Текст книги "Этот обыкновенный загадочный дельфин"

Автор книги: Александр Супин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 17 страниц)

Конечно, универсальное зрение, пригодное для использования и под водой, и над водой, дельфину очень полезно – тут вопроса нет. Вопрос в том, как ему это удается. Ведь зрение под водой и в воздухе требует совершенно разной конструкции глаза.

Каждый, кому доводилось нырять, прекрасно знает: если не надеть специальную маску для подводного плавания, то под водой мы видим очень плохо. Все предметы сильно размыты, как будто не в фокусе; только поднеся предмет к самому лицу, можно его рассмотреть и узнать.

Причина этого очень проста. Чтобы предмет был хорошо виден, оптическая система глаза, как объектив фотоаппарата, должна создать изображение этого предмета на задней стенке глаза, где расположена светочувствительная сетчатая оболочка – сетчатка. Как и объектив фотоаппарата, оптическая система глаза состоит из нескольких частей, играющих роль отдельных линз, и самая первая из этих линз – это наружная выпуклая поверхность прозрачной роговицы нашего глаза. Именно на этой поверхности лучи света впервые переходят из воздуха в среду, как говорят оптики, с большей оптической плотностью. А при переходе из среды с одной оптической плотностью в среду с другой плотностью как раз и происходит преломление света на выпуклой поверхности, необходимое для получения сфокусированного изображения. Находящийся позади роговицы чечевицеобразный хрусталик хоть и очень похож на настоящую линзу-объектив, но он лишь дополняет действие основной – роговичной линзы.

Но степень преломления света на границе, разделяющей две среды, зависит от того, насколько различаются оптические плотности этих сред. У воздуха оптическая плотность намного меньше, чем у жидкости, заполняющей глаз; поэтому линза на границе «воздух – внутриглазная жидкость» действует очень эффективно. Совсем другое дело, если перед глазом находится не воздух, а вода. У воды оптическая плотность практически такая же, как у внутриглазной жидкости, то есть фактически никакой границы раздела для световых лучей здесь нет, и они переходят из воды через тонкую роговицу во внутриглазную среду, попросту «не замечая» поверхности глаза, а значит, и не меняя своего направления. Так что линза на поверхности глаза перестает действовать – важнейший элемент оптической системы глаза выпадает. А одного только хрусталика недостаточно, чтобы как следует сфокусировать изображение на сетчатке. Он хотя и выпуклый, как настоящая линза, но находится-то не в воздухе, а в жидкости, оптическая плотность которой лишь ненамного меньше, чем плотность ткани хрусталика. Поэтому преломляющая способность хрусталика не так уж велика, и без роговичной линзы он с задачей не справляется. Неудивительно, что при таком грубом нарушении оптики глаза изображение становится нерезким, размытым. Поэтому мы так плохо видим под водой.

Ну а как же водные животные, например рыбы, – они тоже не могут хорошо видеть под водой, как и мы? Нет, у них-то проблемы отсутствуют. Природа позаботилась о том, чтобы они все видели как следует. Для этого понадобилось всего лишь сделать намного более толстым и выпуклым хрусталик: у рыб он имеет вид не относительно тонкой линзы, как у нас, а сильно выпуклого шарика. Преломляющая способность такой сильно выпуклой линзы даже в жидкости достаточна, чтобы получить хорошее изображение на сетчатке и при отсутствии дополнительного преломления света на роговице. Но зато животное с такими глазами не сможет хорошо видеть в воздухе: тут к преломляющей способности хрусталика добавится дополнительное преломление на выпуклой поверхности роговицы. Теперь уже преломляющая способность оптики глаза окажется чрезмерной, и хорошего изображения на сетчатке опять не получится.

Выходит, что если глаз хорошо приспособлен для зрения в воздухе, то он не может и не должен так же точно видеть под водой, а если глаз хорошо видит под водой, то плохо видит в воздухе. Вроде бы так и должно быть: вода и воздух – среды с довольно-таки разными оптическими свойствами, стало быть, и требования к оптике глаза они предъявляют совершенно разные. Либо одно, либо другое. Такой вывод вполне логичен и соответствует основным законам оптики.

