Невероятные глаза

Идиакант, или «черная рыба-дракон», как ее называют на некоторых языках, обитает на глубине около 2 тысяч метров. У нее очень хорошо заметен половой диморфизм. И впрямь, длина тела самки достигает полуметра, а ширина – нескольких сантиметров. На голове у нее находятся маленькие глазки и длинный подбородочный усик, иногда оканчивающийся утолщением.

Огромная, усаженная острыми зубами пасть идиаканта практически не смыкается из-за кинжаловидных клыков, и её разрез доходит почти до края жаберной крышки.

А вот самцы, в отличие от самок, имеют длину всего 5 сантиметров. У них отсутствуют и зубы, и усик, а также практически деградирован кишечник, поэтому самцы не питаются.

Идиакант, или «черная рыба-дракон»

Но это не самое интересное в морфологии идиакантов. Намного любопытнее личинки этих рыб: у них глаза висят на длинных тонких стебельках, достигающих до 25 % длины тела. По стебельку проходит глазной нерв, кровеносные сосуды и мощный хрящевой тяж. Для чего личинке такие глаза? – сказать трудно. Но то, что они способствуют парению личинки в толще воды, несомненно.

По мере взросления личинки, стебельки постепенно уменьшаются в размерах, пока, в конце концов, глаза не окажутся на голове рыбы. При этом глазной нерв укорачивается, а хрящевой тяж расслаивается, свертывается в петли и врастает в носовую полость впереди глаз. Личинки идиаканта имеют настолько своеобразное строение, что их сначала посчитали отдельным видом рыб и назвали стилофтальмой, или стебельчатоглазой…

А вот рыба периофтальмус имеет чуть ли не настоящий «перископ». И впрямь, глаза у нее располагаются на тонких стебельках. И когда рыба зарывается в песок, она выдвигает их наружу и наблюдает за окружающим пространством.

Впрочем, глаза на стебельках – не такая уж и редкость в животном мире. Ими, например, обзавелись многие моллюски. Так, у улиток семейства ахатин глаза тоже находятся на кончиках щупалец.

Глубоководные кальмары таксеум и батотаум тоже имеют глаза, расположенные на подвижных стебельках. Кроме того, эти стебельки имеют еще и особые светящиеся органы, называемые фотофорами.

Кстати, у кальмаров глаза обладают одной уникальной особенностью, которая присуща только им. Оказывается, глаза этих животных могут «видеть»… тепло! Поэтому они так и называются: термоскопические.

На плавниках кальмара мастиготевтиса около тридцати этих уникальных устройств. Каждый такой миниатюрный орган состоит из гороховидной капсулы, заполненной прозрачным веществом. В свою очередь сверху капсула прикрыта толстым слоем красных клеток, которые выполняют функцию светофильтра, задерживая все лучи, кроме инфракрасных.

Скорее всего, в термоскопических глазах кальмаров осуществляются фотохимические процессы такого же порядка, как и на сетчатке обычного глаза. Поглощенная глазом кальмара энергия приводит к изменениям в структуре теплочувствительных молекул, которые воздействуют на нерв, вызывая в мозгу определенное представление о наблюдаемом объекте.

Но зачем такая структура кальмару, обитающему на глубинах, где практически отсутствуют теплокровные животные? Хотя очень глубоко погружается главный враг кальмаров – кашалот. Возможно, термоскопические глаза как раз и подают кальмарам информацию о приближении этих млекопитающих…

Возвращаясь к стебельчатым глазам, следует отметить, что их имеют и некоторые виды ракообразных, особенно донных. Это очень важное приобретение, поскольку животные могут смотреть одновременно во все стороны.

Странно «ведут» себя глаза краба Cymonomus granulatus. В поверхностных слоях океана они у него хорошо развиты и находятся на стебельках. На глубине же 200–400 метров стебельки уже без глаз. А вот под 1000-метровым слоем воды у краба отсутствуют как стебельки, так и глаза. Да и у хорошо известного всем речного рака выпуклые глаза также сидят на подвижных стебельках…

Уникальные органы зрения имеют морские ежи: «глаза» этих животных располагаются по всему телу на гидравлических ножках, с помощью которых животное перемещается по дну.

