Дуже гострий зір птахів. Енциклопедія власника птиці

Кішки – це типові нічні хижаки. Для плідного полювання їм необхідно максимально задіяти усі свої органи почуттів. « Візитною карткою» всіх без винятку кішок є їх унікальний нічний зір. Котяча зіниця може розширюватися до 14 мм, пропускаючи в око величезний світловий пучок. Це дозволяє їм добре бачити в темряві. Крім того, котяче око, подібно до Місяця, відбиває світло: цим пояснюється свічення котячих очей у пітьмах.

Всевидячий голуб

Голуби мають дивовижну особливість у зоровому сприйнятті навколишнього світу. Їхній кут огляду становить 340о. Ці птахи бачать об'єкти, розташовані набагато більшій відстані, ніж їх бачить людина. Саме тому наприкінці XX століття берегова охорона США використовувала голубів у пошуково-рятувальних операціях. Гострий голубиний зір дозволяє цим пернатим чудово розрізняти об'єкти на відстані 3 км. Оскільки бездоганний зір – це прерогатива переважно хижаків, то голуби є одними з найпильніших мирних птахів планети.

Соколиний зір – найпильніший у світі!

Найбільш пильною у світі твариною визнано хижого птаха сокіл. Ці пернаті створіння можуть відстежувати дрібних ссавців (польівок, мишей, ховрахів) з величезних висот і одночасно бачити все, що відбувається у них з боків та спереду. За оцінками фахівців, найзіркішим птахом у світі є сокіл-сапсан, здатний помітити дрібну полівку з висоти до 8 км!

Риби теж не промах!

Серед риб, які мають прекрасний зір, особливо відрізняються жителі глибин. Це і акули, і мурени, і морські чорти. Вони здатні бачити в непроглядній темряві. Це тому, що щільність розміщення паличок у сітківці в таких риб сягає 25 млн/ кв.мм. А це у 100 разів більше, ніж у людей.

Конський зір

Коні бачать навколишній світ за допомогою периферійного зору, оскільки їхні очі розташовуються з боків голови. Однак це зовсім не заважає коням мати кут огляду, що дорівнює 350о. Якщо кінь підніме свою голову вгору, то її зір наблизиться до сферичного.

Високошвидкісні мухи

Доведено, що мухи мають найшвидшу зорову реакцію у світі. Крім того, мухи бачать у п'ять разів швидше за людину: частота зміни кадрів у них становить 300 зображень за хвилину, тоді як у людини – всього 24 кадри за хвилину. Вчені з Кембриджу стверджують, що фоторецептори на сітківці мушиних очей можуть фізично скорочуватися.

Продовжуємо нашу. Ось наприклад до Книги рекордів Гіннеса занесено ім'я студентки з Німеччини Вероніки Сейдер, дівчина має найгостріший зір на планеті. Вероніка розпізнає обличчя людини на відстані 1 кілометра 600 метрів, даний показникприблизно 20 разів перевищує норму. Також люди непогано бачать у темряві, але нічні тварини, такі як кішки, дадуть нам сто очок уперед.

Хто ж є володарем найчутливіших очей?

Людське око — одне з найдивовижніших досягнень еволюції. Він здатний бачити дрібні порошинки та величезні гори, поблизу та вдалині, у повному кольорі. Працюючи у парі з потужним процесором у вигляді головного мозку, очі дозволяють людині розрізняти рух та впізнавати людей за їхніми обличчями.

Одна з найбільш вражаючих рис наших очей так добре розвинена, що ми її навіть не помічаємо. Коли ми входимо з яскравого світла в напівтемне приміщення, рівень освітленості навколишнього оточення різко падає, але очі адаптуються до цього майже миттєво. В результаті еволюції ми пристосувались бачити при поганому світлі.

Але на нашій планеті є живі істоти, які бачать у темряві набагато краще за людину. Спробуйте почитати газету в глибоких сутінках: чорні букви зливаються з білим тлом у розмиту сіру пляму, в якій не можна нічого зрозуміти. А ось кішка в аналогічній ситуації не мала б жодних проблем — звичайно, якби вона вміла читати.

Але навіть кішки, незважаючи на звичку полювати ночами, бачать у темряві не найкраще. У істот із найгострішим нічним зором еволюціонували унікальні зорові органи, що дозволяють їм уловлювати буквально крихти світла. Деякі з цих істот здатні бачити в умовах, коли з погляду нашого розуміння фізики побачити в принципі нічого не можна.

Для порівняння гостроти нічного зору ми використовуватимемо люкс — у цих одиницях вимірюється кількість світла на квадратний метр. Людське око добре працює при яскравому сонячному світлі, коли освітленість може перевищувати 10 тисяч люксів. Але ми можемо бачити і всього при одному люксі — приблизно стільки світла темної ночі.

Домашня кішка (Felis catus): 0,125 люксів

Щоб бачити, кішкам потрібно у вісім разів менше світла, ніж людям. Їхні очі в цілому схожі на наші, але в їхньому пристрої є кілька особливостей, що дозволяють добре працювати в темряві.

Котячі очі, як і людські, складаються з трьох основних компонентів: зіниці - отвори, через які проникає світло; кришталика - фокусуючої лінзи; і сітківки — чутливий екран, на який проектується зображення.

Людина зіниці круглі, а кішки вони мають форму витягнутого вертикального еліпса. Вдень вони звужуються у щілинки, а вночі розкриваються на максимальну ширину. Людська зіниця теж може змінювати розмір, але не в таких широких межах.

Кришталики у кішки більші, ніж у людини, і здатні зібрати більше світла. А за сітківкою у них розташований шар, що відбиває під назвою tapetum lucidum, також відомий просто як «дзеркальце». Завдяки йому очі кішок світяться у темряві: світло проходить через сітківку і відбивається назад. Таким чином, світло впливає на сітківку двічі, даючи рецепторам додатковий шанс його поглинути.

Склад самої сітківки у кішок теж відрізняється від нашого. Є два типи світлочутливих клітин: колбочки, що розрізняють кольори, але працюють тільки за хорошого освітлення; і палички - не сприймають колір, зате працюють у темряві. У людей багато колб, що дають нам багатий повнокольоровий зір, а у котів набагато більше паличок: 25 на одну колбочку (у людей це співвідношення становить один до чотирьох).

На квадратний міліметр сітківки у кішок припадає 350 тисяч паличок, а в людини лише 80-150 тисяч. До того ж, кожен нейрон, що відходить від котячої сітківки, передає сигнали від приблизно півтори тисячі паличок. Слабкий сигнал таким чином посилюється і перетворюється на детальне зображення.

Такий гострий нічний погляд має і зворотний бік: у денний час кішки бачать приблизно так, як люди з червоно-зеленою сліпотою. Вони можуть відрізняти синій від інших кольорів, але не бачать різниці між червоним, коричневим та зеленим.

Довгоп'ят (Tarsiidae): 0.001 люкс.

Довгоп'яти - це примати, що живуть на деревах, що зустрічаються в Південно-Східній Азії. У порівнянні з рештою пропорцій тіла у них, схоже, найбільші очі з усіх ссавців. Тіло довгоп'яте, якщо не брати хвіст, зазвичай досягає завдовжки 9-16 сантиметрів. Очі мають діаметр 1,5-1,8 сантиметра і займають майже весь внутрішньочерепний простір.

Харчуються довгоп'яти переважно комахами. Вони полюють рано-вранці і пізно ввечері, при освітленості в 0,001-0,01 люкса. Пересуваючись по верхівках дерев, вони повинні майже у повній темряві виглядати маленький, добре замаскований видобуток і при цьому не падати, перестрибуючи з гілки на гілку.

Допомагають їм у цьому очі, загалом схожі на людські. Гігантське око довгоп'ята пропускає багато світла, і його кількість регулюється сильними м'язами, що оточують зіницю. Великий кришталик фокусує зображення на сітківці, усипаній паличками: їх у довжини понад 300 тисяч на квадратний міліметр, як у кішки.

Ці великі очі мають недолік: довгоп'яти не здатні ними рухати. Як компенсацію природа наділила їх шиями, що повертаються на 180 градусів.

Гнійний жук (Onitis sp.): 0.001-0.0001 люкс.

Де гній, там зазвичай і гною. Вони вибирають найсвіжішу купу гною і починають у ній жити, скочуючи кульки з гною про запас або викопуючи під купою тунелі, щоб облаштувати собі комору. Гною жуки роду Onitis вилітають на пошуки гною в різний часдіб.

Їхні очі сильно відрізняються від людських. Очі у комах фасеткові, вони складаються з багатьох структурних елементів — омматидіїв.

У жуків, що літають вдень, омматидії укладені в пігментні оболонки, що поглинають зайве світло, щоб сонце не засліплювало комаху. Ця ж оболонка відокремлює кожен омматид від сусідніх. Однак в очах у жуків, які ведуть нічний спосіб життя, ці пігментні оболонки відсутні. Тому світло, зібране багатьма омматидиями, може передаватися лише до одного рецептора, що значно підвищує його світлочутливість.