У дельфинов хрусталик глаза сильно выпуклый – этим он напоминает хрусталик рыб. Значит, его глаз приспособлен для подводного зрения. Действительно, расчеты показывают, что под водой, то есть при отсутствии преломления света на роговице, хрусталик глаза дельфина обеспечивает как раз такое преломление света, которое необходимо для получения хорошо сфокусированного изображения на сетчатке. А что же получается в воздухе? Для специалистов-оптиков не составило труда подсчитать, как должно измениться зрение дельфина, когда в воздухе добавляется эффект роговичной линзы. При той кривизне, которую имеет центральная часть роговицы дельфина, глаз должен быть близорук на 20–25 диоптрий! Тот, кто сам страдает близорукостью и носит очки, может себе представить, что это такое. Даже при близорукости в 3–5 диоптрий очень трудно обходиться в повседневной жизни без очков, а в 10 диоптрий – это уже очень серьезная болезнь. Но близорукость в 25 диоптрий, да еще без очков (а никто и никогда еще не видел дельфина в очках) – это практически полная потеря возможности различать какие-либо предметы.

Но дельфины, видимо, ничего не знают ни о нашем выводе, ни о результатах наших вычислений, поскольку ухитряются прекрасно видеть и в воздухе, и под водой. Как же это им удается, уж не вопреки ли законам оптики? Нет, конечно. Законы оптики, как и другие законы природы, дельфины не отменили. Просто они умело их используют.

Вспомним, как мы сами поступаем, когда ныряем под воду и при этом мечтаем увидеть ясно подводный мир. Очень просто: для этого мы надеваем нехитрое приспособление – маску для ныряния, и наши глаза немедленно приобретают способность четко видеть. Но у маски для ныряния есть еще одно замечательное свойство, к которому те, кто ею пользуется, привыкли и обычно не обращают на него внимания: позволяя хорошо видеть в воде, маска не лишает нас и способности отчетливо видеть в воздухе! Когда пловец выныривает и поднимает голову над водой, ему совсем не нужно снимать маску, чтобы осмотреться вокруг. С маской мы одинаково хорошо видим и в воздухе, и под водой.

Чтобы понять, почему это возможно, разберемся в том, как действует маска ныряльщика. Исправляет наше зрение, конечно, не сама маска – кусок резины и плоское стеклышко. Все дело в том пузыре воздуха, который остается под маской, между водой и нашими глазами, точнее, в форме этого пузыря. Одна сторона воздушного пузыря – та, которая обращена к выпуклой роговице глаза, – искривленная, а другая – та, которая ограничивается стеклом маски, – плоская. В этой плоской стороне воздушного пузыря весь секрет. Если глаз вместе с маской находится в воздухе, то лучи света попадают в глаз точно так же, как если бы никакой маски перед глазами не было: перед маской воздух и под ней – тоже воздух, а тонкое стекло – не в счет. Поэтому глаз все видит совершенно нормально, как ему и положено видеть в воздухе. Если же человек в маске погружается под воду, то происходит следующее. Когда лучи света проникают из воды в воздух, находящийся под маской, то они не сходятся и не расходятся, потому что поверхность воздуха между водой и воздухом плоская, а не искривленная, она не может играть роль линзы. А уж потом из воздуха, находящегося под маской, лучи света попадают в глаз, преломляясь при этом именно так, как и должны преломляться для получения хорошего изображения. Если стекло маски сделать не плоским, а выпуклым или вогнутым, все будет испорчено: при переходе из воды в воздух световые лучи изменят свое направление, передняя стенка воздушного пузыря сработает как дополнительная и совершенно ненужная линза, и в результате хорошего изображения не получится.

Так вот в чем секрет универсального зрения, пригодного в равной мере для воздушной и для водной среды! Поверхность, перед которой вода сменяется воздухом и наоборот, должна быть не выпуклой, а плоской. Тогда ни при каких условиях эта поверхность не будет действовать как линза, а значит, вся остальная оптическая система глаза будет одинаково работать и в воздухе, и под водой. Этот же принцип, кстати, используется и при конструировании фотоаппаратов для подводной съемки. Если у кого-нибудь есть такой фотоаппарат, обратите внимание: передняя поверхность его объектива не выпуклая, а плоская. Поэтому такой фотоаппарат может использоваться и как обычный для фотографирования в воздухе, и для подводной съемки.

