Зрение совы

Сова ушастая (Asio otus)

Белая сова, полярная сова (Nyctea scandiaca)

Семейство совиных

Это око! Круглое, пристально, не мигая глядящее, будто проникающее в суть вещей. Какие сокровенные тайны скрыты в лупоглазой голове филина?

Из-за глазастости своей, невозмутимого философского спокойствия, с которым взирает сова на грешный мир, она прослыла еще у древних греков символом мудрости и познания.

В мультфильмах и романах сова весьма впечатляюще "крутит" глазами-шарами, производя необходимый драматический эффект. Но реальная, живая сова "крутить" глазами не может: слишком прочно соединены они с черепом.

Да и глаз совиный вовсе не круглый. Лишь снаружи, в обрамлении век, кажется таким. Если вскрыть окружающие глаз ткани и вынуть его целиком из совиной головы, окажется, что это частично окостеневшая укороченная трубка, сзади более широкая.

Бинокль, короткая подзорная труба - этот телескопический глаз! Не круглая даггер-камера с малым фокусным расстоянием, как почти у всех зрячих. Угол зрения каждого совиного глаза - 160 градусов. Но, когда ей этого мало, сова поворачивает голову вбок, назад и, не свернув шеи, даже дальше: на 210, а иные и на 270 градусов от фронтального положения.

И все в одну сторону вокруг вертикальной оси! Темной ночью сова видит неподвижную мышь при освещении всего в 0,000002 люкса! Если и в 46 тысяч раз будет светлее, все другие птицы (кроме, может быть, козодоя) мышь не заметят.

Трудно вообразить, как мала доля света, достаточная сове, чтобы с успехом охотиться. В ясный полдень под Москвой, например, солнце освещает землю с силой в 100 тысяч люксов. В некоторых книгах еще пишут, будто совы днем плохо или ничего не видят. Устарело. Видят.

Не хуже, а иные и лучше человека. Больше того, они, как другие птицы, и звери, и, по-видимому, ящерицы, на светлом небе, даже на фоне яркого солнца, отлично различают силуэты парящих птиц. Способность, утерянная нами, а возможно, и изначально не данная от природы. Ничто не совершенно под солнцем и луной - есть и у совы зрительные "дефекты".

Дальнозорка она и близко перед собой, вероятно, ничего не видит. Положите, говорит Хейнрот, мучного червя перед совой-сплюшкой. Она безуспешно много раз попытается схватить его лапой, так как заметила, когда подносили, что он тут рядом. Но где лежит, не видит.

Отойдет назад на несколько шагов, увидит червя и тогда уверенно схватит его. Филин, когда поймает крысу, подержит ее немного в когтях - характерная для сов пауза! - задушит и поднесет к "лицу".

Но не рассмотреть ее хочет. Нет, он глаза даже и вовсе закрыл. Он крысу, прижимая слегка к клюву, "ощупал" осязательными перьями-щетинками, которые растут вокруг совиного клюва. Опыты доказали: у животных есть врожденная инстинктивная схема реакций на типичные признаки как природных врагов, так и друзей (собратьев по стае, родителей, детей).

Без врожденного, хотя бы приблизительного знания, кого ловить, чем кормиться, тоже не проживешь, когда, неопытный, первый раз выйдешь на охоту без сопровождения и ценных указаний взрослых.

Стереотипная пищевая схема, запрограммированная в мозгу, помогает молодым совам сделать правильный выбор в этой критической ситуации.

Схема очень проста, учитывает в поведении и форме жертвы лишь главные и характерные черты.

Которых можно встретить на всех континентах кроме Антарктики, в течение столетий занимают надежное место в культуре и мифологии человека. Их воспринимают по-разному – от символов мудрости и удачи до дьявольских предвестников смерти. Откуда же взялась такая выдающаяся роль в истории и символике? Отчасти она связана со странностями анатомии, ведь особенности в строении тела отличает сов от всех других птиц.
Многие виды ведут ночной образ жизни, они летают практически бесшумно и могут поразительно крутить головой. Благодаря исключительному маскирующему оперению их легче услышать, чем увидеть, а лица этих птиц необычайно выразительные. Все это делает сов очень особенными. Вот пять черт, благодаря которым они кажутся одновременно и жутковатыми, и удивительными.

