Животные с самым большим углом зрения. Почему у людей глаза спереди

Многие из нас хоть раз в жизни, да задумывались, почему человеческие глаза смотрят вперед, а не расположены, скажем, по бокам головы. В основном напрашивается единственный ответ, связанный с необходимостью воспринимать трехмерные изображения. Однако благодаря своим исследованиям корреспондент «BBC Future» обнаружил и другие причины такого расположения человеческих глаз.

В первую очередь можно провести аналогию с некоторыми животными. Например, у кур, зебр, лошадей и коров глаза расположены несколько поодаль друг от друга, ближе к боковым сторонам головы. В то же время у других животных (обезьян, волков, сов, тигров) глаза расположены достаточно близко друг от друга. Таким образом, получается, что условно живых существ, обладающих глазами, можно разделить на две группы. И именно ко второй из них относятся люди. Но почему?

Дело в том, что расположение глаз на голове, всегда является неким компромиссом. Когда они расположены спереди, каждый из них по отдельности посылает в головной мозг изображение, которое видит сам. Затем полученные мозгом изображения накладываются друг на друга, в результате чего человек получает одну четкую, и глубокую картинку. А вот живые существа, глаза у которых находятся далеко друг от друга, просто не способны воспринимать изображение в трехмерном формате, зато имеют куда более широкий кругозор.

Скорее всего, у разных животных в процессе из эволюции формирование глаз происходило по-разному. Кстати, у некоторых видов черепах глаза расположены далеко друг от друга, однако их мозг все-таки обрабатывает информацию таким способом, как будто они (глаза) расположены рядом. Ученые предполагают, что все дело в том, что черепахи умеют втягивать голову в панцирь, в результате чего их глаза начинают видеть только свет, находящийся впереди, наподобие того, как если бы их глаза располагались на «человеческий» манер. Но почему же именно у приматов глаза оказались расположенными спереди, и зачем нам это нужно?

Уже в 1922 году Эдвард Тричер Коллинз, офтальмолог из , написал о том, что ранним приматам требовались глаза, расположенные именно спереди, поскольку такое зрение «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку… хватать пищу руками и подносить ее ко рту». В связи с этим в процессе эволюции у приматов развивалось такое зрение, которое позволяло бы им оценивать расстояние. В последующие несколько десятков лет гипотеза, представленная этим , еще несколько раз пересматривалась, тем не менее ее суть и дальше оставалась неизменной: глаза наших предков переместились вперед в процессе эволюции для того, чтоб дать им возможность правильно оценивать расстояние между объектами и иметь возможность перепрыгивать с ветки на ветку с малой долей последствий. «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями», - написал еще в 1991 году Кристофер Тайлер, специалист по визуальной психотерапии.

Однако у гипотезы Коллинза имеется и слабое место. Дело в том, что у многих современных животных, которые поселяются на ветках деревьев, как к примеру, у белок, глаза все-таки расположены поодаль друг от друга. А связи с этим в 2005 году Мэтт Картмилл, американский биолог и антрополог, высказал другую гипотезу, согласно которой хорошо оценивать расстояние хищникам помогает именно особенности их зрения. Это, по мнению ученого, позволяет им выслеживать свою добычу. Именно такая гипотеза, по словам ученого, является правильной, поскольку она позволяет понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. Так, к примеру, ранние приматы в охоте полагались на зрение, а не на обоняние. Картмилл решил, что ухудшение обоняния было побочным эффектом сближения глаз: просто для носа и для нервов, связывающих его с мозгом, осталось не так много места — все пространство было занято глазами.

Следует понимать, что огромное количество различной растительности, включая деревья, в лесу, мешает хорошо видеть лишь представителям приматов. В то же время более мелкие зверьки типа белок вовсе не испытывают никаких затруднений из-за деревьев, поскольку их голова маленького размера и с легкостью продвигается между листвой и ветками. Крупные животные, которые по своей природе не проживают в лесу, тоже довольствуются глазами, расположенными по бокам головы, поскольку им этого вполне достаточно.

Вот и получается, что сколько бы ни было гипотез про расположение глаз у животных, ни одна из них не является явной и единственно правильной. У каждой из имеющихся на сегодняшний день гипотез есть свои как сильные, так и слабые стороны. Вне зависимости от этого до сих пор так с точностью и не известно, зачем же нам, приматам, потребовалось такое зрение: для того, чтоб хорошо уметь прыгать с одной ветки на другую, ловить разнообразных жучков-паучков,или же видеть сквозь листву. Но очевидно лишь одно - такое зрение связано в потребностью выживать, как, впрочем, и многие другие человеческие умения, которые дошли до современного мира во времен приматов. Желание выживать всегда берет верх над любыми другими человеческими желаниями и инстинктами.

