Органы чувств

«У него глаза как у ястреба». Мы все знаем, что ловчие птицы хорошо видят, но что из себя представляют их глаза и вообще видят ли они мир также как мы?

У хищных птиц наиболее развитое зрение среди всех живущих организмов. Также как у людей и близких им видов, в отличие от большинства млекопитающих, у птиц цветное зрение развито так же хорошо, как и черно-белое. Светочувствительная сетчатка в глубине глаза содержит светочувствительные колбочки и палочки, позволяющие им видеть при плохом освещении. Они воспринимают больший спектр цветов, чем мы. Недавние исследования показали, что многие птицы так же, как насекомые, могут видеть в ультрафиолетовом спектре, следовательно, некоторые оттенки оперения, которые нам кажутся бесцветными, для птиц могут выглядеть цветными. Пустельги могут определить местонахождение полевки по ультрафиолетовым следам мочи.

У обыкновенного сарыча плотность колбочек гораздо выше, чем у людей, и, возможно, он может разглядеть какие-то детали в восемь раз лучше нас. В то время, как мы можем фокусировать зрение только на одной области, сарыч имеет две фокусные точки или ямки в каждом глазу, к которым примыкает горизонтальная полоса, формирующая сверхчувствительную область (рисунок 1.3.1). Одна из этих ямок (центральная) направлена наружу и служит для восприятия слабых движений. Когда хищная птица слегка наклоняет голову на бок, чтобы обследовать небо, она использует одну из этих центральных ямок. Другая, височная ямка направлена вперед и в сочетании с бинокулярным зрением служит для восприятия деталей. Горизонтальная полоса используется для сканирования. Даже вне ямок острота зрения сарыча вдвое лучше, чем у нас. С помощью височных ямок, бинокулярного зрения и кивания головой, канюк может создать детальное стереоскопическое изображение и точно определить расстояние.

Обыкновенный сарыч и большинство дневных хищных птиц имеют около 45-50 градусов бинокулярного зрения и общую область зрения для каждого глаза около 17 градусов. Сзади существует слепая зона, которая составляет около 70 градусов. Совы которые имеют в основном бинокулярное зрение и неподвижные трубчатые кости глазных яблок, обладают слабым боковым зрением и у них нет центральных ямок.

На верхушке каждой колбочки находится капелька масла - обычно оранжевого, желтого, светлого или зеленого цвета. Она способствует повышению контрастности цветных изображений, а также действует как фильтр от дымки. Из сетчатки в глаз вдается гребень, это большое, удлиненное тело, богато снабженное кровеносными сосудами. Полагают, что он обеспечивает сетчатку питательными веществами и удаляет продукты распада посредством диффузии через глазную жидкость. Возможно, он также помогает улавливать движения, отбрасывая тень на сетчатку.

В отличие от млекопитающих, у хищных птиц большинство мышц контролирующих хрусталик и зрачок, поперечнополосатые и могут контролироваться произвольно. Так, сапсан, с которого на ярком свету сняли клобучок может быстро отрегулировать свои зрачки, чтобы избежать ослепления. Кроме того, он может спокойно лететь прямо на солнце. Для точной фокусировки зрачок и мышцы вокруг глаза способны сжимать хрусталик и роговицу, что можно наблюдать у ястребов. Когда они рассматривают близлежащие объекты, такие, как пища в лапах, их зрачки заметно уменьшаются.

Третье веко или мигательная перепонка просвечивается или прозрачна (некоторые водяные птицы используют ее как очки для фокусировки зрения под водой). Перепонка очищает и защищает глаза, в дневное время хищные птицы редко пользуются другими веками. Когда они хватают добычу, третье веко постоянно мигает, чтобы защитить глаз от острых перьев или шипов. Хищные птицы очищают глаза, протирая их об область лопаток; было бы слишком рискованно использовать для этого когти, как они это делают при почесывании головы.

