Чому тварини мають різну форму зіниць?

Якби ви подивилися в очі тигра, то за мить до того, як він переріже вам сонну артерію, могли б помітити, що у нього круглі зіниці, як і у нас, – і це за кілька секунд до того, як він переріже вам сонну артерію. Можна було б припустити, що це хижацька адаптація, але зазирніть у вічка домашніх котів, і ви побачите, що вони мають вертикальні щілинки. Що це означає?

Iflscience взяли інтерв’ю у головного дослідника Марті Бенкса з лабораторії візуального сприйняття простору в Берклі, щоб дізнатися більше про те, як і чому форма зіниць змінюється у наземних тварин. Виявляється, існують певні загальні правила, але мангуст не має на них часу.

Як змінюються зіниці у різних тварин?

МБ: Ми подивилися на наземних тварин, і там є три основні форми. Одна – кругла, інша – вертикально витягнута щілина, і, нарешті, горизонтально витягнута зіниця.

Чи пов’язані вони з певним способом життя?

МБ: Безумовно. Горизонтальна зіниця – за єдиним винятком, який ми змогли знайти – асоціюється з хижими тваринами. Було дуже очевидно, що ці тварини майже завжди мають очі збоку голови, а не лобові, як у нас.

Як це впливає на те, як вони бачать світ?

МБ: Той факт, що їхні очі розташовані збоку голови, дозволяє їм бачити майже на 360 градусів навколо себе. Очевидно, що ми не можемо цього зробити. Подовжена зіниця сприяє такому панорамному зору, пропускаючи більше світла, тому ліве око може бачити позаду тварини зліва, а довша зіниця дозволяє більше світла потрапляти в тому напрямку, тому вони можуть бачити краще.

Цікаво, що той факт, що зіниця вузька по вертикалі, має ефект загострення горизонтальних контурів, які тварина може бачити. А це цілком може знадобитися для того, щоб поставити лапи на землю, коли вони намагаються втекти від хижака.

А як щодо вертикальної щілини?

МБ: Багато з цих тварин мають лобові очі, а не очі збоку голови, і дуже ймовірно, що вони є хижаками – цілком ймовірно, що це хижаки, які сидять у засідці. Це хижаки, які не переслідують свою здобич, а вичікують і ховаються, а потім накидаються, коли здобич наближається до них. Прикладом цього є домашній кіт.

Ми також виявили кореляцію між зростом тварини і тим, чи є у неї вертикальна щілинна зіниця чи ні. Вищі тварини з родини хижих, як правило, мають круглі зіниці, як у лева і тигра. А нижчі тварини, такі як домашній кіт, як правило, мають зіниці з вертикальною щілиною. Ми провели складний аналіз, щоб показати, що це дійсно має сенс.

Ми вважаємо, що ці тварини використовують розмитість як сигнал дистанціювання, що допомагає їм оцінити відстань до здобичі, на яку вони збираються накинутися. Цей сигнал є більш корисним, якщо очі знаходяться близько до землі, і менш корисним, якщо очі знаходяться над землею, а тварина більша.

Як це працює?

МБ: Будь-який фотограф знає це: якщо він хоче зробити знімок з різким зображенням на одній відстані і розмитим фоном або розмитим переднім планом, він відкриває діафрагму своєї камери. Це дає дуже корисну підказку, що розмиті об’єкти знаходяться далі, ніж різкі об’єкти на передньому плані.

Фотографи роблять це за допомогою круглої діафрагми, а ці тварини, схоже, роблять це за допомогою вертикальної поворотної діафрагми. Отже, їхня вертикально розширена зіниця велика, що створює гарний сигнал розмиття. Горизонтальне розширення зіниці невелике, і ми вважаємо, що це корисно для іншого сигналу глибини, який називається стереозсув.

Чи існують тварини, які не підходять до форми?

МБ: Є один дуже чіткий виняток, якому ми не можемо дати пояснення: мангуст. Це невеликий хижий ссавець, який має очі на передній частині голови. Отже, можна було б очікувати, що вони мають або вертикальну щілинну зіницю, або круглу зіницю, але вони мають горизонтальні зіниці. Ця тварина зовсім не відповідає нашим уявленням.