Органы зрения у рыб. Хорошо ли видят рыбы

Зрение рыб — это очень важный орган ориентировки в окружающей среде, и это так, независимо от того, является рыба хищной, всеядной или преимущественно употребляющей растительную пищу. Но способ её жизни и питания накладывает отпечаток на свойства зрения.

Особенности строения органов зрения у рыб

Если рыба мелкая и питающаяся взвешенными в воде организмами, то и зрение её приспособлено рассматривать мелкие, даже микроскопические объекты на небольшом расстоянии. А вот донные рыбы, обычно двигающиеся по самому дну и часто в полумраке и в мутной водичке, муть которой они же сами и подняли со дна, могут видеть не очень хорошо, но пользоваться для поиска преимущественно обонянием и осязанием. Например, карповые — сазаны, карпы, и другие — двигаясь по дну, ощупывают слой ила перед собой своими длинными усами, очень чувствительно реагируя на всякие живые движущиеся в иле организме: моллюсков, червей, рачков, и немедленно выдвигая в нужный момент рот-трубку, чтобы засосать найденную добычу.

Зрение у рыб хищников

Хищники должны хорошо видеть рыбу, которой они питаются. И на довольно большом расстоянии. Аналогично этому все или большинство рыб должны иметь «дальнее» зрение в целях собственной безопасности — для защиты от тех же самых хищников. Единственным исключением из этого принципа может являться умение хорошо прятаться. Многие рыбы имеют способность менять цвет или рисунок своей кожи или прятаться в норки.

Рыба как индикаторы загрязнения

Большинство рыб достаточно хорошо видят вокруг себя, особенно спереди и сбоку; они прекрасно различают мелкие предметы в ближнем плане — метров до 1-1,5. А такие рыбы, как форель, хариус, жерех, щука, в состоянии обнаруживать движущиеся в воде объекты с довольно приличного расстояния. Но часто именно такие рыбы нетерпимо относятся к гамутнённости или загрязнённости воды, вплоть до того, что являются для нас индикаторами загрязнения.

Вода - более плотная среда, чем воздух. Поэтому лучи света в ней распространяются медленнее, рассеиваясь в толще. Согласно новейшим научным данным, слой воды толщиной в сто метров считается уже совершенно непрозрачным. Общая реакция рыбы на прямой свет и освещенность проявляется по-разному.

Поведение рыб в зимнее время

В зимнее время, например, большинство рыб не любят «засвечиваться» в местах яркого освещения. Когда сверлят во льду лунки, видимо, рыба прекрасно видит эти множественные снопы света от лунок в прозрачной, отстоявшейся подо льдом воде. Это её пугает — и не спроста! — и она уходит от незадачливых рыбаков в сторону от таких мест.

Рыболовы тогда говорят, что лунки «засвечены». Есть рыбы, которые и в летнее время предпочитают держаться на глубине. В то же время многих рыб, особенно верховых, ничуть не смущает обилие света. Щука, к примеру, часами может стоять у самой поверхности воды, греясь под лучами солнца. На зрение рыб, безусловно, влияют прозрачность воды и ее освещенность в зависимости от времени суток, погодных условий (ясно, пасмурно, очень пасмурно и т. п.), а также в зависимости от глубины, на которой обитает рыба. Зимой, поскольку водоемы прозрачнее, видимость объектов подо льдом примерно в два раза выше, чем летом. Все это говорит о том, что при определении дальности видимости различных предметов рыбами следует учитывать многие факторы, в том числе особенности работы зрительного аппарата рыб.

Строение глаза рыбы

На световоспринимающей оболочке их глаза - сетчатке - расположены два вида светочувствительных элементов. Это колбочки (короткие и утолщенные) и палочки (более удлиненные). Колбочки располагаются в центре сетчатки, палочки по краям, ближе к периферии. Колбочки восприимчивы только к яркому дневном свету, благодаря им рыбы различают цвета (Цветовое зрение рыб). Палочки реагируют только на слабый свет и работают поэтому в сумерках и ночью. Правда, в сумеречное время функционируют частично и колбочки.