Рід Onitis об'єднує декілька різних видівгною жуків. В очах у денних видів є ізолюючі пігментні оболонки, очі вечірніх жуків підсумовують сигнали від омматідіїв, а у нічних видів підсумовуються сигнали від кількості рецепторів у два рази більшого, ніж у вечірніх. Очі ведучого нічний спосіб життя виду Onitis aygulus, наприклад, у 85 разів більш чутливі, ніж очі денного Onitis belial.

Бджоли-галіктиди Megalopta genalis: 0.00063 люкси

Але описане вище правило діє який завжди. Деякі комахи можуть бачити при дуже низькому освітленні, незважаючи на те, що їх зорові органи явно пристосовані для денного світла.

Ерік Воррент і Елмут Келбер з Лундського університету в Швеції з'ясували, що деякі бджоли в очі мають пігментні оболонки, що ізолюють омматидії один від одного, але вони тим не менш чудово вміють літати і шукати пишу темної ночі. Наприклад, 2004 року двоє вчених продемонстрували, що бджоли-галіктиди Megalopta genalis здатні орієнтуватися при освітленості, в 20 разів менш інтенсивній, ніж зоряне світло.

Але очі бджіл Megalopta genalis влаштовані так, щоб добре бачити при світлі дня, і в ході еволюції довелося бджолам дещо адаптувати органи зору. Після того, як сітківка поглинула світло, ця інформація передається в мозок через нерви. На цьому етапі сигнали можна підсумовувати, щоб збільшити яскравість зображення.

Megalopta genalis має спеціальні нейрони, що з'єднують омматидії в групи. Таким чином, сигнали, що надходять від усіх омматидіїв у групі, зливаються разом перед відправкою в мозок. Зображення виходить менш різким, але значно яскравішим.

Бджола-тесляр (Xylocopa tranquebarica): 0.000063 люкси

Бджоли-теслі, що зустрічаються в горах під назвою Західні Гати на півдні Індії, бачать у темряві ще краще. Вони можуть літати навіть у безмісячні ночі. «Вони здатні літати при зоряному світлі, у хмарні ночі та при сильному вітрі», — розповідає Хема Соманатан з Індійського інституту наукової освіти та досліджень у Тіруванантапурамі.

Соманатан виявила, що омматидії бджіл-тесля мають незвичайно великі кришталики, та й самі очі досить великі в пропорції до інших частин тіла. Все це допомагає вловлювати більше світла.

Однак цього недостатньо, щоб пояснити такий чудовий нічний зір. Можливо, у бджіл-теслярів омматидії теж об'єднані в групи, як і в їхніх побратимів Megalopta genalis.

Бджоли-теслярі літають не лише вночі. «Я бачила, як вони літають вдень, коли їхні гнізда руйнують хижаки, — каже Соманатан. — Якщо засліпити їх спалахом світла, то вони просто падають, їхній зір не в змозі обробити велику кількість світла. Але потім вони приходять до тями і знову злітають».

Схоже, з усіх представників фауни бджоли-теслярі наділені найгострішим нічним зором. Але у 2014 році з'явився ще один претендент на чемпіонський титул.

Таракан американський (Periplaneta americana): менше одного фотона за секунду

Прямо порівняти тарганів з іншими живими істотами не вийде, тому що гострота їхнього зору вимірюється інакше. Однак відомо, що їхні очі надзвичайно чутливі.

У серії експериментів, описаних у 2014 році, Матті Векстрем із фінського Університету Оулу та його колеги з'ясовували, як окремі світлочутливі клітини в омматидіях тарганів реагували на дуже низьку освітленість. Вони вставили в ці клітини найтонші електроди, виготовлені зі скла.

Світло складається з фотонів – безмасових елементарних частинок. Людському оку необхідно, щоб у нього потрапили щонайменше 100 фотонів, щоби щось відчути. Однак рецептори в очах таргана реагували на рух, навіть якщо кожна клітина отримувала всього по одному фотону світла кожні 10 секунд.

Тарган в кожному оці має 16-28 тисяч чутливих до зеленого кольору рецепторів. За даними Векстрему, в умовах темряви підсумовуються сигнали із сотень або навіть тисяч цих клітин (нагадаємо, що у кішки працювати разом можуть до 1500 паличок для глядачів). Ефект цього підсумовування, за словами Векстрема, є «грандіозним», і схоже, що аналогів у живій природі він не має.

«Таракани вражають. Менше фотона за секунду! — каже Келбер. — Це найгостріший нічний зір».

Але бджоли здатні обставити їх принаймні в одному відношенні: американські таргани не літають у темряві. «Керувати польотом набагато складніше - комаха рухається швидко, і зіткнення з перешкодами становить небезпеку, - коментує Келбер. — У цьому сенсі бджоли-теслярі найдивовижніші. Вони здатні літати і добувати їжу в безмісячні ночі і при цьому розрізняти кольори.

І ще трохи цікавого про гострий зір.

Очі, ніс, вуха - в дикій природівсі органи стоять службі виживання тварини. Очі відіграють найважливішу роль у житті будь-якої живої істоти, але не всі тварини бачать однаково. Гострота зору залежить ні від розміру, ні від кількості очей.

Так, навіть найзоріший серед багатооких павуків, павук скакун бачить жертву лише на відстані 8 сантиметрів, натомість у кольорі. Слід зазначити, що це комахи мають поганий зір.

Тварини, які живуть під землею, наприклад, кроти, взагалі позбавлені зору. Поганий зір у ссавців, які живуть у воді, наприклад, у бобрів та видр.

Тварини, за якими полюють хижаки, мають панорамний зір. Вкрай важко підкрастися непоміченим до птаха козодою. Її опуклі великі очі мають широкий розріз, що загинається до потилиці. В результаті, кут зору сягає трьохсот шістдесяти градусів!
Цікаво, наприклад, що орли мають по два століття, а комахи взагалі не мають віку і сплять з розплющеними очима. У орла друга повіка абсолютно прозора, вона захищає око хижого птаха від вітру під час стрімкої атаки.

Найгостріший зір у тваринному світі мають хижі птахи. Крім того, ці птахи можуть моментально переводити фокус зору з далеких відстаней до ближніх об'єктів.
Пернаті хижаки орли бачать свою жертву на відстані 3-х кілометрів. Як і всі хижаки, вони мають бінокулярний зір, коли обидва очі дивляться на один предмет, так легко розрахувати відстань до видобутку.
Але абсолютними рекордсменами пильності у тваринному світі є представникам сімейства соколиних. Найзнаменитіший у світі сокіл — сапсан або, як його ще називають, пілігрим — може помітити дичину з відстані 8 кілометрів.

Сапсан не тільки найзоріша, а й сама швидкий птах, і взагалі жива істота у світі. За оцінками фахівців, у стрімкому пікіруючому польоті вона здатна розвивати швидкість понад 322 км/год, або 90 м/с.

Для порівняння: гепард, найшвидшого тварина з наземних ссавців, бігає зі швидкістю 110 км/год; колючохвостий стриж, що живе на Далекому Сході, здатний летіти зі швидкістю 170 км/год. Але, треба зазначити, що в горизонтальному польоті сапсан все ж таки поступається стрижею.

Сапсан (лат. Falco peregrinus) - хижий птах із сімейства соколиних, поширений на всіх континентах, крім Антарктиди. Під час полювання сапсан планує в небі, виявивши видобуток, він піднімається над жертвою і майже під прямим кутом стрімко пікірує вниз, завдаючи кігтями лап смертельних ударів жертві.

Такі різні очі.

Серія робіт вірменського фотографа Сурена Манвеляна ( Suren Manvelyan) "Твої прекрасні очі" ("Your Beautiful Eyes") показує зняті в режимі макрозйомки зіниці очей тварин, птахів і риб. Сурен народився у 1976 році, почав фотографувати коли йому було шістнадцять років, і став професійним фотографом у 2006 році. Його фотографічні інтереси від макро до портретів. Наразі він є головним фотографом журналу «Єреван».

Сокіл-сапсан помічник мисливців

Найпильніші очі у світі – у представників тваринного світу, хижих птахів. Саме вони здатні бачити з великої висоти, одночасно відстежуючи, що відбувається спереду та збоку. За оцінками фахівців найзорянішим хижим птахом є сокіл-сапсан. Він здатний помітити дичину з висоти до 8 км. Недарма за старих часів мисливці брали собі в помічники птахів саме з сімейства соколиних.

Справжній сокіл

Сапсан (Falco peregrinus) або "справжній сокіл" - великий представник сімейства соколиних, широко розповсюджений на всіх континентах, крім Антарктиди. Харчується, в основному, пернатою дичиною дрібної та середньої величини, але не погребує і невеликими ссавцями та комахами. Часто сапсани полюють у парах, пірнаючи за жертвою по черзі. Цікаво відзначити, що сокіл-сапсан не тільки найзоріший, але і найшвидше пікіруючий птах у світі. Під час нападу її швидкість може сягати 90 м/с (понад 320 км/год).