Однако каждая ножка у морского ежа сама по себе направленного зрения не имеет, то есть она видит лишь всё вокруг. Нет у ежа и пигментных клеток, которые могли бы направлять зрение на определенный объект. Но зато ежи имеют панцирь, который и используют для этих целей.

Втягивая гидравлическую ножку под известковую оболочку, морские ежи изменяют угол и направление зрения, то есть в определенном смысле могут смотреть вперёд. Причем функцию вперёдсмотрящего выполняет именно втянутая ножка, которая и наблюдает картину через дыру в панцире.

Не менее оригинально устроены и большие круглые глаза у хамелеона. Во-первых, их окружает сплошное, покрытое мелкими чешуйками, кольцевидное веко, в центре которого находится крохотное отверстие для зрачка. Остальные структуры глаза все время находятся под кожей и снаружи их увидеть нельзя.

Во-вторых, глаза хамелеона могут вращаться независимо друг от друга и в немалых пределах: на 180 градусов в горизонтальной плоскости и на 90 градусов – в вертикальной. Благодаря такому устройству зрительного аппарата хамелеон, сидя на ветке, одним глазом может обозревать верх и низ окружающего его пространства, а другим глазом – смотреть назад или в сторону.

А учитывая, что у хамелеонов отсутствует барабанная перепонка и воспринимать звуки, передающиеся через воздух, они не могут, такое устройство органов зрения важно вдвойне…

Вообще же в ходе эволюции Природа изобретала самые разные конструкции глаз и формы зрения. Причем такие, которые порой поражают воображение даже профессиональных зоологов.

Взять хотя бы крохотное членистоногое капилию. Оказывается, это существо смотрит на мир с помощью… сканирующего глаза, в основе работы которого лежит тот же принцип, что и телевизионной трубки. Когда большой хрусталик этого животного наблюдает за окружающей средой, изображение того или иного объекта фокусируется не на сетчатке, как можно было бы предположить, а… в пустом пространстве глазной камеры. Улавливается же изображение всего-навсего одним светочувствительным рецептором, прикрепленным к тонкому пучку мышц. Именно с помощью этого мышечного кабеля рецептор перемещается во внутреннем пространстве глаза, точно электронный луч в светочувствительной трубке телекамеры.

А некоторые животные вообще не имеют хрусталика, и глаз у них похож на камеру с миниатюрным точечным отверстием. Настоящую камеру Обскура использует, например, родственник осьминога и кальмара головоногий моллюск наутилус, у которого относительно крупные глаза и очень маленькие зрачки.

У такого органа зрения есть одно важное преимущество: на каком бы расстоянии ни находился объект, его изображение всегда будет отображено на сетчатке. Но поскольку через миниатюрное отверстие зрачка световых лучей проникает мало, то при низком уровне освещения наутилус видит очень плохо.

А вот когда ученые исследовали глаза ящериц, то выяснили, что в их сетчатке очень много жировых капель, окрашенных в оранжевый цвет. Поэтому и окружающий мир они видят в оранжевом цвете.

Уникальностью в устройстве отличаются глаза птиц. Например, если у человека посреди глазного дна имеется одно «жёлтое пятно», то у птиц их два. Поэтому они могут одинаково хорошо видеть сразу два объекта, находящихся в стороне друг от друга. Так, скворец одновременно может вглядываться в гусеницу, которой решил полакомиться, и в кошку, которая хочет полакомиться им. При этом второе «жёлтое пятно» лежит немного глубже первого и выполняет функцию своеобразного бинокля…

А вот бакланов можно назвать изобретателями водолазной маски. Действительно, когда этот любитель рыб ныряет, его мигательная перепонка растягивается на всю роговицу глаза, тем самым защищая орган зрения от воздействия морских солей.

Кроме того, что также весьма удивительно, эта перепонка абсолютно прозрачна, и к тому же проходящие через нее световые лучи преломляются под нужным для аккомодации углом. Поэтому под водой баклан видит не просто хорошо, а очень даже хорошо.

Если бы за самое оригинальное устройство глаз присуждали золотые медали, то у головоногих моллюсков их было бы несколько. Наверное, осьминог получил бы награду за то, что его глаза очень похожи на человеческие. Действительно, состоят они из роговицы, радужины, хрусталика и сетчатки. Причем зрачок может сужаться и расширяться. Находится вся эта оптическая система в углублениях хрящевой головной капсулы.