Вообще, глаза у рыб устроены несколько иначе, чем у человека и наземных животных. Хрусталик глаза у рыб твердый и не способен изменять форму с тем, чтобы «сфокусировать» расстояние до объекта. Однако рыбы могут видеть отчетливо и на разных расстояниях за счет перемещения хрусталика ближе к сетчатке с помощью особой сократительной мышцы. Из-за преломления луча зрения на границе двух сред - воздуха и воды - рыба видит предметы над водой так, как будто смотрит через круглое окно. Чем ближе рыба к поверхности воды и к берегу, тем больше вероятность того, что она обнаружит рыболова. Осторожные рыбы при этом спешат укрыться в глубине. В любом случае рыболову желательно меньше передвигаться в месте ловли, не стоять во весь рост, соблюдать правила маскировки.

Глаз — совершенный оптический прибор. Он напоминает фотографический аппарат. Хрусталик глаза подобен объективу, а сетчатка — пленке, на которой получается изображение. У наземных животных хрусталик чечевицеоб-разный и может изменять свою кривизну, что дает возможность приспосабливать зрение к расстоянию. У рыб хрусталик глаза более выпуклый, почти шарообразный, и не может менять форму. И все же в какой-то степени рыбы приспосабливают зрение к расстоянию. Они достигают этого посредством приближения или удаления хрусталика от сетчатки с помощью особых мышц.

В прозрачной воде рыба практически может видеть не далее чем на 10—12 м, обычно же четко различает предметы в пределах 1,5 м.

Рыбы обладают большим углом зрения. Не поворачивая тела, они могут видеть предметы каждым глазом по вертикали в зоне около 150° и по горизонтали до 170° (рис. 87). Объясняется это расположением глаз по обеим сторонам головы и положением хрусталика, сдвинутого к самой роговице.

Совершенно необычным должен казаться рыбе надводный мир. Без искажения рыба видит лишь предметы, находящиеся прямо над ее головой — в зените. Например, облако или парящую чайку. Но чем меньше угол входа светового луча в воду и чем ниже расположен надводный предмет, тем более искаженным кажется он рыбе.

Рыбы отлично различают цвета и даже их оттенки.

Попробуйте опустить в аквариум несколько разноцветных чашечек, но корм положите только в одну из них. Продолжайте ежедневно давать корм в чашечке одного и того же цвета. Вскоре рыбы станут устремляться к чашечке только того цвета, в которой вы обычно давали им пищу; они найдут чашечку даже в том случае, если вы поставите ее в другое место.

Или другой опыт: одну сторону аквариума закрывают картоном, оставляя посередине узкую вертикальную щель. У противоположной стороны его помещают белую палочку, а в щель пропускают лучи, окрашивающие палочку в тот или иной цвет. Корм рыбам дают при определенном цвете. Через некоторое время рыбы начинают собираться к палочке, как только она окрашивается в «пищевой» цвет. Эти опыты показали, что рыбы воспринимают не только цвет, но и отдельные его оттенки не хуже человека. Караси, например, различают лимонный, желтый и оранжевый. То, что рыбы обладают цветовым зрением, подтверждается и их защитной и брачной окраской — ведь иначе она была бы просто бесполезной. Рыболовы-спортсмены хорошо знают, что для успешной ловли имеет важное значение цвет применяемых блесен.

Способность различать цвета у различных рыб неодинакова. Лучше всего различают цвета рыбы, обитающие в верхних слоях воды, где много света. Хуже те, которые живут на глубине, куда проникает только часть световых лучей.

Рыбы по-разному относятся к искусственному свету. Одних он привлекает, других отпугивает.

Почему рыбы идут на свет, окончательно не установлено. Согласно одной теории, в море, в местах, лучше освещенных солнцем, рыбы находят больше пищи. Здесь бурно развивается растительный планктон, скапливается множество мелких ракообразных. И у рыб выработалась положительная реакция на свет, который стал для них сигналом «пищи». Эта теория не объясняет, почему же устремляются на свет рыбы, поедающие моллюсков. Не объясняет она также, почему рыбы, попав в освещенную зону и не найдя нищи, задерживаются в ней, а не уплывают сразу.

