Коя птица върти главата си на 360? Как успяват совите да въртят главите си така?
Учените са стигнали до извода, че зрителната система при животните е започнала да се развива преди приблизително 540 милиона години. Първоначално имаше проста структура, но с течение на времето стана по-сложна и подобрена за всеки тип визия. Така например рибите виждат перфектно под вода, орлите от голяма височина могат лесно да забележат малък гризачна земята, а котките са идеално ориентирани в тъмното.
Разгледайте селекцията от най-необичайните животински очи и се уверете в уникалността и мъдростта на майката природа!
1. Планинска коза.
Ние сме свикнали с факта, че човешката зеница е кръгла. Но при повечето копитни животни, по-специално планинската коза, тя има правоъгълна форма.
2. Тази форма на зеницата и хоризонтално ориентираното зрение са най-добрите за оцеляване в планински условия. И така, без да върти глава, козата вижда около себе си на 320-340 градуса. За сравнение, човек вижда само 160-200 градуса. Животните с тази структура на очите имат отлично зрение през нощта.
3. Трилобит.
Много преди появата на динозаврите, цялата Земя е била обитавана от морски членестоноги трилобити. Палеонтолозите са преброили около 10 000 вида от тези животни. На дадено времетози клас е изчезнал.
4. Някои от представителите на този клас бяха без очи, но мнозинството имаха очи с уникална структура. Очната им леща беше направена от калцит. Това е прозрачен минерал, който е в основата на креда и вар.
Обвивката на очите на съвременните безгръбначни се състои от хитин, твърдо, полупрозрачно вещество. Необичайният състав на окото даде на тези членестоноги способността едновременно да държат обекти на близко и далечно разстояние на фокус. Визията на трилобитите имаше хоризонтална или вертикална ориентация. Но независимо от това, животното вижда само на разстояние, приблизително равно на дължината на собственото му тяло.
В зависимост от местообитанието им, очите на трилобитите са разположени или на удължени клепачи, или са покрити с клепач, който ги предпазва от ярко слънце. Палеонтолозите са изследвали много подробно зрението на трилобита, тъй като вкаменелостите от калцит са добре запазени.
5. Дългопят.
Тарсиерите са примати с височина само 9-16 см и тегло само 80-150 грама, живеещи на островите в Югоизточна Азия. Малкият размер изобщо не пречи на животното да бъде хищник. Освен това тарсиерите са единствените примати в света, които ядат само храна от животински произход. Те ловко хващат гущери, насекоми и дори могат да хванат птица по време на нейния полет. Но най-важната им характеристика са големите им очи, светещи в тъмнината. Диаметърът им може да достигне 16 мм. По отношение на размера на тялото, това са най-големите очи от всички известни бозайници.
6. МестнитеТе все още са убедени, че тарсиерът е пратеник на зли духове. И европейските туристи, виждайки такова бебе за първи път, потръпват и след това помнят тази среща дълго време. Представете си себе си с огромни, светещи очи на малка кръгла глава. Секунда и вече гледате задната част на главата на животното. Той просто завъртя главата си...почти на 360 градуса. Не е ли впечатляващо?
В допълнение, tarsiers имат отлично нощно виждане. Въз основа на това учените заключават, че животните разпознават ултравиолетовата светлина.
7. Хамелеон.
Много хора знаят, че хамелеонът може да промени цвета си. Така той се маскира и показва настроението и изискванията си към другите гущери. Зрението на тези животни също е необичайно - плътно слепени клепачи покриват цялата очна ябълка, оставяйки само малка дупка за зеницата.
Очите на тези гущери сякаш изпадат от орбитите си и могат да се въртят независимо едно от друго на 360 градуса.
8. Очите на хамелеона гледат в една посока само когато погледът му е прикован в плячката. Гущерът се храни с насекоми и дребни гризачи. Хамелеонът забелязва плячката си на разстояние няколко метра. Подобно на тарсиера, той може да вижда ултравиолетова светлина.
9. Водно конче.
Зрителните органи на водното конче също са уникални и необичайни. Те заемат почти цялата глава на насекомото и са в състояние да покрият пространството на 360 градуса.
