А если нырнуть?
Почему в подводном мире мы чувствуем себя неуютно? При определении в воде местоположения источника звука первым осложнением для человека является возросшая скорость его распространения. В воде скорость звука в 4,5 раза больше, чем в воздушной среде. Соответственно, в 4,5 раза сократится разница между временем прихода звука в одно ухо по сравнению с другим. Слуховые центры человеческого мозга вычисляют направление источника звука автоматически и не желают делать поправку на то, что их владелец перешел в другую среду. Не исключено, что они не получают об этом информации. Вероятно, она просто не предусмотрена. Наша жизнь очень тесно связана с воздушной средой, поэтому сравнение времени прихода звука в правое и левое ухо под водой оказывается непригодным для определения его источника.
Мало того, что по времени прихода звука в каждое из ушей, человек ориентироваться в подводном мире не может – ориентировка по интенсивности звука в воде также невозможна. Дело в том, что ткани тела и даже кости по звукопроводности гораздо ближе к воде, чем к воздуху. Звуковые волны, наткнувшись на человеческую голову, погруженную в воду, отражаются от нее слабее, чем в воздухе. Под водой звуковой волне нет необходимости ее огибать. По костям черепа она пробирается прямо в святая святых слухового анализатора – во внутреннее ухо. Заметного ослабления звука при этом не происходит, а эффект звукомаскировки будет отсутствовать. В воде голова для звука прозрачна и не «отбрасывает акустическую тень». Таким образом, оба механизма, позволяющих наземным животным устанавливать местоположение звука, под водой не работают.
Другое дело – китообразные. Они в подводном царстве не испытывают подобных затруднений. Природа, тысячелетиями шлифуя и совершенствуя их слуховую систему, нашла блестящее решение вопроса. Среднее и внутреннее ухо дельфинов не вмонтировано в кости черепа, как у всех сухопутных существ. Замурованные в особое, чрезвычайно твердое костное вещество, звукоприемные устройства в виде отдельных образований, названных буллями, подвешены к черепу на специальной сухожильной связке. Для большей надежности булли отделены от черепа специальными полостями, заполненными пеной из беловатой эмульсии.
image class="underline" href="#image154.png"
У усатых китов, в первую очередь у полосатиков, связь черепа со слуховой костью, хотя и незначительная, сохранилась, однако специальная звукоизоляция препятствует переходу звука с черепа на буллю. Полностью независимые друг от друга звукоприемники правого и левого уха превосходно приспособлены для определения местоположения источников звука. Если бы инженеров попросили переделать внутреннее ухо современных наземных позвоночных животных, чтобы им можно было пользоваться под водой, они, несомненно, поступили бы аналогичным образом.
Глаза–путешественники
Удивительные изменения претерпевают в течение жизни глаза некоторых рыб. Мальки у большинства рыб, как бы причудливо ни выглядели взрослые, формой тела похожи на обычных, привычных нам «рыбешек». И глаза у них расположены по бокам головы, как положено рыбам. При этом каждый глаз видит только то, что находится с его стороны, поэтому «нормальные» рыбы одновременно двумя глазами видеть не могут. Но есть и такие рыбы, которые во взрослом состоянии начинают вести донный образ жизни. Эти рыбы–засадники часами лежат на дне, поджидая добычу. Форма тела и головы у таких рыб меняется. Они становятся плоскими, чтобы удобнее было лежать на песке, а глаза перебираются на лоб. Теперь рыба на все смотрит сразу двумя глазами, направленными вперед и вверх.
Длинное путешествие проделывает глаз у камбалы. Эта донная рыба, как известно, лежит не на брюхе, а на боку. Естественно, глазу, оказавшемуся на нижней стороне тела, совершенно не нужно смотреть в песок, и он постепенно «переползает» на другую сторону головы. У взрослых камбал одна сторона тела слепая, зато другая имеет два глаза.
image class="underline" href="#image155.png"
Камбалы разных видов
Большие путешествия совершают глаза глубоководных рыб идиакантов. Самки у них достигают 40 см в длину, у них тонкое тело, крупная голова и огромная зубастая пасть. Рыбка может заглатывать добычу гораздо толще себя и при этом чудовищно раздувается. Самцы значительно мельче. У них нет зубов, и, став взрослыми, они перестают питаться. У самца и самки обычные по величине и нормально расположенные глаза. Другое дело личинки этих рыб. Они имеют тонкое длинное тело, крохотную головку и глаза, сидящие на стебельках длиной в треть тела рыбки. Ученые пока не знают, помогает ли им такое устройство глаз лучше ориентироваться в подводном царстве. Зато о другой их функции известно доподлинно. Мальки используют глаза как подводные крылья. Они позволяют личинкам парить в толще воды, не затрачивая дополнительной энергии. По мере роста личинки глаза приближаются к голове и наконец занимают положенное им место.
Меняют свое место и глаза лягушек. У головастиков маленькие глазки расположены по бокам головы и углублены в кожу, а у взрослой лягушки они становятся большими, перебираются на верхнюю часть головы и выступают из черепа.. Благодаря этому сидящая лягушка хорошо видит всё, что происходит спереди, сбоку, сверху и сзади, причем значительная часть пространства видна ей одновременно двумя глазами. Лишь узенькая полоска земли возле самой лягушки выпадает из ее поля зрения. Причина «переезда» глаз понятна. Для головастика глаза большого значения не имеют. Это растительноядные существа и пищу могут находить с помощью обоняния, а взрослые лягушки живут охотой на всякую прыгающую и летающую живность.
Глаз способен хорошо видеть, только когда его размеры достигнут определенной величины. Поэтому можно заранее сказать, что крохотные глаза рыбьих мальков, головастиков, водных лягушек–хенопсусов видят плохо. По мере роста молодых животных у них увеличиваются и глаза, но особенно энергично они растут у некоторых рыб. В результате у взрослых рыб глаза, в сравнении с размерами их тела, кажутся гигантскими. Представьте – у маленькой рыбки, светящегося анчоуса, они по размеру достигают половины головы!
Если сравнить размеры глаз с величиной самого животного, то окажется, что самыми крупными глазами обладают птицы, однако они не производят впечатления крупноглазых существ, так как большая часть глазного яблока у них скрыта внутри глазницы, а в разрезе век видна лишь его малая часть. Птицы вылупляются из яиц уже крупноглазыми, но их глаза могут расти и потом и даже менять свою форму. По остроте зрения птичьи глаза не знают себе равных. У одних они играют роль бинокля, другим служат в качестве микроскопа.
image class="underline" href="#image156.png"
Череп птицы
Хищные птицы должны быть дальнозоркими. Канюк, кружащийся над лугом, высмотрит в траве крохотного мышонка. Кобчик чуть ли не за километр обнаружит в воздухе стрекозу. Гриф–стервятник, высматривающий падаль, парит над саванной на высоте от двух до четырех километров. Чтобы глаз мог видеть вдаль, он из шаровидного превращается в цилиндрический. Глаза, работающие как микроскопы, наоборот, из шарообразных становятся сплющенными. Без этого синицы и славки не могли бы собирать с коры и листьев крохотных насекомых и тем более их яички.