По другой теории, рыб влечет к свету «любопытство». Согласно учению И. П. Павлова, животным свойствен рефлекс — «Что такое?». Электрический свет необычен под водой, и, заметив его, рыбы подплывают ближе. В дальнейшем вблизи источника света у различных рыб в зависимости от образа их жизни возникают самые разнообразные рефлексы. Если возникает оборонительный рефлекс, — рыбы немедленно уплывают, если же стайный или пищевой, — рыбы надолго задерживаются на освещенном участке.

(http://www.urhu.ru/fishing/ryby)

Оптические свойства водной среды таковы, что не позволяют видеть находящиеся в ней предметы на больших расстояниях. Соответственно этому обстоятельству устроен и рыбий глаз. Он приспособлен хорошо видеть в воде лишь те предметы, которые находятся от него не далее 1-1,5 м. Таким образом, по природе своей рыбы близоруки.

Однако их близорукость в известной степени компенсируется возможностью видеть в нескольких направлениях одновременно но, причем в обширной зоне. Большинство наших рыб способно, не поворачивая головы, видеть каждым глазом предметы в секторах до 150? по вертикали и до 170? - по горизонтали.

Такую обзорность в воде обеспечивают и строение глаз, и их размещение. Глаза рыбы не имеют век и никогда не закрываются. Снабжены круглыми хрусталиками, воспринимающими наибольшее количество световых лучей с разных направлений.

Расположены глаза на голове рыбы в виде небольших возвышений (выпуклостей) над поверхностью тела, что позволяет воспринимать не только прямые, но и косые лучи (спереди, сзади, снизу, сверху и т. д.).

Когда рыба хочет тщательнее рассмотреть предмет, она вынуждена развернуться так, чтобы этот предмет оказался у нее впереди. Дело в том, что прямо впереди рыбы есть узкое конусообразное пространство, в котором она видит сразу двумя глазами.

Несколько иначе видит рыба предметы, находящиеся над водой. По закону преломления световых лучей она в состоянии воспринять только те предметы, которые находятся над ее головой в пределах конуса в 97?. Так что рыболова, сидящего в лодке или удящего в забродку, особенно если поверхность водоема неспокойна, рыба видеть издали не может.

Опыты ученых-ихтиологов показали, что рыба хорошо различает цвет и даже форму предметов. Именно этой способностью объясняется, почему при ловле спиннингом она явно предпочитает один вид блесен другому. Подтверждается умение рыбы различать цвета и тем, что она может изменять окраску в зависимости от цвета грунта (мимикрия). Так, окунь и плотва, обитающие на светлом песчаном дне, имеют более светлую окраску, чем те, которые держатся на торфяном дне. Окунь, выловленный в густых зарослях травы, всегда имеет более темную окраску, чем тот, что выловлен на каменистом перекате.

Наукой доказано также, что у разных пород рыб различна острота зрения. Например, у хищников, вынужденных выслеживать и преследовать свою добычу, зрение лучше: в прозрачной воде они могут видеть предмет на расстоянии 10-12 метров. У типично стайных рыб оно довольно слабое, менее развита у них и способность различать цвет.

В мутной воде и при слабой освещенности большинство рыб видят хуже, но некоторым (лещ, судак, сом и налим) темнота не является большой помехой: в сетчатке их глаз есть особые светочувствительные элементы, способные воспринимать слабые световые лучи.

Органы зрения рыб устроены в основном так же, как у других позвоночных. Сходен с остальными позвоночными у них и механизм восприятия зрительных ощущений: свет проходит в глаз через прозрачную роговицу, далее зрачок – отверстие в радужной оболочке – пропускает его на хрусталик, а хрусталик передает фокусирует свет на внутреннюю стенку глаза сетчатку, где и происходит его непосредственное восприятие. Сетчатка состоит из светочувствительных (фоторецепторные), нервных, а также опорных клеток.

Светочувствительные клетки располагаются со стороны пигментной оболочки. В их отростках, имеющих форму палочек и колбочек, имеется светочувствительный пигмент. Количество этих фоторецепторных клеток очень велико – на 1 мм 2 сетчатки у карпа их насчитывается 50 тыс. (у кальмара – 162 тыс., паука – 16 тыс., человека – 400 тыс., совы – 680 тыс.). Посредством сложной системы контактов конечных разветвлений чувствующих клеток и дендритов нервных клеток световые раздражения поступают в зрительный нерв.

