Не секрет, что у некоторых животных глаза светятся в темноте — у многих это явление вызывает если не страх, то как минимум мурашки по коже. Действительно, порой это может выглядеть весьма пугающе. Тем не менее не стоит бояться: это не демон, а матушка-природа, которая позаботилась о животных. Наука объясняет, почему глаза светятся в темноте.
Немного биологии
В детстве, пожалуй, каждый из нас или по крайней мере многие считали, что у кошек и собак в глазах есть какой-то «органический» радий, который заставляет их глаза светиться в темноте. Вероятно, многие современные дети тоже так думают. Однако, как оказалось, такого вещества в глазах животных нет.
Все дело в том, что в задней части глазных яблок животных имеется специальный отражающий слой (называемый tapetum lucidum), который увеличивает количество света, поглощаемого фоторецепторами.
Что такое tapetum lucidum?
Tapetum lucidum — отражающий слой тканей, который встречается у многих позвоночных и беспозвоночных. В случае позвоночных (например, кошек, собак и т. д.) этот слой расположен на задней части сетчатки.
Основная функция этого отражающего слоя заключается в том, чтобы увеличить количество света, который воспринимают фоторецепторы в глазах. Фоторецепторы — это название специальных нейронов сетчатки, которые преобразуют видимый свет, поглощая фотоны, в сигналы, которые могут впоследствии инициировать биологические процессы в организме.
Колбочки и палочки в человеческом глазу помогают нам различать цвета и обеспечивают частичную видимость ночью. Они представляют собой два из трех типов фоторецепторных клеток, обнаруженных в сетчатке млекопитающих.
Говоря простыми словами, tapetum lucidum — это своего рода зеркало в глазах некоторых млекопитающих, которое заставляет их глаза светиться в темноте.
В чем заключается эффект?
У всех позвоночных, в чьих глазных яблоках есть слой tapetum lucidum, как правило, наблюдается свечение глаз ночью. Но почему? Как слой клеток в задней части глазного яблока заставляет глаза животных светиться?
На самом деле это элементарная оптика. Так как вышеупомянутый слой tapetum представляет собой ретрорефлектор (то, что отражает падающий свет в сторону его источника без особого рассеяния) типа прозрачной формы, он отражает лучи, которые падают на него, обратно по их изначальному пути. В результате исходный и отраженный свет смешиваются вместе, давая фоторецепторам в глазах второй шанс воспринять лучи. Вот почему у животных глаза светятся в темноте.
Природа позаботилась о своих детях! Это помогает животному видеть более четко (особенно ночью), поскольку фоторецепторы поглощают больше света. Таким образом создается более яркое изображение объекта. Однако такое усиленное ночное видение у животных имеет свою особенность: изображения, которые они видят, из-за явлений отражения и поглощения света становятся немного размытыми.
Несмотря на то что глаза животных могут иметь различный окрас, сам tapetum lucidum может иметь отличный от радужки глаза цвет. Ведь его оттенок зависит от минералов, составляющих отражающие кристаллы светящегося tapetum lucidum. Наиболее распространенные цвета, которыми глаза животных сияют в темноте — беловатые с голубой периферией (например, у собак), зеленоватые (у тигров), золотисто-зеленые с синим краем или бледно-голубые с голубым у газелей.
Многим животным, особенно ночным, такое строение глаз позволяет лучше видеть ночью, когда они охотятся за добычей, и помогает им избегать хищников.
Так, тигры, совы, олени, лисы, медведи и многие другие млекопитающие и птицы дикой природы имеют подобное строение глаза. Интересно, что даже некоторые водные животные, типа крокодилов и акул, имеют этот отражающий слой в задней части их глаз.
Это интересно
Люди продолжают обнаруживать новые виды животных со светящимися в темноте глазами, просматривая их отражения на снимках. Интересно, что за счет такого особенного строения зрительных органов обученные лошади и собаки помогают нам в поисково-спасательных операциях, проводимых ночью, — так что это еще одно преимущество, которое мы получаем благодаря братьям нашим меньшим. Люди даже использовали идею слоя tapetum lucidum для повышения безопасности на наших дорогах, создав так называемые «кошачьи глаза» — синтетические ретрорефлекторы, которые используются на дорожной разметке. Как вы думаете, возможно ли явление светящихся в темноте глаз у людей? Давайте разберемся!
Глаза человека в темноте
Человеческий глаз может эффективно приспосабливаться к различным условиям освещения, но эта адаптация также приводит к эффекту «красных глаз». Глаз регулирует количество входящего света, сокращая или расширяя зрачок. Ночью наши зрачки, соответственно, увеличиваются, чтобы поглотить максимум лучей. Однако наши глаза не готовы к внезапному всплеску света как, например, от вспышки камеры.
Когда яркая неожиданная вспышка проникает в глаза в условиях темноты, наши зрачки не успевают сжаться и предотвратить отражение лучей от красных кровеносных сосудов. В результате на снимках в темноте глаза у человека светятся красным.
Источник: fb.ru
Ученые впервые засняли редкий феномен, из-за которого глаза людей светятся в темноте
Инженеры-биомедики из Дартмутского колледжа (США) сумели доказать реальное существование загадочного свечения в глазах, на которое многократно жаловались пациенты, проходящие радиотерапию. При помощи новой камеры CDose ученым впервые удалось зафиксировать это свечение, получив документальное подтверждение. Оказалось, что речь идет о знаменитом «излучении Черенкова», порождаемом заряженными частицами.