Между прочим, аналогия с маской для ныряния дает ответ и на вопрос о том, почему острота зрения под водой у дельфина хоть немного, но все же лучше, чем в воздухе. Дело в том, что из-за разницы оптических свойств воздуха и воды изображение, которое возникает на сетчатке глаза под водой, всегда немного больше, чем когда глаз находится в воздухе. Могу опять сослаться на опыт всех тех, кто когда-нибудь нырял с маской под воду: они прекрасно знают, что под водой все предметы кажутся немного увеличенными, как будто их рассматривают через увеличительное стекло. Это не какое-то особое свойство нашего глаза, это универсальный закон оптики; точно так же увеличенным окажется изображение на фотопленке подводного фотоаппарата. Можно даже совершенно точно сказать, во сколько раз изображение под водой будет больше (или, если хотите, наоборот – изображение в воздухе меньше): в 1,33 раза; эта величина выражает соотношение оптических плотностей воды и воздуха. Значит, и глаз, и фотоаппарат даже при идеальной фокусировке должны быть в состоянии рассмотреть под водой детали изображения в 1,33 раза более мелкие, чем в воздухе. Но ведь именно таким оказалось соотношение остроты зрения у дельфина в воде (9 угловых минут) и в воздухе (12 минут): 12: 9 = 1,33. Замечательное совпадение! Значит, на самом деле глаз дельфина приспособлен к зрению в воздухе ничуть не хуже, чем к зрению в воде, а небольшая разница в подводной и воздушной остроте зрения – лишь неизбежное следствие оптических законов.

Что ж, рецепт универсального водно-воздушного зрения ясен. Дело за малым: можно ли этим рецептом воспользоваться? Может ли природа создать глаз с плоской поверхностью, через которую проникает свет? Оказывается, это совсем не так просто.

Дело в том, что округлая, выпуклая форма глаза, в том числе выпуклая форма его передней прозрачной оболочки – роговицы, – совсем не случайность, не прихоть природы. Она необходима для поддержания нужной формы глаза.

Глаз высокоорганизованного животного, в том числе человека или дельфина, – точнейшее оптическое устройство. Его размеры, взаимное положение разных частей его оптической системы должны удерживаться постоянными с очень высокой точностью. Только так можно получить четко сфокусированное изображение на светочувствительной сетчатой оболочке глаза. Стоит расстоянию между роговицей и хрусталиком, хрусталиком и сетчаткой измениться на доли миллиметра – и фокусировка будет нарушена, качество изображения пострадает.

Но как обеспечить постоянство формы и размеров глаза? Нельзя же вмонтировать внутрь глаза скелет. Те отделы глаза, через которые проходит свет, должны быть максимально прозрачными, а значит, не могут содержать не только твердых, но и просто достаточно плотных тканей. И действительно, содержимое полостей глаза по консистенции мало отличается от воды. Содержимое камеры между роговицей и хрусталиком (так называемой передней камеры) – это и есть жидкость, основу которой составляет вода. Между хрусталиком и сетчаткой находится, правда, не жидкость, а студенистая ткань, называемая стекловидным телом (стекловидное – отнюдь не потому, что прочное, как стекло, а потому, что прозрачное). Но это студенистое вещество все равно почти целиком состоит из воды, оно очень мягкое, не способное сохранять форму. Оболочки глаза также не жесткие, а эластичные, в особенности передняя оболочка – роговица, которая должна быть совершенно прозрачной. Так что ткани глаза совершенно не способны самостоятельно удерживать форму.

Правда, глаз спрятан в специальную полость черепа – костную глазницу, которая неплохо защищает его не только от возможных повреждений, но и от грубых внешних воздействий, которые могли бы деформировать глаз. Но все равно это не решает проблему сохранения формы глаза полностью. Ведь и внутри глазницы он постоянно подвержен усилиям мышц, которые поворачивают глаз в разные стороны, толчкам кровотока, а передняя его часть и вовсе слабо защищена. Так что все равно природа должна была позаботиться о том, чтобы форма глаза каким-то способом строго поддерживалась, несмотря на то что глаз построен только из мягких, эластичных тканей.

И такой способ найден, простой и остроумный. Это принцип надутого воздушного шарика. Тонкая оболочка шарика мягка и бесформенна – но только до тех пор, пока шарик не надут. Стоит лишь создать внутри шарика небольшое избыточное давление, и тонкая оболочка, натянувшись, приобретает жесткость, а шарик – определенную форму и стойко ее удерживает. Можно изменить его форму, нажав на него пальцем, но как только палец убрали – шарик опять точно такой же, как и был.

