, когда одно полушарие мозга спит, а другое бодрствует.
Что немаловажно, две фазы сна циклично сменяли друг друга. «Активный» сон длился примерно 40 секунд, всегда следуя за «спокойным», и весь такой цикл занимал от 30 до 40 минут.
Всё это очень напоминает циклы сна, которые учёные наблюдают у других животных и человека. Однако в случае осьминогов всё немного сложнее.
Чтобы проверить, что происходит в их мозге, нужно прикрепить к их голове электроды, а эти свободолюбивые и мощные головоногие снимают со своего тела всё, что им хоть немного мешает.
Поэтому теперь учёные планируют сравнить «танец» цветовых пятен на коже спящих осьминогов с тем, как их цвет меняется, пока они выполняют какие-нибудь задачу «наяву». Пока это представляется единственной возможностью понять, что же творится в голове у осьминога, пока он спит.
К слову, исследователи не раз убеждались в том, что осьминоги способны решать сложные задачи. Это может говорить о наличии у них своеобразного интеллекта, хотя их мозг сильно отличается от мозга позвоночных животных.
Ранее Вести.Ru писали о существе, которое способно прожить жизнь совсем без сна, а также о том, что для формирования сновидений вовсе не нужен мозг.
Параллельная эволюция. Животное, способное составить конкуренцию человеку
https://ria.ru/20200430/1570769200.html
Параллельная эволюция. Животное, способное составить конкуренцию человеку
Параллельная эволюция. Животное, способное составить конкуренцию человеку — РИА Новости, 30.04.2020
Параллельная эволюция. Животное, способное составить конкуренцию человеку
Мозг осьминога по сложности сопоставим с собачьим. Строением он кардинально отличается от мозга позвоночных, что, по-видимому, не мешает эффективно его… РИА Новости, 30.04.2020
2020-04-30T08:00
2020-04-30T08:00
2020-04-30T15:46
наука
эволюция
биология
интеллект
открытия — риа наука
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/04/1e/1570807773_0:402:2048:1554_1920x0_80_0_0_18a792a750eece74a6a696ee0732c919.jpg
МОСКВА, 30 апр — РИА Новости, Альфия Еникеева. Мозг осьминога по сложности сопоставим с собачьим. Строением он кардинально отличается от мозга позвоночных, что, по-видимому, не мешает эффективно его использовать. Эти головоногие способны редактировать собственный геном, приспосабливаясь к самым неблагоприятным условиям обитания, и вполне могли бы в будущем составить конкуренцию человеку. Почему у них есть все шансы превратиться в высокоинтеллектуальных существ — в материале РИА Новости. Приматы моряВ конце 1990-х годов канадские ученые наблюдали за восемью молодыми осьминогами Enteroctopus dofleini. Каждому давали по четыре пустых пластиковых баночки, заполненных воздухом, — две черные и две белые. Баночки не тонули, чем очень заинтересовали животных, которые то хватали их щупальцами, то отбрасывали струей воды. Осьминожьего внимания хватило на полчаса, после чего они потеряли к баночкам интерес.Подобное поведение не имело никакого адаптивного смысла, а значит, решили ученые, животные просто развлекались. Так головоногие моллюски стали первыми беспозвоночными, за которыми биологи признали способность играть. До этого игровое поведение наблюдали только у млекопитающих и птиц.Чуть позже выяснилось, что желание развлечься никак не зависит от пола и возраста осьминогов. Биологи опускали в аквариумы кубики лего, и ими одинаково увлекались как самцы, так и самки.Дальше больше. Во-первых, исследования продемонстрировали, что у головоногих есть зачатки личности и они умеют различать людей. В экспериментах канадских ученых животные по-разному реагировали на каждого из двух добровольцев — меняли цвет и направление щупалец. Во-вторых, подводные «интеллектуалы» оказались способны решать сложные нестандартные задачи, с которыми ни они сами, ни их предки не встречались.В-третьих, некоторые виды — например, большие тихоокеанские полосатые осьминоги — отличаются довольно сложным социальным и брачным поведением. Они живут в группах по сорок особей и совместно охотятся. Кроме того, в период размножения самец и самка могут по нескольку дней не расставаться, делиться едой и даже «целоваться» — соприкасаться клювами и присосками на щупальцах.Восемь умных ногВсе эти особенности у морских головоногих формировались независимо от эволюции позвоночных. Последний их общий предок жил почти восемьсот миллионов лет назад, что сказалось не только на внешнем виде, но и внутреннем строении.Помимо трех сердец, эти животные обладают очень необычным мозгом. Он содержит почти пятьсот миллионов нервных клеток — не так много по сравнению с человеческими 85 миллиардами, но вполне сопоставимо с количеством нейронов в мозге собаки. Однако у осьминогов клетки крупнее и иначе распределены по телу. Если у людей большая часть нейронов сосредоточена в мозге, то у головоногих на этот орган приходится только около десяти процентов. Еще 30 процентов расположены в крупных зрительных долях. Остальные — в ганглиях — скоплениях нейронов на конечностях.Иными словами, каждое осьминожье щупальце — это своеобразный мини-мозг, который, как выяснили ученые из Еврейского университета в Иерусалиме, может действовать самостоятельно. Центральный орган только запускает необходимую поведенческую реакцию, а как ее выполнить, конечности «решают» сами.При этом щупальца осьминога способны на довольно сложные самостоятельные действия: поменять цвет или отличить чужую конечность от своей собственной. Более того, ампутированное щупальце в течение целого часа двигается и реагирует на раздражители. Удерживает одни предметы, отталкивает другие и даже может уползти подальше от хозяина.Помимо этого, у осьминогов отличное зрение — их зрачок совершеннее человеческого, у него прекрасная краткосрочная и долгосрочная память.Сам себе редакторПо мнению международной группы исследователей, когнитивные способности осьминогов и их довольно большой мозг — результат жестокой конкуренции с рыбами и морскими позвоночными.Около ста миллионов лет назад резко усилилось разнообразие лучеперых рыб — случилась так называемая Мезозойская морская революция. В результате предкам кальмаров и осьминогов пришлось не только бороться за питание и жизненное пространство с рыбами, но и учиться спасаться от хищников. Отсюда утрата наружной раковины (многие морские позвоночные научились разбивать защитные панцири моллюсков), реактивное движение, быстрая смена окраски в ответ на раздражители, чернильный мешок и самый развитый интеллект среди беспозвоночных.Кроме того, осьминоги обзавелись еще одним важным преимуществом: они научились редактировать собственные гены. Это помогает им адаптироваться к условиям среды и делает их еще умнее.Речь идет об изменении матричной РНК. Этот промежуточный переносчик информации синтезируется на матрице ДНК и служит для рибосом своего рода инструкцией по сборке белков. Если все идет в штатном режиме, то последовательность аминокислот в белке точно соответствует порядку нуклеотидов в гене, который его кодирует.Но иногда при синтезе мРНК нуклеотид аденозин превращается в инозин — это происходит благодаря особым ферментам. Подобное изменение позволяет очень точно настраивать функции белков, но используется довольно редко. Так, в организме человека подобных белков не более трех процентов.А у осьминогов, по подсчетам исследователей, их до 60 процентов. Причем среди белков, созданных на основе измененной мРНК, оказались и те, что отвечают за соединение нейронов. Скорее всего, именно они позволяют головоногим использовать сложные поведенческие сценарии. Однако редакция мРНК замедляет изменение генома и, как следствие, эволюцию самих осьминогов.
https://ria.ru/20190623/1555838408.html
https://ria.ru/20200129/1564005489.html
https://ria.ru/20150521/1065708062.html
https://ria.ru/20200116/1563496038.html
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn25.img.ria.ru/images/07e4/04/1e/1570807773_0:210:2048:1746_1920x0_80_0_0_491f6ebb3d8901a84e2c9c36a29f80bb.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
эволюция, биология, интеллект, открытия — риа наука
МОСКВА, 30 апр — РИА Новости, Альфия Еникеева. Мозг осьминога по сложности сопоставим с собачьим. Строением он кардинально отличается от мозга позвоночных, что, по-видимому, не мешает эффективно его использовать. Эти головоногие способны редактировать собственный геном, приспосабливаясь к самым неблагоприятным условиям обитания, и вполне могли бы в будущем составить конкуренцию человеку. Почему у них есть все шансы превратиться в высокоинтеллектуальных существ — в материале РИА Новости.