Хотя исследования глаз хищных птиц показали, что в них относительно немного палочек, а, значит, они должны плохо видеть в сумерках, полевые наблюдения этого не подтверждают. Многие дикие соколы успешно охотятся в сумерках, а некоторые даже при свете луны. Один тетеревятник, за которым велся радиотрекинг, пролетел ночью 13 километров (8 миль), а некоторые ловчие птицы возвращаются гораздо позже заката, когда уже настолько темно, что не видно их приближения. Интересно, что кречет, которому следовало бы иметь хорошее ночное зрение для охоты в условиях полярной ночи, на самом деле плохо видит при слабом освещении.

Голубь может воспринимать плоскость поляризации света и использовать это для навигации. Вероятно хищники тоже могут воспринимать поляризацию света, тогда солнечный свет, небо и отражения представляют для них различные виды поляризации.

Хищники гораздо лучше нас могут различать близко совмещенные во времени события. Например, телевидение разработано для человеческого зрения. Оно не показывает полную картинку; это лишь быстро двигающнеся точки, которые заставляют человеческий глаз думать, что это картинка. Телевизор сменяет 25 кадров в секунду, что человеческий глаз воспринимает как одно движущееся изображение, т.к. он может воспринимать лишь 20 кадров в секунду. Это называется частота слияния мельканий (ЧСМ). Исследования д-ра Эндрю Аллена и его студентов показали, что ловчие птицы имеют ЧСМ около 70-80 кадров в секунду и, соответственно, им будет сложно воспринять происходящее на экране телевизора как картинку. Хищники, выживание которых зависит от высокоскоростной охоты, и которым нужно избегать столкновения с ветками и поймать верткую добычу, нуждаются в высокой ЧСМ. Стрекоза, например, имеет ЧСМ до 300 кадров в секунду, в сочетанни с быстроработающим мозгом и хорошей реакцией. Чеглок, который хочет ее поймать, должен обладать столь же быстрой реакцией, иначе у него не будет шансов. Столь быстрая сенсорная система требует для работы столь же быстрой нервной системы, и весьма вероятно, что у ястребов, например, нервные пути, идущие от глаз и ушей через сенсорные нейроны к моторным, контролирующим мышцы, слабо связаны с ассоциативными нейронами мозга. Учитывая время, необходимое для прохождения импульсов по нервной системе и латентный период между импульсами, у ястреба не много времени останется на «размышления», гарантирующие адекватность реакции. Таким образом, мы говорим, что птица «нервная». Она реагирует слишком сильно и неадекватно на безобидные стимулы. Мы можем частично избавиться от этой нервозности посредством обучения, но мы не можем полностью перестроить сенсорную и нервную системы птицы. Именно эти быстрые реакции и делают птицу таким эффективным охотником. Следовательно, это фактически означает жизнь в мире, который движется в десять раз быстрее нашего, и важно помнить, что хотя физически мы можем быть сходны, ментально мы живем в разныx мирах.

Та же быстрая нервная система, с быстрыми импульсами и коротким рефракторным периодом, которая обслуживает зрение хищной птицы, обслуживает и ее слух. Птицы слышат лучше нас. Они могут слышать более широкий диапазон звуков и лучше нас различать близкие частоты. У них лишь одна слуховая косточка, образованная из покровной структуры складки ткани, быстро гасит вибрации в барабанной перепонке, позволяя птице воспринимать звуки с задержкой лишь в 0.6-2.5 миллисекунд. Их ЧСМ для слуха составляет 2500-6000. Хищные птицы легко узнают друг друга по голосу, даже если они выглядят одинаково. Соколы распознают своих птенцов и партнеров среди других соколов даже после нескольких недель разлуки и никогда не ошибаются! Хищные птицы легко узнают людей по походке и различают машины по звуку мотора. Как и в случае со зрением, хищники живут в совершенно другом звуковом мире, чем мы. Лесные и ночные хищники особенно восприимчивы к звукам, таковы, например, совы. Мягкое, бесшумное оперение сов, вероятно, является приспособлением, позволяющим им слышать добычу, в тоже время не позволяя жертве услышать их.