Более того, похожи они не только своей анатомией. Как заявляют специалисты, да и не только они, смотрит моллюск тоже почти по-человечески. А для беспозвоночных подобная особенность зрения, безусловно, явление удивительное.

Но, в отличие от человека и млекопитающих, большинство головоногих моллюсков каждым глазом смотрят по отдельности. Если, например, осьминогу понадобится к чему-то присмотреться, он поднимает и сближает свои глаза, то есть смотрит обоими глазами вместе. А поскольку его глаза имеют большие размеры, их поле зрения близко к 360 градусам.

А вот «золото» в номинации «самый крупный глаз», несомненно, досталось бы кальмару: размер глаза у одного из этих головоногих животных был равен 40 сантиметрам, а хрусталик имел диаметр 9 сантиметров. В то же время у жгутиковых простейших – самый маленький глаз, именуемый стигмой. Он имеет довольно простое строение и реагирует лишь на свет.

Есть среди кальмаров и такие уникумы, у которых глаза асимметричные: левый в четыре раза больше правого. И направлены эти глаза в разные стороны: один смотрит вверх, другой – вниз или прямо. Принято также считать, что крупный глаз эти животные используют в освещенных слоях воды, а маленький – в темноте.

Длинные и удивительные клювы

Клювы – это в основном принадлежность птиц. И, по сути, сколько птиц – столько и клювов. А поскольку зоологам известно около 9000 видов птиц, то и таково разнообразие птичьих клювов: они бывают длинными и короткими, загнутыми вверх, вниз или в сторону, острые или тупые – все зависит от способа добычи пищи.

Любой орнитолог, то есть специалист по птицам, не задумываясь, скажет, что клюв – это продолжение черепа птицы. А так как пернатым постоянно приходится пользоваться этой принадлежностью тела, то оболочка клюва постоянно стирается. Однако в то же время клюв птицы постоянно обновляется.

Что же касается рекордов в этой номинации, то самым длинным клювом обладает австралийский пеликан Pelecanus conspicillatus. Длина этого органа колеблется от 34 до 50 сантиметров. Под стать клюву и размеры самой птицы: размах крыльев у этого пеликана – от 2,5 до 3,4 метра, его вес – 5–8 килограммов, длина тела – 1,6–1,9 метра.

Австралийский пеликан

У клюва пеликана есть и другие замечательные особенности, и в первую очередь – горловой мешок, который крепится к двум тонким подвижно сочлененным костям нижней челюсти птицы.

Этот кожаный кошель вмещает более 10 литров воды. Правда, для хранения еды пеликан его никогда не использует, а применяет лишь для ее кратковременного удержания. Когда в этот мешок попадает добыча, пеликан захлопывает клюв, прижимает его к груди и таким способом вытесняет из клюва воду. После этого происходит глотание жертвы. По некоторым наблюдениям, обитающие на соленых водоемах пеликаны используют горловой мешок для сбора дождевой воды, которой впоследствии утоляют жажду.

Еще одна особенность этой птицы – ее скелет: благодаря наличию пор и воздушных полостей в костях он составляет менее 10 % от веса птицы.

Другой рекорд в категории «самый длинный клюв» принадлежит меченосой колибри Ensifera ensifera, обитающей в высокогорьях южноамериканских Анд. Правда, в этом случае учитывалось соотношение длины клюва к длине тела. Клюв этой птички вырастает до 10,2 сантиметра: а это в четыре раза длиннее ее самой, без учета размеров хвоста.

Что же касается самого большого клюва, то таковым природа, наверное, наградила аиста-китоглава. Клюв у него и впрямь огромный.

Поднявшись в воздух, китоглав, как и цапли, прижимает голову, так что клюв его ложится на грудь и не мешает ему в полете.

Гнезда он вьет тоже в соответствии со своими размерами: до двух с половиной метров в диаметре. И хотя из отложенных яиц выводится несколько птенцов, но обычно выживает только один. О нем родители заботятся до тех пор, пока малышу не исполнится четыре месяца.

Нередко китоглав в жаркое время суток зачерпывает клювом воду и поливает кладку или птенцов, таким образом спасая их от перегрева.