Всяко око на водно конче се състои от 30 000 малки светлочувствителни клетки. В допълнение към две огромни очи, тя има още 3 малки очи. Тази специална визия превръща насекомото в опасен въздушен хищник, способен да реагира на всяко движение буквално за част от секундата.
10. Има и водни кончета, които успешно ловуват в здрач. При същите тези условия човек не може да види много.
11. Листоопашат гекон.
Тропиците на Мадагаскар са дом на някои много необичайни гекони. Много е трудно да ги забележите, тъй като формата и цветът на това животно много напомнят на сух лист на растение. Заради големите си червени очи, тези влечуги са получили имена като „сатанински“ и „фантастични“ гекони. Зрението на тези гущери е много чувствително. Геконите са нощни животни.Дори в пълна тъмнина лесно различават всички предмети и цветове.
12. За сравнение, котките могат да виждат шест пъти при слаба светлина по-добър от човека. При същите условия геконите виждат 350 пъти по-добре.
Тези влечуги дължат такова забележително зрение на специалната структура на зеницата.
13. Колосални калмари- мистерията на океана.
Това е най-голямото безгръбначно животно, известно на учените. Той също така има най-големите очи сред всички представители на животинския свят. Диаметърът на окото му може да достигне 30 см, а зеницата е с размер на голяма ябълка. Калмарите имат 100 процента зрение дори при слаба светлина. Това е много важно за него, тъй като тези животни живеят на дълбочина най-малко 2000 метра.
14. Но освен това, очите на тези калмари имат вграден „прожектор“, който се включва на тъмно и осигурява необходимото количество светлина за успешен лов
15. Четириока риба.
Това е малка риба с дължина до 30 см, живееща във водите на Мексико и Южна Америка. Основната му храна са насекомите, така че често може да се види на водната повърхност.
16. Въпреки името, рибата има само две очи. Но те са разделени от плътта на четири части. Всяка част има своя собствена леща.
Горната част на очите е пригодена за виждане във въздуха, долната част за подводно наблюдение.
17. Стъблоока муха.
Друг необичаен представителживотински свят. Получава името си заради тънките, дълги, подобни на стъбла израстъци отстрани на главата. В краищата на стъблата има очи.
Мъжките и женските имат очни стъбла с различна дължина и дебелина. Женските избират мъжки с най-дълги дръжки.
18. По време на сезон на чифтосванемъжките сравняват стъблата си. За да спечелят, те дори използват трик - надуват очите и стръковете си с въздух, което увеличава размера им и, разбира се, шансовете да намерят женската, която харесват.
19. Dolichopteryx longipes.
Това е малка дълбоководна риба с дължина до 18 см.
20. Само Dolichopteryx има уникално огледално зрение. Неговите зрителни органи работят на принципа на лещата и позволяват на малкия хищник да вижда едновременно надводното и подводното пространство.
21. Паяците са огри.
Това са паяци с шест очи. Но средният им чифт очи е много по-голям от останалите, така че изглежда, че паяците имат две очи.
Огрите са нощни хищници. Очите на паяка са покрити с мембрана от свръхчувствителни клетки, осигуряващи отлично нощно виждане.
22. Учените смятат, че тези паяци се ориентират в тъмното поне сто пъти по-добре от хората.
23. Раците са богомолки.
Това са най-опасните представители на членестоноги в тропическите води. С острите си нокти те лесно могат да оставят човек без пръсти. Те са собственици на най-уникалните очи в света.
Очите им се състоят от 10 000 свръхчувствителни клетки. Всяка клетка изпълнява строго определена функция. Например, някои са отговорни за определянето на светлината, други - цвета. Този видРаците улавят нюансите на цветовете 4 пъти по-добре от хората.
Те са единствените с ултравиолетово, инфрачервено и полярно зрение едновременно. Освен това очите им могат да се въртят на 70 градуса. Също така е изненадващо, че информацията, получена в тези раци, се обработва не от мозъка, а от очите.
24. Но това не е всичко. Тези раци имат „тринокулярно зрение“. Окото на Рака е разделено на три части и той може да вижда всичко, което се случва от 3 различни точки на едно и също око.
Това е най-уникалната структура на зрителната система. Учените все още не могат да го обяснят напълно, още по-малко да го пресъздадат.Ние можем само да се учудваме на мъдростта и уникалността на природата.
Как совите успяват да завъртят главите си почти на 270 градуса в двете посоки без никаква вреда за здравето, тоест без да счупят прешлени, без да блокират кръвообращението и без да увредят кръвоносните съдове на шията и главата, разказват биолози и специалисти по зрителна анатомия от Университетът Джон Хопкинс успя да разбере.
С помощта на ангиография, компютърна томография и серия от умни експерименти изследователска група, ръководен от Фабиан де Кок-Меркадо, магистър по медицина, специалист по медицинска илюстрация, откри няколко анатомични адаптации, които помагат на совите да правят такива завои. Откритието е представено в петък в списание Science, а нейната илюстрация спечели първо място в категорията за постери и графики на Международното предизвикателство за визуализация на науката и инженерството през 2012 г. на Националната научна фондация.
„Всички лекари, които се занимаваха с човешки наранявания, свързани с увреждане на артериите на шията и главата, рано или късно задаваха въпроса: защо горите все още не са осеяни с трупове на сови, умрели от кръвоизлив?“ - споделя спомените си един от водещите автори на статията, д-р Филип Гайо, рентгенолог, работещ в Медицинския факултет на университета Джон Хопкинс. „Каротидните и вертебралните артерии при повечето животни, включително сови и хора, са много крехки и чувствителни към всяко разтягане“, добавя той.
Известно е, че внезапните ротационни движения на врата и главата могат да причинят разтягане на кръвоносните съдове и образуване на кръвни съсиреци, които могат да се откъснат и да причинят фатално запушване на артерия или инсулт. Този вид щети са често срещани при автомобилни катастрофи, но спортистите и пациентите на хиропрактор не са застраховани срещу тях.
Три диви животни, умрели от естествена смърт, бяха избрани като субекти на изследването: снежната сова, голямата ушата сова и пъстрият бухал.
За получаване на детайлни рентгенови изображения на кръвоносните съдове в тях се инжектира специално контрастно вещество. След това съдовете бяха внимателно дисектирани и сканирани на компютърна томография за по-подробен анализ. 
Още на първия етап от изследването биолозите бяха изненадани: чрез инжектиране на контрастен разтвор, симулиращ кръв в артериите и ръчно завъртане на главите на птиците, те откриха, че съдовете, минаващи под челюстната кост, т.е. самата основа на главата, разширява се с навлизането на течност. Очевидно такава еластичност, която не е характерна например за човешките артерии, позволява на совите, когато рязко завъртат главите си, да натрупват допълнителен обем кръв, необходим за захранване на очите и мозъка, което при тези грабливи птици, водещи нощно изображениеживотите са различни големи размери. Излишната кръв също се разпределя през мрежа от по-малки и свързани помежду си кръвоносни съдове, обграждащи артериите.
Следващото анатомично устройство, открито от авторите на статията, беше специална структурапрешлени
Оказа се, че диаметърът на гръбначния отвор, през който преминава една от големите артерии, кръвоснабдяващи мозъка, е 10 пъти по-голям от диаметъра на самата артерия, което предотвратява прищипването на артерията при резки завъртания на главата при изместване на прешлените. Общо вертебралните отвори са разширени в 12 от 14-те шийни прешлени. Тази костна структура е много различна от тази на хората: дупките в нашите шийни прешлениса тесни канали, които притискат артериите.
Освен това, както се оказа, гръбначната артерия при совите е част от цервикална областпрез 12-ия, а не през 14-ия прешлен, тоест по-високо, отколкото при другите птици, което също му дава допълнителна степен на свобода при силни и внезапни завъртания на главата.