Приматы моря
В конце 1990-х годов канадские ученые наблюдали за восемью молодыми осьминогами Enteroctopus dofleini. Каждому давали по четыре пустых пластиковых баночки, заполненных воздухом, — две черные и две белые. Баночки не тонули, чем очень заинтересовали животных, которые то хватали их щупальцами, то отбрасывали струей воды. Осьминожьего внимания хватило на полчаса, после чего они потеряли к баночкам интерес.
Подобное поведение не имело никакого адаптивного смысла, а значит, решили ученые, животные просто развлекались. Так головоногие моллюски стали первыми беспозвоночными, за которыми биологи признали способность играть. До этого игровое поведение наблюдали только у млекопитающих и птиц.
Чуть позже выяснилось, что желание развлечься никак не зависит от пола и возраста осьминогов. Биологи опускали в аквариумы кубики лего, и ими одинаково увлекались как самцы, так и самки.23 июня 2019, 21:57НаукаУченые сняли на видео гигантского кальмараДальше больше. Во-первых, исследования продемонстрировали, что у головоногих есть зачатки личности и они умеют различать людей. В экспериментах канадских ученых животные по-разному реагировали на каждого из двух добровольцев — меняли цвет и направление щупалец. Во-вторых, подводные «интеллектуалы» оказались способны решать сложные нестандартные задачи, с которыми ни они сами, ни их предки не встречались.В-третьих, некоторые виды — например, большие тихоокеанские полосатые осьминоги — отличаются довольно сложным социальным и брачным поведением. Они живут в группах по сорок особей и совместно охотятся. Кроме того, в период размножения самец и самка могут по нескольку дней не расставаться, делиться едой и даже «целоваться» — соприкасаться клювами и присосками на щупальцах.Восемь умных ног
Все эти особенности у морских головоногих формировались независимо от эволюции позвоночных. Последний их общий предок жил почти восемьсот миллионов лет назад, что сказалось не только на внешнем виде, но и внутреннем строении.
Помимо трех сердец, эти животные обладают очень необычным мозгом. Он содержит почти пятьсот миллионов нервных клеток — не так много по сравнению с человеческими 85 миллиардами, но вполне сопоставимо с количеством нейронов в мозге собаки. Однако у осьминогов клетки крупнее и иначе распределены по телу. Если у людей большая часть нейронов сосредоточена в мозге, то у головоногих на этот орган приходится только около десяти процентов. Еще 30 процентов расположены в крупных зрительных долях. Остальные — в ганглиях — скоплениях нейронов на конечностях.
Иными словами, каждое осьминожье щупальце — это своеобразный мини-мозг, который, как выяснили ученые из Еврейского университета в Иерусалиме, может действовать самостоятельно. Центральный орган только запускает необходимую поведенческую реакцию, а как ее выполнить, конечности «решают» сами.При этом щупальца осьминога способны на довольно сложные самостоятельные действия: поменять цвет или отличить чужую конечность от своей собственной. Более того, ампутированное щупальце в течение целого часа двигается и реагирует на раздражители. Удерживает одни предметы, отталкивает другие и даже может уползти подальше от хозяина.
Помимо этого, у осьминогов отличное зрение — их зрачок совершеннее человеческого, у него прекрасная краткосрочная и долгосрочная память.
29 января 2020, 12:18НаукаУченые выяснили, что мозг кальмара похож на мозг собакиСам себе редактор
По мнению международной группы исследователей, когнитивные способности осьминогов и их довольно большой мозг — результат жестокой конкуренции с рыбами и морскими позвоночными.Около ста миллионов лет назад резко усилилось разнообразие лучеперых рыб — случилась так называемая Мезозойская морская революция. В результате предкам кальмаров и осьминогов пришлось не только бороться за питание и жизненное пространство с рыбами, но и учиться спасаться от хищников. Отсюда утрата наружной раковины (многие морские позвоночные научились разбивать защитные панцири моллюсков), реактивное движение, быстрая смена окраски в ответ на раздражители, чернильный мешок и самый развитый интеллект среди беспозвоночных.
21 мая 2015, 12:12НаукаУченые: осьминоги видят мир не только глазами, но и кожейОкеанологи обнаружили в особых пигментных клетках в коже осьминогов особые белки, похожие по своей структуре на те цепочки аминокислот, которые помогают нашим глазам видеть мир.Кроме того, осьминоги обзавелись еще одним важным преимуществом: они научились редактировать собственные гены. Это помогает им адаптироваться к условиям среды и делает их еще умнее.Речь идет об изменении матричной РНК. Этот промежуточный переносчик информации синтезируется на матрице ДНК и служит для рибосом своего рода инструкцией по сборке белков. Если все идет в штатном режиме, то последовательность аминокислот в белке точно соответствует порядку нуклеотидов в гене, который его кодирует.
16 января 2020, 14:27НаукаУченые расшифровали геном загадочного гигантского кальмараНо иногда при синтезе мРНК нуклеотид аденозин превращается в инозин — это происходит благодаря особым ферментам. Подобное изменение позволяет очень точно настраивать функции белков, но используется довольно редко. Так, в организме человека подобных белков не более трех процентов.
А у осьминогов, по подсчетам исследователей, их до 60 процентов. Причем среди белков, созданных на основе измененной мРНК, оказались и те, что отвечают за соединение нейронов. Скорее всего, именно они позволяют головоногим использовать сложные поведенческие сценарии. Однако редакция мРНК замедляет изменение генома и, как следствие, эволюцию самих осьминогов.
«Осьминога выбирают по глазам» – Weekend Украина – Коммерсантъ
Еще древние греки и римляне горячо любили осьминогов и не ленились охотиться на них. Любовь эта прошла через века, и до сих пор жители Средиземноморья при всем богатстве выбора с удовольствием едят соленых и сушеных осьминогов. Свежие и вареные тоже полезны, особенно с оливковым маслом,— в них содержится много белка; кроме того, они укрепляют сердечно-сосудистую систему. Об осьминогах
— С осьминогом страшно встретиться под водой?
— Если речь идет о его повадках, то нет. Осьминог по натуре робкий, он не лезет на рожон, любой конфликт решает просто — бегством от опасности. У осьминога три сердца, может быть, поэтому он переживает и волнуется в три раза сильнее других подводных жителей. Как следствие, живет недолго. Он очень впечатлительный — после волнительных переживаний, например брачного периода, осьминог умирает. Да он бы и не вынес семейной жизни. Его скромность часто используют рыбаки, они знают, что осьминог — большая чистюля и любит жить уединенно, в каком-нибудь сапоге, бидоне или большой раковине. Осьминог каждый день наводит порядок, смывая струей воды ненужный мусор, остатки пищи складывает горкой в одном месте за пределами жилья. Рыбакам известно, что, почувствовав опасность, осьминог цепляется щупальцами за свой дом, и они всячески используют это качество в мирных целях. Так, однажды японцам удалось достать с большой глубины затонувший багаж с редким и дорогим фарфором.
— Чем питается осьминог?
— Осьминог — гурман, он ест устриц, любит мидии, креветки и живую рыбу. Своим клювом осьминог, как птица, разрушает раковину моллюсков, впускает туда слюну, которая парализует добычу, и ест, иногда оставляя себе крупные раковины на память. Осьминог — очень умное создание, даже поддается дрессировке: может отличить квадрат от круга, большой прямоугольник от маленького. Глаза осьминога, как у человека, имеют зрачок; под водой он похож на водолаза в маскарадном костюме. Так же, как и люди, он белеет, когда напуган, и краснеет, когда злится.
— Осьминогом можно отравиться?
