[image]

Глаза и мозг

 
1 2 3
+
+4
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Элементы - новости науки: Обоняние и цветное зрение в эволюции млекопитающих развивались в противофазе

Млекопитающие лишились цветного зрения в самом начале своей эволюции, потеряв два из четырех генов светочувствительных белков — опсинов. Позже цветное зрение вновь появилось у обезьян благодаря дупликации одного из двух оставшихся опсинов. Как выяснилось, параллельно с утратой генов цветного зрения у древних млекопитающих резко возросло количество генов обонятельных рецепторов. // elementy.ru
 
Еще до выхода на сушу позвоночные выработали весьма совершенную систему цветного зрения, основанную на четырех опсинах (тетрахроматическое зрение). Эта система сохранилась у многих наземных позвоночных, включая птиц, которые великолепно различают цвета. Возможно, если бы такое зрение имелось и у людей, нам казалась бы убогой трихроматическая система отображения цвета, используемая в наших телевизорах и компьютерных мониторах. У человека, как и у всех обезьян Старого Света, зрение трихроматическое. У большинства других млекопитающих из четырех опсинов, имевшихся у древних позвоночных, сохранилось только два (дихроматическое зрение). Предки обезьян тоже имели дихроматическое зрение (а значит, не могли отличить красный цвет от зеленого).
 
   3.0.153.0.15
+
+3
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Элементы - новости науки: Мышиный мозг готов увидеть мир по-человечески

Мыши обладают только двумя зрительными пигментами, и спектр различаемых ими цветов уже, чем у человека. Эксперименты с трансгенными мышами со встроенным геном человеческого светочувствительного пигмента показывают, что мышиный мозг, вооруженный человеческой (трихроматической) фоторецепторной системой, способен воспринять мир по-человечески. // elementy.ru
 
Глаз животного, как известно, выстилается сетчаткой — светочувствительным пигментным слоем. В этом слое работают светочувствительные клетки — палочки и колбочки. Палочки цвета не воспринимают. А отвечают за наш художественный вкус колбочки. Фотопигмент палочек только один — родопсин, фотопигменты колбочек — порфиропсины. У многих позвоночных животных имеется два светочувствительных пигмента, это так называемые дихроматы (см. дихромазия), а у приматов — три: синий, зеленый и красный, это трихроматы (но пусть читатели не обольщаются по поводу своей цветовой гениальности — раки-богомолы имеют 12 типов цветовоспринимающих клеток!).
 
   3.0.153.0.15
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Элементы - новости науки: Одноклеточные водоросли построили сложный глаз из хлоропластов и митохондрий

Сделать камерный глаз, обладающий роговицей, радужной оболочкой, линзой и сетчаткой, можно и из компонентов единственной клетки. Для этого представители динофлагеллят семейства Warnowiidae используют сложным образом объединенные органеллы — митохондрии, эндоплазматическую сеть и бывшие хлоропласты, потерявшие способность фотосинтезировать. // elementy.ru
 
Сделать камерный глаз, обладающий роговицей, радужной оболочкой, линзой и сетчаткой, можно и из компонентов единственной клетки. Для этого представители динофлагеллят семейства Warnowiidae используют сложным образом объединенные органеллы — митохондрии, эндоплазматическую сеть и бывшие хлоропласты, потерявшие способность фотосинтезировать.

Глаз — это классический пример сложного органа, состоящего из разных тканей, который приносит организму пользу как целое. Еще Дарвину задавали вопросы о том, как сложный глаз животных мог постепенно сформироваться в ходе эволюции. На что Дарвин отвечал, что сложные органы вполне могут образовываться постепенно, потому что даже несовершенные глаза могли давать организму небольшие преимущества. Например, светочувствительные клетки, не снабженные дополнительными приспособлениями, могут помочь только в общих чертах определить направление света. Но и это уже лучше, чем полная слепота.

Интересно, что такой классический образец сложного органа, как камерный глаз, может развиться даже у одноклеточного организма. Такими глазами со всеми необходимыми компонентами — роговицей, радужной оболочкой, линзой и сетчаткой — обладают представители планктона — динофлагелляты семейства Warnowiidae.