Причина гострого зору

Причина гострого зору сокола – у особливій будові очних яблук. Кришталик хижого птаха оточений особливим кільцем з кістяної платівки, що дозволяє швидко фокусувати зір на предметах, розташованих на великій відстані. Спеціальні м'язи очей здавлюють колечко і, відповідно, змінюють кривизну кришталика. Завдяки цьому сокіл може миттєво сфокусуватися на дичині далеко внизу. Крім того, в оці хижих птахів розташовані цілих дві "жовті плями", що відповідають за гостроту зору. До речі, у людини лише одна така пляма. Друга жовта пляма здатна збільшувати предмет, який дивиться птах, створюючи ефект бінокля.

Оскільки сокіл-сапсан здатний розвивати величезну швидкість, падаючи каменем назустріч своїй жертві, для нього вкрай важливо не забувати її ні на мить. Можливість пильно бачити на різних відстанях, а отже, швидко зреагувати на рухи дичини та відрегулювати свій політ, - основна умова виживання хижого птаха.

Олена Озерова, Samogo.Net

Нам здається, що тварини бачать світ приблизно так само, як і ми. Насправді їхнє сприйняття сильно відрізняється від людського. Навіть у птахів - теплокровних наземних хребетних тварин, як і ми, - органи чуття працюють інакше, ніж у людини.

Важливу роль життя птахів грає зір. Тому, хто вміє літати, необхідно орієнтуватися в польоті, вчасно помічати їжу, що часто на великій відстані, або хижака (який, можливо, теж вміє літати і стрімко наближається). То чим же зір птахів відрізняється від людського?

Спочатку відзначимо, що очі у птахів дуже великі. Так, у страуса їхня осьова довжина вдвічі більша, ніж у людського ока, - 50 мм, майже як тенісні м'ячі! У рослиноїдних птахів очі становлять 0,2-0,6% маси тіла, а у хижих, сов та інших птахів, що виглядають видобуток здалеку, маса очей може в два-три рази перевищувати масу мозку і досягає 3-4% від маси тіла, у сов – до 5%. Для порівняння: у дорослої людини маса очей приблизно 0,02% від маси тіла, або 1% від маси голови. А, наприклад, у шпак 15% маси голови припадає на очі, у сов - до третини.

Гострота зору у птахів набагато вища, ніж у людини, - у 4-5 разів, у деяких видів, ймовірно, до 8. Грифи, що харчуються падалью, бачать труп копитної тварини за 3-4 км від них. Орли помічають видобуток з відстані близько 3 км, великі видисоколів – з відстані до 1 км. А сокіл-пустельга, що летить на висоті 10–40 м, бачить у траві не тільки мишей, а й навіть комах.

Які особливості будови очей забезпечують таку гостроту зору? Один із факторів – розмір: великі очі дозволяють отримати великі зображення на сітківці. Крім цього, у сітківці ока птиці висока щільність фоторецепторів. У людей у ​​зоні максимальної щільності – 150 000–240 000 фоторецепторів на мм 2 , у домового горобця – 400 000, у звичайного канюка – до мільйона. Крім того, хороша роздільна здатність зображення визначається співвідношенням кількості нервових гангліїв до рецепторів. (Якщо кілька рецепторів приєднано до одного ганглію, дозвіл знижується.) У птахів це співвідношення набагато вище, ніж у людей. Наприклад, у білої трясогузки на 120 000 фоторецепторів припадає близько 100 000 гангліозних клітин.

Як і у ссавців, у птахів у сітківці є область, яка називається центральною ямкою, - поглиблення в середині жовтої плями. У центральній ямці через високу щільність рецепторів гострота зору найвища. Але цікаво, що в 54% видів птахів - хижих, зимородків, колібрі, ластівок та ін. є ще одна область з найвищою гостротою зору, для поліпшення бічного огляду. Стрижам важче добувати корм, ніж ластівкам, у тому числі тому, що у них лише одна область гострого зору: стрижі добре бачать тільки вперед, і способи лову комах на льоту у них менш різноманітні.

Очі у більшості птахів розташовані досить далеко один від одного. Поле зору кожного ока - 150-170 °, але перекриття полів обох очей (поле бінокулярного зору) становить у багатьох птахів лише 20-30 °. Зате птах, що летить, може бачити те, що робиться перед нею, з боків, ззаду і навіть внизу (рис. 1). Наприклад, великі та опуклі очі американських вальдшнепів Scolopax minorвисоко розташовані на вузькій голові, і у них поле зору досягає 360 ° у горизонтальній площині і 180 ° у вертикальній. У вальдшнепа є поле бінокулярного зору як попереду, а й позаду! Дуже корисна якість: вальдшнеп, що годується, засовує дзьоб у м'який грунт, розшукуючи там дощових черв'яків, комах, їх личинок та іншу відповідну їжу, при цьому бачить і те, що коїться навколо. Великі очі козодоїв злегка зміщені назад, їхнє поле зору теж близько 360 °. Широке поле зору притаманно голубів, качок та багатьох інших птахів.

А у чапель і випий поле бінокулярного зору зміщене вниз, під дзьоб: воно вузьке в горизонтальній площині, але вертикально протяжне, до 170°. Такий птах, коли тримає дзьоб горизонтально, може бачити бінокулярним зором власні лапи. І навіть піднімаючи дзьоб вгору (як роблять випи, чекаючи на видобуток у очеретах і маскуючись за рахунок вертикальних смужок на оперенні), вона здатна дивитися вниз, помічати плаваючу у воді дрібну живність і точними кидками ловити її. Адже бінокулярний зір дає змогу визначати відстань до предметів.

Для багатьох птахів важливіше мати не велике поле зору, а саме добрий бінокулярний зір, двома очима відразу. Це насамперед хижі птахи та сови, тому що їм необхідно оцінювати відстань до видобутку. Очі в них близько посаджені, і перетин полів зору досить широкий. У цьому вузьке загальне поле зору компенсується рухливістю шиї. З усіх видів птахів бінокулярний зір найкраще розвинений усов, а голову вони можуть повертати на 270 °.

Для фокусування очей на об'єкті при швидкому русі (власному або об'єкті або сумарному) потрібна хороша акомодація кришталика, тобто здатність швидко і сильно швидко змінювати його кривизну. Очі птахів забезпечені спеціальним м'язом, що змінює форму кришталика ефективніше, ніж у ссавців. Особливо розвинена ця здатність у птахів, які ловлять видобуток під водою – бакланів, зимородків. У бакланів здатність до акомодації дорівнює 40-50 діоптрій, а у людини 14-15, хоча деякі види, наприклад кури та голуби, мають всього 8-12 діоптрій. Птахам, що пірнають, допомагає ще бачити під водою прозору третю повіку, що закриває око, - свого роду окуляри для підводного плавання.

Всі, напевно, звертали увагу на те, як яскраво забарвлено багато птахів. Деякі види - чечітки, коноплянки, зарянки, загалом неяскраво забарвлені, мають ділянки яскравого оперення. В інших під час шлюбного періоду з'являються яскраві частини тіла, наприклад фрегати-самці надувають червоний горловий мішок, у глухих кутів дзьоб стає яскраво-оранжевим. Таким чином, навіть за забарвленням птахів видно, що у них добре розвинений кольоровий зір, на відміну від більшості ссавців, серед яких немає таких ошатних створінь. У ссавців краще за всіх розрізняють кольори примати, але птахи випереджають навіть їх, і людину в тому числі. Це з деякими особливостями будови очей.

У сітківці ссавців та птахів є два основні різновиди фоторецепторів – палички та колбочки. Палички забезпечують нічний зір, в очах сов переважають саме вони. Колбочки відповідають за денний зір та розрізнення кольорів. У приматів три типи (вони сприймають відомі всім окулістам і коректорам червоний, зелений і синій кольори), у решти ссавців тільки два. У птахів чотири типи колб з різними зоровими пігментами - червоний, зелений, синій і фіолетовий / ультрафіолетовий. А чим більше різновидів колб, тим більше відтінків розрізняє око (рис. 2).

На відміну від ссавців, кожна колбочка птахів містить ще краплю фарбованої олії. Ці краплі відіграють роль фільтрів - відрізають частину спектра, який сприймається конкретною колбочкою, за рахунок цього зменшують перекриття реакцій між колбочками, що містять різні пігменти, і збільшують кількість кольорів, які можуть розрізняти птахи. У колбочках виявлено шість типів олійних крапель; п'ять із них являють собою суміші каротиноїдів, які поглинають хвилі різної довжини та інтенсивності, а в шостому типі пігменти відсутні. Точний склад і фарбування крапель варіюють від виду на вигляд: можливо, вони забезпечують тонке налаштування зору, так, щоб його можливості найкраще відповідали довкілля і харчової поведінки.

