Ako vidia zvieratá: psy, mačky, orly a včely

Zvieratá vidia svet inak než my, pretože majú v oku iné množstvo a iné typy svetlocitlivých buniek. Pes a mačka rozlíšia menej farieb, ale lepšie vidia za šera. Orol vidí mimoriadne ostro, včela vidí ultrafialové vzory na kvetoch a had “vidí” teplo tela koristi cez samostatný tepelný orgán. Všetky tieto rozdiely vychádzajú z jedného princípu: koľko a akých fotoreceptorov má daný druh v sietnici.

Prečo zvieratá vidia inak než ľudia?

Rozdiely vo videní vychádzajú z dvoch typov buniek v sietnici. Sietnica je vrstva na zadnej stene oka, ktorá premieňa svetlo na nervové signály. Podľa učebnice neurovedy na NCBI Bookshelf má sietnica dva druhy svetlocitlivých buniek (fotoreceptorov): tyčinky a čapíky.

Tyčinky (po anglicky rods) sú extrémne citlivé na svetlo. Dokážu zaznamenať aj jednotlivé fotóny a zabezpečujú videnie za šera, no nerozlišujú farby a majú nízke rozlíšenie detailu. Čapíky (cones) potrebujú viac svetla, zato dávajú ostrosť a farebné videnie. Podľa NCBI Bookshelf prevyšujú tyčinky počtom čapíky zhruba dvadsať k jednej, čo vysvetľuje, prečo za tmy stále vidíme, ale bez farieb a bez ostrého detailu.

Farebný rozsah určuje počet typov čapíkov. Podľa Cleveland Clinic má človek tri typy čapíkov (citlivé na modrú, zelenú a červenú oblasť) a zdravé oko rozlíši okolo jedného milióna farieb. Sme takzvaní trichromáti. Zvieratá s dvoma typmi čapíkov (dichromáti) vidia menej farieb, zvieratá so štyrmi typmi (tetrachromáti) alebo s UV čapíkom vidia zas farby, ktoré my nevnímame. Pomer tyčiniek k čapíkom zas rozhoduje o tom, či je druh lepší za šera, alebo za jasného dňa.

V čom vidia zvieratá lepšie alebo inak než človek?

Nasledujúca tabuľka zhŕňa hlavné rozdiely a mechanizmus, ktorý za nimi stojí.

Vidia psy naozaj čiernobielo?

Nie, psy nevidia čiernobielo. Podľa výskumov citovaných v odbornej literatúre sú psy dichromáti: majú len dva typy čapíkov, citlivé na modrú a žltú oblasť, nie tri ako človek. Modrú a žltú preto rozlíšia dobre, ale červenú a zelenú nie. Ich farebné videnie sa podobá človeku s červeno-zelenou farbosleposťou.

Zároveň majú psy v sietnici viac tyčiniek a menej čapíkov než človek. Podľa princípu, ktorý popisuje NCBI Bookshelf, im to dáva lepšie videnie za šera a lepšie zachytávanie pohybu, ale za cenu menšieho počtu farieb a menej sýtych odtieňov. Pes teda vidí svet farebne, len s užšou paletou a jemnejším citom pre pohyb.

Prakticky to znamená, že červená alebo oranžová loptička na zelenej tráve pre psa farebne nevyčnieva, obe farby mu splývajú do podobného žltkasto-sivého odtieňa. Psa preto k hračke navádza skôr jej jas, pohyb a pach než farba. Modrá alebo žltá hračka je pre neho farebne kontrastnejšia.

Ako mačky vidia v tme?

Mačky nevidia v úplnej tme, ale za slabého svetla vidia oveľa lepšie než človek. Sú tiež dichromáti, takže vnímajú svet v modrých a žltých tónoch, kým červená a zelená im splývajú do sivej alebo hnedej. Ich hlavná výhoda je inde: majú výrazne viac tyčiniek než človek.

K tomu sa pridáva tapetum lucidum. Je to odrazová vrstva za sietnicou, ktorú majú mačky, psy a mnohé nočné zvieratá. Podľa štúdie o morfológii mačacieho tapeta odrazí táto vrstva neabsorbované svetlo späť cez fotoreceptory a dá im “druhú šancu” ho zachytiť. Preto oči zvierat v tme akoby svietia, keď na ne dopadne svetlo. Vďaka množstvu tyčiniek a tapetu potrebuje mačka len zlomok osvetlenia oproti človeku, no v absolútnej tme, kde nie je žiadne svetlo, nevidí žiadne oko.

