Így látnak az állatok

Sok állat képes fényérzékelésre, de ez még nem jelent feltétlenül látást. Az ugyanis több annál, mint hogy érzékeljük, világos van-e, vagy sötét. A látás azt jelenti, hogy a fényérzékelés elég fejlett ahhoz, hogy az állat ezáltal valamiféle képet alkosson saját környezetéről. Persze az állatvilág változatosságának megfelelően az állatok látása nagyon sokféle.

Már a szem felépítésében is vannak különbségek. A mi számunkra az úgynevezett hólyagszem ismerős, hiszen nekünk embereknek is ilyen van, de ilyennel rendelkeznek a gerincesek a halaktól az emlősökig, sőt még a lábasfejűek, tehát a polipok és tintahalak is. A rovaroknak viszont köztudottan összetett szemük van, amely sok apró optikai és fényérzékelő egység mozaikjából áll össze.

Bár a hólyagszem típusú szemeket tekintjük fejlettebbnek, azért az összetett szemmel is jól lehet látni. A rovarok világában a legnagyobb teljesítményű szemekkel alighanem a szitakötők rendelkeznek, hiszen összetett szemeik több tízezer alapegységből, ommatidiumból állnak. Ezek segítségével elég részletgazdag képet tudnak alkotni a környezetükről ahhoz, hogy ütközések nélkül repüljenek, sőt táplálékukat is a levegőben kapják el.

De még a szitakötők szeme sem éri el az összetett szem érzékelési lehetőségeinek csúcsát. A sáskarákok szeme ugyanis még nagyobb teljesítményű. A két összetett szem eleve egy-egy mozgatható nyélen ül, és mindkettő önmagában is képes a háromdimenziós kép érzékelésére.

A hólyagszem olyan, mint egy miniatűr kamera. Van benne blende, csak éppen szivárványhártyának nevezik: ez szabályozza a bejutó fény mennyiségét és erősségét. Van benne lencse, amely a kép élességéért felel, igazodva ahhoz, hogy a látnivaló milyen távolságra van. És van benne recehártya, azaz retina, amely lényegében egy fényérzékeny sejtekből álló réteg. A régi filmes gépeknél ennek a film fényérzékeny emulziója, a mai digitális fotózásnál a fényérzékelő szenzor felel meg.

Nemcsak a szem felépítésében vannak különbségek, hanem a színek érzékelésében is. Mi emberek a 380 és a 780 nanométer hullámhosszúságú színt érzékeljük: ezt szoktuk a látható fény tartományának nevezni, az ibolyakéktől a vörösig. Egyes állatok azonban a 380 nanométernél rövidebb hullámhosszú ibolyántúli (vagy ultraibolya, ultraviola, UV), illetve a 780 nanométernél nagyobb hullámhosszú infravörös (IR) fényt is érzékelik. A rovarok jó része például az ibolyántúli tartományban is lát, de nem mindegyikük érzékeli a vörös színt. Mindebből az is következik, hogy a virágbeporzó rovarok számára az egyes virágok színe és mintázata nem is mindig olyan, mint ahogy mi látjuk, s mivel a vadvirágok színe tulajdonképpen a rovaroknak szól, izgalmas filozófiai kérdés, hogy nem a rovarok által érzékelt szín-e ezeknek a virágoknak a valódi színe.

Valószínűleg azt sem gondolnák sokan, hogy az aranyhal az infravörös és az ultraibolya tartományban is lát. Viszont azt érdemes hozzátenni, hogy az emlősök világában az ember színlátása egészen jónak mondható. A legtöbb emlős az embernél kevesebb színt lát, ez igaz a kutyára, a macskára, a sünre, de még a patásokra is. Aligha meglepő azonban, hogy az óvilági majmok, illetve az emberszabásúak színlátása nagyon hasonló a mienkéhez.

A dolgot tovább bonyolítja, hogy a színérzékelés a retinában található színérzékelő csapokon, illetve a bennük található fehérjének keresztül valósul meg. Az emberi szemben háromféle csap található, tehát háromféle szín kombinációjából áll össze színérzékelésünk, amely persze rengeteg árnyalatot jelent. Ezt trikromát látásnak nevezzük. A madarak jó részére azonban tetrakromácia jellemző, vagyis színérzékelésük négy színen, négyféle csapon alapul. A már említett sáskarák szemében legalább tízféle színrézékelő sejt van, de még ezen is túltesznek a szitakötők. Egy kutatás során, amelyben 12 szitakötőfaj látását vizsgálták, arra az eredményre jutottak, hogy egy sem volt közöttük, amelynek 11-nél kevesebb féle színérzékelő csapja lett volna, de akadt olyan faj is, amelynek színérzékelése 30 féle, más-más színre érzékeny csapon alapul.

Az állatok szeme alkalmazkodik a gyenge fényviszonyokhoz is. Az egyik lehetséges megoldás a viszonylag nagy szem, amely minél többet igyekszik begyűjteni abból a kevés fényből, ami hozzáférhető. A baglyok tökéletes példái ennek az élettani megoldásnak, de a koboldmakikat is említhetnénk. A legnagyobb szemei az állatvilágban az óriáskalmárnak vannak: egy-egy szemgolyó átmérője a 30 cm-t is elérheti. Persze maga az állat is termetes, de a nagy szem inkább ahhoz kell, hogy a tenger mélyének fényszegény környezetében is lásson valamennyire.

Az anyatermészetnek egyébként van egy másik „találmánya” is, amely szintén segíti a látást a gyenge fényben. Ez pedig a tapetum lucidum, amely egy a retina mögött elhelyezkedő fényvisszaverő réteg. Úgy működik, mint egy tükör: az állat szemébe jutó fény egy része ugyanis elnyelődés, és így érzékelés nélkül megy át a recehártyán. A tapetum rétegről azonban visszaverődik, és így még egyszer áthalad az érzékelő sejteken, vagyis a fényérzékelés szempontjából sokkal jobban hasznosul. A „maradék” fény pedig kijön az állat szeméből. Ezért tűnik úgy, hogy bizonyos állatok, például a kutyák vagy a macskák szeme „világít” a sötétben.

Az állatok látómezője is különböző. Sok hal szemének például kifejezetten nagy, akár 180° körüli is lehet a látószöge, ezért aztán a technika világában is halszemoptikának szokták nevezni a nagylátószögű lencséket. Az sem mindegy, hogy a két szem együttes látótere mekkora, illetve ebből mennyi az átfedés. Ez ugyanis a térlátásra van hatással. A zsákmányállatok szemei például gyakran kétoldalt helyezkednek el, és együttes látómezejük akkora, hogy szinte minden irányba ellátnak anélkül, hogy a fejüket megmozdítanák, vagy más módon mozognának. E tekintetben a szalonka az egyik rekorder, a két szemével a tér mind a 360°-át belátja maga körül. A ragadozók szeme azonban jellemzően inkább előre tekint, és a két szem látómezői között nagy az átfedés. Ezek az állatok tehát nem látnak ugyan mindent maguk körül ugyanabban a pillanatban, viszont a térlátásuk sokkal fejlettebb. Ezért könnyebben kiszámítják a zsákmány távolságát is.