Одноклеточные существа со сложными глазами в цитоплазме клеток были описаны еще в начале двадцатых годов прошлого века (см. Charles Atwood Kofoid & Olive Swezy, 1921. The free-living unarmored dinoflagellata). Тогда исследователям и в голову не могло прийти, что такие сложные глаза принадлежат самому микробу. Поэтому было решено, что глаза в цитоплазме — это недопереваренные остатки медуз, которыми планктон питается. Такая гипотеза долго сохранялась, потому что представители динофлагеллят семейства Warnowiidae очень редки. Кроме того, до сих пор не подобраны условия для культивации этих микроорганизмов в лаборатории, из-за чего их и в наши дни сложно исследовать.
 


Сравнение микробных глаз. a — динофлагеллята семейства Warnowiidae, b — хламидомонада, c — спора гриба Blastocladiella.
В той же работе в «сетчатке» этих динофлагеллят обнаружили экспрессию гена родопсина, напоминающего бактериальный. Белки этой группы позволяют чувствовать направление света и другим микроорганизмам, у которых есть простые глазки, — например, хламидомонаде, а также грибу Blastocladiella, плавающие споры которого тоже снабжены фоточувствительными сенсорами. Но бывают и другие механизмы восприятия света: например, эвглены используют светочувствительный белок аденилатциклазу, активируемую под действием света.

У всех микроорганизмов, обладающих глазами, эти органы устроены по-разному. У хламидомонады, как и у динофлагеллят семейства Warnowiidae, на свет реагирует часть хлоропласта (только хлоропласт у них рабочий). Светочувствительное пятнышко на краю хлоропласта хламидомонады содержит родопсин, который частично экранируют гранулы с пигментами каротиноидами (рис. 1). Экранировать светочувствительные сенсоры хотя бы с одной стороны необходимо, чтобы организм мог определять направление света. У других «зрячих» микроорганизмов — эвглен — глазок никак не связан с хлоропластами. У эвглен фоточувствительные белки встроены в специальные плотные стопки мембран у основания жгутика. Направленность света обеспечивают гранулы с пигментом гематохромом. В спорах гриба Blastocladiella устройство фотосенсора похожее — родопсины располагаются в мембранных органеллах по соседству со жгутиком, а неподалеку от них находятся липидные везикулы, вероятно, тоже обеспечивающие направленность света, падающего на фоточувствительные органеллы.
 


Мда, глазастая хламидомонада - это круто... смотрит на тебя, панимашь, такими невинными глазками, ззараза...
   3.6.33.6.3

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Элементы - новости науки: Форма зрачка зависит от образа жизни

У наземных хищников, нападающих из засады, чаще всего встречается вертикальная щель зрачка, а у травоядных животных щель зрачка чаще ориентирована горизонтально. Эта закономерность объясняется различными целями животных двух групп. Вертикальный зрачок позволяет хищникам резче видеть вертикально ориентированные объекты — как раз такие, как их жертвы, а травоядным животным, наоборот, нужно обозревать широкие горизонты, чтобы вовремя заметить хищника. // elementy.ru
 
   28.028.0

U235

координатор
★★★★★
Fakir> Элементы - новости науки: Форма зрачка зависит от образа жизни

Ерунда какая то. Только у подотряда кошкообразных зрачок щелевидный. Причем у мангуст, например, щель вообще горизонтальная, а не вертикальная. У псообразных же(псовые, медведи, куньи, тюлени, моржи) зрачок круглый
   40.040.0

Balancer

администратор
★★★★★
ahs> У кучи кошачьих круглые зрачки

По-моему, это как раз формальный критерий отличия мелких кошачьих от крупных. У крупных зрачок круглый :)



...

Тут, скорее, играет роль компромисса между разрешением и светочувствительностью. Не раз слышал, что у кошек вертикальный зрачок — это необходимость высокого разрешения хотя бы по одной оси при сохранении светового потока для грубого разрешений. У других животных форма зрачка может совпадать и из других соображений, на одной конвергенции.
   40.040.0

ahs

старожил
★★★★
Balancer> По-моему, это как раз формальный критерий отличия мелких кошачьих от крупных. У крупных зрачок круглый :)

Манул и дальневосточный лесной кот как раз таки мелкие.
   