Так же поддерживается и форма глаза. Внутри глаза создается избыточное давление – небольшое, но достаточное, чтобы его наружные оболочки натянулись и глаз приобрел упругость, способность строго сохранять свою форму и размеры. Правильное внутриглазное давление – очень важный показатель здоровья глаза, и если требуется более или менее серьезное обследование, врач-окулист обязательно измерит его специальным прибором.

Но какое отношение способ поддержания формы глаза имеет к проблеме универсального зрения дельфина? Да самое прямое. Надутый шарик не может иметь плоских поверхностей. Пока его упругая оболочка не надута, можно растянуть ее в виде плоскости. Но как только с одной из сторон оболочки появится избыточное давление, она немедленно прогнется, станет выпуклой. Так же становится выпуклой и роговица глаза под влиянием внутриглазного давления, которое удерживает форму глаза. Так что выпуклая форма роговицы глаза – вовсе не случайность. Это неизбежное следствие того способа, которым поддерживается форма глаза.

Что же получается? С одной стороны, мы выяснили: чтобы глаз одинаково хорошо работал и в воде, и в воздухе – а именно так работает глаз дельфина, – его роговица должна быть плоской. С другой стороны, из-за наличия внутриглазного давления роговица не может быть плоской. Получается чепуха какая-то! Какова же на самом деле форма роговицы у дельфина – плоская она или выпуклая?

Весь фокус в том, какая часть роговицы. Когда выше вы читали, что, зная кривизну роговицы, оптики подсчитали, насколько близоруким должен быть на воздухе дельфин, скорее всего, и не обратили внимания на одну маленькую хитрость. Я написал: «При той кривизне, которую имеет центральная часть роговицы». Но в чем же тут хитрость? Конечно же так и нужно было делать: принять во внимание прежде всего центральную, то есть самую важную часть того окошка, через которое свет попадает в глаз животного. И люди, и животные, рассматривая какой-нибудь предмет, обязательно направляют свои глаза на этот предмет, то есть ориентируют глаза так, чтобы свет, отраженный от этого предмета, падал на глаз не сбоку, а именно спереди, на центр роговицы – прозрачного окна глаза, а не на его краешек. Взглянув на глаза своего собеседника или домашней кошки, вы также убедитесь, что именно в центре прозрачной роговицы находится зрачок – отверстие, через которое свет проникает в глубь глаза. Так что, казалось бы, вполне резонно оценивать свойства глаза, имея в виду форму и особенности прежде всего центральной, то есть самой важной части роговицы. Никакой хитрости тут вроде бы нет.

Все это действительно совершенно справедливо и для человека, и для кошки, и для большинства других животных: центральная часть – самая важная часть роговицы, именно от ее свойств и состояния в очень большой степени зависит нормальная работа глаза. Но все же это справедливо не для всех животных. И одно из немногих исключений, как вы, наверное, уже догадываетесь, – дельфины.

Но чтобы разобраться, как именно дельфины используют свойства различных частей роговицы глаза, нам придется на время оставить в стороне все вопросы, касающиеся оптики дельфиньего глаза, и заняться другой наиважнейшей частью глаза – его светочувствительной сетчатой оболочкой, или сетчаткой. Оказывается, ее строение у дельфинов тоже имеет самое прямое отношение к универсальности их зрения.

Но прежде чем говорить об особенностях сетчатки дельфинов, нужно сначала сказать несколько слов о некоторых особенностях зрения всех животных и человека, связанных со строением сетчатки. Иначе будет не очень ясно, о чем пойдет речь.

