Світло як умова орієнтації тварин

Для тварин сонячне світло не є таким необхідним чинником, як для зелених рослин, оскільки всі гете‑ротрофы кінець кінцем існують за рахунок енергії, накопиченої рослинами. Проте і в життя тварин світлова частина спектру сонячного випромінювання грає важливу роль. Різні види тварин мають потребу в світлі певного спектрального складу, інтенсивності і тривалості освітлення. Відхилення від норми пригнічують їх життєдіяльність і наводять до загибелі. Розрізняють види світлолюбні (фотофилы) і тіньолюбиві (фотофоби); эврифотные, що виносять широкий діапазон освітленості, і стенофотні, переносячі узкоограниченные умови освітленості.

Світло для тварин необхідна умова бачення, зоровій орієнтації в просторі. Розсіяні, відбиті від довколишніх предметів промені, сприйманий органами зір тварин, дають їм значну частину інформації про зовнішній світ. Розвиток зору у тварин йшов паралельно з розвитком нервової системи.

Повнота зорового сприйняття довкілля залежить у тварин в першу чергу від міри еволюційного розвитку. Примітивні очки багатьох безхребетних – це просто світлочутливі клітки, оточені пігментом, а в одноклітинних – світлочутлива ділянка цитоплазми. Процес сприйняття світла починається з фотохімічних змін молекул зорових пігментів, після чого виникає електричний імпульс. Органи зору з окремих очок не дають зображення предметів, а сприймають лише коливання освітленості, чергування світла і тіні, що свідчать про зміни в довкіллі. Образне бачення можливе лише при досить складному пристрої ока. Павуки, наприклад, можуть розрізняти контури рухомих предметів на відстані 1–2 див. Найбільш досконалі органи зору – очі хребетних, головоногих молюсків і комах. Вони дозволяють сприймати форму і розміри предметів, їх колір, визначати відстань.

Здібність до об'ємного бачення залежить від кута розташування очей і від міри перекривання їх полів зору. Об'ємний зір, наприклад, характерний для людини, приматів, ряду птиць – сов, соколів, орлів, грифів. Тварини, в яких очі розташовані з боків голови, мають монокулярний, площинний зір.

Гранична чутливість високорозвиненого ока величезна. Звикла до темноти людина може розрізнити світло, інтенсивність якого визначається енергією всього п'яти квантів, що близько до фізично можливої межі.

Поняття видимого світла в деякій мірі умовно, оскільки окремі види тварин сильно розрізняються по здатності сприймати різні промені сонячного спектру. Для людини область видимих променів – від фіолетових до темно‑красных.

Мал. 25. Різна міра редукції очей у глибоководних риб сімейства Scopelidae (по Ф. Швердпфегеру, 1963):

1 – Chlorophthalmus productus (з глибини 750 м);

2 – Bathypterois dubius (800‑1000 м);

3 – Benthosaurus grallator (3000 м);

4 – Dathymicrops regis (5000 м)

Деякі тварини, наприклад гримучі змії, бачать інфрачервону частину спектру і ловлять видобуток в темноті, орієнтуючись за допомогою органів зору. Для бджіл видима частина спектру зрушена в більш короткохвильову область. Вони сприймають як колірні значну частину ультрафіолетових променів, але не розрізняють червоних.

Окрім еволюційного рівня групи, розвиток зору і його особливості залежать від екологічної обстановки і способу життя конкретних видів (мал. 25, 26).

Мал. 26. Очі жука‑вертячки Gyrinus і четырехглазой рибки Anableps, плаваючих в поверхні води:

а – верхня частина ока, пристосована до зору в повітрі;

би – нижня частина ока, пристосована до зору у воді;

у – місце прикріплення вусика у вертячки

У постійних мешканців печер, куди не проникає сонячне світло, очі можуть бути повністю або частково зредуковані, як, наприклад, у сліпих жуків жужелиць, протеев серед амфібій і ін.