— Среди осьминогов только некоторые ядовиты. По-английски они называются blue-ringed octopus («осьминог в синих кольцах»). Они живут у западных берегов Тихого океана и к нам в гости вряд ли попадут. Отравиться можно чем угодно, просто нужно выбирать вкусных, а главное — неядовитых осьминогов.
Фото: АЛЕКСАНДР ТЕЧИНСКИЙ
— Как выбрать хорошего осьминога?
— Осьминогов среднего размера и совсем маленьких продают целиком, их выбирать проще. Как это ни странно, осьминога выбирают по глазам, они — зеркало его качества. У хорошего, пригодного в пищу осьминога глаза прозрачные. Крупную особь чаще разделывают; придя в магазин, вы можете увидеть только щупальца, у которых нет глаз. В этом случае ориентируйтесь по цвету кожи: если она блестящая, красивого коричневого цвета — значит, можно брать не задумываясь. Осьминога с черными пятнами на концах щупалец и тех, чья кожа рвется, лучше не покупать — они несвежие или неправильно хранились.
— С какими морепродуктами сочетается осьминог?
— Осьминога кладут почти во все супы, где есть несколько видов морских продуктов. Он прекрасно сочетается с кальмарами. Сейчас многие повара переживают любовь к котлетам. Кстати, это блюдо охотно едят дети. Важно не забыть удалить у осьминога и кальмара клювы, затем нужно выпотрошить их и пропустить через мясорубку, добавить чеснок, лук и зелень, обвалять в панировочных сухарях и жарить не больше двух-трех минут. Котлеты можно рекомендовать певицам и дикторам новостей. Кальмары и осьминоги — белок в чистом виде, они полезны для наших связок и помогают надолго сохранить голос. Не зря итальянцы считаются лучшими певцами, ведь они каждый день едят морепродукты.
— Что еще, помимо морепродуктов, подходит для сопровождения осьминога?
— Любые бобовые, например фасоль, зелень, овощи, обязательно оливковое масло или соевый соус, винный уксус. Японцы едят осьминога с рисом, васаби и водорослями, китайцы мудрят, маскируя его соусами, португальцы готовят в кляре, итальянцы кладут в супы для навара. Корейцы любят есть осьминогов живыми. А я рекомендую готовить с осьминогами салаты. Они питательные и в то же время легкие. Смело кладите листья салата, добавляйте винный уксус или оливковое масло и лимон, но не много. Для салата и сашими важен внешний вид, поэтому постарайтесь красиво порезать щупальца, чтобы на каждом кружочке или пояске была кругленькая присоска.
— А как правильно приготовить осьминога?
— Ценность представляют щупальца. Чтобы они не были резиновыми, их можно отбить молоточком, как мясо для отбивных. Есть другой, более мирный способ — четко следить за временем и не доводить осьминога до задубения в кипятке, но, если вы упустили время, нужно набраться терпения и варить осьминога, пока он не станет съедобным. Во время приготовления осьминог проходит как бы несколько стадий, надо постараться не попасть в самую неприятную, когда он деревенеет, или просто ее переждать. Впрочем, есть одна маленькая хитрость: чтобы осьминог получился вкусным, во время варки нужно бросить в кастрюлю пару пробок от вина.
Осьминоги и другие головоногие различают цвета, несмотря на монохромное зрение — Наука
У осьминогов и других головоногих моллюсков в глазу есть рецепторы только одного типа — они не могут воспринимать цвета так же, как это делают, например, люди. Тем не менее цвета окружающего мира важны для выживания и размножения осьминогов: во время брачного танца самцы окрашиваются в яркие цвета, а в случае опасности маскируются.Авторы исследования полагают, что головоногие моллюски различают цвета благодаря хроматическим аберрациям. Из-за этого свойства свет с разной длиной волны, проходя через линзу или оптическую систему, фокусируется в разных точках. Чаще всего они проявляются на краях линз. Пример хроматических аберраций — цветные контуры вокруг объектов.
Синий контур вокруг веток и листьев — результат хроматических аберраций. Фото: Pjahr / WikipediaЧтобы минимизировать этот эффект, зрачки человека и многих других животных имеют минимально возможный размер и круглую форму. Зрачки у моллюсков, напротив, бывают довольно причудливых форм, например в форме букв U или W. Благодаря этому свет входит в глаз не только вдоль оптической оси, но и под другими углами, испытывая хроматические аберрации.
Глаз каратицы. Фото: Alexander Vasenin / WikipediaЧтобы проверить, возможно ли в принципе использовать аберрации для различения цветов, ученые создали компьютерную симуляцию глаза головоногого моллюска. Они пришли к выводу, что U-образные зрачки, как у кальмара или каракатицы, вполне подходят для этого. При этом моллюски видят мир размытым, но объекты разных цветов размыты в разной степени.
Авторы отмечают, что такой тип «цветного» зрения требует сложных расчетов, что, возможно, объясняет, почему головоногие моллюски — самые умные беспозвоночные.
Работа британских ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Недавно другая группа исследователей показала, что осьминоги также умеют видеть всей поверхностью своей кожи.
Узнаем у кого прямоугольный зрачок? Разные формы зрачков
Зрачок – необходимое образование органов зрения. Без зрачков нет смысла иметь глаза, потому что именно через эти отверстия проходит свет внутрь глаза и попадает на сетчатку, состоящую из многочисленных рецепторов света и цвета.
Разнообразие форм зрачков
Природа создала отверстия для прохождения света разной формы. У каждого вида организмов зрачок имеет именно такую форму, которая наиболее выгодна животному, с точки зрения выживаемости.
Так, у человека зрачки имеют круглую форму. Дело в том, что нам необходим обзор во все стороны в равной степени. Круглый зрачок характерен для охотников и собирателей.
Кошки имеют вертикальный зрачок. Потому что им при охоте необходимо определять расстояние до объекта нападения наиболее точно, чтобы рассчитать силу прыжка. Вертикальный зрачок помогает в этом. Однако у тигров, львов и всех других крупных кошачьих зрачки круглые, как у человека. Лишь у кошек небольшого размера вертикальные отверстия. Видимо, при большей высоте тела вертикальная форма зрачка не помогает.
У кого зрачок прямоугольной формы? Очень многие млекопитающие имеют такую форму.
При этом в темноте отверстие становится квадратным. Какие именно млекопитающие имеют зрачок прямоугольный? Почти все копытные животные. Дело в том, что травоядным млекопитающим для выживания необходим широкий обзор местности. Прямоугольный зрачок позволяет увеличить обзор до 340 градусов. Более того, копытные обычно пасутся стадом. Множество глаз постоянно оглядывает местность. Что еще интересно, так это то, что глаза козы, например, могут поворачиваться на 50 градусов, чтобы сохранить горизонтальную направленность зрачка при движении головой. Наклоняя голову к траве, то есть, питаясь, коза сохраняет горизонтальность прямоугольного отверстия.
Зрачок жирафа
В школьном курсе на тестах может попасться такой вопрос: у кого прямоугольный зрачок? У жирафа или осьминога? Этот вопрос с хитростью. Нужно подумать. Люди могут знать, что у коз прямоугольные зрачки. На основе этого сделать вывод о том, что у жирафа, который тоже является копытным, глазные отверстия являются прямоугольными. Но у него зрачки, скорее, овальные. Такими же обладают и лошади. При слабом свете у них зрачок становится большим и круглым.
Зрачок головоногого моллюска
У кого прямоугольный зрачок? У осьминога. Отверстие его глаза имеет строго прямоугольную форму.
Еще у кого прямоугольный зрачок? У мангустов. Видимо, тоже для увеличения обзора местности.
Некоторым головоногим моллюскам природа дала замысловатые формы зрачков. У каракатицы они серповидные или в форме латинской буквы «S».
Зрачки амфибий и рептилий
У гекконов зрачок в суженом состоянии имеет форму бусинок, нанизанных на нитку.
Разнообразием форм глазных отверстий отличаются и амфибии. У наших лягушек зрачки горизонтальные. А у чесночницы – вертикальной направленности, как у кошки. По этому признаку ее легко отличают все молодые зоологи. Есть амфибии с ромбовидными зрачками. Эта особенность также помогает расширять обзор зрения во все стороны.