Четвертий тип колб дозволяє багатьом птахам розрізняти ультрафіолетовий колір, для людей невидимий. Список видів, для яких ця здатність доведена експериментально, останні 35 років сильно зріс. Це, наприклад, безкілеві, кулики, чайки, чистикові, трогонові, папугоподібні та гороб'ячі. Експерименти показали, що області оперення, що демонструються птахами під час залицяння, часто мають ультрафіолетове забарвлення. Для людського ока близько 60% видів птахів не мають статевого диморфізму, тобто самці та самки зовні невідмінні, але самі птахи, можливо, так не вважають. Звичайно, не можна показати людям, як птахи бачать один одного, але можна приблизно це уявити за фотографіями, де ультрафіолетові ділянки тоновані умовним кольором (рис. 3).

Здатність бачити ультрафіолетовий колір допомагає птахам шукати корм. Показано, що плоди та ягоди відбивають ультрафіолетові промені, що робить їх більш помітними для багатьох птахів. А боривітра, можливо, бачать стежки полівок: вони помічені сечею та екскрементами, які відбивають ультрафіолет і за рахунок цього стають видимими для хижого птаха.

Однак, маючи найкраще сприйняття кольору серед наземних хребетних, птахи позбавляються його з настанням сутінків. Щоб розрізняти кольори, птахам потрібно у 5–20 разів більше світла, ніж людям.

Але це не все. Птахи мають і інші недоступні нам здібності. Так, вони бачать швидкі рухи значно краще за людей. Ми не помічаємо мерехтіння зі швидкістю більше 50 Гц (наприклад, світло люмінесцентної лампи нам здається безперервним). Тимчасово ое дозвіл зору у птахів значно вищий: вони можуть помітити більше 100 змін в секунду, наприклад у мухоловки-строкатості - 146 Гц (Jannika E. Boström et al. Ultra-Rapid Vision in Birds // PLoS ONE, 2016, 11(3): e0151099, doi: 10.1371/journal.pone.0151099). Це спрощує дрібним птахам полювання на комах, але, можливо, робить нестерпним життя в неволі: лампи в приміщенні, на думку людини, нормально світящі, для птаха гидко блимають. Птахи здатні бачити і дуже повільний рух – наприклад, переміщення сонця та зірок по небу, недоступне нашому неозброєному оку. Передбачається, що це допомагає їм орієнтуватися під час перельотів.

Кольори та відтінки, невідомі нам; круговий огляд; перемикання режимів від "бінокля" до "лупи"; найшвидші рухи видно чітко, як у сповільненій зйомці... Нам важко навіть уявити, як сприймають світ птаха. Можна тільки захоплюватись їхніми можливостями!

Розглянемо роботу деяких із великої множини сенсорних систем, пов'язаних з «вікнами» у світ у птахів.

З п'яти класичних органів чуття більшості видів птахів найбільш життєво важливими є органи зору і слуху. Однак завдяки тому, що птахи мають ще й різні живі прилади, вони отримали набагато більше можливостейдля сприйняття навколишнього світу.

Птахи мають почуття рівноваги, відчуття тепла та холоду, магнітного та електричного поля, здатність орієнтуватися у просторі. Все це відіграє неабияку роль у повсякденному життіптахів, а також використовується ними під час навігації під час перельотів.

Зорова система

Основну інформацію про навколишній світ птахи отримують у вигляді зору. Пташиний сенсорний апарат подібний до нашого, але у пернатих зір більш гострий. Для інших тварин зорова система теж грає велику роль, але у своїх діях вони керуються головним чином нюхом, дотиком чи слухом. Чому ж особливо гострим зором наділені саме птахи?

Доцільність такого рішення в тому, що з висоти пташиного польоту точно оцінити обстановку за допомогою нюху або дотику неможливо. Тільки чудовий зір дозволяє побачити звідти їжу чи хижака. Крім того, зорове сприйняття допомагає птахам вловлювати навіть малі зміни довжини світлового дня та відповідно їм виробляти свою лінію поведінки.

Зір необхідний птахам і здійснення шлюбних ритуалів. При цьому одні пернаті при догляді демонструють найрізноманітніші пози, рухи, танці, своєрідні весільні подарунки, а також напрочуд гарне оперення. А інші – сприймаючи їх відповідно реагують.

Це пов'язано з тим, що на відміну від рептилій і більшості ссавців птахи мають кольоровий зір, тобто бачать світ у всьому багатстві його квітів та відтінків. Саме тому їм і дана можливість використовувати у шлюбних ритуалах яскраві барвисті вбрання. Так, наприклад, курка здатна розрізняти найтонші відтінки в вбранні півня, що доглядає за нею.

Цікаво, що забарвлення оперення самців і самок, як скажімо, у синиць деяких видів, однакова у видимому світлі. Але в ультрафіолетовому світлі вона відрізняється, і це птахи здатні побачити.

Кольоровий зір птиці мають від народження. Так, пташенята чайок, випрошуючи корм у батьків, реагують лише на червону пляму дзьоба дорослого птаха. Така інстинктивна харчова поведінка пташеня включається лише при отриманні цього зорового сигналу. А якщо зафарбувати червону пляму або зробити модель дзьоба без плями, то пташеня загине з голоду, оскільки не здогадається відкрити рота.

Яким чином забезпечується кольоровий зір у птахів? Виявляється, їхні очі мають мініатюрні і дуже складно влаштовані світлофільтри червоних, помаранчевих, жовтих і зелених кольорів.

У той же час нічні та пірнаючі птахи в основному позбавлені таких фільтрів. Вони для них недоцільні. Адже у темряві чи під водою зорові сприйняття ослаблені. Особливо це стосується діапазону червоної частини спектра. Тому, спостерігаючи за життям совиної родини під час освітлення червоним ліхтарем, можна залишатися непоміченим.

А ось для багатьох денних птахів життєво важливий для них червоний колір, навпаки, привабливий. Якщо їм запропонувати на вибір кульки різних кольорів, то вони віддадуть перевагу червоним.

Особливості пташиного ока.У зв'язку із важливістю зору очі птахів дуже великі. У багатьох видів їх обсяг перевищує обсяг мозку. Наприклад, у канюка, близького за розміром до ворони, очі за величиною наближаються до людських, а у африканського страуса- До очей слона. Вони можна порівняти за величиною з тенісним м'ячем! Голубині очі, що здаються невеликими, насправді розміром майже на всю голову - просто вони прикриті оперенням і шкірою.

Чудовий зір пернатих забезпечується головним чином за рахунок сітківки - внутрішньої вистилання очного яблука. Вона має особливий пристрій, який складається з безлічі чутливих до світла клітин - паличок та колб. Так, у канюка лише колбочок налічується понад мільйон. Фотолюбителям відомо, що чим дрібніше «зерно» світлочутливого шару, тим вища якість зображення на плівці. Тому сітківка птахів, подібна до такої дрібнозернистої плівки, здатна передавати найдрібніші деталі зображення.

Крім того, у більшості птахів у середній частині очного дна існує центральна ямка, стінки якої діють подібно до сильної лупи. Вона призначена збільшення зображення предметів на сітківці. Цей чудовий пристрій також допомагає сприймати найменші рухи в полі зору птиці для успішного полювання або захисту.

У голуба, крім центральної ямки, цієї свого роду підзорної труби для збільшення зображення, поруч знаходиться ще й орган, що здавалося б, не має відношення до зору, так званий гребінець. Ця налита кров'ю складка, схожа на хутра гармонії, ніби втиснута величезною сліпою плямою в пильні очі птаха. Оскільки в організмі будь-якої живої істоти немає нічого зайвого, то біологи наполегливо прагнули зрозуміти її призначення. І нарешті було встановлено, що гребінець схожий на темні протисонячні окуляри. Завдяки йому денні птахи не миготливо дивляться на Сонце. Ця «сліпа пляма» допомагає перелітним птахам під час міграцій, а голубам – у виконанні кур'єрських завдань.

До речі, голуби погано бачать у темряві. І спроби вивести нічну породу поштових птахів, які б «працювали» під час сну денних пернатих хижаків, ні до чого не привели. Адже голуб саме денний птах.

Зіркість птахів.Гострота зору у деяких пернатих мисливців у 5-8 разів вища, ніж у людини. Так, сокіл-пустельга бачить у траві не тільки мишей, але навіть комах зі стометрової висоти, чеглок помічає бабку майже за 200 метрів, а сокіл-дербник за сигналом мисливця повертається на його руку з відстані близько кілометра.

Гострота зору у птахів-санітарів грифів така, що вони бачать труп копитної тварини за 3-4 кілометри! У той же час ці ширяючі у висоті птахи невиразні для людини, хоча й мають триметровий розмах крил. За пильністю не відстає від них і беркут. Цей найбільший орел здатний помітити зайця з відстані 4 кілометри.

У невеликих птахів також висока гострота зору. Вони помічають хижака, що ширяє у висоті, набагато раніше людини і видають його присутність тривожною поведінкою. А особливою пильністю відрізняються пернаті, які використовують пошуковий політ під час полювання. Та ж срібляста чайка розрізняє у траві польок та ховрахів з висоти 100-200 метрів. Або кам'яний стриж помічає мушку з півкілометрової висоти і точно розраховує її координати, щоб наздогнати в стрімкому польоті і схопити з надзвичайною спритністю.

Бінокулярний та монокулярний зір.Люди дивляться на світ двома очима одночасно, тобто використовують цей бінокулярний зір. Воно складає 150 ° і забезпечує чудове рельєфне бачення світу за рахунок отримання єдиного стереоскопічного зображення.

А у птахів ці показники набагато гірші - у сови і козодоя всього лише 60°, у голуба - до 30°, у горобця, снігу, зяблика - від 10° до 20°, а у зозулі його немає взагалі. Але чому багато птахів не отримали свого роду «біноклі»?

Справа в тому, що бінокулярний зір - це лише окремий випадок зорових сприйняттів птахів. Оскільки очі у більшості птахів розташовані з боків голови, то, звузивши бінокулярний зір, значно розширили загальне поле зору.

Це дає пернатим ряд суттєвих переваг. Вони можуть користуватися очима незалежно один від одного, що дозволяє їм спостерігати за тим, що відбувається попереду, по сторонах і навіть ззаду. І тоді загальне поле зору складається з монокулярного та бінокулярного. Так, у чайок, курей, горобців, голубів та багатьох інших птахів воно становить понад 300°. При цьому, наприклад, чайка, облітаючи свою територію, може одним оком стежити за сусідами зліва, другим - за сусідами праворуч і поглядати час від часу вниз відразу обома очима.

Хорошим бінокулярним зором наділені пернаті хижаки, що атакують рухливий видобуток, щоб точно визначати відстань до мети.

Напрочуд доцільно влаштовані, наприклад, очі у лісового куліка вальдшнепа. Вони великі, опуклі і так зміщені назад, що бінокулярне поле утворюється не спереду, а ззаду. Це дуже важливо для безпеки птаха, щоб, маніпулюючи дзьобом у землі у пошуках харчування, їй можна було бачити все, що діється позаду.

А у чаплі та випи свої цікаві особливості. У зв'язку з доцільним способом приховуватися в очеретах і осоці з піднятим вертикально вгору дзьобом, бінокулярне поле у ​​них спеціально зміщене вниз під дзьоб. І тоді птах спостерігає відразу двома очима за тим, що відбувається під ногами - за плаваючими дрібними рибками, жабами та водними комахами, що становлять її повсякденний видобуток. Чапля полює, використовуючи і зір і рецептори на дзьобі, що визначають як розміри, так і напрямок руху видобутку. А завершує полювання дзьоб птиці – професійний рибальський «інструмент», який не випустить навіть слизької рибки.

У сов очі теж розміщені не з боків голови, а сильно зсунуті до основи дзьоба, щоб бінокулярний зір дозволяв птахам точно оцінювати відстань до видобутку. Але як це доцільно? Адже в такому разі огляд у сов невеликий, оскільки ззаду та збоку вони нічого не побачать. Але виявляється, це їм не завада: сови забезпечені замість дивовижним «крутним» пристроєм на кшталт шарніра, завдяки якому можуть крутити головою навколо вертикальної осі на 270 °, а навколо горизонтальної на 180 °!

Поблизу та вдалині, у воді та в повітрі.Багато птахів мають і досконалу акомодацію очей (від лат. accomodatio – пристосування). Тобто їхні очі влаштовані таким чином, щоб за допомогою фокусування зображення на сітківці (подібно до дії винайденого людиною фотоапарата) вони могли пристосовуватися до розгляду об'єктів на різній відстані. У птахів це переважно досягається за рахунок досить швидкої зміни кривизни кришталика під дією особливих м'язів.

Так, трясогузка зазвичай шукає комах на відкритої місцевості. І завдяки акомодації може миттєво відреагувати і на видобуток, що виник поряд, і на хижака, що пролітає у висоті.

Чудові й очі бакланів. У воді при лові риби їм потрібен ближній зір, а для польоту, як і всім птахам, - далекий. Тому їхні очі здатні сильно змінювати кривизну кришталика, щоб добре бачити і рибку, що прямує до водних чагарників, і хижака, що ширяє в небі. А пінгвіни, які знаходять свій видобуток у товщі вод, виходячи з води, відразу робляться дуже короткозорими.

Акомодація й у очей інших тварин. Нею, майже в такому вигляді, як у птахів, наділені і ссавці. А у головоногих молюсків очей у спокої встановлено на близьке бачення, а акомодацію забезпечує переміщення кулястого кришталика назад. У земноводних і плазунів, своєю чергою, око встановлено далеке бачення, і необхідний ефект досягається висуненням кришталика вперед.

Пластичність органів зору нічних мисливців.Відомо, як добре бачать сови, пугачі та сичі у темряві. Для цього їхні очі влаштовані на кшталт світлосильного телеоб'єктива.

Використовуючи найменшу кількість світла, величезна зіниця сови дозволяє чітко бачити мишу на відстані до 600 метрів від свічки, що горить! Адже вони розрізняють предмети практично в непроглядній темряві, при освітленні в дві мільйонні частки люксу. Ніхто, окрім сов, у таких умовах нічого побачити не може. Як вважають біологи, навіть при освітленості в десятки тисяч разів сильніша жодна інша тварина не здатна розрізняти навіть великі об'єкти.

І що цікаво – фокусування совиних очей влаштоване так доцільно, що вдень вони бачать не гірше за інших птахів! Це йде в розріз із поширеною помилкою, що нічні мисливці вдень сліпі. А їхня сильна далекозорість, тобто те, що сови не розрізняють дрібні предмети ближче 15-20 сантиметрів, совам зовсім не страшна. Адже при маніпуляціях з кормом вони заплющують очі, покладаючись головним чином на свою чудову відчутну чутливість. Для цього у птахів є особливі подовжені щетинкоподібні пір'я, розташовані навколо основи дзьоба.

А оскільки очі нічних птахів спеціально влаштовані для зорового сприйняття як на дуже слабкому, так і яскравому світлі, то вони забезпечені ще й дуже важливими захисними механізмами, які оберігають чутливу сітківку від пошкодження надто інтенсивним денним світлом. Це відбувається завдяки тому, що при впливі яскравого світла, по-перше, зіниця, що швидко скорочується, автоматично перетворюється на вузьку щілину. А по-друге, в дію набуває рухома «фіранка» пігменту в сітківці, яка заступає фоторецептори від згубних променів. Саме тому полярна, болотна та яструбина сови за потреби можуть полювати і вдень, а домовий сич із задоволенням гріється на сонечку.

Прекрасною пластичністю органів зору наділені багато інших птахів. І тоді при необхідності при вечірніх сутінках або вночі у них включаються «запасні» механізми, які не застосовуються за денного способу життя. Завдяки цьому, наприклад, очі звичайних чайок у потрібний період часу налаштовуються так, щоб при літі хрущів птиці могли успішно їх ловити навіть у сутінках. Або сріблясті чайки, яким вдень не дають спокою люди, утворюють великі зграї з неодружених особин, щоб годуватися вночі.

Сприйняття світу за допомогою слуху

Зорове сприйняття світу пернатими успішно доповнюється слуховим.

Діапазон частот коливань повітря, що сприймається як звуки, у птахів приблизно такий самий, як і в людини. Однак пернаті перевершують нас в умінні розрізняти і аналізувати надкороткі звукові імпульси і такі ж короткі паузи, що їх розділяють. Серії, складені такими звуками та паузами, на наш слух звучать разом, птах же чує та оцінює кожен із елементів серії окремо.

Для життя птахів особливо важливо, що їхнє вухо «налаштоване» на сприйняття таких звуків, як голоси їхніх ворогів та видобутку. Так, вухо сови чудово чує ледь помітне попискування мишей, недоступне людському вуху. А лісовим гороб'їним птахам добре відомий тривожний крик ворони, сороки та сойки, і вони реагують на цей звук, як на сигнал небезпеки. Ворони ж легко впізнають по вовчому вою, коли ці мисливці знаходять видобуток. І тоді птахи регулюють напрямок польоту залежно від інформації, яку вони отримали від вовків.

Звукове спілкування та спів птахів.Слух та голос нерозривно пов'язані між собою. Тому птахи можуть не тільки сприймати, а й відтворювати величезну різноманітність звуків. Звукове спілкування птахів особливо важливе там, де вони не бачать один одного, - частіше лісу, чагарнику, густій ​​траві. Причому доцільно влаштоване вухо птиці найкраще сприймає звуки, які переважають у голосі її одноплемінників.

Для того щоб видавати складні та різноманітні звуки, птахи наділені особливим звукопровідним апаратом – нижньою гортанню (на відміну від верхньої гортані у ссавців). І найдосконаліше вона влаштована у співчих гороб'їних птахів.

Спів птахів - це специфічний кожному за виду складний сигнал, покликаний забезпечити успіх розмноження. Звичайно, завдяки пісні полегшується зустріч самця та самки, а птахи-сусіди сповіщаються про те, що ця територія вже зайнята. Причому звучання кожного виду птахів неповторне, тому представники різних видів не сплутають один одного. Наприклад, піначки і очеретяні за зовнішністю дуже подібні, але їх пісні добре помітні.

І все ж таки прекрасний спів птахів призначений і для нас, людей. Ніколи не набридне дзвінка пісня соловейка. Адже часто й сусіди його попереджені про зайнятість території, і самка давно поряд, а птах годинами продовжує заливатись, видаючи переливчасті трелі. Нас зачаровує курликання журавлів, пісня жайворонка, неповторні й величні акорди співчого дрозда, флейтові звуки іволги, ніжний щебет багатьох та багатьох птахів.

Гострий слух нічних птахів.Завдяки чудовому слуху нічні птахи, наприклад, сови, отримують додаткову інформаціюпро навколишній світ, коли не дістає зорової. Так, вони успішно ловлять видобуток навіть із зав'язаними очима або в абсолютній темній кімнаті. За гостротою слуху сови перевершують всіх інших птахів та наземних хребетних, включаючи ссавців.

Особливий слух, яким наділені сови, відрізняється не лише рідкісною гостротою, а й тим, що забезпечує досить точну локацію джерела звуку. В експериментальних умовах абсолютної темряви сова здатна визначити місце розташування миші виключно на слух і з точністю до одного градуса. Але для цього видобуток повинен пересуватися по підлозі, посипаній тирсою або сухим листям. Якщо ж їх прибрати, то по твердій поверхні миша пересуватиметься практично безшумно, і тоді сова не зможе її виявити.

Це відбувається за рахунок того, що у всіх птахів для сприйняття звуку є не вушні раковини, а отвори, які повністю приховані під оперенням і зовні не видно. А совині вуха і тут є дуже примітним пристроєм.

По-перше, сови мають деяку подобу вушних раковин за рахунок спеціальних складок шкіри. За розміром вони настільки великі, що стуляються вгорі і внизу голови. Великі у сов і барабанні перетинки.

По-друге, у сов навколо дзьоба та очей розташовані особливі рухливі маленькі пір'їнки, їхнє розташування створює подобу обличчя. Цей так званий лицьовий диск відіграє важливу роль у слуховому сприйнятті птиці. Він діє подібно до сучасного локатора: вловлює і фокусує на слухові отвори навіть найслабші звуки.

По-третє, у багатьох сов становище на голові правого та лівого вуха асиметричне. Це не дефект їх будови, а спеціальна конструкція, що полегшує пеленгацію джерела звуку. Сова постійно вивертає голову вбік і вниз, щоб точно встановити, звідки чути шурхіт.

Завдяки всім цим доцільним пристроям слухова система сови дозволяє вдесятеро посилювати звук.

Використання принципу ехолокації.Багатьом тваринам, які ведуть нічний спосіб життя, зручно та звично використання луни. Це необхідно для орієнтації у просторі та визначення свого положення щодо предметів.

Деякі біологи вважають, що принцип ехолокації простий: звукова хвиля, відтворена твариною, відбивається від предметів, що зустрілися на шляху, і повертається назад до його органів слуху. І по тому, скільки часу знадобилося, звуковий хвиліна зворотний шлях тварина може судити, як далеко знаходиться об'єкт, а характером луна - і про властивості цього об'єкта.

Такий комплекс для локування простору аж ніяк не простий:

• для того, щоб видавати ці звуки, птахи (як і кажани, дельфіни та інші тварини) забезпечені особливими звукопровідними «апаратами»;
• ці живі мають уроджені знання, які звукові частоти для цього потрібно використовувати, тому що для відкритого простору, води та печери вони різні;
• їм дано і спеціальні живі «прилади» для сприйняття та аналізу луни, а також закладені в пам'яті знання та еталони, щоб миттєво судити про властивості об'єкта, що локується.

Серед птахів, які мають здатність «бачити вухами», тобто використовувати слух для орієнтації у просторі, є ластівки-салангани та інші нічні птахи. Найбільш відомі серед них гуахаро – мешканці гірських тропічних лісів Південної Америки. День вони проводять у глибині вапнякових печер, де у складі багатотисячної колонії в'ють свої гнізда на недоступних карнизах. А вночі ці птахи вилітають у пошуках плодів тропічних пальм, щоб на світанку повернутися назад.

Оскільки в глибині печер панує цілковита темрява і орієнтуватися за допомогою зору тут практично неможливо, то гуахаро постійно видають характерні високі звуки частотою близько семи тисяч герц. Це дозволяє їм впевнено проноситися у повній темряві по звивистих підземних коридорах, легко орієнтуючись на відбиття звуку від твердих поверхонь стін, стелі та підлоги печери. Про цих птахів можна сказати, що їм добре видно освітлену звуком дорогу. Коли в експерименті їм щільно затикали вушні отвори ватою, птахи повністю втрачали здатність до правильної орієнтації у просторі та натикалися на стіни та виступи.

З покоління в покоління гуахаро дбайливо передавали та донесли до організму сучасних нащадків програму створення апарату ехолокації та спадкові знання про те, як використовувати цей досконалий пристрій.

Живі прилади птахів

Для орієнтації та навігації.Інстинкт повернення тварин додому називають хомінгом. Він можливий завдяки вродженій здатності до орієнтації та навігації. Орієнтація дозволяє їм визначати своє місцезнаходження у просторі та здійснювати цілеспрямоване пересування. А навігація - це найскладніша форма просторової орієнтації, яка дана тваринам, щоб правильно вибирати напрямок руху при далеких переміщеннях (міграціях).

Усі ці процеси обов'язково відбуваються за участю пам'яті. Навігаційні можливості птахів визначає генетична пам'ять. А конкретні орієнтири їм доводиться запам'ятовувати. При орієнтації задіяні різні аналізатори, які сприймають і обробляють інформацію з зовнішнього середовища.

Орієнтирами можуть бути обриси населеного пункту, запахи, звуки або положення Сонця, Місяця, зірок. Одні види орієнтирів птахам відомі від народження, а з іншими вони знайомляться в міру навчання та набуття досвіду. Тому для цілеспрямованого пересування птиці сприймають інформацію про орієнтири і приймають рішення відповідно до ситуації, що склалася.

Здатність птахів до орієнтації можна простежити з прикладу голубів. У них закладено властивість чудово орієнтуватися при далеких польотах, що дозволяє використовувати їх як листоноші. І хоча з розвитком сучасних засобівзв'язку голуби втратили це призначення, їх здібності не зникли. Тому розвиток отримав голубиний спорт.

У процесі навчання птахів спочатку випускають поблизу будинку, де вони знайомляться з околицями місця старту. Потім відвозять далі і далі, поступово збільшуючи відстань. Навчання допомагає птахам вивчити новий маршрут, щоб на фініші направити політ уздовж вузького коридору над добре знайомою місцевістю. На закінчення курсу голубів відвозять далеко від останніх кордонів вивченого ними частинами маршруту. Завдяки чудовій здатності до орієнтації птаха, піднявшись у повітря, цілеспрямовано летять у бік вже знайомої траси. Перемагає голуб, який самостійно знаходить до неї дорогу та першим прилітає до місця старту. Існують гоночні траси завдовжки тисячі кілометрів.

Багаторічні дослідження, пов'язані з орієнтацією птахів, деякі питання поки що залишили без відповіді. Досі остаточно не з'ясовано, чи орієнтуються голуби по уявній просторовій карті та наскільки в цьому процесі беруть участь зір, нюх та сприйняття магнітного поляЗемлі. Можливо, існують і інші фактори зовнішнього середовища, які ще не відомі або не беруться до уваги.

Здебільшого вчені вважають, що тут задіяний цілий комплекс найрізноманітніших способів орієнтації, кожен із яких входить у потрібний момент. Так, дані радіоспостережень за голубами, яким на спину поміщали мініатюрний передавач з батарейкою та антеною, свідчать, що голуби повертаються до будинку не прямою, а досить часто змінюючи напрямок. Проте загальна спрямованість руху птахів залишається незмінною. Очевидно, після кожного відхилення спрацьовує механізм того чи іншого способу орієнтації (залежно від того, чи це день чи ніч, чи світить сонце чи небо затягнуте хмарами), завдяки чому відбувається постійне коригування траєкторії руху.

Сонячний компас і біологічний годинник.Для навігації багатьох тварин на вирішальній ролі грає сонячне освітлення. Особливо для ракоподібних і павуків, риб і жаб, черепах та алігаторів і, звичайно, птахів, особливо голубів, створених для виконання функцій листоноші.

Сонячно-компасная орієнтація голубів має особливості.

По-перше, щоб стежити зміною азимуту Сонця птахам необхідно прив'язатися до системи нерухомих орієнтирів на земної поверхні (гори, дерева, місцезнаходження гнізда). Молодим голубам, які вже здатні орієнтуватися поблизу голубника за місцевими прикметами, потрібно ще близько місяця для освоєння орієнтації по Сонцю.