Здібність до розрізнення кольору значною мірою залежить і від того, при якому спектральному складі випромінювання існує або активний вигляд. Більшість ссавців, ведучих походження від предків із смерковою і нічною активністю, погано розрізняють кольори і бачать всі в черно‑белом зображенні (собачі, котячі, хом'яки і ін.). Такий же зір характерний для нічних птиць (сови, дрімлюги). Денні птиці мають добре розвинений колірний зір.

Життя при смерковому освітленні наводить часто до гіпертрофії очей. Величезні очі, здатні уловлювати нікчемні долі світла, властиві таким, що веде нічний спосіб життя лемурам, мавпам лорі, долгопятам, совам і ін.

Мал. 27. Проліт північноамериканських полярних крячків на зимівлі (по І. Штейнбахеру, 1956)

Тварини орієнтуються за допомогою зору під час далеких перельотів і міграцій. Птиці з вражаючою точністю вибирають напрям польоту, долаючи інколи тисячі кілометрів від гнездовий до місць зимівель (мал. 27).

Доведено, що при таких далеких перельотах птиці хоч би частково орієнтуються за сонцем і зірками, т. е. астрономічним джерелам світла. При вимушеному відхиленні від курсу вони здібні до навігації, т. е. до зміни орієнтації, аби попасти в потрібну точку Землі. При неповній хмарності орієнтація зберігається, якщо видно хоч би частина піднебіння. У суцільний туман птиці не летять або, якщо він застає їх в дорозі, продовжують летіти усліпу і часто збиваються з курсу.

Здібність птиць до навігації доведена багатьма дослідами.

Птиці, що сидять в клітках, в стані передміграційного занепокоєння завжди орієнтуються у бік зимівель, якщо вони можуть спостерігати за положенням сонця або зірок. Наприклад, коли сочевиць перевезли з побережжя Балтійського моря до Хабаровська, вони змінили свою орієнтацію в клітках з юго‑восточной на юго‑западную. Зимують ці птиці в Індії. Таким чином, вони здатні правильно вибирати напрям польоту на зимівлю з будь-якої крапки Землі. Вдень птиці враховують не лише положення сонця, але і зсув його у зв'язку з широтою місцевості і часом доби. Досліди в планетарії показали, що орієнтація птиць в клітках міняється, якщо міняти перед ними картину зоряного піднебіння відповідно до напряму передбачуваного перельоту.

Мал. 28. Орієнтація польоту бджіл по положенню сонця (по W. Jacobs, М. Renner, 1974):

A – орієнтація польоту за взятком;

Би – танець пчелы‑разведчицы на вертикальних сотах:

1 – положення осі «вісімки» в разі, якщо напрям до місця хабар збігається з напрямом на сонці;

2 – відхилення осі «вісімки» при пересуванні сонця

Навігаційна здатність птиць природжена. Вона не отримується за рахунок життєвого досвіду, а створюється природним відбором як система інстинктів. Точні механізми такої орієнтації ще погано вивчені. Гіпотеза орієнтації птиць в перельотах за астрономічними джерелами світла в даний час підкріплена матеріалами дослідів і спостережень.

Здатність до подібного роду орієнтації властива і іншим групам тварин. Серед комах вона особливо розвинена у бджіл. Бджоли, що знайшли нектар, передають іншим інформацію про те, куди летіти за взятком, використовуючи як орієнтир положення сонця. Бджола ‑ розвідниця що відкрила джерело корму, повертається у вулик і починає на сотах танець, здійснюючи швидкі повороти. При цьому вона описує фігуру у вигляді вісімки, поперечна вісь якої нахилена по відношенню до вертикалі. Кут нахилу відповідає куту між напрямами на сонці і на джерело корму (мал. 28). Коли медозбір дуже рясний, розвідниці сильно збуджені і можуть танцювати довго, протягом багатьох годинника, вказуючи складальникам дорогу до нектару. За час їх танцю кут нахилу вісімки поступово зміщується відповідно до руху сонця по піднебінню, хоча бджоли в темному вулику і не бачать його. Якщо сонце ховається за хмарами, бджоли орієнтуються на поляризоване світло вільної ділянки піднебіння. Площина поляризації світла залежить від положення сонця.

Дата добавления: 2014-01-03