Происхождение форм зрачков
Рассмотрим на примере копытных животных. Те, у кого прямоугольный зрачок, в далеком прошлом обладали круглыми отверстиями глаз. Но постоянное яркое солнце заставляло мышцы сужать отверстия зрачков. Копытным необходимо беречь глаза, чтобы сохранить хорошее зрение и при слабом ночном свете. У таких млекопитающих в настоящее время развиты мышцы, отвечающие за горизонтальное сокращение зрачка. Именно такая форма позволяет наиболее широко оглядывать территорию, не поворачивая головы. При расслаблении мышц, что происходит при испуге или снижении освещенности, зрачки расширяются. Это увеличивает поступление света к сетчатке.
Таким образом, проанализировав множество животных, ученые пришли к выводу, что форма зрачков зависит от экологической специализации видов. У охотников и собирателей зрачок круглый. У копытных он прямоугольный. А для охотников из засады лучше подходит зрачок вертикальной формы.
Странные ученики позволяют осьминогам увидеть свои красочные сады
Осьминоги, кальмары и другие головоногие моллюски дальтоники — их глаза видят только черное и белое, — но их зрачки странной формы могут позволить им определять цвет и имитировать цвета своего фона, по мнению группы исследователей из Университета им. Калифорния, Беркли и Гарвардский университет.
У исследователей Калифорнийского университета в Беркли и Гарварда есть объяснение того, как головоногие моллюски, такие как эти замаскированные осьминоги и спаривающиеся каракатицы, могут определять цвет, несмотря на то, что они «дальтоники».'(Видео Роксаны Макасджиан и Стивена МакНелли, с кадрами Роджера Хэнлона и Хайме Агилеры)
На протяжении десятилетий биологи ломали голову над парадоксом, согласно которому, несмотря на ярко окрашенную кожу и способность быстро менять цвет, чтобы сливаться с фоном, у головоногих есть глаза, содержащие только один тип световых рецепторов, что в основном означает, что они видят только черное и белое.
Зачем самцу рисковать сверкать яркими красками во время брачного танца, если самка его даже не видит, а находящаяся поблизости рыба может — и быстро проглатывает? И как эти животные могли сочетать цвет своей кожи с окружающей средой в качестве камуфляжа, если они на самом деле не могут видеть цвета?
По словам аспиранта Калифорнийского университета в Беркли Александра Стаббса, головоногие на самом деле могут видеть цвет — совсем не так, как любое другое животное.
Ключ — необычный зрачок — U-образный, W-образный или гантельчатый — который позволяет свету попадать в глаз через хрусталик со многих направлений, а не только прямо в сетчатку.
Глаза человека и других млекопитающих имеют круглые зрачки, которые сужаются до мелких отверстий, чтобы дать нам четкое зрение, при этом все цвета сосредоточены в одном месте. Но, как известно любому, кто был у глазного врача, расширенные зрачки не только делают все размытым, но и создают красочные полосы вокруг объектов, что называется хроматической аберрацией.
Это связано с тем, что прозрачная линза глаза, которая у людей меняет форму, фокусируя свет на сетчатке, действует как призма и разделяет белый свет на составляющие его цвета. Чем больше площадь зрачка, через которую проникает свет, тем сильнее распределяются цвета. Чем меньше размер нашего зрачка, тем меньше хроматическая аберрация. Объективы фотоаппаратов и телескопов также страдают от хроматической аберрации, поэтому фотографы опускают линзы, чтобы получить максимально резкое изображение с наименьшим размытием цвета.
Необычные зрачки головоногих моллюсков (сверху каракатицы, кальмары и осьминоги) пропускают свет в глаза со многих сторон, что распределяет цвета и позволяет существам определять цвет, даже если они технически дальтоники. (Фото Роя Колдуэлла, Клауса Штифеля, Александра Стаббса)
Головоногих, однако, развились широкие зрачки, которые подчеркивают хроматическую аберрацию, сказал Стаббс, и могут иметь способность определять цвет, фокусируя определенные длины волн на сетчатке, подобно тому, как животные, такие как хамелеоны, оценивают расстояние, используя относительную фокусировку.Они фокусируют эти длины волн, изменяя глубину своего глазного яблока, изменяя расстояние между линзой и сетчаткой и перемещая зрачок, чтобы изменить его внеосевое положение и, следовательно, величину хроматического размытия.
«Мы предполагаем, что эти существа могут использовать повсеместный источник ухудшения изображения в глазах животных, превращая ошибку в особенность», — сказал Стаббс. «В то время как большинство организмов развивают способы минимизировать этот эффект, U-образные зрачки осьминогов и их родственников кальмаров и каракатиц на самом деле максимизируют это несовершенство в своей зрительной системе, сводя к минимуму другие источники ошибок изображения, размывая их взгляд на мир, но в цвете. -зависимый способ и открытие для них возможности получения цветовой информации.”
U-образные ученики
Стаббс был очарован парадоксом дальтонизма / камуфляжа с тех пор, как прочитал о нем в старшей школе, а также во время дайвинг-экскурсий в Индонезию и другие места на собственном опыте, как разноцветные каракатицы, кальмары и осьминоги — и их окружение. — являются.
Он пришел к идее, что головоногие моллюски могут использовать хроматическую аберрацию, чтобы видеть цвет, после того, как сфотографировал ящериц, которые проявляются в ультрафиолетовом свете, и заметил, что ультрафиолетовые камеры страдают хроматической аберрацией.Он объединился со своим отцом, астрофизиком из Гарварда Кристофером Стаббсом, чтобы разработать компьютерную симуляцию, чтобы смоделировать, как глаза головоногих моллюсков могут использовать это для восприятия цвета. На этой неделе они опубликуют свою гипотезу онлайн в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Они пришли к выводу, что U-образный зрачок, подобный зрачку кальмара и каракатицы, позволит животным определять цвет в зависимости от того, был ли он сфокусирован на его сетчатке. У многих осьминогов зрачки в форме гантелей работают аналогичным образом, поскольку они обернуты вокруг глазного яблока в форме буквы U и производят аналогичный эффект при взгляде вниз.Это может быть даже основой цветового зрения у дельфинов, у которых при сужении зрачки U-образной формы, и у пауков-прыгунов.
«Их зрение нечеткое, но размытость зависит от цвета», — сказал Стаббс. «Они сравнительно плохо разрешают белые объекты, которые отражают все длины волн света. Но они могут довольно точно сфокусироваться на объектах более чистых цветов, таких как желтый или синий, которые часто встречаются на коралловых рифах, камнях и водорослях. Похоже, они платят высокую цену за форму своего зрачка, но, возможно, захотят жить с пониженной остротой зрения, чтобы поддерживать хроматически зависимое размытие, и это может способствовать цветовому зрению у этих организмов.”
Рифовый кальмар с большим плавником Sepioteuthis lessoniana ярко меняет цвет, сигнализируя представителям своего вида. (Фото любезно предоставлено Гэри Беллом / OceanwideImages.com)
«Мы провели обширное компьютерное моделирование оптической системы этих животных и были удивлены, насколько сильно контраст изображения зависит от цвета», — сказал Стаббс из Гарварда, профессор физики и астрономии. «Было бы обидно, если бы природа не воспользовалась этим».
Стаббс-младший подробно изучил 60-летние исследования цветового зрения у головоногих моллюсков и обнаружил, что, хотя некоторые биологи сообщили о способности различать цвета, другие сообщили об обратном.Однако в отрицательных исследованиях часто проверялась способность животного видеть сплошные цвета или края между двумя цветами одинаковой яркости, что трудно для этого типа глаз, потому что, как и в случае с камерой, трудно сфокусироваться на сплошном цвете без контраста. . Головоногие лучше всего умеют различать границы между темными и яркими цветами, и на самом деле их образцы отображения обычно представляют собой области цвета, разделенные черными полосами.