Необычные глаза
У сов нет . Их органы зрения скорее следует называть глазными трубками. Они имеют вытянутую форму, а на месте их удерживают склеротические кольца – костистые структуры в черепе. Из-за этого совы не могут двигать или вращать глазами, и именно потому настолько повышена подвижность их шеи, но об этом мы узнаем больше.
Так как глаза сов направлены вперед, у них бинокулярное зрение, аналогичное человеческому, а это значит, что они могут видеть предметы одновременно обоими глазами. Это дает птицам отличную способность оценивать высоту, вес и расстояние. Однако в то время как у людей 180-градусный обзор и при этом 140 градусов бинокулярного зрения, у сов эти показатели составляют соответственно 110 и 70 градусов. Но недостаток бинокулярного зрения они с лихвой восполняют превосходным ночным видением и дальнозоркостью.
Однако из-за такой дальнозоркости они не видят предметы вблизи. В момент ловли добычи совы используют нитевидные перья на клюве и лапах, позволяющие им ощущать добычу.
И наконец, у сов не одно и даже не два, а целых три века: одно для моргания, одно для сна и одно для поддержания глаз в чистоте.

Давайте сразу определимся – совы не могут оборачивать голову на 360 градусов. Может показаться, что это не так, но на самом деле угол составляет только 135 градусов в любом направлении от ровного положения. Таким образом, в совокупности совы обладают поразительной подвижностью шеи – 270 градусов.
Сложно повернуть голову даже так, чтобы посмотреть за свое плечо, а потому совы демонстрируют поразительные . Во-первых, вместо семи позвонков в шее, как в среднем бывает у птиц, у сов их в два раза больше. Но 14 позвонков в шее – это еще не все усовершенствования. У них есть ряд физиологических особенностей, позволяющих выжить при таком быстром и резком повороте головы. Так, дополнительные кровеносные сосуды подают кровь в голову, когда из-за угла поворота головы останавливается кровообращение через обычную систему. Кроме того, сосуды лежат в специальных воздушных прослойках, сберегающих целостность в момент резкого поворота головы.

Чуткие уши
Да, зрение у сов поразительное. Но часто настоящую работу во время охоты выполняют уши птиц. У многих видов они разного размера, да еще и расположены ассиметрично. Два уха с разной формой и положением получают звук в немного разные моменты, что дает птицам исключительную способность точно определять источник звука. Когда шум одинаково громкий в обоих ушах, птица знает, что ей удалось установить источник и расстояние.
В то же время плоское лицо направляет звук в уши, усиливая его настолько, что сова может распознавать даже малейший шорох от крошечной добычи.
Бесшумное
Совы известны своей способностью к бесшумному полету, ведь к быстро двигающейся добыче они должны приближаться очень тихо. Для этого у сов широкие крылья, позволяющие им парить и минимизировать количество взмахов, которые, в основном, и создают шум от летящей птицы. Кроме того, многие виды сов имеют специальные перья, позволяющие делать взмахи практически бесшумно.
На внешней стороне основных маховых перьев имеется жесткая кайма, похожая на зубцы расчески, которая снижает турбулентность. На задней кромке тех же перьев есть мягкая кайма, похожая на отрепавшийся край тряпки, которая также способствует уменьшению оставшейся турбулентности. Пух, покрывающий всю плоскость крыла, обеспечивает звукоизоляцию.
Благодаря такому особенному строению перьев мы не слышим такой звук ударов крыльев, как, например, у

Сова – птица таинственная. Ей приписывают и необычайную зоркость, и почти полную слепоту. В загадки совиных органов чувств мы и заглянем в этой статье.

Среди массы своих сородичей она выделяется едва ли не более чем кто-либо другой.