В повседневной жизни нам обычно кажется, что мы хорошо, резко видим все предметы вокруг нас – и те, которые расположены прямо перед нами, и те, что сверху или снизу, справа или слева. Но на самом деле это не совсем так. Проще простого убедиться, что в каждый данный момент мы четко, резко видим лишь очень небольшой кусочек из всего поля зрения. Посмотрите внимательно на своего собеседника, который сидит перед вами на расстоянии вытянутой руки, и постарайтесь остановить свой взор на какой-нибудь части его лица, например на его ухе. Если вы действительно удерживаете взор на ухе собеседника, то обнаружите, что его нос или глаз, которые расположены всего-то в нескольких сантиметрах от уха, видны уже неясно, неотчетливо. Разумеется, дело тут не в свойствах носа или ушей вашего знакомого: тот же самый результат можно получить, рассматривая любой предмет и сознательно контролируя направление своего взора. При определенном направлении взгляда мы способны четко видеть лишь очень небольшую часть окружающего пространства. Ощущение же, что мы хорошо видим все пространство вокруг нас, создается потому, что произвольно или непроизвольно наш взор постоянно «ощупывает» окружающее пространство, перескакивает с одного предмета на другой, и кратковременные картинки предметов, четко видимых в последовательные моменты времени, соединяются в нашем сознании в целостную картину всей окружающей обстановки.

Такая особенность нашего зрения определяется строением сетчатки глаза. Ведь для того, чтобы рассмотреть мелкие детали изображения, недостаточно, чтобы это изображение было хорошо сфокусировано на сетчатке. Нужно еще, чтобы сама сетчатка была способна различать достаточно мелкие детали. А это ее свойство зависит от того, насколько густо, плотно расположены на ней светочувствительные клетки (рецепторы) и нервные клетки, передающие сигналы от рецепторов к мозгу. Каждая нервная клетка сетчатки (их называют ганглиозными клетками) передает в мозг сигнал о том, насколько светлый или темный кусочек изображения пришелся на тот микроучасток сетчатки, в котором она расположена. Из таких сигналов, как из мозаики, и складывается целостный образ в мозге: каждая ганглиозная клетка – один элементик мозаики. Понятно, что чем реже расположены ганглиозные клетки, тем грубее мозаика, тем менее детальным оказывается целостный образ. Чем клетки расположены гуще, тем детальнее мозаика, точнее образ.

Но в сетчатке глаза человека и всех животных ганглиозные клетки размещены неравномерно. Как правило, в центре сетчатки, на относительно небольшом ее участке, плотность клеток намного больше, чем в остальной, большей ее части. Поэтому те части изображения, которые оказались спроецированными на центр сетчатки, передаются в мозг очень подробно, детально, а те части изображения, которые спроецированы на остальную сетчатку, – довольно нечетко, приблизительно. При такой нечеткой передаче изображения распознать какие-либо детали практически невозможно. Только те части изображения, которые попали на центральную часть сетчатки, доступны для восприятия в деталях и для распознавания.

Поэтому становится понятен смысл того ежесекундно совершаемого нами действия, которое мы обозначаем словами «посмотреть на что-то». Посмотреть на какой-то предмет – значит повернуть глаза таким образом, чтобы изображение этого предмета попало на центр сетчатки. Тогда все детали этого предмета становятся хорошо видны, и мы можем узнать его и сказать, что это такое. Пока изображение предмета падает не на центральную, а на боковую часть сетчатки («боковое зрение»), мы, как правило, видим лишь, что там есть «что-то», но что именно – это можно разобрать, только посмотрев на это «что-то», то есть переместив его изображение на центр сетчатки.

Можно ли считать, что такое строение сетчатки нашего глаза – признак ее несовершенства? В самом деле, казалось бы, куда лучше снабдить всю сетчатку достаточно большим количеством ганглиозных клеток, расположив их погуще, и таким способом сделать всю сетчатку способной к детальному распознаванию изображений всего поля зрения, а не только его маленькой части. Тогда бы мы без хлопот, не рыская глазами из стороны в сторону, могли видеть во всех деталях все, что происходит вокруг нас. Нет, не так все просто. Ведь в центральной части сетчатки ганглиозные клетки расположены в сотни раз более густо, чем в остальной ее части. Если бы плотность расположения клеток оказалась такой же высокой по всей сетчатке, то, значит, и общее количество клеток оказалось бы в сотни раз больше! А значит, в сотни раз увеличился бы объем передаваемой в мозг информации. Мозг просто захлебнулся бы в таком ее обилии, причем информации не очень-то и нужной, избыточной. В самом деле, ведь не в каждой же точке окружающей обстановки ежесекундно происходит что-то настолько важное и интересное, чтобы необходимо было подробно видеть все мельчайшие детали расположенных там предметов. Как правило, лишь небольшая часть поля зрения привлекает наше внимание в каждый определенный момент времени; туда и направляется взор, то есть именно эта часть поля зрения проецируется на центральную часть сетчатки и анализируется в деталях. А если произойдут какие-то события в другой части поля зрения, то бокового зрения вполне достаточно для того, чтобы просигнализировать: там произошло «что-то», может быть, важное и интересное; тогда взор немедленно переводится в этом направлении, и уже центральное зрение дает нам детальную информацию о том, что именно там происходит. Такая двухступенчатая процедура (сначала боковым зрением обнаружить, а потом центральным зрением рассмотреть в деталях) очень эффективна и разгружает мозг от ненужной работы, от избыточной информации.

Объясняя различия между центральным и боковым зрением, я говорил в основном о зрении человека, но это только потому, что особенности нашего собственного зрения каждый может легко проверить на собственном опыте и понять. На самом деле такие области сетчатки, в которых нервные клетки расположены особенно густо, а значит, части поля зрения, где изображение воспринимается наиболее детально, есть практически у всех животных. Назовем эти области поля зрения зонами наилучшего видения. Именно эти области определяют максимальную остроту зрения того или иного животного; во всем остальном поле зрения (т. е. на всей остальной сетчатке) острота зрения, как правило, в десятки раз хуже.

Форма и расположение зон наилучшего видения различны у разных животных. У человека и ближайших к нему животных – обезьян – это очень маленькая, всего около одного углового градуса в поперечнике, область в центре поля зрения, но зато плотность фоторецепторов и нервных клеток в той части сетчатки, куда она проецируется, огромна, так что в этом небольшом пятнышке достигается очень высокая острота зрения. У хищников – кошек, собак и их диких сородичей – это тоже относительно небольшая зона, но все же чуть пошире, чем у человека, и плотность нервных клеток там поменьше, так что острота зрения у них немного хуже, чем у человека, но все же довольно высока. Когда хищник готовится к прыжку, чтобы схватить жертву, он фиксирует взор на жертве (переводит ее изображение на область наилучшего видения в сетчатке). А у травоядных (копытных, грызунов) зона наилучшего видения имеет форму не маленького пятнышка, а горизонтально вытянутой полоски. Почему? Да ведь кролик или антилопа не охотятся на подвижную добычу, им не нужно точно определять ее положение перед прыжком. А вот контролировать обстановку на горизонте – не появится ли там опасность – им жизненно необходимо, и область наилучшего видения у них как раз соответствует положению горизонта. Есть и более экзотические варианты. У слона, например, зона наилучшего видения захватывает ту часть поля зрения, где находится его собственный хобот; это позволяет зрительно контролировать точнейшие движения хоботом, которые может совершать слон.

Однако при всем этом разнообразии есть одно свойство, общее почти у всех млекопитающих животных: каждый глаз имеет одну и только одну зону наилучшего видения, а не несколько. Почему «почти» у всех? Потому что дельфины, как уже не раз отмечалось, не вписываются в общую схему.

Вот теперь, после того как мы разобрались, что такое зоны наилучшего видения у животных, пришла наконец пора выяснить, в чем особенности строения сетчатки дельфинов и какое все это имеет отношение к способности этих животных хорошо видеть и в воде, и в воздухе.

Чтобы разобраться со строением сетчатки дельфинов, пришлось, конечно, потрудиться. У погибших по разным причинам животных аккуратно извлекали сетчатку глаза – а это тонкий слой нежнейшей ткани. Извлеченную сетчатку нужно аккуратно, не помяв и не порвав ее, расправить на тонком стекле. Но ткань сетчатки и все составляющие ее клетки почти прозрачны, поэтому даже в микроскоп просто так увидеть там ничего нельзя. Чтобы сделать клетки видимыми, сетчатку окрашивают специальными красками. Только этот процесс не имеет ничего общего с тем, что делает маляр или даже художник, нанося краску на поверхность. Краски, которыми пользуются для исследования сетчатки и других тканей, должны проникнуть внутрь исследуемого образца. И не просто проникнуть: краски, используемые для такой работы, имеют химическую близость с веществами, из которых состоят ткани организма. Поэтому окрашенными оказываются не все подряд, а определенные части конкретных клеток, из которых состоит ткань – в нашем случае это должны быть нервные клетки сетчатки глаза. Если после такой обработки взглянуть на сетчатку в микроскоп, открывается замечательная картина: ярко окрашенные (обычно синего или фиолетового цвета) нервные клетки разбросаны по почти прозрачному полю. Вот теперь можно приниматься за дело: предстоит кропотливая работа. Вся поверхность сетчатки размечается на маленькие квадратики – размером в доли миллиметра. И в каждом таком квадратике нужно подсчитать, сколько в нем содержится нервных клеток. Чем концентрация клеток плотнее, тем больше их насчитывается в каждом квадратике. А когда подсчет закончен, по его результатам можно составить подробную карту, показывающую, какова же плотность клеток в разных частях сетчатки.