«Мы считаем, что нашли элегантный механизм, который может позволить этим головоногим моллюскам определять цвет своего окружения, несмотря на наличие единственного зрительного пигмента в их сетчатке», — сказал он.«Это совершенно другая схема, чем многоцветные визуальные пигменты, которые распространены у людей и многих других животных. Мы надеемся, что это исследование послужит толчком к дополнительным поведенческим экспериментам со стороны сообщества головоногих моллюсков ».
Согласно новой теории, зрачок каракатицы Sepia bandensis максимизирует хроматическое размытие, позволяя животному определять цвет. (Фото Роя Колдуэлла)
Стаббс отметил, что головоногие моллюски могут не терять много информации о цвете, имея только один тип фоторецепторов, поскольку красные цвета блокируются водой, так что только ограниченный диапазон оптического света действительно проникает на мелкие глубины, где они живут.Наличие одного фоторецептора, который реагирует на широкий диапазон цветов на этой глубине, позволит им видеть в тусклом свете с полностью расширенным зрачком, в то время как внеосевой зрачок сохраняет потенциал для спектральной дискриминации в условиях высокой освещенности.
Интересно, что использование хроматической аберрации для определения цвета требует больших вычислительных ресурсов, чем другие типы цветового зрения, например, наше собственное, и, вероятно, требует больших умственных способностей, — сказал Стаббс. Это может частично объяснить, почему головоногие моллюски — самые умные беспозвоночные на Земле.
Работа была поддержана Музеем зоологии позвоночных Калифорнийского университета в Беркли, грантом программы для аспирантов Александра Стаббса и Гарвардским университетом.
СВЯЗАННАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Осьминоги могут и не быть дальтониками
Ученые видят красочный мир глазами головоногих.
У большинства людей в глазах есть 3 типа колбочек, чувствительных к красному, зеленому и синему свету. Но головоногие моллюски — группа, в которую входят осьминоги, кальмары и каракатицы — имеют только 1 тип световых рецепторов в глазах, что привело ученых к выводу, что они неспособны к цветовому зрению.
В то же время головоногие моллюски используют в повседневной жизни все цвета радуги. Они искусные мастера камуфляжа, которых иногда называют «морскими хамелеонами». Некоторые также используют красочные дисплеи, чтобы произвести впечатление на потенциальных партнеров, напугать хищников и пообщаться друг с другом.
«Это был большой парадокс», — говорит Александр Стаббс, биолог из Калифорнийского университета в Беркли, The Science Explorer . «Как головоногие моллюски точно меняют цвет и отображают друг друга, или почему они отображают друг друга в цвете, если у них нет нормального представления о цветовом зрении?»
СМОТРИ ТАКЖЕ: розового цвета на самом деле не существуетСтаббс подозревал, что головоногие моллюски могут использовать какой-то альтернативный метод определения цвета, возможно, тот, который использует их причудливые U-образные, W-образные и гантелевидные зрачки.В отличие от наших собственных круглых зрачков, которые сужаются к отверстиям, чтобы дать нам четкое зрение, зрачки головоногих позволяют свету попадать в глаз со многих сторон, создавая размытые изображения — эффект, называемый хроматической аберрацией.
Он объединился со своим отцом, астрофизиком Кристофером Стаббсом из Гарвардского университета, чтобы изучить, как глаза головоногих моллюсков могут воспринимать цвет, с помощью компьютерных моделей, имитирующих их зрительную систему.
В то время как фотографы изо всех сил стараются минимизировать цветные полосы вокруг объектов, которые создает хроматическая аберрация, головоногие моллюски на самом деле, похоже, используют этот эффект для разделения света на составляющие его цвета или длины волн.Затем, как объясняет Кристофер, они могут перемещать сетчатку вперед и назад, чтобы позволить разным длинам волн фокусироваться по одной, что позволяет им определять «спектральное содержание в сцене».
Как заключают Стаббс и Стаббс в своей статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , глаза головоногих моллюсков хорошо приспособлены, чтобы видеть цвет через этот элегантный механизм.
Но даже если они могут видеть цвета, то, что именно синий, золотой или фиолетовый выглядит для головоногих, остается неизвестным.Александр считает, что то, что они видят, скорее всего, сильно отличается от нашего собственного восприятия цвета.
«Это не то, что я сказал бы окончательно, но меня бы сильно удивило, если бы благодаря независимой эволюции цветового зрения и совершенно другому механизму все выглядело бы одинаково», — говорит он.
Кристофер соглашается, указывая: «Философы даже спросили бы, воспринимают ли три человека во время этого телефонного звонка цвет одинаково».
Посмотрите, как осьминог и каракатица меняют цвет, чтобы замаскировать себя и показать другим представителям своего вида, в этом видео:
Глаза осьминога безумнее, чем мы себе представляли
Изображение: NOAA
Как будто нам нужно больше доказательств того, что головоногие моллюски находятся на пороге глобального восстания, которое закончится гибелью человечества, наши любимые щупальцевые беспозвоночные, похоже, обладают безумной визуальной системой, которая позволяет им воспринимать цвет, несмотря на то, что технически они дальтоники.Это вместе с распределенным мозгом и способностью выламываться из банок изнутри? Мы влипли.
Последние захватывающие открытия о головоногих моллюсках пришли к нам от группы исследователей из Калифорнийского университета в Беркли и Гарвардского университета, которые узнали, что зрачки странной формы позволяют головоногим моллюскам отличать цвета от других животных. мы знаем о. Открытие опубликовано на этой неделе в Трудах Национальных академий наук.
Скучные животные, такие как люди и птицы, видят цвет, используя комбинацию светочувствительных колбочек, каждая из которых содержит пигменты, чувствительные к разным частям зрительного спектра. Только комбинируя информацию из разных ячеек колбочек, можно правильно различать цвета. Следовательно, когда человеку не хватает определенного типа конуса, его считают дальтоником.
Головоногие моллюски имеют только один тип световых рецепторов, что означает, что они не должны вообще различать цвета.И все же у многих осьминогов, кальмаров и каракатиц кожа меняет цвет, что используется для сложных камуфляжных уловок и ритуалов ухаживания. Очевидно, эти дальтоники стали мастерами манипулирования цветом. Как?
Сверху видны глаза каракатицы, кальмара и осьминога, причудливая форма которых позволяет головоногим моллюскам различать цвета, несмотря на то, что они технически дальтоники. Изображение: Рой Колдуэлл, Клаус Штифель, Александр Стаббс
G / O Media может получить комиссию
Ключ может заключаться в этих причудливых U-образных, W-образных и гантелеобразных зрачках, которые действуют как призмы, рассеивая белый свет. свет во всех направлениях.Этот эффект, называемый хроматической аберрацией, — это то, чего животные с круглым зрачком стараются избегать, хотя вы, возможно, испытали его, если бы у вас когда-либо были расширены глаза. Вместо того, чтобы фокусировать свет через узкое отверстие, как у других животных, фотоаппаратов и телескопов, зрачки головоногих моллюсков излучают свет.
После разделения света на составляющие его длины волн головоногие моллюски могут использовать физические уловки — например, изменение глубины глазного яблока или изменение расстояния между хрусталиком и сетчаткой — для индивидуальной фокусировки света разных длин волн на сетчатке.Это позволяет различать цвета.
По крайней мере, эта гипотеза теперь подтверждается обширным моделированием зрительной системы головоногих, разработанным аспирантом биологии Александром Стаббсом в сотрудничестве со своим отцом Кристофером Стаббсом, астрофизиком.
«Их зрение нечеткое, но размытость зависит от цвета», — сказал Стаббс-младший в своем заявлении. «Они сравнительно плохо разрешают белые объекты, которые отражают все длины волн света.Но они могут довольно точно сфокусироваться на объектах более чистых цветов, таких как желтый или синий, которые обычны для коралловых рифов, скал и водорослей ».
На самом деле, наличие одного гибкого светового рецептора может быть лучше в условиях низкой освещенности, в которых часто оказываются головоногие моллюски. «В сетчатке человека, если красный фотон попадает в зеленую фоторецепторную клетку, он, вероятно, победит». t триггер, и этот фотон теряется », — сказал Стаббс Gizmodo. «Вы можете представить себе, что с одним спектрально широким фоторецептором, распределенным по всей вашей сетчатке, у вас будет намного меньше общая потеря фотонов.
Конечно, эта гипотеза все еще нуждается в подтверждении с помощью тестов цветового зрения, адаптированных к осьминогам, что, как надеется Стаббс, теперь вдохновит на это других исследователей головоногих моллюсков. «Мы тщательно изучили поведенческие эксперименты за последние 60 лет и выяснили, соответствуют ли они этой модели», — сказал он. «Насколько мы можем судить, да. Но было бы очень приятно увидеть, как кто-то экспериментирует с современными инструментами ».
Интересно, что система цветового восприятия, которую предлагает Стаббс, требует больших вычислительных ресурсов, чем наша, что может помочь объяснить, почему головоногие моллюски имеют такой большой мозг.«Зрительная кора составляет огромный процент мозга головоногих, — сказал Стаббс. «Это выходит за рамки данного исследования, но мне бы хотелось узнать больше о том, как они могут рассчитывать расстояние и определять разные длины волн».
Вот и все: невероятно умное животное, вероятно, со сверхчеловеческой остротой зрения, которое в настоящее время размножается как сумасшедшее и захватывает океаны. Что возможно могло пойти не так?
Эволюция прямоугольного глаза
Глаза — это интерфейс между внешним миром и восприятием нашего мозга.Как инструмент зрения и, следовательно, большая часть нашей информации, мы очень одержимо полагаемся на функции наших глаз, а почему бы и нет? Они позволяют наблюдать за нашим прекрасным миром и по-настоящему ценить различные виды и уникальные характеристики, которыми они обладают, например, их глаза.
Эволюция глаза
Поскольку глаза не очень хорошо окаменелости, мы не можем точно изобразить изменения в глазах, как мы можем, с эволюцией, скажем, ног и чего-то еще.Что могут сделать ученые и что они уже сделали, так это воссоздать наиболее вероятный план эволюции глаз. Это включает в себя развитие светочувствительных клеток, которые на протяжении тысяч поколений и в соответствии с принципами естественного отбора позволили развить глаз. Звучит просто? Не совсем. Не существует 100% точных моделей глаза, хотя ученые считают, что они приблизились.
Одно из лучших объяснений происходит от первых животных, у которых было похоже на глаз.Эти существа жили около 600 миллионов лет назад, имея не столько глаз и , сколько светочувствительные гены, называемые «опсинами». Гидра — пресноводная книдария, похожая на кораллы и медузы. Его тело покрыто опсинами, которые, по мнению ученых, давали ему преимущество в захвате добычи и сохранении дистанции от хищников. С открытием этого животного последние исследования называют его возможным происхождением зрения.
Биолог Тодд Окли из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре говорит, что эта новая разработка «очень ясно показывает, что определенные мутационные изменения в конкретном дублированном гене (опсине) позволили новым генам по-новому взаимодействовать с различными белками.Сегодня эти различные взаимодействия лежат в основе генетического механизма зрения, который различается у разных групп животных ».
У гидр нет глаз или светочувствительных органов, но у них есть генетические пути, позволяющие чувствовать свет, что позволяет ученым более точно моделировать эволюцию глаза.
Основная структура и функции глаза
Обычный глаз совсем не простой. Вместо этого он очень сложен, он постоянно приспосабливается к окружению и количеству света, который он пропускает.Хотя сложная работа глаза состоит из нескольких компонентов, сегодня мы обсудим зрачок и радужную оболочку.Зрачок — это точка, в которой свет попадает в глаз и приводит к тому, что разум создает изображение. Чем больше зрачок, тем больше светит солнечный свет. Развитие ученика основывается на идее «выживания сильнейшего», более известной как теория Дарвина. Различия в обстоятельствах и окружении определяют не только повседневные физические характеристики, но и то, как мы используем наши глаза.Зрачок невольно контролируется радужной оболочкой, которая сужается и расширяется, чтобы регулировать количество света, попадающего в роговицу.
iris — это центр управления светом, контролирующий, сколько света попадает в глаз. При большом количестве света радужная оболочка регулируется путем сжатия, позволяя поглощать ровно столько света. Однако в более темных условиях радужная оболочка расширяется, чтобы обеспечить максимальное поглощение света. Функция радужной оболочки глаза является прекрасным доказательством эволюции, поскольку четко определяет, какие животные выжили бы лучше.Животные, глаза которых могли адаптироваться к изменениям освещения, могли легко и при любых обстоятельствах избегать хищников и, таким образом, передавать эти гены.
Изменения в строении глаза происходили на протяжении всей эволюционной истории. Что вызывает эти различия? Конечно же, Естественный отбор!
Ученики также бывают разных типов, в зависимости от цели, которую они могут держать для животного, которое их содержит. Например, животные, которые проводят большую часть времени на солнце, обычно имеют глаза со сферическими зрачками.Те, кому необходимо быть активными в любое время дня и ночи, лучше оснащены зрачками, которые можно легко изменять или регулировать, например, прямоугольными глазами. Общие варианты включают:
Сферический: Это типичный зрачок, наблюдаемый у людей, а также у приматов, собак и просто представителей животного царства. Этот тип зрачка хорошо адаптируется к интенсивности света в течение дня, но не обязательно подходит для ночных прогулок. Полезен для общих наблюдений за хищниками и хищниками.
Кредит: Университет Флориды
Вертикальная щель: Этими глазами обладают кошки, многие виды змей, аллигаторы и крокодилы. Хотя эти типы зрачков являются полезной адаптацией для ночных животных, животные, у которых они обычно есть, активны как днем, так и ночью. Из-за воздействия дневного света этот зрачок позволяет защитить сетчатку глаза от яркого дневного света.
Прямоугольные: Овцы, козы, осьминоги и жабы имеют зрачки прямоугольной формы.Обычно эти животные классифицируются как жертвы, и им нужна защита как днем, так и ночью. Но у них нет вертикальных щелей из-за необходимости более точного обзора окружающей обстановки. Чем уже зрачок по отношению к горизонту, тем выше точность восприятия глубины периферическим зрением животного. Необходимо учитывать восприятие глубины у этих животных, которые проводят время, уклоняясь от хищников в пересеченной местности.
*****
«Если глаза созданы для того, чтобы видеть, тогда красота сама по себе является оправданием существования.»- Ральф Уолдо Эмерсон
*****
Нечетные зрачки могут быть ключом к уловке маскировки осьминогов и кальмаров с дальтонизмом
Несмотря на их способность менять цвет, чтобы идеально соответствовать своему окружению, головоногие моллюски, такие как осьминоги и каракатицы, на самом деле дальтоники , имея только один фоторецептор, в отличие от трех, которые есть у людей. То, как они тогда могут реализовать свой трюк с маскировкой, в течение некоторого времени было источником предположений для ученых. Теперь отец и сын, ученые из двух университетов, считают, что они: он раскрыл тайну — и все это связано с какими-то странными зрачками.
В системе зрения человека — а также многих других млекопитающих — глаза имеют относительно маленькие зрачки, которые фокусируют свет в точную точку на колбочках, содержащихся в нашей сетчатке в задней части наших глаз. Это дает резкое изображение.
Но, если вы когда-либо ходили к окулисту и расширяли зрачок, вы, несомненно, замечали, что вещи выглядят немного более размытыми, а источники света имеют тенденцию иметь своего рода красочный ореол вокруг них. Этот эффект называется хроматической аберрацией, и оказывается, что головоногие моллюски видят мир таким образом почти все время.
Их зрачки, как правило, имеют широко открытую форму буквы U, W или даже гантели у некоторых видов осьминогов. Такой дизайн зрачка не фокусирует свет, а, скорее, позволяет ему проникать со всех сторон, создавая размытое изображение. Но, согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) и Гарвардского университета, головоногие моллюски могут изменять глубину своего глазного яблока и перемещать свои зрачки странной формы, чтобы сосредоточить внимание на определенной длине волны, то есть цвете, на сетчатке. .