+
+2
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Ну чисто Аргус :)

Элементы - новости науки: Минеральные глаза моллюсков хитонов способны различать форму объекта

Панцирь моллюсков хитонов Acanthopleura granulata уникален — прямо в его защитную броню встроены сотни крошечных глаз с линзами из минерала арагонита, позволяющих моллюску видеть во всех направлениях. Ученые не только выяснили, как устроены эти глаза, но и восстановили то, что с их помощью видит моллюск. Наличие арагонитовых зрительных линз у хитонов показывает, что моллюски — это уже третий тип животных (после трилобитов и офиур), обошедших обязательность органических хрусталиков. // elementy.ru
 
Панцирь моллюсков хитонов Acanthopleura granulata уникален — прямо в его защитную броню встроены сотни крошечных глаз с линзами из минерала арагонита, позволяющих моллюску видеть во всех направлениях. Ученые не только выяснили, как устроены эти глаза, но и восстановили то, что с их помощью видит моллюск. Наличие арагонитовых зрительных линз у хитонов показывает, что моллюски — это уже третий тип животных (после трилобитов и офиур), обошедших обязательность органических хрусталиков.
 

Устройство глаза и линзы моллюска по данным рентгеновского сканирования. Cornea — роговица, Lens — линза, ICCM — обогащенное кальцием плотное вещество. Изображения из обсуждаемой статьи в ScienceСверху вниз: профиль рыбы, вид на него сквозь линзу моллюска, а также смоделированное изображение (в качестве величины пикселя принято расстояние между светочувствительными клетками в сетчатке глазка); шестиугольник соответствует одному фоторецептору. Из обсуждаемой статьи в ScienceГлаза трилобитов с кальцитовыми линзами разного размера и формы. Фото с сайта A Guide to the Orders of Trilobites
Глазки у современных офиур (a–c), ископаемых меловых офиур Stegophiura (d–f) и меловых морских звезд неизвестной видовой принадлежности (g–i). Все они имеют единообразное строение и похожую форму. Фото из статьи P. Gorzelak et al., 2014. Microlens arrays in the complex visual system of Cretaceous echinoderms
   28.028.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Элементы - новости науки: Для чего медузам сложные глаза?

Кубомедузы отличаются активным охотничьим поведением и хорошо развитыми камерными глазами, сходными по строению с глазами позвоночных. Однако выяснилось, что фокусное расстояние превышает расстояние до сетчатки, поэтому глаз не может видеть мелких деталей. Тем не менее, похоже, кубомедузы успешно используют такое зрение для решения конкретных задач. // elementy.ru
 
...Однако дальнейшие исследования свойств глаза Tripedalia дали неожиданные результаты. Когда в том же Лундском университете построили геометрическую модель глаза, чтобы понять, как изображение фокусируется на сетчатке, оказалось, что, с учетом известного уже коэффициента преломления хрусталика, изображение фокусируется не на сетчатке, а за ней. Таким образом, идеальные преломляющие свойства хрусталиков не используются из-за «неправильной» геометрии глаза.

Исследователи Лундского университета попытались интерпретировать эти результаты по-иному: глаз медузы работает как пространственный низкочастотный фильтр, то есть у глаз намеренно сбита фокусировка, чтобы не видеть мелких деталей. Такой глаз хорошо различает большие и неподвижные объекты, и не видит планктон и разную мелкую взвесь в воде. Если мы вспомним, что кубомедузы в основном обитают на мелководье в мангровых зарослях, то можно предположить, что такое зрение вполне может обеспечивать быстрое плавание и лавирование меж подводных корней и стеблей.

Есть и другая гипотеза, как может использоваться пространственный низкочастотный фильтр. Tripedalia охотится в основном на рачков-копепод. В солнечные дни копеподы образуют плотные скопления в вертикальных столбах света, которые формируются между корней мангровых зарослей. Медуза прекрасно видит световой луч и начинает быстро плавать взад и вперед, много раз пересекая этот луч света. Благодаря этой простой и эффективной стратегии охоты множество копепод захватываются щупальцами медузы. Для этого не требуется хорошо видеть мелкие объекты, но необходимо различать крупные.
 