Широкой аудитории черенковское излучение больше всего известно по призрачному, холодному голубому мерцанию ядерных реакторов в охлаждающей жидкости. Оно возникает, когда заряженная частица движется через диэлектрическую среду быстрее, чем допускает лимит скорости света в этой среде. Во время радиотерапии организм человека также подвергается облучению и при определенных условиях прохождение частиц через стекловидное тело (прозрачное содержимое глазного яблока – прим. ред. Техкульт) как раз и порождает такое свечение.
Черенковское излучение внутри ядерного реактора
Обнаружить данное свечение крайне трудно, оно кратковременное, неяркое и происходит нерегулярно. Глаз – это не лампочка, которая способна светиться постоянно. Сами же пациенты видят эти вспышки только потому, что они происходят в непосредственной близости от фоторецепторов, причем при закрытых веках, именно внутри глаза. Неудивительно, что долгое время зафиксировать загадочный феномен было фактически невозможно.
Открытие крайне интересно тем, что черенковское излучение – не просто свечение, а сложный многогранный эффект, который в физике используют для анализа поведения и характеристик частиц. И теперь, зная природу «света из глаз», можно отыскать закономерности и лучше изучить влияние радиотерапии на человеческий организм. А заодно и исследовать радиоактивные частицы в целом, ведь энергия свечения далеко не символическая и может представлять угрозу или, наоборот, нести пользу.
Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:
Источник: www.techcult.ru
Почему у кошек глаза в темноте светятся, а у людей выглядят красными на фотографиях?
На самом деле, в темноте глаза светятся не только у наших домашних любимцев, а у всех ночных хищников, причем разными цветами. И в чем же тут дело?
Весь секрет в том, что животные, которые добывают пищу ночью (на рассвете, в сумерках), либо вынуждены прятаться от хищников, позади сетчатки имеют специальный слой – тапетум. Если сказать просто – это своеобразное «зеркальце», которое покрывает все глазное дно или его часть и визуально напоминает перламутр. Оно состоит из кристаллов гуанина с примесями различных пигментов, придающих ему синий, зелёный или жёлтый оттенок.
Возможно, вы уже догадались или знали, что на самом деле кошачьи глаза не светятся (как, например, брюшко у светлячков), а просто отражают свет. Поэтому, в абсолютно темной комнате по свечению глаз кошку вы не найдете.
Если взять человека, то свет, попадая в глаз, лишь частично поглощается светочувствительными рецепторами сетчатки, большая же его часть просто рассеивается.
Тапетум же кошек отражает фотоны, прошедшие сквозь сетчатку и не провзаимодействовавшие со светочувствительными клетками, назад на сетчатку. В условиях сумерек это позволяет существенно повысить остроту зрения у ночных хищников. К тому же, у них своеобразно устроенны зрачки — ночью они становятся большими и круглыми, а на солнце сужаются в тоненькие щелочки. Это позволяет животному оптимально дозировать поступление света на сетчатку и не покалечить свои высокочувствительные глаза.
Кто-то может подумать, мол, классно было бы иметь подобные глаза. Но нет. Помните Риддика из фильмов «Чёрная дыра», «Хроники Риддика» и «Риддик»? «Хороший доктор» в тюрьме, видимо, имплантировал ему тапетум за сетчатку (и да, современная наука такими технологиями не владеет!), но «забыл» сделать нужные зрачки. Поэтому бедняге приходилось ходить днем в черных очках и бояться света.
Хотя, если говорить о теоретической стороне вопроса, светоотражающий слой за сетчаткой у человека вызвал бы существенное снижение остроты зрения в дневное время, которое невозможно было бы скорректировать очками или линзами.
Глаза светятся в темноте не только у животных, но и пауков или, например, рыб (при этом, если у животных тапетум расположен в верхней части глаза, то у обитателей водоемов он занимает почти весь глаз). Поэтому рыбы хорошо видят вблизи в тёмной и мутной воде.
А теперь разберем, почему на фотографиях у человека глаза могут светиться красноватым светом.
Дело в том, что у человека нет тапетума – и при свете фонаря свечения глаз вы не увидите. Но отражающая способность, хоть и крайне низкая, у нашей сетчатки все же есть.
Обычно вспышка фотокамеры дает большое количество света, направленного человеку в лицо. Зрачки не успевают рефлекторно сузиться, и мы видим отражение сосудистой оболочки сетчатки (кровеносных сосудов). Да, эффект красных глаз напрямую зависит от ширины зрачков (например, при испуге зрачки расширяются — и эффект будет выраженным).
Некоторые камеры способны его устранять, делая две вспышки в течение очень краткого промежутка времени. Краснота зрачков также зависит от количества меланина в сетчатке (чем его больше, тем меньше «просвечивают» сосуды глазного дна). Светлокожие люди с голубыми глазами имеют относительно низкий уровень меланина в глазном дне, поэтому эффект красных глаз у них проявляется больше, чем у темнокожих людей с карими глазами.
И напоследок – с чем связано свечение брюшка у светлячков?
В основе процесса лежит химическая реакция с участием люциферина, люциферазы и АТФ. То есть, это не отражение внешнего источника света, а именно свечение.
Поэтому, если в абсолютно темной комнате запереть светлячков с кошкой, светлячки будут светиться, а кошачьи глаза отражать этот свет (но это в теории, сам я не пробовал).
Надеюсь, статья была познавательной, а язык описания получился доступным, и вы подчерпнули для себя что-то новенькое или подняли себе настроение.
Источник: www.ixbt.com