Вероятно, нервная система работает с разной скоростью в зависимости от влияния гормонов. Сонные животные реагируют медленно, в то время как под действием адреналина реакции животных ускоряются, а ЧСМ для зрения и слуха значительно повышается, как в замедленном кино. Эта кривая нейрогуморального ответа позволяет ловчей птице соотносить высокую метаболическую стоимость высокой ЧСМ с сиюминутной необходимостью.

Способность хищных птиц неподвижно держать голову, сидя на движущейся присаде или при парении, достигается не только за счет зрения. Если на ловчую птицу надеть клобучок и посадить ее на вращающуюся присаду, она способна неподвижно держать голову. У птиц хорошо развит орган равновесия; представьте, что вы стоите на одной лапе на качающейся ветке ночью в шторм, опустив голову под плечо, и крепко спите!

Раньше думали, что большинство птиц за небольшими исключениями вроде кивиигрифа-индейки не имеют обоняния. Но так считать, вероятно, было бы чрезмерным упрощением. Действительно, немногие птицы могут воспринимать переносимые в воздухе запахи и у птиц небольшие обонятельные доли мозга, отвечающие за обоняние, изучение ноздрей показывает наличие у большинства видов чувствительных к запахам клеток. Каждая ноздря имеет по три пазухи, или раковины, разделенные тонкими костными перегородками, похожие на маленьких улиток.Первая пазуха служит барьером и терморегулятором. Вторая покрыта клетками, которые несут реснички и вырабатывают слизь, и служит для увлажнения и подогрева воздуха. Только третья пазуха содержит обонятельные клетки. Эта пазуха прямо сообщается с верхней частью рта, и весьма вероятно, что птица способна ощущать запах находящиейся во рту пищи. Я не исследовал детально этот вопрос, но иногда замечал, как различные ловчие птицы берут или выбрасывают мясо, которое держат в кончике клюва, когда вкусовые рецепторы вряд ли могут использоваться.

Третья пазуха также сообщается с подглазничным каналом. Этот канал, лежит спереди и немного ниже глаз, связан с каналом противоположной стороны, а также с различными небольшими полостями черепа. Инфекция синусита возникшая в этом месте может поразить одну или обе стороны и сложно лечится.

Назальные гланды у соколов имеют сплющенную яйцеобразную форму и наполовину лежат в орбите, а наполовину вдаются в орбитальные синусы. Уястребов онитоньше и более вытянуты, лежат плотнее напротив передней части орбиты. У коршунов и канюков гланды лежат во впадине лобной кости.

У хищных птицв ноздрях присутствует соляный раствор, который, как полагают вырабатывается гландами, как это происходит у некоторых морских птиц, имеющих солевые железы. Это дополнительный, не связанный с почками способ выведения из организма ионов натрия и хлора. Хотя это подтверждено экспериментально, но не выяснено как назальная секреция связана с приемом пищи.

По моим наблюдениям назальная жидкость скорее вытекает из переполненной ротовой полости, и «вычихивается», когда она блокирует ноздри. При кормлении птенцов, самки обильно смачивают куски мяса слюной, чтобы птенцу было легче их проглотить, и неясно, используется ли при этом именно слюна, или это назальная жидкость, или и то и другое. Исследования Клауса Фенцлофа обнаружили в этой жидкости высокий уровень кальция, что, вероятно, полезно для птенцов.

Для чего у соколов в середине ноздри бугорок остается загадкой. Теория о том, что он действует как дефлектор при полете с высокой скоростью, не очень убедительна. Соколы, которым удалили бугорки раскаленной иглой, что практиковалось некоторыми сокольниками на Востоке, летали также хорошо, как и до операции. И другие виды, у которых нет бугорков, вроде орлов, тоже способны передвигаться с большими скоростями. Есть мнение, что у птиц, использующих активное планирование, таких как альбатросы, буревестники и глупыши, часть ноздри действует как сенсор, определяющий скорость воздушного потока; эти виды также способны чувствовать запахи. У соколов, вторые носовые пазухи с каждой стороны связаны между собой. Если воздух проникает в одну из ноздрей с большим давлением, чем в другую, то воздух проходит сквозь ноздри через этот канал. Есть ли в этом канале чувствительные клетки, еще предстоит выяснить.