Для розуміння ходу цього годинника голубам, як, втім, і бджолам, достатньо поспостерігати лише половину сонячного шляху. Вчені вважають, що можливість такої широкої екстраполяції (передбачення) говорить про існування якогось складного апарату розрахунку у їхній центральній нервовій системі. Крім того, птахи, що перетинають екватор, забезпечені системою коригування внутрішнього сонячного компасу до необхідного напрямку руху. Така дивовижна здатність набувати знання про переміщення Сонця у них уроджена.

По-друге, для того, щоб ввести певну поправку на зміщення світила протягом доби, голуби користуються біологічним годинником - вродженою здатністю їх організму орієнтуватися в часі.

Так, в ході експерименту птахів навчали руху в різних компасних напрямках. Наприклад, їх перевозили в пункт з іншого географічною довготою, через що внутрішній відлік часу доби голубів розходився з місцевим. Але птахи постійно змінювали курс на кут, близький до зміни сонячного азимуту за той період, який відповідав неузгодженню їхнього внутрішнього та місцевого часу. Оскільки астроорієнтація неможлива без виміру часу, то вчені справедливо говорять про орієнтацію голубів у просторі та часі.

І ще важливо відзначити: коли на блакитному небі не видно сонця, птахи використовують ефект поляризації світла, а в ранковий час – світло зорі. І навіть у похмуру погоду вони орієнтуються найсвітлішою ділянкою небосхилу.

Таким чином, птахи, як і багато інших тварин, мають чудову можливість гнучко реагувати на зміну умов освітлення, щоб не збиватися з наміченого курсу.

Чи птахи оцінюють висоту?Багато молодих тварин бояться висоти, тому що в їхній генетичній пам'яті в закодованому вигляді закладено знання про небезпеку падіння. Це засвідчує серія експериментів.

Так, над підлогою на певній висоті зміцнили лист товстого скла і посередині його постелили доріжку. По один бік від неї на нижній бікскла наклеїли шпалери малюнком догори, щоб скло в цьому місці виглядало як опора для доріжки. По інший бік доріжки шпалери приклеїли на підлогу, щоб випробуваним стало ясно – тверда поверхня доріжки нависає над прірвою.

Поведінка випущених на доріжку манежу курчат, кошенят, цуценят, слоненят та інших дитинчат виявилася однаковою. Всі вони безбоязно сходили з доріжки, як їм здавалося, на «дрібний» бік і уникали «глибокого».

І тільки каченята, як і водні черепашки, не боялися висоти. Якщо цих малюків підштовхували до «небезпечного» боку, вони не виявляли жодного хвилювання. А інакше як би вони, тільки-но почавши бігати, наважувалися стрибати з порівняно високого берега у воду?

Отже, падіння з висоти, небезпечне для одних птахів (курчат), є нормою повсякденної поведінки для інших (каченят), іншими словами водоплавні тварини наділені спадково зумовленою сміливістю для стрибків з висоти.

Метеорологічні здібності.Що змушує птахів збиратися в ранній відліт на південь, якщо чекає холодна осінь? Чому вони заздалегідь роблять гнізда на південному чи північному боці дерев залежно від того, яке буде літо? Які живі прилади забезпечують пернатих метеорологічною інформацією на майбутній сезон?

Наприклад, в районі Барнаула качки влаштовують свої гнізда або по обидва береги Обі, якщо майбутня повінь буде слабкою, або тільки на високому лівому березі - коли вона буде сильною. Адже за значної повені низький правий берег виявиться затопленим.

Відповідей на ці та багато інших подібних питань наука поки що не знайшла. Але одне незаперечно - птахи здатні оцінювати лише їм ведені прикмети та ретельно аналізувати весь комплекс факторів. Це дозволяє пернатим залежно від тривалих прогнозів раціонально організовувати свою життєдіяльність.

Птахи – майстри польоту

Здебільшого птахи - найдосконаліші тварини, що літають. У них все – від особливостей будови організму та фізіологічних процесів до спадкової програми життєдіяльності та специфічної поведінки – розраховано на політ.

Чудові льотні якості птахів забезпечують:

• потужні грудні м'язи, що становлять у деяких із них половину маси тіла (у той час як у людини - лише один відсоток);
• високий кров'яний тиск, а також надзвичайно інтенсивний обмін речовин - найвищий серед усіх тварин, завдяки чому грудні м'язи отримують потужну енергію, необхідну для польоту;
• поєднання в пташиних кістках порожнистої і пористої конструкцій, чому їх скелет дуже легкий. Наприклад, у фрегата при розмаху крил більше двох метрів маса скелета становить менше ніж півкілограма.

Птахи здавна привертали до себе підвищену увагу людини, а тому вивчені набагато краще за інших тварин, проте особливості організму та способу життя пернатих таять у собі ще чимало загадок.

Розглянемо унікальні можливості організму деяких їхніх представників, що забезпечують їм цілеспрямоване пересування.

Рекордсмени висоти.Регулярні перельоти птахів, міграції зазвичай пов'язані з сезонними змінами в природі. У цей час деякі птахи покривають великі відстані. Так, полярні крачки долають 17 тисяч кілометрів, перелітаючи від Північного Льодовитого океану до Антарктиди. А наш звичайний шпак, щоб опинитися в Бельгії, встигає пролетіти понад тисячу кілометрів лише за добу.

Гуси, що мешкають на півночі, мігрують так само, як і лебеді, до Південної та Південно-Східної Азії, Ірану, Афганістану та, крім того, до Північної Африки, Індокитайу, Індії. Білі гуси можуть подолати близько 3 тисячі кілометрів за 60 годин. Адже вони проходять міграційну трасу із зупинками, необхідними для заповнення запасів жиру.

Хоча гусеподібні переміщаються не так швидко і не так далеко, але вони є рекордсменами висоти. Так, зафіксовано випадок, коли качка-кряква зіткнулася з літаком над Невадою на висоті майже 7 тисяч метрів над рівнем моря, а на рівні понад 8 тисяч метрів спостерігали зграю лебедів-клікунів. Гуси, прямуючи до своїх зимів на півночі Індії та в Бірмі, перелітають на висоті понад 9 тисяч метрів найвищі гірські хребти у світі – Гімалаї.

Є свідчення про здатність нільських гусей забиратися у верхні шари атмосфери. Так, їхня зграя була сфотографована над індійським поселенням на висоті майже 18 тисяч метрів (!) Для порівняння: рекордна висота для літака – понад 36 тисяч метрів.

Якщо порівняти потужність двигуна реактивного літака і силу крил гусака, то виникне відчуття захоплення перед тими незвичайними можливостями, які мають ці тварини.

Забезпеченість гусей для польоту.Складно та доцільно влаштовані у гусеподібних тіло, органи та комплекс систем, що забезпечують можливість літати. Згідно загальним законампобудови тіла пернатих гусеподібним дано крила і обтічне тіло з черепицею покладеним перовим покривом. Вони, як і всі птахи, мають полегшений кістяк з порожніми кістками, особливу систему дихання, кровообігу, інтенсивного травлення, управління рухом.

Важливу роль при перельотах грають не тільки чудові льотні якості цих птахів, а й живі прилади. Вони дозволяють навіть молодим і недосвідченим особам чудово орієнтуватися у польоті та точно прибувати до пункту призначення.

Однак гусеподібні мають і свої індивідуальні особливостідля переміщення в повітрі, що повністю відповідають їх заданому способу життя та поведінки. Качці потрібно літати так само швидко, як атакуючий видобуток соколу. А лебедеві ні до чого льотні якості мініатюрної пташки колібрі, що харчується нектаром квітів. Все, що мають ці птахи, призначене саме для них і несе певний сенс.

Так, оскільки гусеподібні можуть летіти на таких неймовірних висотах, які долають лише турбореактивні літаки, вони годинами змушені перебувати в розрідженому повітрі, де майже втричі менше кисню. Як птахи витримують це? Адже будь-який ссавець, подібний до них розміром, потрапивши в таке середовище, швидко втратив би свідомість і, швидше за все, загинув. Та й люди порівняно нещодавно стали крок за кроком освоювати вершини тих гір, висота яких перевищує 8 тисяч метрів, і то з використанням спеціальних апаратів, щоб компенсувати найсильніший брак кисню.

А гусеподібним, виявляється, не потрібні попередні тренування, ні додаткові джерела кисню. Навіть вперше гуси, що летять, задовольняються голодним кисневим пайком і довгий час не втрачають дієздатності. Що існує для цього в їхньому організмі - біологічний феномен, так поки і не зрозумілий наукою.

Організація перельоту.А як гуси організують свій масовий високогірний переліт?

Як і у багатьох перелітних птахів, певний часу тому організмі включається програма міграційного поведінки. Ведені знаннями про конкретне місце збору у південному Сибіру, ​​вони злітаються туди з різних сторін і розбиваються кілька окремих зграй під керівництвом старих і найдосвідченіших особин.

Потім гуси відпочивають перед важким польотом і, нарешті, у призначений день на світанку вирушають у дорогу. Перельоти у гусей здійснюються вдень, коли птахи, спостерігаючи наземні орієнтири, легко дотримуються загального спрямування. Гуси користуються своїми традиційними маршрутами, якими незмінно йдуть досвідчені ватажки зграй, показуючи їх при перельоті молоді. Орнітологи встановили, що під час міграцій птиці вже за старту обирають правильний напрямок шляху.