Ее огромные глаза завораживают, а бесшумный полет воистину устрашает. С ней связано множество мифов и легенд.

Как совы «смотрят» ушами?

На нашей планете живет около 8 300 видов птиц. Основная их масса ведет дневной образ жизни. В этом нет ничего удивительного, поскольку при дневном свете летать не только безопаснее, но еще и легче. Кроме того, в дневное время отыскать пищу тоже намного проще.

Именно поэтому, зрение у птиц развито чрезвычайно хорошо (глаза и соответствующие им центры мозга). Именно отсюда и берут свое начало легенды о необычайной зоркости орлов и их быстрокрылых сородичей.

Следовательно, основная масса птиц просыпается с восходом солнца и отправляется на покой с его заходом, в чем легко убедится, если послушать утренний лес и ночной. Однако есть среди пернатых и такие оригиналы, которые, напротив – спят в дневное время, предпочитая выполнять все наиболее важные функции ночью. В темноте они не только летают, но и строят гнезда, выводят птенцов, охотятся, предаются брачным играм, одним словом, делают все то, что другие делают при свете. И, надо сказать, делают это ничуть не хуже. Наибольший интерес среди таких пернатых полуночников представляют совы, чей образ с огромными, словно прожектора глазами, известен любому, кто имеет о мире птиц хоть какое-то представление.

Сова — типичный ночной хищник.

Сова на охоте

Длиннохвостая неясыть подкарауливает свою добычу с удивительным терпением, нередко в течение многих часов. В течение этого времени она сидит где-нибудь невысоко от земли, застыв словно столб. Глаза птицы сужены и может показаться, что она дремлет, однако она все видит. Малейший шорох, и неясыть без каких-либо резких движений, легко поворачивает свою голову в направлении источника звука. И хотя ее глаза по-прежнему прикрыты, но зато уши до предела напряжены. Именно они позволяют ночному хищнику определить местонахождение потенциальной жертвы.

Когда слух определит место, откуда доносится соблазнительный шумок, неясыть широко раскрывает свои огромные темные глаза. В этот миг, ее жертву можно считать уже обреченной. Спустя непродолжительное время, неясыть уже летит к своему гнезду с добычей в лапах, издавая глухое утробное «угу-угу». Эта птица и в самом деле является очень эффективным охотником. Всего за один сезон, неясыть вылавливает около тысячи полевок, которые истребляют посевы и вредят складам с зерном.

Что такое глаза совы?

Ввиду того, что совы обладают действительно огромными глазами, ранее бытовало мнение, что они могут видеть даже в кромешной тьме. Отчасти это действительно так, но только отчасти.

В ночном полумраке совы и вправду видят намного лучше людей и основной массы дневных хищных птиц.

Как показали опыты, у совиного зрения, как и у кошачьего, тоже есть свои пределы, и в полной темноте она совершено ничего увидеть не способна.

Долгое время бытовала и такая гипотеза, согласно которой, глаза совы являются своего рода прибором, способным воспринимать тепловые лучи. Якобы благодаря этому «тепловизору», сова и видит теплое мышиное тело, которое выделяется на общем холодном фоне земли. Однако после того как были проведены специальные опыты, эта теория разлетелась в пух и прах. Более того, те же самые опыты показали, что совы не только не способны видеть теплое, инфракрасное излучение, но даже не способны воспринимать красный цвет.

К примеру, когда пойманную сову садили в темную комнату, то она не только не видела помещенную там мышь, но даже не могла «засечь» ее, когда ту освещали красным светом. Однако стоило мыши пошевелится или пискнуть, как сова сразу же бросалась на нее.

Насколько важен слух для совы

Продолжительные научные эксперименты установили, что находясь в абсолютной темноте, какая бывает в долгие осенние ночи, сова выслеживает свою добычу, полагаясь только на слух. При этом точность, с которой она определяет место, в котором находится ее жертва, просто невероятна.