И накрая, друго устройство, което помага на тези птици да поставят рекорди за обръщане на глава, е анастомозата на гръбначните артерии - множество връзки между съдовете, които помагат за регулиране на кръвоснабдяването на очите и мозъка. Един от тези джъмпери - свободната тригеминална артерия - насърчава непрекъснатия приток на кръв към мозъка дори в случай на множествена оклузия на кръвоносните съдове по време на рязко завъртане на главата.
Сега остава да се определи дали други хищни птици, като ястребите, имат подобни анатомични адаптации, което изследователите ще направят в близко бъдеще.
Бухалите не се нуждаят от очи в задната част на главата си, за да видят какво се случва зад тях; те могат просто да обърнат главите си. Известно е, че много видове сови, като петнистата сова, могат да въртят главите си на 270 градуса във всяка посока, което означава, че могат
Бухалите не се нуждаят от очи в задната част на главата си, за да видят какво се случва зад тях; те могат просто да обърнат главите си. Известно е, че много видове сови, като например бухала, могат да въртят главите си на 270 градуса във всяка посока, което означава, че могат да гледат наляво, докато обръщат главата си надясно, или обратното.
Но как успяват да избегнат разкъсването на артериите и прекъсването на притока на кръв към мозъка? Графичен дизайнер и лекар от университета Джон Хопкинс се заели с търсенето на отговор на този въпрос.
„Специалистите по невроизобразяване като мен, които изучават проблеми при хора, причинени от увреждане на артериите на главата и шията, отдавна се чудят защо бързите и усукващи движения на главата не карат хиляди сови да падат мъртви на горската почва“, каза автор на изследването д-р Philippe Gailaud.
Ако човек се опита да завърти главата си толкова бързо или силно, ще разкъса мрежата от артерии, което ще доведе до остър мозъчно-съдов инцидент, както и до счупване на врата. „Каротидните и вертебралните артерии на шията на повечето животни, включително сови и хора, са много деликатни и лесно се увреждат“, добавя ученият.
За да видят кръвоносните съдове на совата, докато обръща главата си, изследователите инжектираха боя в артериите на дузина мъртви снежни сови, бухали и големи бухали и използваха скенер, за да визуализират как течността ще се разпространи през съдовете на птиците . След като създадоха сканираните изображения, изследователите инжектираха подобно на пластмаса вещество във вените на птиците, след което разрязаха тъканта и начертаха диаграми и местоположението на съдовете.
Учените са открили редица неизвестни досега и уникални свойства. Първо, шийните кости на совите, т.е. прешлените съдържат отвори, които са много по-големи от тези, наблюдавани при други птици или хора. Нашите гръбначни отвори са почти със същия размер като артерия, но при совите са 10 пъти по-широки от съдовете. Тези дупки, или канали, очевидно съдържат въздушни торбички, предназначени да смекчат внезапните усукващи движения на главата.
„Също така веднага забелязахме, че в долната част на двата шийни прешлена няма такива канали“, отбелязват учените. Това позволява на съдовете, подобни на шнур, да се увиснат донякъде, когато главата се завърти.
Големи дупки и слабо напрежение в долната част на шията става ясно защо съдовете не се разкъсват. Но те не обясняват защо кръвоснабдяването не се прекъсва, когато бухалът обърне главата си. Но завоите под такъв ъгъл просто са длъжни да причинят поне частично блокиране на артериите.
Учените забелязали, че когато се приближи до главата, вертебралната артерия леко се разширява, което е необичайно и никога не е наблюдавано сред много други животни (съдовете като ствол на дърво стават по-тънки с разстоянието от сърцето). Авторите смятат, че тези разширени зони могат да функционират като резервоари, в които се натрупва кръв, и следователно мозъкът има известен резерв по време на движение на главата.
Освен това кръвоносните съдове в мозъка са тясно свързани. Съд, наречен тригеминална артерия, свързва предната и задната част на мозъка на совата, което му позволява да доставя органа с максимални обеми кръв.
Така че защо совите обръщат главите си под такъв ъгъл? Факт е, че те имат тръбни очи, тяхната структура е много подобна на телескоп, благодарение на което птиците имат невероятно зрение. Но за разлика от хората, чиито очи са почти сферични, совите едва ги движат и затова са принудени да обърнат цялата си глава.