Зрачки каракатицы, кальмара и осьминога необычной формы сверху внизРой Колдуэлл, Клаус Штифель, Александр Стаббс
Таким образом, даже несмотря на то, что у них нет фоторецепторной способности видеть цвета, которые есть у нас, их глаза адаптировались к восприятию цвета совершенно по-другому. У них может не быть четкого видения, но у них есть видение, которое позволяет им чувствовать и сливаться с окружающей средой, что может быть просто более ценной эволюционной адаптацией, чем острое зрение.
«Мы предполагаем, что эти существа могут использовать повсеместный источник ухудшения изображения в глазах животных, превращая ошибку в особенность», — сказал аспирант Калифорнийского университета в Беркли Александр Стаббс. «В то время как большинство организмов развивают способы минимизировать этот эффект, U-образные зрачки осьминогов и их родственников кальмаров и каракатиц на самом деле максимизируют это несовершенство в своей зрительной системе, сводя к минимуму другие источники ошибок изображения, размывая их взгляд на мир, но в цвете -зависимый способ и открытие для них возможности получения цветовой информации.
Стаббс, давно интересовавшийся проблемой дальтонизма и маскировки головоногих, вместе со своим отцом, гарвардским астрофизиком Кристофером Стаббсом, разработал компьютерную имитационную модель, которая использовала различные способы работы глаз головоногих. Их результаты были опубликованы. в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences онлайн на этой неделе.
«Мы полагаем, что нашли элегантный механизм, который мог бы позволить этим головоногим моллюскам определять цвет своего окружения, несмотря на наличие единственного зрительного пигмента в их сетчатке. «- сказал Стаббс.«Это совершенно другая схема, чем многоцветные визуальные пигменты, которые распространены у людей и многих других животных. Мы надеемся, что это исследование послужит толчком к дополнительным поведенческим экспериментам со стороны сообщества головоногих моллюсков».
Видео из Калифорнийского университета в Беркли ниже демонстрирует удивительные способности головоногих моллюсков изменять цвет с хорошим крупным планом одного из глаз этого существа.
Действительно ли осьминоги дальтоники?
Источник: Berkeley News
Октет осьминога «Вы знали?»
1.Возможно, вы слышали, что осьминоги дальтонизм, потому что в их глазах есть только один вид фоторецепторов. Но знаете ли вы, что недавние исследования могут объяснить, как головоногие моллюски все еще могут воспринимать цвет из-за странной формы своего зрачка? Это правда. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли, Кембридже и Гарварде проанализировали форму зрачков головоногих и глубину сетчатки и смоделировали, как животные могут различать разные длины волн цвета, контролируя, какие длины волн фокусируются на их сетчатке в любой момент времени.Статья, недавно опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , может быть первой частью более широкого объяснения того, как, казалось бы, дальтоники животные могут так хорошо сочетать свои цвета с окружающей средой.
2. У осьминога есть пара органов, называемых статоцистами — мешковидные структуры, выстланные волосками, расположенные рядом с мозгом. Это органы равновесия, которые помогают осьминогу ориентироваться и сохранять свое положение в воде. Некоторые исследователи предположили, что статоцисты способствуют способности осьминогов ощущать вибрации, особенно на более низких частотах.
3. Возможно, вы знаете о хроматофорах, клетках, которые механически расширяются и сжимаются, подвергая различные пигменты фильтру света. Но слышали ли вы о лейкофорах и иридофорах? Лейкофоры действуют как рассеиватели, распространяя свет на большую площадь, в то время как иридофоры имеют выступы, которые структурно изгибаются и отражают свет, вызывая переливающиеся цвета.
4. Обычный осьминог, Octopus vulgaris , был замечен, чтобы развязать хирургический шелк своими присосками.
5. Мышцы осьминога не сокращаются. Их присоски способны к сильному всасыванию, а их мускулистые руки могут тянуть с большой силой, но если осьминог обхватит вас рукой (руками), вам не будет угрожать остановка кровообращения, как в случае с удавом. .
6. Некоторые осьминоги могут видеть своей кожей. Опсины — это светочувствительные белки, которые содержатся в глазах некоторых осьминогов, а также в их коже. Ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили, что хроматофоры двухточечного осьминога в Калифорнии реагируют на изменения в освещении, при этом свет не обнаруживается глазом.Это означает, что некоторая маскировка достигается без контроля глаз или мозга.
7. В то время как большинство осьминогов считается одиночками, тихоокеанский полосатый осьминог проявляет социальное поведение, в том числе живет группами. Этот вид также в некоторой степени уникален как один из двух видов осьминогов, которые, как было замечено, откладывали более одной партии яиц (другой — близкородственный малый тихоокеанский полосатый осьминог).
8.Крошечный мезозойский червь, или паразитический червь, называемый Dicyemennea nouveli , выборочно обитает в почечных мешочках гигантских тихоокеанских осьминогов. У червя нет внутренних органов, кроме репродуктивных клеток. Он проникает одним концом в ткань почек хозяина и напрямую поглощает растворенные питательные вещества. Есть много других задокументированных случаев, когда виды почечных паразитов предпочитают конкретных хозяев головоногих.
(PDF) Глаз осьминога обыкновенного (Octopus vulgaris)
Глаз осьминога Ханке и Кельбера
Границы физиологии | www.frontiersin.org 10 января 2020 г. | Том 10 | Статья 1637.
Джереб П., Ропер К. Ф. Э., Норман М. Д. и Финн Дж. К. (2014). Головоногие
мира — аннотированный и иллюстрированный каталог известных на сегодняшний день видов головоногих моллюсков
. Том 3. Осьминоги и кальмары-вампиры. Рим: FAO
Fisheries Synopsis.
Кавамура, Г., Нобутоки, К., Анраку, К., Танака, Ю., и Окамото, М. (2001).
Кондиционирование цветовой дискриминации у двух осьминогов Octopus aegina и O.
vulgaris. Nippon Suisan Gakkai. 67, 35–39. DOI: 10.2331 / suisan.67.35
Kayes, R.J. (1974). Повседневная активность осьминога обыкновенного в естественной среде обитания
. Mar. Behav. Physiol. 2, 337–343.
Кито Ю., Партридж Дж. К., Сейду М., Нарита К., Хаманака Т., Мичиномае М.,
et al. (1992). Спектр поглощения и светочувствительность нового синтетического визуального пигмента
на основе 4-гидроксиретиналя. Vis. Res. 32, 3–10. DOI:
10.1016 / 0042-6989 (92)
-S
Kröger, R.H., and Gislen, A. (2004). Компенсация продольной хроматической аберрации
в глазу rey кальмара, Watasenia scintillans. Vis. Res.
44, 2129–2134. DOI: 10.1016 / j.visres.2004.04.004
Кропф А., Браун П. К. и Хаббард Р. (1959). Люми- и метародопсины
кальмаров и осьминогов. Nature 183, 446–448.
Кюн, А. (1950). Über Farbwechsel und Farbensinn von Cephalopoden.
З.Vgl. Physiol. 32, 572–598.
Лам, Д. М. К., Визель, Т. Н., и Канеко, А. (1974). Синтез нейротрансмиттеров
в сетчатке головоногих. Brain Res. 82, 365–368. DOI: 10.1016 / 0006-8993
(74) 90621-0
Land, M. F., and Nilsson, D.-E. (2002). Глаза животных. Оксфорд: Oxford
University Press.
Леттвин, Дж. Й., и Матурана, Х. Р. (1965). Зрение осьминога. MIT Q. Prog. Реп.,
194–212.
Леттвин, Дж. Й., и Питтс, У. Х.(1962). Неаполитанские исследования. MIT Q. Prog. Реп.
64, 288–290.
Лунд, Р. Д. (1966). Центробежные волокна к сетчатке Octopus vulgaris. Exp.
Neurol. 16, 100–112.