   28.028.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Насекомые и бионика: загадки зрительного аппарата

Антон Сергеев, Артем Благодатский«Природа» №1, 2015 Антон Владимирович Сергеев — аспирант, младший научный сотрудник Института математических проблем биологии РАН. Область научных интересов — математическое моделирование, микроскопия и обработка изображений, ДНК-нанотехнологии. Лауреат конкурса «Био/мол/текст» 2013 г.* Артем Сергеевич Благодатский — кандидат биологических наук, сотрудник Института белка РАН. Занимается молекулярной и клеточной биологией, иммунологией, энтомологией. С момента возникновения жизни на Земле эволюция была главной движущей силой совершенствования живых организмов. // Дальше — elementy.ru
 
   46.046.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

"Быстрый глаз" Леонардо и космический монстр, съедающий по солнцу на обед - BBC News Русская служба

Среди научных новостей недели: как в замедленной съемке: каким видел мир Леонардо да Винчи, черная дыра, которая помнит вселенную молодой, почему в одной кровати спать полезнее и гусеница, которая носит головы на голове. //  www.bbc.com
 
генетик из Базельского университета Давид Талер готов предложить такое объяснение: все дело может быть в феномене высокочастотного зрения, которым обладал великий мастер эпохи Возрождения.

По словам Талера, и сегодня можно встретить таких людей, к примеру бейсболистов, успевающих разглядеть швы на мяче во время полета, или теннисистов, которые берут супербыстрые подачи.

Впервые мысль о "быстром глазе" Леонардо пришла Талеру, когда он прочитал в записках художника описание полета стрекозы.

"Стрекоза летит на четырех крыльях, - сообщал Леонардо, - и когда два передних находятся в верхнем положении, два задних пребывают в нижнем".

"Я подумал: вот это круто, надо мы посмотреть самому, - вспоминает ученый. - Дело было летом, и вокруг летало много стрекоз, но сколько я ни вглядывался, для меня это выглядело как сплошное мелькание. Никто из моих друзей тоже не смог различить структуру полета, и тогда я всерьез взялся за изучение темы быстрого глаза".

Проведенное Талером исследование показало, что задние и передние крылья стрекозы входят в противофазу на сотую долю секунды, и из записной книжки Леонардо следовало, что он это наблюдал, а значит его глаз финксировал картинку с частотой 100 герц, или сто раз в секунду, то есть примерно в два раза быстрее, чем у обычных людей.

Талер объясняет это генами, которые отвечают за формирование калиевых ионных каналов в клетках сетчатки глаза.

По его словам, у некоторых видов животных, в частности, у многих насекомых, благодаря ярко выраженным генным отличиям сетчатка позволяет засекать очень быстрые движения. Такие же отличия в развитии клеток сетчатки могут отвечать и за повышенную скорость фиксации картинки у людей.
 
   51.051.0

U235

координатор
★★★★★
Fakir> Талер объясняет это генами, которые отвечают за формирование калиевых ионных каналов в клетках сетчатки глаза.

А про то, что Леонардо мог просто втихаря изобрести стробоскоп, Талер не подумал? :)
Леонардо весьма хреново свои изыскания документировал и расшифровать удалось лишь малую часть того, что он делал
   86.0.4240.19886.0.4240.198

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Насчёт стробоскопа - мысль интересная, но всё-таки как-то сомнительно. Наблюдать полёт стрекозы в темноте, при мощном достаточно источнике света с обтюратором??? Представимо, но сложно для цирка. И даже при таких условиях не факт, что обычный человек сможет разглядеть (проверять надо, по-хорошему - можешь летом попробовать проверить эту идею :) )

А, главное, если действительно "сегодня можно встретить таких людей, к примеру бейсболистов, успевающих разглядеть швы на мяче во время полета, или теннисистов, которые берут супербыстрые подачи" - к чему усложнять без необходимости?
   51.051.0

U235

координатор
★★★★★
Fakir> Насчёт стробоскопа - мысль интересная, но всё-таки как-то сомнительно. Наблюдать полёт стрекозы в темноте, при мощном достаточно источнике света с обтюратором???

А если просто через вращающийся диск с отверстием? :) Зачем делать активный стробоскоп с мигающей лампой осветителя, если гораздо проще сделать пассивный, с простейшим оптическим затвором? Тем более что стрекоза в темноте может просто не полететь. Она ж чисто дневной хищник
   86.0.4240.19886.0.4240.198

ZaKos

аксакал
★☆
Fakir> А, главное, если действительно "сегодня можно встретить таких людей, к примеру бейсболистов, успевающих разглядеть швы на мяче во время полета, или теннисистов, которые берут супербыстрые подачи" - к чему усложнять без необходимости?