Това изследване още веднъж демонстрира колко отлично са се адаптирали птиците към околната среда, тъй като могат да виждат всичко около себе си, въпреки че имат относително фиксирани очи. Учените се надяват, че изследването ще накара хората да оценят още повече живота на нашата планета.
Екип от учени, ръководен от Фабиан де Кок-Меркадо, анализира анатомичните характеристики на дузина птици. Учените са изследвали структурата на костите и кръвоносната система на полярните и големите ушати сови, както и на петнистите сови. За да се увеличи информационното съдържание на рентгеновите изображения, в съдовете се инжектира специален контрастен агент. След това съдовете бяха внимателно подготвени, сканирани и скицирани за подробен анализ.
С помощта на ангиография и компютърна томография установихме, че както в скелета, така и в кръвоносна системаСовите имат няколко функции, които предотвратяват нараняване на главата по време на резки завои. „Каротидните и вертебралните артерии при повечето животни, включително сови и хора, са много крехки и чувствителни дори към минимално въздействие“, казва съавторът на изследването д-р Филип Гайо. , доцент, Катедра по радиология, Медицински факултет на университета Джон Хопкинс. „Ето защо експертите по травми на шията и главата винаги са се чудили защо горите не са осеяни с хиляди мъртви сови.“
При човек рязкото завъртане на главата може да причини разтягане на кръвоносните съдове и образуването на кръвни съсиреци, които, ако се откъснат, могат да доведат до смърт или инсулт. Учените казват, че такива наранявания често се случват при автомобилни катастрофи, както и след неуспешни посещения при хиропрактики или посещения на влакчета.
Първото интересно наблюдение очакваше учените, когато инжектираха контрастно вещество в артериите на бухала, симулирайки притока на кръв, и завъртяха главата ръчно. Кръвоносните съдове в основата на главата, разположени под челюстната кост, се оказаха много еластични, разширявайки се с притока на допълнителна кръв. При хората такава еластичност не се наблюдава. Такива резервоари позволяват натрупването на достатъчен обем кръв за подхранване на мозъка, докато въртите главата. Разширената мрежа от по-малки кръвоносни съдове също помага за поддържането на постоянен кръвен поток.
Кръвоносните съдове на совите са по-еластични от човешките.
Следващия анатомична особеност, отбелязано от учените, беше относителният размер на дупките в напречните процеси на шийните прешлени на совата, през които преминава една от основните артерии, захранващи мозъка. Тези отвори са приблизително 10 пъти по-големи в диаметър от самата вертебрална артерия. Така се създава много свободно пространство и артерията не се притиска при завъртане на главата. При хората артерията е буквално притисната от прешлените, а широките отвори на 12 от 14-те шийни прешлена на совите им дават по-голяма свобода на движение.
Освен това изследователите установили, че гръбначната артерия на совите навлиза в напречния отвор през дванадесетия прешлен, а не през четиринадесетия - по-високо, отколкото при други птици. Това също осигурява допълнителна гъвкавост при завъртане на главата.
Широките артериални отвори позволяват свобода на движение, а анастомозите между каротидните и вертебралните артерии осигуряват алтернативен път за кръвта към мозъка на совата.
Друго откритие на Coc-Mercado и Gayu в анатомията на совите е така наречената анастомоза - множество връзки между каротидните и вертебралните артерии под формата на по-малки кръвоносни съдове, които позволяват регулирането на кръвния поток. Това не се наблюдава при възрастни. По-специално, свободната троична артерия, която е един от тези мостове, позволява на кръвта да проникне директно в мозъка на совата, дори ако основният път е блокиран от рязко завъртане на врата.
Тази работа спечели първо място в категорията Плакати и графики на Международното предизвикателство за визуализация на науката и инженерството за 2012 г., организирано от Националната научна фондация на САЩ. Сега, след като са проучили структурата на шията на совите, учените планират да проучат анатомията на ястребите, за да разберат дали други птици имат механизми, които им позволяват свободно да въртят главите си.