Макинтош, Н. Дж. (1963). Эффект нерелевантных сигналов на обратное обучение у крысы
. Br. J. Psychol. 54, 127–134. DOI: 10.1111 / j.2044-8295.1963.tb00868.x
Мэддок, Л., и Янг, Дж. З. (1987). Количественные различия между
иголовами головоногих моллюсков.J. Zool. 212, 739–767. DOI: 10.1111 / j.1469-7998.1987.
tb05967.x
Магнус, Р. (1902). Die Pupillarreaction der Octopoden E Püger. Arch. Physiol.
92, 623–643. DOI: 10.1007 / BF017
Mather, J. A. (1988). Дневная активность молоди Octopus vulgaris на Бермудских островах.
Malacologia 29, 69–76.
Мазер, Дж. А. (1991). Кормление, питание и остатки добычи среди молоди
Octopus vulgaris (Mollusca: Cephalopoda). Дж.Zool. 224, 27–39. DOI: 10.1111 /
j.1469-7998.1991.tb04786.x
Mather, J. A., Leite, T. S., and Batista, A. T. (2012). Индивидуальный выбор добычи
осьминогов: универсал они или специалисты? Curr. Zool. 58, 597–603. DOI:
10.1093 / czoolo / 58.4.597
Мазер, Дж. А., и О’Дор, Р. К. (1991). Стратегии добычи и риск хищничества
определяют естественное происхождение молоди осьминога обыкновенного. Бык. Mar. Sci. 49,
256–269.
Mäthger, L.M., Hanlon, R.T., Hakansson, J., and Nilsson, D.-E. (2013). e
W-образный зрачок каракатицы (Sepia ocinalis): функции для улучшения
горизонтального зрения. Vis. Res. 83, 19–24. DOI: 10.1016 / j.visres.2013.02.016
Mäthger, L. M., Shashar, N., and Hanlon, R. T. (2009). Общаются ли головоногие моллюски
, используя отражение поляризованного света от их кожи? J. Exp. Биол.
212, 2135–2140. DOI: 10.1242 / jeb.020800
Мацуи, С., Сэйдоу, М., Хориучи, С., Учияма, И., и Кито, Ю. (1988a). Адаптация
глубоководных головоногих к световой среде pho — свидетельство трех зрительных пигментов
. J. Gen. Physiol. 92, 55–66.
Мацуи, С., Сейду, М., Учияма, М., Секия, Н., Хираки, К., Йошихара, К.,
et al. (1988b). 4-Hydroxyretinal, новый хромофор визуального пигмента, обнаруженный
в биолюминесцентном кальмаре Watasenia scintillans. Биохим. Биофиз. Acta
966, 370–374.
Мацуи, Х., Такаяма, Г., Сакураи, Ю. (2016). Физиологическая реакция
глаза на светодиоды разного цвета у летающих японцев
кальмаров Todarodes pacificus. Рыбы. Sci. 82, 303–309. DOI: 10.1007 /
s12562-015-0965-5
Маккормик, Л. Р., и Коэн, Дж. Х. (2012). Зрачок светлый рефлекс в Атлантике
Кратковременный кальмар, Lolliguncula brevis. J. Exp. Биол. 215, 2677–2683. DOI: 10.1242 /
jeb.068510
Meisel, D.В., Бирн, Р. А., Куба, М., Грибель, У., и Мазер, Дж. А. (2003).
«Циркадные ритмы у Octopus vulgaris» у Coleoid cephalopods до
времени. Vol. 3, ред. К. Варнке, Х. Кеупп и С. В. Болецки (Берлин: Берлин
Paläobiologische Abhandlung), 171–177.
Майзель Д. В., Бирн М., Куба М., Мазер Дж. А., Плобергер В. и Решенхофер Е.
(2006). Контрастные модели активности двух родственных видов осьминогов, Octopus
macropus и Octopus vulgaris.J. Comp. Psychol. 120, 191–197. DOI:
10.1037 / 0735-7036.120.3.191
Майзель, Д. В., Куба, М., Бирн, Р. А., и Мазер, Дж. А. (2013). Эффект присутствия хищников
на временную организацию деятельности Octopus
vulgaris. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 447, 75–79. DOI: 10.1016 / j.jembe.2013.02.012
Мертон, Х. (1905). Über die Retina von Nautilus und einigen dibranchiaten
Cephalopoden. Z. Wiss. Zool. 79, 325–396.
Посланник, Дж.Б. (1968а). Монокулярная дискриминация зеркальных изображений в Octopus.
Опубл. Стаз. Zool. Nap. 36, 103–111.
Вестник, Дж. Б. (1968b). Визуальная атака каракатиц Sepia ocinalis.
Аним. Behav. 16, 342–357.
Вестник, Дж. Б. (1977). Доказательства того, что Осьминог дальтоник. J. Exp. Биол.
70, 49–55.
Посланник, Дж. Б., Уилсон, А. Б., и Хедж, А. (1973). Некоторые свидетельства
дальтонизма у осьминогов. J. Exp.Биол. 59, 77–94.
Michinomae, M., Masuda, H., Seidou, M., and Kito, Y. (1994). Структурная основа
для дискриминации по длине волны в сетчатке rey squid
Watasenia scintillans. J. Exp. Биол. 193, 1–12.
Муди, М. Ф. (1962). Доказательства внутриглазной дискриминации вертикально поляризованного света
и горизонтально поляризованного света осьминогом. J. Exp. Биол. 39, 21–30.
Муди, М. Ф., и Паррис, Дж. Р. (1960). Дискриминация поляризованного света
Осьминог.Природа 186, 839–840. DOI: 10.1038 / 186839a0
Муди, М. Ф., и Паррис, Дж. Р. (1961). Распознавание поляризованного света
осьминогом: поведенческое и морфологическое исследование. Z. Vgl. Physiol. 44,
268–291. DOI: 10.1007 / BF00298356
Мунц, В. Р. А. (1963). Интраретинальный перенос и функция оптики
долей осьминога. Q. J. Exp. Psychol. 15, 116–124.
Мунц, В. Р. А. (1977). «Зрачковая реакция головоногих моллюсков» в симпозиуме
Лондонского зоологического общества.Vol. 38, 277–285.
Мунц, В. Р. А. (1991). Анатомические и поведенческие исследования зрения на
Nautilus и Octopus. Являюсь. Малакол. Бык. 9, 69–74.
Манц, В. Р. А., и Гвайтер, Дж. (1988). Острота зрения у Octopus pallidus
и Octopus australis. J. Exp. Биол. 134, 119–129.
Мунц, В. Р. А., Рэй, У. (1984). О зрительной системе Nautilus pompilius.
J. Exp. Биол. 109, 253–263.
Нильссон, Д.-Э., и Уоррант, Э.Дж. (1999). Визуальная дискриминация: видеть
третьего качества света. Curr. Биол. 9, R535 – R537. DOI: 10.1016 /
S0960-9822 (99) 80330-3
Nilsson, D.-E., Warrant, E.J., Johnson, S., Hanlon, R., and Shashar, N. (2012).
Уникальное преимущество гигантских глаз гигантских кальмаров. Curr. Биол. 22, 683–688.
DOI: 10.1016 / j.cub.2012.02.031
Packard, A. (1969). Острота зрения и рост глаз у Octopus vulgaris Lamarck.
Monitore Zool.Ital. 3, 19–32.
Паккард А. (1972). Головоногие моллюски и sh: пределы конвергенции. Биол. Ред.
47, 241–307. DOI: 10.1111 / j.1469-185X.1972.tb00975.x
Паккард А. и Сандерс Г. Д. (1971). Структуры тела Octopus vulgaris и созревание
нарушения реакции. Anim. Behav. 19, 780–788. DOI: 10.1016 /
S0003-3472 (71) 80181-1
Паттерсон, Дж. А. и Сильвер, С. К. (1983). Активные и внешние компоненты
Сетчатка осьминога.J. Comp. Physiol. 158, 381–387.
Пьерон, Х. (1914). Вклад в психологию души; la mémoire
sensorielle. Аня.