Zdá se nám, že zvířata vidí svět v podstatě stejně jako my. Ve skutečnosti je jejich vnímání velmi odlišné od lidského. Dokonce i ptáci, teplokrevní suchozemští obratlovci jako my, mají smysly, které fungují jinak než lidé.
Zrak hraje důležitou roli v životě ptáků. Někdo, kdo umí létat, potřebuje navigovat let, všimnout si potravy včas, často na velkou vzdálenost, nebo dravce (který možná také umí létat a rychle se blíží). Jak se tedy ptačí vidění liší od lidského?
Nejprve si všimneme, že ptáci mají velmi velké oči. Takže u pštrosa je jejich axiální délka dvakrát větší než délka lidského oka – 50 mm, skoro jako tenisové míčky! U býložravých ptáků tvoří oči 0,2 až 0,6 % tělesné hmotnosti a u dravců, sov a dalších ptáků, kteří kořist hledí z dálky, může být hmotnost očí dvakrát až třikrát větší než hmotnost mozku a dosahuje 3-4 % tělesné hmotnosti u sov – až 5 %. Pro srovnání: u dospělého je hmotnost očí přibližně 0,02 % hmotnosti těla nebo 1 % hmotnosti hlavy. A například u špačka je 15% hmotnosti hlavy v očích, u sov – až třetina.
Zraková ostrost u ptáků je mnohem vyšší než u lidí – 4-5krát, u některých druhů pravděpodobně až 8. Supi, kteří se živí mršinami, vidí mrtvolu kopytníka 3-4 km od sebe. Orli si kořisti všimnou ze vzdálenosti asi 3 km, velké druhy sokolů – ze vzdálenosti až 1 km. A sokol poštolka, letící ve výšce 10-40 m, vidí v trávě nejen myši, ale dokonce i hmyz.
Jaké strukturální rysy očí poskytují takovou zrakovou ostrost? Jedním z faktorů je velikost: Velké oči umožňují větší snímky na sítnici. Kromě toho má ptačí sítnice vysokou hustotu fotoreceptorů. Lidé v pásmu maximální hustoty mají 150000 240000-2 400 fotoreceptorů na mm 000, vrabec domácí 120 000 a káně obecný až milion. Dobré rozlišení obrazu je navíc dáno poměrem počtu nervových ganglií k receptorům. (Pokud je k jednomu ganglionu připojeno více receptorů, rozlišení se sníží.) U ptáků je tento poměr mnohem vyšší než u lidí. Například u konipasa bílého je asi 100 000 gangliových buněk na každých XNUMX XNUMX fotoreceptorů.
Stejně jako savci mají ptačí sítnice oblast zvanou fovea, prohlubeň uprostřed makuly. Ve fovee je díky vysoké hustotě receptorů nejvyšší zraková ostrost. Zajímavé ale je, že 54 % ptačích druhů – dravci, ledňáčci, kolibříci, vlaštovky atd. – má jinou oblast s nejvyšší zrakovou ostrostí pro zlepšení bočního vidění. Pro rorýse je obtížnější získat potravu než pro vlaštovky, mimo jiné proto, že mají pouze jednu oblast ostrého vidění: rorýsi vidí dobře dopředu a jejich metody chytání hmyzu za letu jsou méně rozmanité.
Oči většiny ptáků jsou umístěny poměrně daleko od sebe. Zorné pole každého oka je 150-170 o, ale překrytí polí obou očí (pole binokulárního vidění) je u mnoha ptáků pouze 20-30 o. Ale létající pták vidí, co se děje před ním, ze stran, zezadu a dokonce i zespodu (obr. 1). Například velké a vypouklé oči sluky lesní Scolopax minor jsou umístěny vysoko na úzké hlavě a jejich zorné pole dosahuje 360 o v horizontální rovině a 180 o ve vertikální rovině. Sluka lesní má pole binokulárního vidění nejen zepředu, ale i zezadu! Velmi užitečná vlastnost: krmící se sluka strká zobák do měkké země, hledá žížaly, hmyz, jejich larvy a další vhodnou potravu a zároveň vidí, co se děje kolem. Velké oči nočních medvědů jsou mírně posunuty dozadu, jejich zorné pole je také asi 360°. Široké zorné pole je charakteristické pro holuby, kachny a mnoho dalších ptáků.