Зграї гусей, як і журавлів, мають характерну V-подібну форму. Вона не випадкова і відтворюється у них із віку у століття. А особина, що летить попереду, гасить повітряні завихрення, полегшуючи політ наступним за нею птахам. Лідируючого птаха, якому доводиться найважче, по черзі змінюють інші члени зграї.

Відзначено, що при перельоті ці птахи дотримуються значно більшого порядку, ніж солдати на марші. При цьому тісно притискаючись один до одного в польоті, гуси точно витримують відстань, щоб сильними крилами не зачепити сусіда.

Набравши після зльоту максимальну висоту, гуси цілеспрямовано рухаються до величних гір. Багато годин птахи розмірено працюють крилами, витримуючи середню швидкість на 35-градусному морозі!

Нарешті, найвищі вершини залишаються позаду, і гори поступово стають нижчими - тепер можна і спуститися, де легше дихати і можна рідше махати крилами. Ще дві-три години польоту – і стають видні пагорби та ліси Північної Індії.

Кожна зграя має свої закріплені місця для зупинки на відпочинок. Зграї навіть можуть робити гак, відхиляючись від прямого маршруту, щоб провести ніч на звичному місці. День наближається до кінця, і досвідчений ватажок уважно виглядає маленький низький острівець відокремленого озера. Він дає сигнал, і смертельно втомлена зграя опускається на землю.

Життя ластівки – у польоті.Ластівки, що відносяться до сімейства співчих гороб'ячих, славляться прекрасними летунами. Відому нам сільську ластівку (касатку), як і берегову ластівку, ніколи не сплутаєш з іншими птахами, крім, можливо, стрижів, на яких вони дуже схожі.

Значну частину життя ластівки проводять у повітрі. Їх подовжені і гострі крила створені для тривалого і стрімкого польоту. Адже ластівки харчуються виключно комахами, яких ловлять у повітрі на льоту. Годинами вони гасають у небі, спритно хапаючи мух, комарів, мошок, жучків відчиненим, як широкий сачок, дзьобом. При цьому ластівки здатні робити в небі фігури. вищого пілотажуі спритно пролітати крізь вузькі отвори.

На льоту ластівки не тільки їдять, а й п'ють, стрімко проносячись з піднятими крилами та витягнутою шиєю над самою поверхнею води та зачерпуючи її над дзьобом. Крім того, за бажання вони можуть занурити у воду ту чи іншу частину тіла та за кілька таких польотів повністю викупатися.

У тілесній організації кожного птаха крім ознак, пов'язаних зі здатністю до польоту, знаходить відображення і те, де цей птах живе і чим харчується. Якби ластівки, подібно до наших курей, постійно ходили по землі і греблися в пошуках корму, то цьому відповідала б і будова їхніх ніг. А оскільки «робота» ластівок, втім, як і стрижів, майже цілий день носитиметься в повітрі, ловлячи на льоту комах, то вони мають короткі ноги і ходять по землі важко. Ці птахи лише зрідка сідають на відпочинок і для очищення пір'я на гілки або дроти. На землю ж вони опускаються, якщо збирають матеріал для будівництва гнізд.

Координація рухів.Здійснюючи складні маневри, ластівки, як і багато птахів, повинні дуже точно координувати свої дії. Для цього вони використовують широкий діапазон рухів - від вигинів та повного повороту крила до зміни амплітуди помахів. Ластівки багато в чому схожі на сучасний реактивний літак з високою маневреністю. Таким літаком керує комп'ютерна система, яка в частки секунди оцінює обстановку та дає необхідні вказівки комплексної системи, що забезпечує пересування.

Так і ластівка має найскладнішу систему керування польотом - свій мозковий комп'ютер, що дозволяє їй точно коригувати події на досить великій швидкості. А однією з головних систем її організму є чудова м'язова організація. Найсильніші м'язи птиці раціонально розташовані поблизу центру ваги її тіла, що підвищує стійкість під час польоту. Грудні м'язи, прикріплені до кіля, є основними двигунами крил.

Особливості статури пінгвінів

Хоча пінгвіни мають крила та пір'я, проте вони зовсім не літають повітрям. Зате чудовий пристрій тіла, включаючи не менш потужну, ніж у птахів, що літають, мускулатуру, дозволяє пінгвінам здійснювати швидкий і добре маневрується «політ» під водою. Вони здатні розвивати на коротких дистанціях швидкість до 40 кілометрів на годину, занурюватися на велику глибину й узагалі довго плавати у студеній антарктичній воді.

Гладке і обтічне тіло цього птаха відчуває у воді набагато менший опір, ніж торпеда, що мчить. Так, імператорський пінгвін, що стрімко увійшов у воду, здатний за лічені миті досягти двохсотметрової глибини.

До особливостей статури пінгвіна відноситься і дуже раціональна будова його крил, які не схожі на крила інших птахів. Вони мають форму жорстких і тонких весел, адже кістки, що утворюють кістяк пінгвінячого крила, сплощені. Їх внутрішня структурапозбавлена ​​тих повітряних порожнин, які для легкості закладені у конструкцію кісток літаючих птахів. Це збільшує щільність і надійність усієї конструкції при відштовхуванні від води під час плавання.

При підводному плаванні пінгвін дуже вправно діє своїми веслами. Допомагає йому у цьому особливо рухливий пристрій плечового суглоба. Повертаючись у ньому майже гвинтоподібно, крила пінгвіна здатні робити 2-3 помахи на секунду! А роль керма при плаванні цього добре керованого живого підводного човна грають хвіст і короткі товсті ноги з чотирма пальцями, з'єднаними плавальною перетинкою.

Різноманітність способів пересування.Пінгвіни рухаються у воді трьома способами:

• при гонитві за здобиччю, ці птахи швидко занурюються під воду і немов летять у її товщі, інтенсивно гребаючи крилами, як веслами. Зазвичай підводне полювання триває хвилину, проте описані випадки навіть їх двадцятихвилинного занурення;
• швидкий спосібпереміщення на далекі відстані пов'язані з підстрибуванням. В цьому випадку пінгвіни мчать у приповерхневому шарі води, періодично вискакуючи з неї, як дельфіни, щоб вдихнути повітря;
• під час відпочинку пінгвіни повільно пливуть біля поверхні, загребаючи крилами і піднявши голову і хвіст.

Пінгвіни, безперечно, є найкращими пірнальниками серед пернатих. Зазвичай вони пірнають на глибину до 60 метрів і веслують при цьому короткими і вузькими крилами-ластами. А рекордну для птахів глибину занурення імператорських пінгвінів вчені зафіксували на рівні 265 метрів. При цьому один із пінгвінів був із передавачем, що реєструє максимальний тискводи. У подібних випадкахглибоководного занурення пінгвіни швидко повертаються на поверхню, щоб унеможливити декомпресію. Отже, їм генетично дано знання, як уникнути кесонної хвороби.

Ці птахи рекордсмени і по дальності підводного пересування. Так, пінгвіни Аделі, пірнаючи в ополонках, з легкістю пропливають під льодом 120 метрів. А імператорські пінгвіни здатні долати від ополонки до ополонки майже 360 метрів.

Пінгвіни не тільки майстерні пірначі. Вони ще й чемпіони зі стрімкого вискакування з води, особливо коли їх переслідують морські леопарди. Пінгвіни легко, буквально свічкою вистрибують на лід або береговий уступ двометрової висоти. Причому, хоч би як був важкий стрибок, він завжди закінчується точним приземленням на обидві лапи.

Ковзання по льоду та запозичення біоніки.У пінгвінів короткі, далеко віднесені назад ноги, тому на суші вони тримають голови вертикально і невтомно ходять або стоять, спираючись на пір'я хвоста. Зате ці птахи швидко ковзають по льоду або навіть снігу, лежачи на черевці і відштовхуючись крилами і лапами.

Для захисної поведінки цих, здавалося б, незграбних птахів, характерно, що, побачивши переслідувача, миттєво кидаються на живіт і, активно діючи лапами, досить швидко вислизають від нього. При цьому пінгвіни швидко лавірують між виступами, западинами і тріщинами. Значить, ці чудові птахи використовують не лише вроджені знання про різних способахшвидкого переміщення, щоб уникнути небезпеки, але й здатні миттєво оцінювати ситуацію і вибирати крижану дорогу, найбільш оптимальну для високошвидкісного руху.

Біоніка прийшла думка створити машину з таким же доцільним способом переміщення, як у пінгвінів. Машина, що розробляється, повинна рухатися по снігу на великій швидкості навіть зі значним вантажем. Широке днище ковзатиме по сніговій поверхні, відштовхуючись від неї спеціальними пристроями. Незважаючи на те, що такий снігохід матиме масу більше тонни, він повинен розвивати швидкість до 50 кілометрів на годину, що дуже добре для подібних непрохідних місць.