Сетчатка глаза у рыб

Стопроцентной уверенности в том, как именно протекает жизнь под поверхностью воды, у нас нет. О том, как реагирует та или иная рыба на различные раздражители, каким образом она отыскивает приманку и что останавливает ее от решительной поклевки, мы судим косвенно — по результатам рыбалки, наличию-отсутствию «хваток» и сходов и т. д., и т. п.

Для того, чтобы эффективно применять свой рыболовный опыт в противостоянии с обитателями наших водоемов, современный рыболов- любитель или спортсмен обязан обладать немалым багажом знаний, полученных благодаря неоднократным личным наблюдениям или почерпнутых из достоверных научных источников.

В настоящей статье мы продолжаем разговор об органах чувств рыб и их неравнозначной роли в жизни подводных обитателей (см. «СР» №№ 2 и 8 за 2002 г., № 2 за 2003 г. и № 2 за 2004 г.).

Об органах чувств рыб

В истории развития человеческой цивилизации особое внимание изучению рыб начали уделять в IV веке до н. э. Фактически ихтиология как наука о рыбах началась с Аристотеля (384-322 гг. до н. э.), который сделал первые попытки классифицировать огромное разнообразие обитателей царства Нептуна и описывал биологию и анатомию многих видов рыб.

За две с половиной тысячи лет рыб изучили достаточно подробно, но естествоиспытатели II-XIX-го веков, описывающие в своих научных трудах подводных жителей рек, морей и океанов, были искренне уверены в том, что рыбы — это очень примитивные, глупые существа, которые не обладают ни слухом, ни осязанием, ни даже какой-либо памятью. Кстати, эти, в корне неверные, воззрения сохранялись в научной среде вплоть до 1940-х годов.

В настоящее время практически любой «литературно подкованный» рыболов, не говоря уже об ученых-ихтиологах, знает, для чего у рыб существует боковая линия, могут ли рыбы слышать или обонять, с помощью чего они отыскивают корм или чувствуют приближение хищника…

Общеизвестно, что органы чувств или, как принято их сейчас называть — сенсорные системы, дают возможность живому организму воспринимать разнообразную информацию об окружающем мире, а также сигнализировать о внутреннем состоянии самого организма.

Органы чувств рыб способны:

— воспринимать электромагнитные поля в видимой (зрение) и инфракрасной (температурная чувствительность) областях спектра;

— ощущать механические возмущения, или звуковые волны (слух),

— чувствовать силу тяжести (вестибулярная и гравитационная чувствительность) и механическое давление (осязание);

— распознавать разнообразные химические сигналы — восприятие веществ в жидкой фазе (вкус) и в газовой фазе (обоняние).

К сенсорным системам рыб можно отнести зрительную, слуховую, вкусовую, обонятельную, осязательную, электрорецепторную сенсорные системы, а также сейсмосенсорную систему, представленную боковой линией, общее химическое чувство.

К одним из самых значимых органов чувств у животных относится зрение — это способность воспринимать электромагнитные поля в видимой области спектра.

При помощи зрительных анализаторов рыбы ориентируются в пространстве, находят пищу или избегают хищников, занимают соответствующие экологические ниши, визуально оценивая характер зрительного окружения (Beur, Heuts, 1973).

Популярно о строении глаза рыб

Рыбы видят (воспринимают свет) в водной среде при помощи глаз и особых светочувствительных почек. Особенности видения рыб под водой обусловлены прозрачностью вод, их вязкостью и плотностью, глубиной, скоростями течений, способом жизни и питания.

По сравнению с наземными животными и человеком, рыбы более близоруки. Роговица их глаз плоская, а хрусталик шаровидный. Именно его форма и обуславливает близорукость у рыб. У многих рыб хрусталик может выступать из отверстия зрачка, благодаря чему увеличивается поле зрения.

Вещество хрусталика такой же плотности как и вода, в результате свет, проходя через него, не преломляется и на сетчатке глаза получается четкое изображение.

Сетчатка глаза (внутренняя оболочка) имеет сложное строение, состоит из четырех слоев: пигментного, светочувствительного (так называемые палочки и колбочки) и двух слоев нервных клеток, дающих начало зрительному нерву.

Роль палочек — функционирование в сумерках и ночью, причем они нечувствительны к цвету. При помощи колбочек рыбы воспринимают различные цвета.

Зрачок практически у всех видов неподвижен, однако камбалы, речной угорь, акулы и скаты в состоянии его сужать и расширять, увеличивая остроту зрения.

Особенности зрения у разных рыб

У большинства рыб движения глаз скоординированы, только у некоторых (зеленушка, калкан, морской язык и др.) они могут двигаться независимо друг от друга. У хищных рыб глаза наиболее подвижны.