A u volavek a bukačů je pole binokulárního vidění posunuto dolů, pod zobákem: v horizontální rovině je úzké, ale vertikálně rozšířené, až o 170°. Takový pták, když drží zobák vodorovně, vidí své vlastní tlapy binokulárním viděním. A dokonce i zvednutím zobáku nahoru (jako to dělá kousanec, když čeká na kořist v rákosí a maskuje se svislými pruhy na opeření), dokáže se dívat dolů, všímat si malých živočichů plavoucích ve vodě a chytat je přesnými hody. Koneckonců, binokulární vidění vám umožňuje určit vzdálenost k objektům.
1. Zorná pole pro lidi a ptáky v horizontální rovině v úrovni očí (a) a v projekci na kouli (b). Primáti jsou zastánci binokulárního vidění, ale ptáci vidí svět šířeji: mnozí z nich se dokážou podívat dozadu a nahoru, aniž by otočili hlavu. Volavky se mohou dívat pod zobáky oběma očima (b, c). Australská kachna růžová ušatá toto nemá (zobák sám překáží), ale má výbornou viditelnost nahoru a zpět (Podle: Brain Behavior and Evolution, 1994, 44, 74-85, Journal of Vision, 2009 , 9, 11, 14, 1-19)
Pro mnoho ptáků je důležitější mít ne velké zorné pole, ale spíše dobré binokulární vidění se dvěma očima najednou. Jedná se především o dravce a sovy, protože potřebují odhadnout vzdálenost ke své kořisti. Jejich oči jsou blízko posazené a průsečík jejich zorných polí je poměrně široký. Úzké celkové zorné pole je v tomto případě kompenzováno pohyblivostí krku. Ze všech ptačích druhů mají sovy nejlépe vyvinuté binokulární vidění, které mohou otočit hlavu o 270 stupňů.
K zaostření zraku na objekt při rychlém pohybu (ať už na jeho vlastní, objektový nebo celkový) je zapotřebí dobrá akomodace čočky, tedy schopnost rychle a silně měnit její zakřivení. Ptačí oči jsou vybaveny speciálním svalem, který mění tvar čočky účinněji než u savců. Tato schopnost je vyvinuta zejména u ptáků, kteří loví kořist pod vodou – kormoráni a ledňáčci. Kormoráni mají akomodační kapacitu 40-50 dioptrií a lidé 14-15, i když některé druhy, jako kuřata a holubi, mají pouze 8-12 dioptrií. Potápěčským ptákům také pomáhá vidět pod vodou průhledné třetí víčko, které zakrývá oko – jakési brýle pro potápění.
Každý si pravděpodobně všiml, jak pestrobarevní jsou mnozí ptáci. Některé druhy – mořštítky, linnets a červenky – jsou obecně matně zbarvené, ale mají oblasti světlého peří. U jiných se v období páření vyvinou jasně zbarvené části těla, například samci fregatky nafouknou červený vak na krku a papuchalci mají jasně oranžový zobák. I ze zbarvení ptáků je tedy zřejmé, že mají dobře vyvinuté barevné vidění, na rozdíl od většiny savců, mezi nimiž tak elegantní tvorové nejsou. Mezi savci jsou v rozlišování barev nejlepší primáti, ale ptáci jsou dokonce před nimi, včetně lidí. To je způsobeno některými strukturálními rysy očí.