Prečo vidia orly tak ostro?

Orly a iné dravce vidia extrémne ostro vďaka stavbe sietnice. Podľa štúdie Mitkus a kolektív (2017), publikovanej cez PMC/NIH, majú dravce v každom oku dve jamky ostrého videnia, takzvané fovey: hlbokú centrálnu na presné pozorovanie a plytšiu bočnú na diaľkové videnie. Človek má na oko len jednu foveu.

Kľúčový je aj počet čapíkov. Podľa tej istej štúdie je orlia fovea nabitá čapíkmi rádovo okolo jedného milióna na štvorcový milimeter, kým ľudská fovea má približne 200 000 na štvorcový milimeter. Táto hustota je fyzikálny základ ich ostrého videnia. Fovey dravcov sú navyše bez tyčiniek, čo umožňuje ešte vyššiu hustotu čapíkov za jasného svetla.

Populárne tvrdenie, že orol vidí “osemkrát ostrejšie” než človek, je zjednodušené. Doložiteľné je, že hustota čapíkov je rádovo asi päťnásobná oproti ľudskej fovei. K samotnej hustote sa pridáva ďalší faktor: hlboká fovea dravcov má strmý lievikovitý tvar, o ktorom sa predpokladá, že vo vnútri oka funguje ako malá zväčšovacia šošovka a ešte zväčší obraz na sietnici. Ostrosť zraku sa preto vo vedeckých meraniach uvádza ako niekoľkonásobok ľudskej, nie ako jedno pevné číslo.

Vtáky vrátane dravcov majú navyše štyri typy čapíkov (tetrachromáti), takže vnímajú širšie spektrum než človek. Rozšírená predstava, že dravce vďaka ultrafialovému videniu sledujú stopy hlodavčieho moču, je však podľa novších prehľadov (Potier a kolektív) sporná: veľká časť dravcov má štvrtý čapík skôr fialovo-citlivý než ultrafialovo-citlivý. Ich hlavnou zbraňou tak zostáva ostrosť, nie UV.

Ako vidia včely kvety?

Včely vidia kvety inak než my, pretože majú farebné spektrum posunuté do ultrafialovej oblasti. Podľa George Mason University vidia včely tri základné farby: ultrafialovú, modrú a zelenú. Červenú vidia zle, no vidia ultrafialové svetlo, ktoré je pre ľudské oko neviditeľné.

To má priamy dôsledok pre rastliny. Mnohé kvety majú na lupeňoch ultrafialové vzory, takzvané medníkové značky (po anglicky nectar guides), ktoré človek nevidí. Podľa materiálov USDA Forest Service a George Mason University fungujú tieto vzory ako pristávacia dráha a navádzajú včelu do stredu kvetu, kde je nektár a peľ. Kvet, ktorý sa nám zdá jednofarebný, môže mať pre včelu výrazný “terč”.

Ako had “vidí” teplo?

Niektoré hady detegujú tepelné žiarenie koristi samostatným orgánom, nie očami. Podľa American Museum of Natural History majú jamkaté hady (vipery) a tiež pytóny a boy medzi okom a nozdrou tepelné jamkové orgány. Tie zachytávajú infračervené (tepelné) žiarenie, ktoré vyžaruje teplokrvná korisť, a fungujú v podstate ako jednoduchá tepelná kamera.

Na molekulovej úrovni to popisuje štúdia Gracheva a kolektív, dostupná cez PMC/NIH. Tepelný orgán funguje cez iónový kanál TRPA1, ktorý inde v tele detekuje chemické dráždidlá, no u hadov sa vyvinul na detekciu tepla a patrí medzi najcitlivejšie teplocitlivé kanály stavovcov. Dve dopredu smerujúce jamky umožňujú hadovi určiť smer a vzdialenosť koristi aj v úplnej tme. Mozog potom spojí tepelný obraz s obrazom z očí, takže had nevidí teplo očami, ale skladá si obidve informácie dokopy.

Časté otázky