У наших морских и пресноводных рыб органы зрения — глаза — расположены по бокам головы, причем каждый глаз видит свое поле зрения. Такое зрение называется монокулярным. Спереди монокулярное зрение каждого глаза перекрывается, появляется зона бинокулярного зрения. Угол бинокулярного зрения у рыб очень мал — не более 30?.

Известный американский ученый Роберт Вуд показал, как рыбы могут видеть из воды. По законам преломления световых лучей, предметы, находящиеся на суше, кажутся рыбе выше, чем на самом деле. Если смотреть из воды в сторону берега под углом к вертикали больше чем 45°, то из-за полного внутреннего отражения от поверхности воды наблюдателю (рыбе) становятся видны объекты (рыболов). Стоящий на берегу рыболов представляется ей висящим в воздухе и четко различимым, но сидящего человека рыба не заметит, так как под малым углом наклона лучей к горизонту (менее 45?) наземные объекты ей невидимы.

Подавляющее большинство пресноводных рыб видят максимум на 1 м. В прозрачной воде (например, в наших водохранилищах зимой) рыбы практически могут видеть на расстоянии 10-12 м, однако четко различают предметы, их форму, цвет в пределах 1-1,5 м. При аккомодации глаза с передвижением хрусталика глаз настраивается на расстояние, не превышающее 15 метров. Это предел дальности зрения рыб.

Согласно экспериментальным исследованиям, речной окунь в состоянии видеть предмет величиной 1 см на расстоянии около 5,5 метров. При уменьшении размеров предмета в 10 раз расстояние видения его хищником пропорционально уменьшалось — окунь видел предмет за 55 см. Крохотный объект величиной 0,1 мм хищник видел только за 5,5 см.

Ихтиологи различают светолюбивых (дневных) и сумеречных рыб. У дневных видов в сетчатке глаза палочек немного, зато колбочки большие. Эти рыбы (щука, плотва, голавль, жерех и др.) хорошо различают цвета — красный, синий, желтый, белый. У сумеречных рыб (судак, налим, сом, ) в сетчатке находятся только палочки, и, следовательно, различать цвета и их оттенки они не в состоянии.

Глаза как орган зрения хорошо развиты у светолюбивых рыб (щука, чехонь, красноперка) и некоторых сумеречных видов (лещ, ерш, густера, налим). У других сумеречных рыб (придонных) — карпа, карася и линя — глаза развиты хуже (Протасов, 1968). В связи с этим у светолюбивых рыб ориентация и поиск в пространстве, питание могут осуществляться преимущественно с помощью зрения, а у сумеречных — главным образом благодаря органам осязания и других сенсорных систем.

У пелагических планктофагов (белый толстолобик, чехонь) поиск пищи осуществляется практически полностью благодаря зрению.

Способность рыб различать цвета. Дневные рыбы достаточно хорошо различают цвета, по крайней мере, спиннингисты об этом знают, применяя при разной освещенности белый виброхвост или бело-красный твистер в охоте на щуку или окуня. Черноморская хамса на фоне сине-зеленой воды различает (видит) сети разной окраски на следующем расстоянии: сине-зеленые — 0,5-0,7 метров; темно-синие — 0,8-1,2 м; темно-коричневые — 1,3-1,5 м; серые или черные — 1,5-2,0 м; белые (неокрашенные) — 2,0-2,5 м.

Сумеречные и ночные рыбы, как было отмечено выше, различать цвета не в состоянии, поэтому рыболовы-спортсмены и любители при экспериментировании с приманками должны уделять особое внимание не цвету приманки, а ее поведению (лобовому сопротивлению, шумовым характеристикам).

Применение специально ярко окрашенных приманок для ловли сумеречных хищников (тех же судака или сома) автору представляется неоправданным, так как эта рыба реагирует не на цвет некоего «Предатора», а только на его гидродинамические качества, корректируя предстоящий бросок видением (благодаря отличному сумеречному — черно-белому — зрению) абриса приманки. Причем чем ярче ее силуэт на фоне усеянного камнями дна (белое — на черном, флуоресцентное на черном), тем большее количество хваток и поимок хищника отметит спиннингист при применении одинаковых приманок, но разных расцветок. И снова решающее для броска судака значение будет иметь белый или желтый цвет приманки, а уж никак не фиолетовые, например, разводы на зеленом фоне воблера (если, конечно, это не супернеотразимая, гремяще-звенящая модель)…

Зрительное восприятие рыбами движений. Российские ученые исследовали способности зрительного аппарата рыб восприятия движения. Для этого наблюдали за оптомоторной реакцией рыб на последовательно движущиеся полосы или детали обстановки в течение 1 секунды (определение величины оптических моментов). Были получены следующие результаты.

Оптический момент у верховки и карася составил 1/14 — 1/18 секунды, щуки и линя — 1/25 — 1/28 с, леща и окуня — 1/55 с. Рыбы, имеющие оптические моменты от 1/50 до 1/67 с, способны вдвое детальнее воспринимать одно и то же движение, чем человек, а рыбы, имеющие оптический момент 1/10 — 1/14, — вдвое менее детально.