Доктором биологических наук В.Д.Ильичевым, и его коллегами, были проведены лабораторные опыты с совами. К комнате, где на возвышении сидела сова, пол был посыпан опилками. Под опилками размещались маленькие излучатели звука (динамики). И как только тот или иной излучатель издавал мышиный писк, сова сразу же бросалась на это место, вцепляясь своими когтями в динамик, словно это была мышь или другая добыча.

Находясь в лесу, среди деревьев, совы пользуются так называемым присадным способом охоты, когда она сидит на ветке, и насколько позволяет ее зрение, высматривает своих жертв. Хотя правильнее было бы сказать, что она свою добычу не высматривает, а «выслушивает».

Однако когда сова находится на открытом пространстве, например в поле, где есть мыши, или на лесной опушке, то она не сидит на одном месте, а круг за кругом облетает свои владения. Во время такого полета она тщательно прислушивается ко всем звукам и как только услышит мышиный писк, то быстро взмахивая крыльями, зависает над источником писка, уточняя его местонахождение. После этого следует окончательный и точный бросок, который практически всегда заканчивается для грызуна плачевно.

Как устроены органы слуха у совы

Надо сказать, что острота слуха у многих ночных охотников в целом, и у сов в частности, просто невероятна.

Чем же объясняется столь невероятный слух? Большой вклад в разгадку этого феномена внесла деятельность лаборатории упоминавшегося выше профессора В.Д.Ильичева. В этой лаборатории было установлено, что как строение слухового аппарата сов, так и его работа, обладают целым рядом особенностей.

В первую очередь стоит отметить, что ушное отверстие сов окружает особое оперение, которое образует своеобразный, звукоулавливающий рупор. Благодаря ему, воспринимаемые совой звуки значительно усиливаются. Площадь барабанной перепонки у совы тоже заслуживает внимания, и составляет около 50 кв.мм. Для сравнения, площадь таковой у курицы всего 25 кв.мм. Помимо этого, барабанная перепонка совы образует так называемый «шатер». Это специфическая выпуклость, благодаря которой площадь перепонки возрастает еще на 15%. При этом, система передачи звука в среднем ухе у сов значительно сложнее, чем у других птиц. Также у них более длинная улитка, которая включает огромное количество нервных элементов, которые воспринимают звуки.

В завершение всему, слуховые нервные центры совы, отличаются очень сильным развитием. К примеру, в магноцеллюлярном ядре, которое является одним из наиболее важных нервных центров, у сов насчитывается от шестнадцати до двадцати двух тысяч нейронов, в зависимости от того, к какому виду относится сова. Для сравнения, у голубя таких нейронов всего-то примерно три тысячи.

Стоит отметить, что слуховое восприятие совы имеет четкую пространственную направленность, благодаря чему, сова может с удивительной точностью определять местонахождение источника звука. Такая специфика связана не только с необычайно сложным строением ушей, но и с тем, что между ушами и слуховыми нервными центрами взаимодействие при восприятии звука имеет совершено особый характер.

Здесь уже задействуются глобальные законы, которые являются общими не для одних только птиц, но и вообще для всех животных, включая людей.

Интересно, что когда звук направлен под углом к линии взгляда совы, то к тому уху, которое расположено ближе к источнику звуковых волн, они (волны), приходят несколько раньше, чем к другому уху. Помимо этого, ко второму, дальнему уху, звук приходит уже менее сильным, чем к ближнему. Вот именно эти, в общем-то, ничтожные различия и являются основой того физиологического механизма, который позволяет животным определять направление источника звука (так называемый бинауральный эффект).

Если же говорить конкретно о совах, то за счет особого строения нервных центров отвечающих за слух, и собственно ушей, вышеописанный механизм работает тоньше и точнее, чем у прочих видов пернатых.

Кроме того, сова не просто хорошо слышит, но еще и умеет выбирать наиболее интересные для нее звуки. Лучше всего она слышит звуки, частота которых составляет от 3–х до 7-ми тысяч колебаний в секунду.