Огромными клювами обладают также тропические американские туканы – клювы у них огромные и ярко окрашенные. По крайней мере, у большого тукана длина клюва составляет около 23 сантиметров, то есть он длиннее тела птицы (не считая хвоста). Что же касается цвета, то некоторые исследователи считают, что туканы используют свои яркие клювы в качестве своеобразных сигнальных флажков, с помощью которых им проще находить и распознавать друг друга.

Биологи установили также, что туканы используют свой клюв в качестве биологического охладителя тела. Так, во время полета клюв позволяет излучать тепла в четыре раза больше, чем в тот момент, когда птица пребывает в покое. Исходя из полученных данных, ученые пришли к выводу, что посредством клюва у туканов может выделяться значительная часть тепла. А порой доля, приходящаяся на этот орган, приближается к 100 процентам. Впрочем, ничего удивительного в этом нет, если принять во внимание, что птицы не потеют, а площадь клюва тукана около 50 % от всей поверхности тела птицы.

Но, оказывается, не только птицы имеют клювы. Есть такой орган и у кальмара. И представляет он собой мощное хитиновое образование, очень похожее на клюв попугая. Длина клюва кальмара – около 15 сантиметров, и состоит он из верхней и нижней челюстей. При этом эти челюсти образуют что-то вроде ножниц, с помощью которых кальмар разрывает на небольшие кусочки свою добычу. И делает он это очень легко, поскольку материал, из которого состоит его клюв, на сегодняшний день является самым прочным и жестким материалом среди всех существующих в природе.

Когда ученые более тщательно изучили структуру клюва, то установили один примечательный факт: оказывается, в нем по всей длине меняется количество хитина, воды и протеинов. А это приводит к тому, что жесткость материала от кончика клюва до его основания изменяется более чем в 100 раз. При этом ближе к основанию он становится мягче и в конце концов переходит в мышечную ткань.

Кроме того, важную роль в строении клюва кальмара играет вода и протеины, а также высокое содержание аминокислот, имеющих высокую прочность и способность к склеиванию. Эти аминокислоты входят в состав зубной эмали, экзоскелета членистоногих, липких лапок геккона…

Но, помимо птиц и кальмаров, клювами обзавелись и австралийские яйцекладущие млекопитающие утконос и ехидна.

Клюв утконоса и впрямь внешне похож на утиный, правда, он не твердый, а состоит из мягкой эластичной кожи, натянутой на две тонкие дугообразные косточки. У новорожденных же утконосов в «клюве» имеется 8 зубов, которые, правда, непрочные и быстро стираются, а им на смену появляются ороговевшие пластинки.

Клюв утконоса пронизан густой сетью нервов, благодаря которым животные обладают высокой чувствительностью к электрическим сигналам. Когда в поисках еды утконос погружается в воду, то зрение, обоняние и слух у него отключаются, и ориентируется утконос уже с помощью своего носа. Например, именно по электрическим сигналам, которые возникают при сокращении мышц маленьких донных членистоногих, утконосы их и находят. А вообще утконос может находиться под водой до 5 минут, хотя в воде он проводит до 10 часов в сутки.

Есть у этого животного еще одна любопытная особенность: его температура тела. Дело в том, что она у него всего 32 градуса. Более того, когда утконос находится в воде с температурой, например, 5 градусов, то температура его тела все равно в течение нескольких часов остается без изменений за счёт увеличения уровня метаболизма более чем в 3 раза.

И еще одна и, вероятно, самая загадочная особенность утконоса. Оказывается, он, в отличие от других млекопитающих, не рожает детенышей, а, подобно птицам, откладывает яйца, которые похожи на черепашьи или змеиные, поскольку покрыты мягкой оболочкой.

И в заключение хочется отметить, что утконос – одно из немногих млекопитающих, обладающих ядовитыми шпорами, расположенными на задних лапах. И хотя этот яд может убить некрупное животное, но для человека он не смертелен, однако вызывает сильную боль и отечность.

Живет в Австралии еще одно любопытное яйцекладущее млекопитающее, имеющее клюв. Это – ехидна. Он у нее трубкообразный с маленьким ротовым отверстием на конце. Как и у утконоса, клюв у ехидны тоже весьма чувствительный орган, обеспечивающий осязание и обоняние. Но зато, в отличие от утконоса, ехидна вынашивает своего детеныша в сумке, как кенгуру.