С теннисистами - это натренированный рефлекс.
   2020

U235

координатор
★★★★★
Еще вариант, что Леонардо просто из физических соображений прикинул, как стрекоза должна лететь чтоб ее не колбасило и не трясло. Хотя это будет суперкруто, т.к. законы Ньютона будут лишь через пару веков.
   86.0.4240.19886.0.4240.198

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir>> Насчёт стробоскопа - мысль интересная, но всё-таки как-то сомнительно. Наблюдать полёт стрекозы в темноте, при мощном достаточно источнике света с обтюратором???
U235> А если просто через вращающийся диск с отверстием? :)

А я о чём говорю???

U235> пассивный, с простейшим оптическим затвором?

В смысле на неё смотреть через дырочку в диске? Попробовать можно, но есть подозрение, что как минимум яркость так упадёт, что фиг что разберёшь, с полупрозрачными-то стрекозиными крыльями. Опять же, с оборотами подгадать...

Скорее уж легче поверить, что он где-нибудь в грозу при вспышке молнии зафиксировал момент.

U235> Тем более что стрекоза в темноте может просто не полететь. Она ж чисто дневной хищник

Ото ж.
   51.051.0

U235

координатор
★★★★★
Fakir> В смысле на неё смотреть через дырочку в диске? Попробовать можно, но есть подозрение, что как минимум яркость так упадёт, что фиг что разберёшь

В яркий солнечный день - совершенно не проблема. Оставшейся яркости хватит когда глаз адаптируется

Fakir> Опять же, с оборотами подгадать...

Тут то какая проблема? Плавно увеличиваем обороты, пока не картинка не остановится. Заодно и частоту сразу взмахов крыльями сразу узнаем.

Вполне реально на том техническом уровне, что был у Леонардо
   86.0.4240.19886.0.4240.198
+
-
edit
 
Fakir> а значит его глаз финксировал картинку с частотой 100 герц
а 100 гц - это у какого конкретно вида стрекоз?
Бо есть разные, с разной степенью жесткости крыла, разной скоростью.
У "Девушек" визуально вроде как медленнее, можно разобрать отдельные моменты. Правда тоже как статичные картинки, не как плавное движение.
   68.068.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Хм, забавно, но для стрекоз даётся диапазон 20-40 Гц (в основном ~30), про 100 даже близко не упоминается, по кр. мере в старой литературе (80-е).
   51.051.0
+
-
edit
 

DustyFox

аксакал
★★★
Fakir> Хм, забавно, но для стрекоз даётся диапазон 20-40 Гц (в основном ~30), про 100 даже близко не упоминается, по кр. мере в старой литературе (80-е).

Вот и мне кажется так, поскольку движение крыльев стрекозы в противофазе я сам наблюдал, как нечто обыденное, а вот швы у мяча разглядывать не получалось. Правда и не пробовал. :D
   83.083.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Чуток про синестезию (в аспекте зрительного восприятия).

Профессор Хибара и артистичная натура • Задачи

Как профессор Хибара собирается проверить, действительно ли Мусин ухажер видит двойки красными, а пятерки зелеными? //  elementy.ru
 
   50.050.0
Это сообщение редактировалось 17.01.2021 в 18:18
+
-
edit
 
Fakir> Чуток про синестезию (в аспекте зрительного восприятия).
блин, как же они местами примитивно манипулируют..
Рамачандран с коллегами спрашивали респондентов в США и Индии (на английском и тамильском языках), какая из фигур на марсианском языке называется «буба», а какая — «кики». 95% отвечающих назвали бубой правую фигуру, а кики — левую
 

и как-то совсем не важно, что bubble по-английски "пузырь", а kick - "удар"
Понятно .что пузырчатое они называли "buba", а острое "ударным"..
где здесь синестезия, если речь о банальном созвучии...
   84.084.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
В 2005-м году технологии стали достаточно точными, чтобы подсчитать количество колбочек, чувствительных к разному цвету. Что и было проделано в Рочестерском Университете (профессором медицинской оптики David Williams).

Результат оказался поразительным. Разница в количестве колбочек достигала 40-ка раз.
Смотрим на картинку.
 
   51.051.0
1 2 3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru