admin / 04.09.2018

Глаза в темноте

Ночной хищник

С наступлением темноты многие хищники, включая представителей семейства кошачьих, выходят на охоту в поисках добычи. Такие качества, как безупречный слух, прекрасное обоняние, беззвучная походка и возможность видеть в темноте дает животному возможность осознанно передвигаться практически в полной темноте и отлично ориентироваться в ней.

Благодаря особенному строению зрачков, кошки могут видеть практически в полной темноте. Днем, когда света в избытке, зрачок превращается в узкую полоску, чтобы уменьшить количество света, которое попадает в глаз. Ночью ситуация противоположная – чтобы уловить как можно больше светового излучения, зрачки расширяются и могут достигать полутора сантиметров в диаметре.

Аналогично человеческим, кошачьи глаза направлены вперед, для того чтобы фокусировать их оба на каком-либо предмете и представлять расстояние до него. Это позволяет легко настигнуть добычу. Угол обзора кошек больше человеческого и составляет примерно 200 градусов. Также кошки могут двигать глазами так, что оси глазных яблок могут сходиться и расходится.

Светящиеся глаза

На протяжении истории человечества, маленьких четвероногих хищников боготворили и почитали. Культ кошек сохранился и до сегодняшнего дня в некоторых культурах. Славяне также считали представителей кошачьих особенными животными.

По легенде, бог Род создал их наблюдать за людьми и обо всем увиденном рассказывать богам. Поэтому кот считался созданием двух миров – реальности и потустороннего мира. Такой статус поддерживался и таинственной особенностью кошачьих глаз, которые светились ночью.

Современная наука не согласна с суевериями относительно этого, поскольку глаза не светятся сами по себе. Они только лишь отражают попавший на них свет.

Модель зрения можно упрощенно описать так: от предметов отражается свет, который проходит сквозь зрачок и хрусталик. На сетчатке он отпечатывается в виде уменьшенного изображения предмета, что создает нейронный сигнал, который поступает в головной мозг, а он уже воспринимает изображение в сознании. Именно когда свет отпечатывается на сетчатке, глаза кошки начинают светиться.

За глазной сетчаткой находится особенный сосудистый слой – тапетум. В нем находятся маленькие кристаллы из гуанина, которые и отражают попадающий на этот слой свет, поэтому даже отблесков луны достаточно кошке для комфортной ночной охоты. Тапетум разделяют на два вида:

  • tapetum lucidum, который содержит множество отражательных кристалликов;
  • tapetum nigrum, который их практически не содержит.

У разного вида животных содержание этих двух разновидностей тапетума тоже разное, расположение и количество также отличается. У семейства кошачьих площадь, занимаемая этим слоем довольно значительная, по форме напоминающая ромб. Свет, прошедший через сетчатку, попав на тапетум, отразится и вернется обратно. Благодаря такому усиленному сигналу, глаз кошки лучше улавливают свет от окружающих объектов, позволяя хозяйке прекрасно различать их во тьме.

Как видят кошки ночью и в кромешной тьме?

В тот момент, когда свет отражается от тапетума, можно увидеть, как глаза кошек начинают светиться мистическим светом. Цвет свечения зависит от цвета пигмента, содержащегося в тапетуме. Обычно у кошек это зеленые отблески, однако некоторые породы, например сиамская – отражают свет со всеми оттенками желтого. Если пигментация одного глаза отличается от другого, то глаза и вовсе будут отражать свет разного цвета.

Обычно задавая вопрос «видят ли кошки в темноте?», люди услышав утвердительный ответ, не задумываются, как четвероногие видят мир ночью. Способность видеть, как и у человека, возможна благодаря двум видам клеток: колбочками и палочками. В глазу кошки последних в 25 раз больше колбочек, отвечающих за цветовосприятие, поэтому окружающий мир кошки видят менее контрастно и не так ярко, нежели человек. Хотя раньше ученые были уверены, что коты видят мир только в серой гамме, поскольку охотясь в темноте им нет необходимости различать цвета.

Но благодаря большому числу палочек, которые отвечают за возможность различать предметы при недостаточном освещении и тапетуму, который усиливает световой сигнал, кошка в 7 раз лучше человека видит в темноте, а вот при солнечном дне кошка чувствует себя не очень комфортно и видит хуже человека.

В кромешной тьме даже такая совершенная система, как кошачий глаз, не может функционировать без источника хотя бы слабого света.

В полной темноте кошка ориентируется благодаря острому слуху, обонянию и специальным рецепторам – вибриссам. В обиходе их называют усами. Они улавливают мельчайшие движения воздушных потоков, отраженных от окружающих предметов. Поэтому кошка с легкостью определяет расстояние до предметов и хорошо ориентируется даже в условиях полного отсутствия света.

Светящиеся кошки

Мы живет в век нанотехнологий и генной инженерии и эти научные сферы уже стали наступать даже на кошачий мир. Во всяком случае, в 2007 году ученые-генетики всерьез взялись за кошек. Итогом их усилий стали светящиеся в темноте кошки. Правда, отдельной породой эти животные не являются и на данный момент кошки с измененным геномом выполняют функцию участников лабораторных испытаний.

Как появились светящиеся кошки

Чтобы добиться эффекта светящихся тканей и осуществлять мониторинг активности внедренных клеток и генов, в ДНК кошки был внедрен взятый у анемонов и медуз флуоресцентный ген GFP. Если в клетку внедряется светящийся и какой-то другой ген, то можно будет наблюдать за тем, как внедренные гены осуществляют синтез соответствующих белков. Такой способ дает возможность отслеживать рост раковых клеток, рост нейронных связей (и не только) в организме лабораторных животных.

Немного истории

Эксперименты с флуоресцентным белком произвели сенсацию еще два десятилетия назад, когда один корейский профессор сумел вывести светящихся рыбок Glofish. Изначально эти рыбки тоже служили целям науки, но спустя некотрое время они, как и следовало ожидать, превратились в совершенно самостоятельный коммерческий продукт.

А вот на трансгенных кошек у научного мира возлагаются куда большие, нежели на рыбок, надежды. Например, биологи из Соединенных Штатов с их помощью уже достаточно давно пытаются найти средство, с помощью которого можно было бы победить ВИЧ. Дело в том, что домашние кошки тоже подвержены этому заболеванию, только в кошачьей разновидности. Его так и называют – синдром кошачьего иммунодефицита. Хотя кошачий ВИЧ и не может передаваться человеку, как и человеческий кошкам, у этих заболеваний, как видно из названия, очень много общего.

Светлая роль светящихся кошек в науке

Как считают ученые, от 2,5 до 4,5% домашних кошек заражены этим вирусом, хотя по большей части ему подвержены дикие представители семейства кошачьих. И у кошек, и у людей белки, которые называются факторами ограничения, и функцией которых является борьба с вирусными инфекциями, совершенно беззащитны перед ВИЧ и вирусом иммунодефицита кошек (ВИК). Учитывая то обстоятельство, что геном человека и кошки совпадает примерно на 90%, а также в свете того, что люди не восприимчивы к вирусу кошачьего СПИДа (и наоборот), ученые предполагают возможность генетического обмена между людьми и кошками.

В ходе научных экспериментов в кошачий геном внедрялся ген макак-резусов TRIMcyp, который обеспечивал защиту от ВИЧ будучи фактором ограничения. Флуоресцентный же ген использовался для того чтобы все происходящие в организме процессы в буквальном смысле слова подсвечивались. В итоге были получены три клона-котенка (одна самка и два самца), которые имели совершено обычный вид и хорошее здоровье. Но хотя на первый взгляд в них и не было ничего необычного, когда их облучали ультрафиолетовой лампой, тело и шерсть у них начинали светиться зеленым светом. Другим, более важным для науки отличием было то, что в геноме каждого котенка-клона имелся ген устойчивости к вирусу иммунодефицита.

Изначально генетически модифицированные кошки создавались учеными с помощью традиционного метода клонирования.

При этом методе производится инъекция генов в клетки той или иной части тела, например кожи, а после этого модифицированное ядро клетки имплантируется в яйцеклетку, ядро которой, в свою очередь, полностью удаляется. Затем полученная таким образом клетка будет развиваться в обычный эмбрион, как это было бы с оплодотворенной яйцеклеткой, и на свет появляются сияющие котята.

Проблема этого вида клонирования состоит, во-первых, в его сложности, а во-вторых, в возможных негативных последствиях, которые связаны с тем, что ядро клетки может быт подвержено на эмбриональном этапе влиянию суррогатной матери и слабо предсказуемому «перепрограммированию». Это часто приводит к тому, что на свет появляются котята, которые имея, казалось бы, нормальный вид имеют различные нарушения на клеточном и молекулярном уровне.

Дальнейшие перспективы светящихся кошек

В настоящее время ученые разработали новый способ создания кошек с модифицированным геномом, при котором клетку изменяют с помощью вирусов. При нем количество имплантированного кошкам генетического материала просто мизерно.

Как считают сами ученые, те исследования, которые сейчас проводятся с помощью светящихся кошек, могут принести много пользы, как людям, так и кошкам. Правда, эти опыты в основном связаны с исследованием СПИДа, но есть и масса других заболеваний, которые являются общими для кошек и людей, и на которые можно будет пролить свет с помощью светящихся кошек.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

FILED UNDER : Справочник

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*