Что же выяснилось в результате всей этой кропотливой работы? Начну с самого явного отличия дельфинов от других животных: у дельфинов каждый глаз имеет не одну зону наилучшего видения, а две! И расположены они не в центре поля зрения, а довольно далеко от него, по обеим сторонам и приблизительно на одинаковом расстоянии от центра: одна зона – в передней части поля зрения, другая – в задней боковой части. Это действительно самые настоящие зоны наилучшего видения: концентрация нервных клеток в соответствующих участках сетчатки в десятки раз выше, чем в других частях.

Я уже отмечал, что хрусталик (основная светопреломляющая линза) у дельфина практически шарообразный. Но этого мало. Сетчатка глаза тоже образует практически ровную полусферу, и центр ее совпадает как раз с центром хрусталика, то есть все точки сетчатки удалены от хрусталика на одинаковое расстояние. Таким образом, вся оптическая система глаза оказывается симметричной относительно одного общего центра. Значит, свет, попадающий на хрусталик с любого направления, преломляется и фокусируется на сетчатке практически одинаково.

Но обратите внимание: как может попасть свет на удаленные от центра части сетчатки, где расположены зоны наилучшего видения? Чтобы попасть на заднюю зону, свет должен пройти через передний край роговицы и дальше через центр хрусталика на сетчатку. А на переднюю зону свет попадает, пройдя через задний край роговицы.

Однако на краях роговицы ее кривизна совсем не такая, как в центре. Края роговицы прикреплены к значительно более толстой и жесткой белковой оболочке (склере), которая, собственно, и образует глазное яблоко. Около места прикрепления роговица заметно утолщена и вдобавок еще поддерживается более толстой и жесткой склерой. Хотя роговица и здесь выгнута, но значительно меньше, чем в центральной ее части. Это было показано оптическими измерениями.

Так вот в чем фокус! Свет попадает на зоны наилучшего видения (которые как раз и обеспечивают самое острое зрение) не через центр роговицы, а через ее края, которые хотя и не совсем плоские, но имеют очень небольшую кривизну. Но ведь плоская (или хотя бы почти плоская) роговица – это как раз то, что нужно для одинаковой работы глаза и под водой, и в воздухе.

Правда, если разобраться тщательнее, можно подметить, что не так все просто (но тем и интереснее!). Ведь поперечник шарообразного хрусталика довольно велик. Значит, свет на него может попадать через разные части роговицы. Это только центральная часть светового пучка, попадающего на зону наилучшего видения, проходит через уплощенную часть роговицы. Но на ту же часть сетчатки свет может попасть, пройдя через центральную часть роговицы и краевую часть хрусталика: рисунок наглядно показывает и этот путь тоже. А центральная часть роговицы выпуклая, следовательно, на воздухе эта часть светового пучка будет сфокусирована неправильно, и качество изображения заметно ухудшится.

Все это так и могло бы быть, если бы не еще одна занятная особенность дельфиньего глаза: форма его зрачка. Зрачок – это отверстие в специальной непрозрачной – радужной – оболочке глаза (радужке). Она выполняет ту же роль, что и диафрагма в фотоаппарате: меняя размер прозрачного отверстия, она регулирует количество света, попадающего в глаз, и таким образом подстраивает его к условиям более или менее яркого освещения. Как только освещенность окружающей обстановки увеличится, мозг посылает команду к тонким мышечным волокнам, «вмонтированным» в радужку, и они, сокращаясь, сужают отверстие зрачка, избавляя глаз от избыточного света; уменьшится освещенность – и отверстие автоматически расширится, чтобы в глаз попало достаточно света.