Секрет кольорового зору восьминогів і каракатиць виявився пов'язаний з формою зіниці

Команда вчених, що складається з батька і сина з Університету Каліфорнії в Берклі і Гарвардського університету, описала механізм, що дозволяє головоногим молюскам розрізняти кольори, - всупереч тому, що їхні очі містять тільки один тип фоторецепторів. Стаття опублікована в журналі.

Як пояснюють автори, розрізняти кольори головоногим дозволяє незвичайний зіниць, який може мати U-подібну, W-подібну або гантелевидну форму. Завдяки такому зіниці світло потрапляє на сітківку ока під безліччю різних кутів. Неправильна форма зіниці підсилює хроматичну аберацію, після чого око фокусує світлові хвилі певної довжини на різних ділянках сітківки. Таке фокусування досягається за рахунок зміни глибини очного яблука, відстані між кришталиком і сітківкою і переміщення зіниці. Колір же визначається виходячи з того, чи вдалося сфокусувати хвилі певної довжини на сітківці.

Такий механізм відрізняється від механізму зору людини та інших ссавців, у яких світло більш-менш прямо падає на сітківку через зіниць правильної форми (круглий або витягнутий). Чим вже отвір зіниці, тим менше стає хроматична аберація - і навпаки, чим сильніше розширений зіниць, тим більше розсіюються кольори. За словами авторів, у той час як ссавці в ході еволюції постаралися мінімізувати ефект хроматичної аберації, головоногі молюски, навпаки, навчилися використовувати його на свою користь.

За здатність розрізняти кольори подібним чином головоногим доводиться розплачуватися нечітким зором. Однак те, наскільки воно нечітке, залежить від того, на об'єкт якого кольору вони дивляться. За словами авторів, головоногі насилу можуть сфокусуватися на білих об'єктах, тому що вони відображають всі світлові хвилі, проте не відчувають проблем з фокусуванням на об'єктах яскравих чистих кольорів, наприклад синіх або жовтих, які часто зустрічаються в коралових рифах. Це також пояснює, чому головоногі часто провалюють тести на розрізнення квітів: у багатьох дослідженнях завдання були спрямовані на розрізнення проміжних кольорів або чистих кольорів однакової яскравості без контрасту. Найкраще, зазначають автори, головоногим вдається розрізняти межі між темними і яскравими кольорами. Це побічно підтверджується забарвленням, яке вони приймають під час шлюбних демонстрацій: найчастіше вона складається з яскравих плям, розділених темними смугами.

Роботу такого механізму автори перевірили за допомогою комп'ютерного моделювання, симулювавши зорову систему з одним типом фоторецепторів і різними ступенями хроматичної абберації. Моделі, подробиці яких наводяться в статті, дозволили показати, як хроматична аберація може бути використана для вилучення спектральної інформації за допомогою зіниць неправильної форми.

Традиційно вважається, що восьминоги, кальмари, каракатиці та інші головоногі молюски не здатні розрізняти кольори, тому що в їх сітківці є тільки один тип фоторецепторів. Однак при цьому самці головоногих молюсків використовують яскраві кольори в шлюбних демонстраціях - що не мало б ніякого сенсу, якби самки і суперники не могли оцінити їх яскраве забарвлення. Крім того, головоногі молюски здатні, як хамелеони, змінювати колір шкіри залежно від оточення - що було б складно здійснити, якби вони не мали колірного зору. Однак сказати з упевненістю, що головоногі вміють (або не вміють) бачити кольори, вчені поки не можуть: тести на розрізнення кольорів дають суперечливі результати. Зате головоногі молюски (а також членистоногі: комахи, ракоподібні та павуки), на відміну від ссавців, вміють бачити поляризацію світла - тобто напрям поперечних коливань світлових хвиль.