2. V lidské sítnici jsou tři typy čípků a tři maxima citlivosti, v ptačí sítnici jsou čtyři, a křivky jejich spektrální citlivosti překrývají mnohem méně než naše
V sítnici savců a ptáků jsou dva hlavní typy fotoreceptorů: tyčinky a čípky. Tyčinky poskytují noční vidění, dominují očím sov. Čípky jsou zodpovědné za denní vidění a rozlišování barev. Primáti mají tři typy (vnímají červenou, zelenou a modrou barvu, známou všem očním a korektorům barev), zatímco ostatní savci mají pouze dva. Ptáci mají čtyři typy čípků s různými vizuálními pigmenty – červenou, zelenou, modrou a fialovou/ultrafialovou. A čím více odrůd čípků, tím více odstínů dokáže oko rozlišit (obr. 2).
Na rozdíl od savců obsahuje každý kužel ptáků další kapku barevného oleje. Tyto kapky hrají roli filtrů – odřezávají část spektra vnímaného konkrétním čípkem, čímž snižují překrývání reakcí mezi čípky obsahujícími různé pigmenty a zvyšují počet barev, které ptáci dokážou rozlišit. V kuželech bylo identifikováno šest typů olejových kapiček; Pět z nich jsou směsi karotenoidů, které absorbují vlny různé délky a intenzity, a šestý typ postrádá pigmenty. Přesné složení a barva kapiček se liší druh od druhu, což možná dolaďuje vidění tak, aby co nejlépe vyhovovalo jeho prostředí a chování při krmení.
3. Ptáci mohou vidět ultrafialové zbarvení v opeření andulky a modré kozy
Čtvrtý typ čípků umožňuje mnoha ptákům rozlišit ultrafialovou barvu, pro člověka neviditelnou. Seznam druhů, u kterých byla tato schopnost experimentálně prokázána, se za posledních 35 let výrazně rozrostl. Jsou to například běžci, brodiví, rackové, alci, trogoni, papoušci a pěvci. Experimenty ukázaly, že oblasti opeření ptáků během námluv mají často ultrafialové zbarvení. Pro lidské oko asi 60 % ptačích druhů není sexuálně dimorfních, což znamená, že samci a samice jsou nerozeznatelní vzhledem, ale ptáci sami si to nemusí myslet. Není samozřejmě možné lidem ukázat, jak se ptáci navzájem vidí, ale lze si to zhruba představit z fotografií, kde jsou ultrafialové oblasti zabarveny konvenční barvou (obr. 3).
Schopnost vidět ultrafialové barvy pomáhá ptákům najít potravu. Bylo prokázáno, že plody a bobule odrážejí ultrafialové paprsky, díky čemuž jsou pro mnoho ptáků viditelnější. A poštolky mohou vidět cesty hrabošů: jsou označeny močí a exkrementy, které odrážejí ultrafialové záření, a jsou tak pro dravce viditelné.
I když však ptáci mají nejlepší vnímání barev mezi suchozemskými obratlovci, za soumraku jej ztrácejí. K rozlišení barev potřebují ptáci 5-20krát více světla než lidé.
Ale to není vše. Ptáci mají jiné schopnosti, které nám nejsou dostupné. Takže vidí rychlé pohyby mnohem lépe než lidé. Blikání při rychlosti větší než 50 Hz nezaznamenáme (např. záře zářivky se nám zdá spojitá). Časové rozlišení zraku u ptáků je mnohem vyšší: mohou si všimnout více než 100 změn za sekundu, například u mucholapky strakaté – 146 Hz (PLoS ONE, 2016, 11(3): e0151099, doi: 10.1371/žurnál. pone.0151099). To usnadňuje drobným ptákům lov hmyzu, ale možná činí život v zajetí nesnesitelným: lampy v místnosti, které podle lidí normálně svítí, pro ptáka nechutně blikají. Ptáci jsou také schopni vidět velmi pomalý pohyb – například pohyb slunce a hvězd po obloze, nepřístupný našemu oku. Předpokládá se, že jim to pomáhá při navigaci během letů.
Barvy a odstíny nám neznámé; výhled do všech stran; přepínání režimů z „dalekohledu“ na „lupu“; nejrychlejší pohyby jsou jasně viditelné, jakoby zpomalené. Je pro nás těžké si vůbec představit, jak ptáci vnímají svět. Jejich schopnosti lze jen obdivovat!
