Зрение змей¶

Зрение змей — совокупность анатомических и физиологических особенностей зрительной системы змей, обеспечивающих восприятие света, движения и теплового излучения. Змеи обладают относительно простым строением глаза по сравнению с млекопитающими, однако их зрение сочетает несколько каналов восприятия — обычное зрение, ультрафиолетовое зрение и, у представителей семейства ямкоголовых (гремучих змей, щитомордников, копьехвостов), — тепловое зрение.

¶Строение глаза

Глаз змеи лишен подвижного века; вместо него глаз закрыт прозрачной чешуйкой — «бровью», которая защищает роговицу и не моргает. Из-за этого змеи не могут моргать и периодически снимают загрязнения с чешуйки, цепляясь за шероховатые поверхности.

Хрусталик шаровидный, что типично для животных, воспринимающих изображение преимущественно на близком расстоянии. Зрачок у большинства видов круглый, у некоторых (например, у щитомордников) — вертикальный. Сетчатка содержит палочки и колбочки; соотношение их зависит от образа жизни. У дневных змей (например, зелёных древесных змей рода Ahaetulla) развита полоса зрительной оси, обеспечивающая бинокулярное зрение с глубиной пространства — редкость среди пресмыкающихся.

¶Спектральная чувствительность

Долгое время считалось, что змеи видят только в диапазоне, близком к человеческому, и лишены восприятия ультрафиолета. Однако исследования начала 2010-х годов показали, что ультрафиолетовое зрение присутствует у многих видов пресмыкающихся, включая змей. Ультрафиолет помогает обнаруживать контуры объектов, различать окраску (например, зрелые плоды отличаются от незрелых в ультрафиолете) и ориентироваться в среде обитания.

У змей, ведущих преимущественно ночной образ жизни, сетчатка богата палочками, что повышает светочувствительность, но снижает остроту зрения и цветовое восприятие. Дневные виды обладают более развитыми колбочками и лучше различают цвета.

¶Тепловое зрение

Наиболее известная особенность зрительной системы змей — способность воспринимать инфракрасное излучение (тепло). Тепловое зрение развито у семейства ямкоголовых (Viperidae). У щитомордников, гремучих змей и копьехвостов между глазом и ноздрёй расположена глубокая ямка — терморецепторная (тепловая) ямка, содержащая мембраны с белком трипсин-подобной киназой (TRPA1), чувствительным к инфракрасному излучению.

Терморецепторная ямка работает как дополнительный «глаз»: она способна фиксировать температурные различия порядка тысячных долей градуса Цельсия. Нервные сигналы от ямки поступают в то же отдел мозга (задний бугорок среднего мозга), что и сигналы от сетчатки, — то есть мозг интегрирует «тепловую картину» с обычным зрением в единый образ. Это позволяет змеям охотиться в полной темноте, точно определяя положение теплокровной добычи.

У питонов и удавов (подотряд узкозубых) тепловые рецепторы расположены по губам, но не объединены в ямку — они более рассеяны и менее точны.

¶Острота зрения

Острота зрения змей невысока. Исследования показывают, что большинство видов способны различать объекты на расстоянии, измеряемом десятками сантиметров — порядка 1–3 метров у средних видов. Для сравнения, острота зрения человека составляет около 1/60 угловой минуты, тогда как у большинства змей — на порядок ниже.

Змеи активно используют зрение для обнаружения движения: подвижная добыча воспринимается заметно лучше неподвижной. Сочетание зрения с обонянием (через орган Якобсона) и, у ямкоголовых, тепловым зрением компенсирует низкую остроту.

¶Бинокулярное зрение

У ряда древесных змей, охотящихся на быстро перемещающихся жертв (птиц, ящериц), развито бинокулярное зрение. Глаза расположены спереди, а узкая полоса зрительной оси перекрывает поле зрения каждого глаза, что даёт стереоскопический эффект и позволяет оценивать расстояние. Такое строение характерно, например, для рода Ahaetulla (Юго-Восточная Азия) и некоторых африканских древесных змей.

¶Роль в поведении

Зрение играет важную роль в брачном поведении: самцы многих видов обнаруживают самок по визуальным сигналам, в том числе по характерным боковым «покачиваниям» головы, сближаясь с объектом для получения пространственной информации.

У змей, лишённых конечностей, зрение также компенсируется иным поведением: при приближении угрозы они отводят голову, прижимают её к земле или уползают, ориентируясь в первую очередь на движение.

¶Примечания

Различия в зрительной системе змей отражают экологическую специализацию: дневные древесные виды полагаются на цветное и бинокулярное зрение, ночные наземные — на светочувствительность и обоняние, а хищники-амбушёры (гремучие змеи) — на комбинацию зрения и теплового восприятия.

Источники:

• «Biology of the Reptilia», vol. 12: Sensory Ecology
• «The Vertebrate Eye», R. F. Walls
• «Infrared imaging by pit vipers», Science, 2010
• «Ultraviolet vision in reptiles», Biology Letters, 2011