Исследования показали, что именно в этом частотном диапазоне лежат мышиные писки, а также шорохи, которые издают копошащиеся в траве грызуны. Голоса птенцов и летков совы тоже находятся в этом диапазоне частот. Следовательно, слух совы является неким подобием акустического фильтра, который настроен на восприятие именно тех звуков, которые представляют для совы наибольшую ценность.

Значимые для выживания звуки, оказываются для совы «доминирующими» по сравнению с маловажными, к примеру, с шумом леса или ветра.

Хотя в целом, стоит отметить, что повышенная чувствительность к звукам с высокой биологической ценностью, присуща не одним только совам, но и многим другим живым существам. У одних животных она развита сильнее, у других слабее. И изучение этого свойства имеет большую научную ценность.

В заключение стоит отметить, что изучение развитых слуховых аппаратов животных в целом, и сов в частности, обладает не только большим научным, но и практическим значением. Понимание принципов, в соответствии с которыми устроены эти системы, в конечном счете, окажет влияние на совершенствование уже существующей электроакустической техники, например наушников, микрофонов, систем обнаружения и прочих приборов.

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

Совы являются одними из наиболее древних птиц на нашей планете. По мнению ученых-орнитологов, совы обитали на территории Северной уже несколько десятков миллионов лет тому назад. Считается, что первая похожая на сову птица жила еще в мезозойский период примерно 250 миллионов лет до нашей эры.

Хотя они и относятся к хищным птицам, с дневными пернатыми хищниками они имеют мало чего общего. В легендах Средневековья совы выступают как мистические персонажи, видящие прошлое, будущее и настоящее, в те времена люди побаивались их и обходили стороной.

В восприятии же современного человека сова – мудрейшая птица на свете . Эти птицы упоминаются в Библии в пророчествах Исайи, а на вавилонских барельефах богиня Иштар изображена в сопровождении двух сов.

Сова считается древнейшей птицей на планете

Несмотря на свою хищную натуру, в природе эти пернатые играют очень важную роль, не позволяя разрастаться популяции мышей и прочих грызунов, наносящих урон сельскому и лесному хозяйству.

Особенности и среда обитания совы

Совы живут практически везде, кроме . Встречаются они в пустынях, степях, высоко в горах, на морском побережье, в лесах, селах и даже в крупных мегаполисах.

Открытых местностей они обыкновенно избегают, кроме некоторых разновидностей, таких как болотные совы . Часть популяции этих птиц ведет оседлый образ жизни, некоторые регулярно перелетают с места на место.

Гнездятся они чаще всего в укромных местах, например в расщелинах скалы, дупле старого дерева или на чердаке под крышей дома.

На фото болотная сова

Размеры сов варьируются в довольно широком диапазоне. Самые мелкие представители – воробьиные в высоту достигают не более 20 см, а вес не превышает 100 грамм.

Самая крупная сова – птица Филин , ее вес может доходить до 4 кг, а высота – до 75 см.

Тело птицы усыпано густыми перьями, под которыми находится большое количество пуха. Окраска также варьируется в зависимости от вида, а известно их на сегодняшний день – 420.

Птица филин

Часто окрас зависит от среды обитания, подстраиваясь, к примеру, под особенности древесной коры и выступая в роли маскировки. Для того, чтобы убедиться в удивительном разнообразии расцветок этих пернатых, можно посмотреть фото птицы совы .

У сов очень жилистые и сильные лапы. Своих жертв птица захватывает когтями. Глаза очень большого размера и отличаются проницательным взглядом. Благодаря этой особенности еще с Древнегреческих времен считается, что сова – мудрая птица .

Особое строение глаз позволяет совам воспринимать поток света пониженной интенсивности, чем и объясняется тот факт, что в темноте они видят не хуже, чем при свете дня. У совиного зрения существует единственный недостаток – возле себя они практически ничего не замечают.

Слух у этих птиц развит приблизительно в 50 раз лучше, чем у человека, а уши имеют различное расположение друг относительно друга, что в свою очередь позволяет им обнаруживать нахождение и отслеживать дальнейшее перемещение добычи.

Строение совиного клюва сходно с клювом попугаев, не зря же они являются одними из наиболее близких родственников. Шея птиц необычайно подвижна и позволяет им вращать головой на 270 градусов.

Характер и образ жизни совы

Однозначно ответить на вопрос, перелетная птица сова или нет сложно, в основном птицы отряда сов предпочитают оседлый образ жизни и селятся парами. Основной пик их активности приходится на ночное время, днем они сидят в своих гнездах либо на ветках деревьев.

Исключением являются только белые совы, проявляющие практически круглосуточную активность в течение полярного дня. Самец и самка совы образуют пару и проводят всю жизнь в единственном браке, период ухаживания, присущий многим другим птицам, у них по факту отсутствует.

Белая сова

Совы не особые любители строить гнезда и могут занять чужое или попросту отложить яйца в небольшое углубление в земле. Яиц за раз у них бывает обыкновенно от 4 до 10. Вылупившиеся птенцы в случае недостатка питания могут поедать друг друга.

Примерно месяц они проводят в родительском гнезде, после чего вываливаются и начинают самостоятельную жизнь либо сами идут кому-то в корм, к примеру своим заклятым врагам – дневным хищникам, таким как , и ястребы.

Вообще совы – ночные птицы , в течение дня они могут перелетать с места на места только в том случае, если их кто-то потревожил или они подверглись нападению дневных хищников, в противном случае они будут прятаться в кронах деревьев, изредка подавая ухающие звуки, чтобы очертить границы своей территории либо для привлечения самок, которые, к слову, несколько крупнее, чем самцы.

Питание совы

Абсолютно все разновидности сов питаются исключительно животной пищей, такой как , большие насекомые, змеи и ящерицы. Некоторые виды питаются рыбой, пойманной на мелководье, но основная часть популяции сов предпочитает мелких грызунов, птиц и иногда летучих мышей.

Наиболее крупные охотятся на ежей, куропаток, фазанов, тетеревов и даже на хищных птиц. Падалью совы не питаются. Зимой они могут делать запасы непосредственно в своих гнездах.

Иногда там скапливаются по несколько десятков замороженных полевых . Без воды совы могут проводить до нескольких месяцев. Необходимый уровень жидкости им обеспечивает кровь из пойманной добычи. Сова охотится и, соответственно, питается, в темное время суток.

Размножение совы

Поведение самцов и самок сов варьируется в зависимости от разновидности. Есть виды, которые, образовав один раз пару, проводят вместе всю жизнь, самцы некоторых видов наоборот ежегодно подыскивают себе новых самок.

Размножение сов происходит примерно один раз в год. Самка высиживает яйцо около месяца, питанием ее в этот период обеспечивает самец. Часто из-за неравномерного распределения пищи одни птенцы сильно отстают в росте от других, и в голодное время легко могут быть съедены более сильными.

Яйца сов отличаются от яиц большинства птиц: они бывают исключительно белого цвета и в форма шара. Птенцы сов появляются на свет беспомощными, глаза у них заложены пухом. Кормят их оба родителя.

На вопрос «какая у птицы совы продолжительность жизни?» однозначный ответ также дать непросто: продолжительность жизни большинства особей колеблется в диапазоне от пяти до десяти лет, но известны случаи, когда совы, содержащиеся в условиях зоопарка доживали до сорока и даже до пятидесяти лет.

На фото гнездо совы

Основная причина, по которой погибают совы – это недостаток питания. В годы, когда численность грызунов невелика, около четверти молодого потомства погибает. Также совы часто подвергаются атакам других хищников – ястребов, беркутов и прочих. Даже некоторые мелкие виды пернатых могут в светлое время суток атаковать сидящих на деревьях сов.

Птицы совы виды

На данный момент времени учеными насчитано примерно 420 разновидностей сов. Вообще сова – птица леса, но может селиться и неподалеку от человека, излюбленными местами являются чердаки и крыши.

