Мир глазами лазоревки

Сами лазоревки и другие птицы прекрасно видят свои различия.

Клод Моне тоже смог бы увидеть эти различия после перенесенной операции на правом глазу в 1923 году.

У моего знакомого операции на глазах не было.

Дело в том, что птицы видят мир иначе, чем мы. У них есть четыре типа колбочек, а не три, в том числе те, что воспринимают ближний ультрафиолет (320–400 нм). У многих видов есть участки оперения, которые отражают ультрафиолетовые лучи и поэтому выглядят ультрафиолетовыми. У лазоревки таких участков много, но самый яркий — шапочка, которая в видимом свете кажется голубой и более или менее одинаковой у птиц обоих полов. Для самих же лазоревок шапочка ультрафиолетовая (максимум отражения составляет в среднем 352 нм) и у самцов более яркая.

Ряд млекопитающих — крысы, мыши, песчанки, северные олени, собаки, кошки, свиньи, коровы, хорьки и другие — тоже видят ультрафиолет с помощью коротковолновой (синей) колбочки. Вероятно, они воспринимают ультрафиолет как насыщенный оттенок синего, а не как отдельный цвет.

Люди в норме ультрафиолет не видят, так как УФ-лучи поглощают роговица и хрусталик. Роговица блокирует излучение с длинами волн менее 280 нм. Хрусталик блокирует более длинноволновый ультрафиолет — между 320 и 360 нм. Тем не менее около 1% УФ-лучей может достигать сетчатки.

Поглощение света разных длин волн структурами глаза. Рисунок из статьи D. H. Sliney, 2006. Ultraviolet Radiation and the Eye

Если хрусталика нет от рождения, вследствие травмы или после операции (это состояние называется афакия), часть ультрафиолетовых лучей достигает сетчатки и воспринимается как сине-белый цвет. Пожалуй, самым известным человеком с афакией был художник-импрессионист Клод Моне. Он предпочитал рисовать на открытом воздухе, и солнечные лучи нещадно воздействовали на его глаза. Что не могло не привести к ухудшению зрения. Художник обратил на это внимание в 1908 году во время поездки в Венецию, а в 1912 году ему поставили диагноз катаракта — помутнение и пожелтение хрусталиков. Правый глаз практически ослеп. Художнику к тому моменту было 72 года, он практически не различал синюю гамму и мир виделся ему желтым. Это хорошо видно по его картинам этого периода.

Клод Моне создал много версий картины «Японский мостик». На этой, поздней, версии преобладают зеленые, желтые, красные и коричневые оттенки. Музей Мармоттан-Моне, Париж, 1918–1924 гг. Фото с сайта en.wikipedia.org

В 1923 году Моне наконец решился на операцию по удалению хрусталика, но только на правом глазу. После операции художник смог увидеть синий, однако у него развилась цианопсия (Сyanopsia) — его правый глаз видел мир исключительно в оттенках синего. Как предполагают ученые, Моне мог видеть также и ультрафиолет, отражающийся от его любимых белых кувшинок. Они стали выглядеть на картинах иссиня-белыми.

Моне очень страдал из-за изменений цветовосприятия, он писал: «Это мерзко, отвратительно, я не вижу ничего, кроме синего. Я больше не вижу ни красного, ни желтого. Меня это ужасно раздражает, потому что я знаю, что эти цвета существуют. Я ужасно расстроен и разочарован. Жизнь для меня — пытка».

При написании картин после операции художник прикрывал один глаз в зависимости от того, какие оттенки хотел изобразить.

Две картины Клода Моне «Дом, видимый из розового сада». Вероятно, картина слева написана с закрытым правым глазом, справа — с закрытым левым. Музей Мармоттан-Моне, Париж, 1922–1924 гг. Слева — фото с сайта commons.wikimedia.org, справа — с сайта en.wikipedia.org

Только в 1925 году компания Zeiss изготовила для художника очки с желто-зелеными фильтрами, которые позволяли правому глазу видеть более полный спектр. И после этого он стал добавлять невидимые ранее оттенки в уже существующие картины. К сожалению, в 1926 году Моне умер, едва успев насладиться полной цветовой гаммой.

Что касается моего подписчика, то у него, насколько мне известно, оба хрусталика на месте, но тонкая роговица — чаще всего это наблюдается при заболевании под названием кератоконус. Как мы помним, роговица служит первым барьером на пути ультрафиолета и блокирует часть средневолновых лучей. Из-за истончения этого барьера некоторое количество УФ-лучей может проникать внутрь глаза, проходить через хрусталик и достигать сетчатки. Знакомый описывает свое восприятие как яркое голубоватое свечение, различное у самцов и самок лазоревки.

Восприятие ультрафиолета некоторыми людьми, конечно, удивительно. Но, как оказалось, люди могут видеть также «невидимое» инфракрасное излучение. Это случайно выяснили ученые, работающие с лазером: они увидели ИК-излучение лазера с длиной волны 1060 нм как бледно-зеленоватый свет. Исследование на 30 добровольцах показало, что так же видят и они. Но только при коротких вспышках ИК-света. Предполагаемый механизм восприятия ИК-изучения — двухфотонное поглощение. То есть поглощение двух «долетевших» до сетчатки фотонов с длиной волны 1060 нм эквивалентно поглощению одного фотона с вдвое меньшей длиной волны, которая в данном случае соответствует зеленому свету.

У лазоревок половой диморфизм наблюдается не только в окраске шапочки, но также в верхней части хвоста, спины, темно-синего затылка и белых перьев вокруг голубой шапочки. Но наиболее он выражен именно в окраске шапочки. У самцов пик отражения ультрафиолета составляет в среднем 349 нм, у самок — 355 мм.

Самцы лазоревки, сфотографированные в видимом свете (VIS) и ультрафиолете (UV). На фото справа самцу на голову нанесли солнцезащитный крем с химическим фильтром, поглощающим ультрафиолет, поэтому шапочка в УФ выглядит темной. Фото © Staffan Andersson из статьи J. Withgott, 2000. Taking a Bird’s-Eye View...in the UV

Ультрафиолетовые части оперения играют важную роль в жизни лазоревок. Некоторые ученые даже предлагают называть лазоревку ультрафиолетовкой (ultraviolet tit вместо blue tit). Изобретательные ученые проводили разные эксперименты, в ходе которых намазывали головы лазоревок солнцезащитным кремом с химическим фильтром, который поглощал ультрафиолет, использовали экраны, не пропускающие УФ-лучи, или просто измеряли спектры отражения участков оперения. Эти эксперименты помогли выяснить, что самки предпочитают самцов с более яркими шапочками. Самцы выбирают тех самок, которых кремами не мазали. В потомстве самцов с намазанными кремом шапочками меньшее количество самцов, что согласуется с теорией о том, что самки производят больше потомства мужского пола, когда их партнеры привлекательны.

Ультрафиолетовая окраска не пигментная, а структурная — то есть зависит от микроструктуры перьев. Поэтому неудивительно, что по мере износа перьев она меняется. Так, исследования английских и шведских лазоревок показало, что сразу после линьки в октябре пик отражения шапочки у самцов составляет 359 нм, у самок — 373 нм. А к моменту выкармливания птенцов, в июне, смещается в более длинноволновую область — 404 нм у самцов и 413 нм у самок. Это изменение, вероятно, связано с износом перьев, а также накоплением жира и грязи.

Как и состояние пера, ультрафиолетовая окраска может отражать качество партнера, состояние его здоровья. И, возможно, влиять на репродуктивный успех. Например, в одном исследовании УФ-окраска оперения самок положительно коррелировала с количеством их оперившихся птенцов за три года. А другое интересное исследование продемонстрировало связь способности желтых перьев груди отражать ультрафиолет с физическими характеристиками птицы. Оказалось, что, если одну птицу в паре намазать кремом, блокирующим УФ, ее партнер начнет приносить еду птенцам чаще (у лазоревок насиживает яйца только самка, а выкармливают птенцов оба родителя). Возможно, изменение УФ-окраски партнера птица воспринимает как сигнал о его ухудшающемся здоровье и необходимость кормить потомство за двоих.

Кроме того, УФ-окраска шапочки лазоревок может служить показателем иерархического статуса как у самцов, так и у самок.

Ультрафиолетовые участки оперения обнаружены не только у лазоревок, но и у многих других видов, например у волнистых попугайчиков, варакушек, зебровых амадин и скворцов.

Слева направо: скворец в видимом свете, в ультрафиолете (желтым показано отражение с пиком 365 нм, фиолетовым — 385 нм), симуляция того, как мог бы видеть сам скворец. Фото © Klaus Schmitt с сайта photographyoftheinvisibleworld.blogspot.com

У ряда видов, например зебровых амадин и варакушек, самкам больше нравятся самцы с оперением, отражающим ультрафиолет, чем те, чье отражение было уменьшено или заблокировано.