Колбочки при ярком свете воспринимают детали предметов и цвет. Палочки воспринимают слабый свет, но детального изображения создать не могут.

Положение и взаимодействие клеток пигментной оболочки, палочек и колбочек меняются в зависимости от освещенности. На свету пигментные клетки расширяются и прикрывают находящиеся около них палочки; колбочки подтягиваются к ядрам клеток и таким образом передвигаются к свету. В темноте к ядрам подтягиваются палочки (и оказываются ближе к поверхности); колбочки приближаются к пигментному слою, а сократившиеся в темноте пигментные клетки прикрывают их.

Количество рецепторов разного рода зависит от образа жизни рыб. У дневных рыб в сетчатке превалируют колбочки, у сумеречных и ночных – палочки: у налима палочек в 14 раз больше, чем у щуки. У глубоководных рыб, живущих в темноте глубин, колбочек нет, а палочки становятся больше и количество их резко увеличивается – до 25 млн/мм 2 сетчатки; вероятность улавливания даже слабого света возрастает. Большая часть рыб различает цвета, что подтверждается возможностью выработки у них условных рефлексов на определённый цвет – синий, зеленый, красный, жёлтый, голубой.

Некоторые отступления от общей схемы строения глаза рыбы связаны с особенностями жизни в воде. Глаз рыбы эллипсовидный. В числе других он имеет серебристую оболочку (между сосудистой и белковой), богатую кристалликами гуанина, которая придает глазу зеленовато-золотистый блеск.

Роговица почти плоская (а не выпуклая), хрусталик шаровидный (а не двояковыпуклый) – это расширяет поле зрения. Отверстие в радужной оболочке – зрачок – может изменять диаметр только в небольших пределах. Век у рыб, как правило, нет. Лишь акулы имеют мигательную перепонку, закрывающую глаз как занавеска, и некоторые сельди и кефали – жировое веко – прозрачную пленку, закрывающую часть глаза.

Расположение глаз по бокам головы (у большинства видов) является причиной того, что рыбы обладают в основном монокулярным зрением, а способность к бинокулярному зрению весьма ограничена. Шаровидность хрусталика и перемещение его вперед к роговице обеспечивает широту поля зрения: свет в глаз попадает со всех сторон. Угол зрения по вертикали составляет 150°, по горизонтали– 168–170°. Но вместе с тем шаровидность хрусталика обусловливает близорукость рыб. Дальность их зрения ограничена и колеблется в связи с мутностью воды от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров.

Видение на дальние расстояния становится возможным благодаря тому, что хрусталик может быть оттянут специальной мышцей–серповидным отростком, идущим от сосудистой оболочки дна глазного бокала.

При помощи зрения рыбы ориентируются и относительно предметов, находящихся на земле. Улучшение зрения в темноте достигается наличием отражательного слоя (тапетум) – кристалликов гуанина, подстилаемых пигментом. Этот слой не пропускает свет к лежащим позади сетчатки тканям, а отражает его и возвращает вторично на сетчатку. Так увеличивается возможность рецепторов использовать свет, попавший в глаз.

В связи с условиями обитания глаза рыб могут сильно видоизменяться. У пещерных или абиссальных (глубоководных) форм глаза могут редуцироваться и даже исчезать. Некоторые же глубоководные рыбы, наоборот, имеют огромные глаза, позволяющие улавливать совсем слабые следы света, или телескопические глаза, собирающие линзы которых рыба может поставить параллельно и обрести бинокулярное зрение. Глаза некоторых угрей и личинок ряда тропических рыб вынесены вперед на длинных выростах (стебельчатые глаза).

Необычна модификация глаз у четырехглазки из Центральной и Южной Америки. Ее глаза помещаются на верху головы, каждый из них разделен перегородкой на две самостоятельные части: верхней рыба видит в воздухе, нижней– в воде. В воздушной среде могут функционировать глаза рыб, выползающих на берег или деревья.