Полярная сова

Белая , напротив, сторонится людей и обитает преимущественно в северных широтах, где заселенность наиболее низкая. Самым крупным видом является филин, а самым мелким – воробьиный сыч.

Купить птицу сову можно в зоомагазине или на специализированных досках объявлений в интернете, однако стоит понимать, что это хищник и питается он исключительно животной пищей.

January 24th, 2018

- Как все в природе мудро устроено! Заметили? Ведь дырочки на шкурке у кошки именно там, где у кошки глазки!
башорг #397561

Сова способна повернуть голову на 270° жаворонку с перфоратором

Интересная дискуссия у нас возникла с vorona_n и acantharia по поводу больших "анимешных" глаз в природе.

Если спросить астронома, как диаметр объектива влияет на угловое разрешение, он ответит: чем больше - тем лучше! В телескопах стараются добиться того, чтобы все аберрации были малы по сравнению с размытием из-за дифракции.

А вот человеческий глаз видит наиболее чётко, когда зрачок сужен почти до конца: до 2-3 мм, тогда как в темноте он расширяется обычно до 6-7 мм, у отдельных людей - до 8-9 мм. Проблема в больших аберрациях довольно-таки простой оптической системы глаза: в нём всего одна линза (хрусталик), фокусное расстояние составляет 22 мм (приведённое на "воздух", глазное яблоко заполнено жидкостью, поэтому реальное фокусное расстояние меньше), т.е относительное отверстие изменяется от 1:3 до 1:11. Ясное дело, что на одной линзе "далеко не уедешь", надо её диафрагмировать посильнее, и лишь вблизи 2 мм дальнейшее уменьшение зрачка начинает вредить: дифракция возрастает быстрее, чем уменьшаются аберрации.

(взято из )

Вроде бы всё логично - природа много красивых вещей придумала, но многолинзовые объективы, просветлённую оптику, тяжелые флинты и прочие кроны реализовать "в мясе" не очень-то получится.

Но тут возникает один маленький вопрос: а как получается, что у сов диаметр зрачка может достигать 15 мм, и видят они лучше человека, как в плане четкости, так и по чувствительности, при том что голова у них заметно меньше нашей?

(как совам проверяли зрение, см )

Предупреждение: после того, как вы заглянете под кат, совы для вас никогда не станут прежними.

Один очевидный способ улучшения всех оптических характеристик - увеличение всех геометрических размеров, простое масштабирование. Дифракция очень быстро становится незначительной, тогда как света начинает приходить больше в k 2 раз (k - линейное увеличение размера) с того же телесного угла. Если на сетчатке будут применяться те же самые палочки и колбочки, то теперь их влезет гораздо больше, что повысит угловое разрешение. Аналог из фотографии - переход от смартфонов и "мыльниц" с маленькими матрицами (и столь же маленькими линзами) к кропнутым зеркалкам, от них - к полноформатным зеркалкам, а потом - вперёд на средний и крупный формат. Крупноформатный объектив с отн. отверстием 1:3.5 и малоформатный (35 мм) с таким же отверстием - вещи ну абсолютно не сопоставимые, хотя казалось бы - оптическая схема та же, линз немного.

Из живущих в наше время животных, самый большой глаз - у гигантского кальмара. Диаметр его глаза составляет 27 см, а диаметр зрачка - 9 см. Это позволяет ему уловить даже самый слабый свет, вызываемый биолюминесценцией живущих на глубине существ.

Типичный подход "судовиков" - для них масса меряется в тоннах, а размеры - в кубометрах, подумаешь, глаз размером в мячик! А вот авионики традиционно бьются за каждый грамм - ну нельзя такие глазки в сову запихивать, её участь от этого станет вдвое печальнее, чем в известной поговорке. Даже глаза человеческого размера в голове совы займут очень приличный объём, а мы уже знаем, что зрачок 15 мм (1:1,5) для них лишён смысла - света мы поймаем много, но одна линза не сможет сформировать из него сколько-нибудь чёткое изображение.