Тонкое восприятие движения зрительным аппаратом рыб позволяет жертвам уловить начальный момент броска и ускользнуть от хищника. Для мирных рыб сигналом предстоящего броска хищника являются подергивание и вибрирование спинных и грудных плавников, а также всего тела охотника, улавливаемые глазом потенциальной жертвы (Протасов, 1968).

Сытые и утомленные рыбы имеют слабо выраженную оптомоторную реакцию (реакцию на движение), а голодные и хорошо отдохнувшие — сильно выраженную реакцию.

Органы чувств рыб в пищевом поведении рыб

Представляют интерес для рыболова также и экспериментально полученные и проверенные в естественных условиях результаты поочередного функционирования органов чувств рыб при поиске ими кормовых объектов.

Во время «свободного поиска», когда расстояние до кормового объекта превышает 100 м, у рыб «работает» только обоняние, остальные сенсорные системы не задействованы. При приближении к источнику «вкусного» запаха от 100 до 25 м к обонянию подключается слух. На расстоянии от 25 до 5 м рыба пытается найти корм при помощи обоняния, зрения и слуха.

Когда до пищи остается «рукой подать» (от 5 до 1 м), рыба в первую очередь пользуется зрением, затем обонянием и слухом. На расстоянии от 1 до 0,25 м в поиск вовлекаются одновременно зрение, слух, боковая линия, обоняние, наружная вкусовая чувствительность (ощупывание грунта усиками, касания губами, рылом, даже плавниками).

Когда еда «под носом» и расстояние до нее не превышает 0,25 м, рыба «включает» практически все органы чувств: зрение, боковую линию, электрорецепцию, наружную вкусовую чувствительность, общее химическое чувство, осязание. Их совместная работа быстро приводит к обнаружению рыбой корма.

Поведение хищных рыб в зависимости от особенностей зрения

По отношению к периоду наибольшей пищевой активности применяют такое разделение хищных рыб: окунь — сумеречно-дневной хищник, щука — сумеречный, судак — глубокосумеречный.

Окуни-ихтиофаги и щуки питаются круглосуточно: днем охотятся за добычей из засады, в сумерках и на рассвете выходят на открытую воду и преследуют жертв. «Сумеречное» питание хищников происходит при освещенности от сотен до десятых долей люксов (вечером) и наоборот (утром). В этот период у окуня и щуки функционирует дневное зрение с максимальной остротой и дальностью видения, а плотные стаи рыб-жертв начинают распадаться, обеспечивая удачную охоту хищникам. С наступлением темноты отдельные рыбешки рассредоточиваются по акватории, верховка и уклейка при падении освещенности ниже 0,01 лк опускаются на дно и замирают. Охота хищных рыб прекращается.

В предутренние часы при освещенности от десятых долей до сотен люксов «избиение младенцев» продолжается до момента, когда рыбы-жертвы образуют плотные оборонительные стаи.

Согласно исследованиям ихтиологов, летом продолжительность утреннего питания хищников достигала 3 часов, вечернего — 4 часа и ночного (судак) — 5-6 часов.

Судак может пользоваться зрением в тех условиях, когда другие рыбы видеть не могут. Сетчатка глаза хищника содержит сильно отражающий свет пигмент — гуанин, который увеличивает ее чувствительность. Охота судака за мелкими стайными рыбами наиболее успешна при глубоко сумеречной освещенности — 0,001 и 0,0001 лк.

Осенью, в пасмурную и дождливую погоду, когда освещенность изменяется незначительно, молодь мирных рыб образует разреженные оборонительные стаи и хищники могут успешно охотиться на протяжении всего дня, а не только в сумерках. Происходит так называемый «осенний жор» хищника.

Подмечена интересная особенность охоты щуки и окуня на свету и при высокой прозрачности воды. В дневное время эти рыбы выступают как типичные хищники-засадчики: при неудачном захвате добычи из засады они не преследуют ее, чтобы не отпугнуть других потенциальных жертв от места охоты. Те районы, где затаился хищник, обнаруживший азартом свое место укрытия, стайки рыб обходят стороной. Поэтому днем щука или окунь делают четко выверенный и точный бросок только при возможности 100%-го захвата добычи. Решающую роль в удачном броске играет зрение.

Таким образом, зная об особенностях и возможностях зрительного восприятия рыб, рыболовы получают возможность осуществлять на водоеме целенаправленный поиск будущего подводного «спарринг-партнера». Знание сильных и слабых сторон противника (читай — возможностей зрения рыб в морской и пресной воде, днем и в сумерках), надеюсь, помогут многочисленным поклонникам рыбной ловли выходить победителем из этой увлекательнейшей и честной схватки…