Каракатицы обладают уникальным трехмерным зрением

Каракатицы — головоногие моллюски, обитающие в морской воде, преимущественно держась у самого дна. Отличаясь умом и хорошей памятью, этот морской зверь обычно ассоциируется у людей с умением выпускать чернила с целью защиты. В отличие от других головоногих, каракатицы имеют внутреннюю раковину — овальное пористое известковое образование, регуляция жидкости и газа в котором меняет плавучесть животного.

Однако у каракатиц есть еще одна особенность: их глаза устроены так, что дают обзор на 360 градусов. Чтобы выяснить, как работает уникальное трехмерное зрение этого зверя, ученые надели на них крошечные стереоскопические красно-синие очки. Статью о своей работе они опубликовали в журнале Science Advances.

У этих морских обитателей одни из самых необычно устроенных глаз в животном мире. Изображение, которое они видят, гипотетически должно быть черно-белым, так как их глаза обладают всего одним типом фоторецепторов. Однако уникальный W-образный зрачок может позволить им воспринимать цвета совершенно иначе, чем это происходит у позвоночных. Несмотря на то что глаза каракатиц Sepia officinalis, которые участвовали в эксперименте, устроены иначе, чем человеческие, они тоже обладают трехмерным стереоскопическим зрением. Нас роднит использование стереопсиса — механизма восприятия глубины пространства, для которого необходимо получать изображения от глаз одновременно. Однако механизм этого стереопсиса у каракатицы, вероятно, совсем другой.

Мы для фокусировки меняем кривизну хрусталика. У каракатиц хрусталик фактически меняет положение. Наши глаза постоянно смотрят вперед, обеспечивая стереопсис, но давая при этом ограниченный обзор: мы ограниченно видим, что происходит по бокам, и совсем не видим, что творится сзади. Для головоногих такое расположение глаз нехарактерно, и, как правило, они имеют другие механизмы, помогающие воспринимать расстояние до объектов.

Каракатица в очках / © P. Gonzalez-Bellido, Wardill Lab

Хотя у каракатиц глаза смотрят в разные стороны, что и позволяет создавать обзор на 360 градусов, эти животные могут поворачивать глаза вперед. Ученые предположили, что это может помогать им использовать стереопсис. Чтобы выяснить, так ли это, они создали крошечные 3D-очки и надели их на 14 каракатиц. Благодаря липучке, их можно было легко надеть и снять — чем и воспользовались три зверя, сняв очки сразу по возвращении в аквариум.

Каждую каракатицу научили наносить удары щупальцами, надевая им очки. Затем аквариум поставили перед экраном, на котором проигрывалось видео с двумя двигающимися креветками разного цвета — обычной добычей для каракатицы. В итоге, если бы каракатицы использовали стереопсис, как это делаем мы, то креветки для них сместились бы так, как в кинотеатре сливаются воедино и кажутся более близкими изображения фильма в формате 3D. Если все так и произошло бы, то каракатицы попытались бы поймать добычу, нанося удары щупальцами в то место, куда в 3D смещается картинка.

Именно так и произошло. Это делает каракатицу вторым известным беспозвоночным, использующим стереопсис для определения расстояния. Более ранние работы показали, что богомолы также имеют бинокулярное восприятие глубины. Однако стереопсис богомола отличается от стереопсиса человека: в отличие от нас, это насекомое не может воспринимать глубину объектов неподвижного пространства. Как работает стереопсис каракатицы, пока до конца не ясно, но, вероятно, из-за различий в мозге он тоже может отличаться от нашего.

В следующих работах ученые планируют лучше понять механизм, позволяющий мозгу каракатицы обрабатывать изображения. Это может стать важным шагом в изучении биологических основ трехмерного зрения вообще и принципов работы зрительных систем.