Надо сказать, что глаз животного с одной линзой работает значительно лучше большинства объективов (созданных человеком) на одной линзе за счет нескольких "ноу-хау", которые оптикам ещё только предстоит в полной мере освоить.

На всех иллюстрациях изображают, что в глазу ровно одна линза - хрусталик. Это не так: роговица глаза также работает как линза, пусть с небольшой оптической силой, так что система на самом деле получается двухлинзовой.

Что куда более необычно: показатель преломления хрусталика не является постоянным: он максимален по центру и плавно падает к краям, так что хрусталик является образцом градиентной оптики . Правильный выбор этого градиента позволяет серьёзно уменьшить в первую очередь сферические и хроматические аберрации изображения. Кома (в значении аберрации), астигматизм (в значении аберрации 3-го порядка, т.е проявляющийся лишь в стороне от оптической оси) и дисторсия не так страшны для глаза, поскольку ему вовсе не обязательно захватить всю картинку целиком за один раз. Он наведётся на один объект, разместив его в желтом пятне (области на сетчатке, где разрешение и цветовая чувствительность глаза максимальны), тогда как для периферийного зрения можно позволить себе некоторые искажения. Кривизна поля изображения может быть скомпенсирована кривизной светочувствительной области, но делается ли эта компенсация в реальности (совпадает ли кривизна сетчатки с кривизной поля) - сказать не могу. В попробовали изготовить градиентную линзу, имитирующую хрусталик глаза, с отн. отверстием 1:2,2, и такая линза оказалась гораздо лучше стандартной (из стекла с постоянным показателем преломления), но, конечно, значительно хуже современных многолинзовых объективов. В определяют параметры хрусталика хрюшек (как именно распределён показатель преломления) и приходят к выводу (среди прочего), что без градиента хрусталик имел бы положительную сферическую аберрацию, тогда как с градиентом она становится небольшой отрицательной, компенсирующей положительную сферическую аберрацию роговицы.

Кстати, форма зрачка - это своего рода попытка правильно диафрагмировать градиентный хрусталик. Круглый зрачок хорош с точки зрения дифракции, но он может закрыть целиком крайние области, "превратив" хрусталик в обычную стекляшку. В исследуют этот вопрос, но последовательной картины выстроить, как обычно, не получается. Многое всё-таки определяется волей случая.

Итак, что остаётся бедной сове? Если человеческий глаз имеет диаметр 24 мм и максимальный размер зрачка около 7 мм, то глаз совы должен был бы иметь диаметр вдвое больше (15/7), т.е 48 мм, и таких два - они элементарно всю башку займут, даже у филина, ну не складывается картина.

Оказывается, что глаз совы вовсе не похож на шарик или на яблоко, он вытянут в длину, напоминая скорее фотоаппарат - спереди тубус объектива, а сзади фотоприёмник. Как будто переднюю часть глаза оставили без изменения, а сетчатку отнесли подальше, пропорционально увеличив в размерах, чтобы сохранить поле зрения. Раз увеличилось фокусное расстояние, то теперь можно увеличить и диаметр зрачка, так что всё складывается как надо.

Недостаток этого подхода очевиден - такой глаз не повращаешь особенно - и действительно, у совы глаза закреплены в черепе жестко. На картинке можно видеть, что даже такие глаза занимают очень приличную часть черепа (комментарий к картинке - загляни сове в ухо, а увидишь глаз!), а уж заставь их вращаться - вообще места бы не осталось, да и попробуй их повращай при такой форме! Сова может смотреть только прямо. Надо куда-то посмотреть - крути всю голову, для того совам и нужна такая подвижная шея, допускающая поворот на 270°, иначе просто никак.

William J. Donnelly III and Austin Roorda - Optimal pupil size in the human eye for axial resolution - 2003 - решают обратную задачу - при каком диаметре зрачка лучше всего получится рассмотреть сетчатку. Ясно, что при том же диаметре и сетчатка хорошо рассмотрит мир.