Роль зрения как источника информации из внешнего мира для большинства рыб очень велика: при ориентации во время движения, при отыскивании и захвате пищи, при сохранении стаи, в нерестовый период (восприятие оборонительных и агрессивных поз и движений самцами-соперниками, а между особями разных полов – брачного наряда и нерестового “церемониала”), в отношениях жертва –хищник и т. д.

Способность рыб воспринимать свет издавна использовалась в рыболовстве (лов рыбы на свет факела, костра и т. д.).

Известно, что рыбы разных видов неодинаково реагируют на свет разной интенсивности и разной длины волны, т. е. разного цвета. Так, яркий искусственный свет привлекает одних рыб (каспийская килька, сайра, ставрида, скумбрия и др.) и отпугивает других (кефаль, минога, угорь и т. д.). Так же избирательно относятся разные виды к разным цветам и разным источникам света – надводным и подводным. Все это положено в основу организации промышленного лова рыбы на электросвет (так ловят кильку, сайру и других рыб).

Мне очень нравятся статьи о растениях и животных. Хотелось бы прочитать о четырехглазых рыбах.

Алеша Юрьев (г. Рязань).

Как и все позвоночные животные, рыбы имеют одну пару глаз, анатомически устроенных по единому принципу (роговица, хрусталик, стекловидное тело, сетчатка и др.). Хрусталик глаза рыбы, однако, отличается от хрусталика глаза человека, зверей и птиц гораздо более выпуклой, шарообразной формой. Это обусловлено тем, что глаз рыбы рассматривает предметы непосредственно в воде, коэффициент преломления световых лучей в которой совсем иной, чем в воздушной среде. Шарообразная форма хрусталика делает рыб гораздо более близорукими существами, чем наземные позвоночные животные. Между тем именно среди рыб встречаются представители с весьма необычным - двойным зрением. У таких рыб хрусталик глаза подобен бифокальным очкам, которыми пользуются некоторые люди. Верхние и нижние линзы таких очков имеют, как известно, разные диоптрии, что позволяет человеку хорошо видеть вдаль и, не меняя очков, читать напечатанный мелким шрифтом текст в газете или книге.

В лагунах Центральной Америки и северной части южно-американского континента обитают два вида рыб из отряда карпозубообразных. Этих сравнительно небольших рыб, длина которых не превышает 20-30 см, называют четырехглазками. Основную часть времени они проводят в верхнем слое воды. Медленно плавая, рыбы выставляют над водой половину глаз и таким образом одновременно наблюдают за тем, что происходит не только в воде, но и в воздухе. Это им удается делать благодаря тому, что каждый глаз поделен горизонтальной перегородкой пополам. На две части разделена не только роговица, но и сетчатка глаза. А фокусирующая линза - хрусталик - имеет не шаровидную, как у всех рыб, форму, а овальную. Верхняя часть его более плоская, а нижняя более выпуклая. Такой хрусталик дает на сетчатку четкое изображение предметов, находящихся как под водой, так и над ее поверхностью.

Четырехглазки - не единственные представители рыб со столь оригинально устроенными органами зрения. У тихоокеанского и атлантического побережий Америки встречаются "четырехглазые" рыбы из отряда окунеобразных, относящиеся к семейству чешуйчатых собачек - мексиканская мниерпа и галапагосская диалома. Имея весьма небольшие размеры (около 10 см), они замечательны тем, что каждый глаз у них также разделен пополам перегородкой. Однако перегородка расположена не горизонтально, как у четырехглазки из отряда карпозубообразных, а вертикально. И мексиканская мниерпа, и галапагосская диалома обитают в прибрежных водах, в узких углублениях скал, находящихся во время прилива под водой. Эти маленькие рыбки необычайно проворны и, когда наступает отлив, начинают прыгать по мокрым скалам в поисках заполненных водой расщелин. Спрятавшись в них и дожидаясь очередного прилива, они располагают свое тело вертикально и, выставив из воды часть головы, одновременно осматривают пространство под водой и над ее поверхностью. Таким образом они непрерывно следят за появлением в воде или в воздухе других живых существ, будь то объекты их питания или, наоборот, враги.