Почему глаза у нас расположены не по бокам головы, а смотрят вперед? Отчасти это связано с необходимостью воспринимать трехмерные изображения, но корреспондент BBC Future обнаружил и другие причины.

Вы когда-нибудь обращали внимание, что большинство животных в зоопарке можно отнести к одной из двух групп? У одних глаза находятся по бокам головы (это куры, коровы, лошади, зебры), а у других они посажены ближе и расположены спереди (в эту группу входят обезьяны, тигры, совы и волки). Сами посетители зоопарка — люди — очевидно, относятся ко второй группе. С чем же связано это различие?

Расположение глаз — это всегда некий компромисс. Когда глаза находятся спереди, каждый из них посылает в мозг изображение со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает глубину. Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть третье измерение, зато обзор у них гораздо шире.

Вероятно, расположение глаз формировалось у разных животных по-разному. К примеру, у некоторых черепах глаза находятся по бокам, но мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед, — возможно, это связано с тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза воспринимают свет только спереди, как будто они расположены в передней части головы. Но почему у нашей ветви эволюционного древа — у приматов — глаза оказались спереди? Тому есть множество объяснений.

В 1922 году британский офтальмолог Эдвард Тричер Коллинз писал о том, что ранним приматам требовалось такое зрение, которое «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку… хватать пищу руками и подносить ее ко рту». Поэтому, решил ученый, в процессе эволюции у них развилась способность оценивать расстояние.

В последующие десятилетия гипотеза Коллинза неоднократно пересматривалась и уточнялась, но суть ее в течение долгого времени оставалась неизменной: в процессе эволюции глаза у наших предков переместились вперед, чтобы точно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Цена ошибки при определении расстояния между деревьями действительно была немалой. «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями», — написал в 1991 году специалист по визуальной психотерапии Кристофер Тайлер.

Слабое место гипотезы Коллинза состоит в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, — например, у белок, — глаза расположены по бокам. Поэтому в 2005 году американский биолог и антрополог Мэтт Картмилл предложил другую гипотезу, исходя из особенностей зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние. По мнению Картмилла, это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. Ученый счел это объяснение весьма изящным, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. К примеру, ранние приматы в охоте полагались на зрение, а не на обоняние. Картмилл решил, что ухудшение обоняния было побочным эффектом сближения глаз: просто для носа и для нервов, связывающих его с мозгом, осталось не так много места — все пространство было занято глазами.

Американский нейробиолог Джон Оллман подхватил гипотезу Картмилла и доработал ее на основе сведений о ночных хищниках — ведь не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У кошек, приматов и сов они действительно находятся в передней части головы, а у мангустов, тупай и мухоловок — по бокам. Вклад Оллмана в развитие этой гипотезы состоит в предположении о том, что такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, — например, кошкам и совам, — потому что впереди глаза воспринимают свет лучше, чем по бокам. Ранние приматы как раз охотились по ночам и, возможно, именно благодаря этому пристрастию к ночной охоте у всех их потомков, в том числе у людей, глаза расположены спереди.

У американского нейробиолога-теоретика Марка Чангизи возникло еще одно объяснение. В 2008 году он опубликовал в «Журнале теоретической биологии» (США) статью о «рентгеновском зрении», предположив, что расположенные впереди глаза позволяли нашим предкам, жившим в лесу, видеть сквозь плотную листву и тесное переплетение веток. Громкое название «рентгеновское зрение» происходит от любопытного явления, описанного Чангизи: «Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными». Таким образом, получается, что человек может «видеть сквозь» палец, как с помощью рентгеновских лучей.

Нагромождение деревьев в лесу мешает видеть только крупным животным, таким как приматы. Более мелкие, например, белки, не испытывают таких затруднений, поскольку их небольшая голова может легко протиснуться между ветвями и листьями. Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам.

Таким образом, причина того, что глаза у нас находятся спереди, еще не установлена. У каждой гипотезы есть свои сильные и слабые стороны. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение — чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву — очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев.

Наблюдая за животными, можно заметить, что они делятся на две группы: у одних животных глаза расположены по бокам головы - это такие как куры, коровы, лошади, зебры. У других же животных глаза находятся ближе друг к другу и находятся спереди, это такие животные, как обезьяны, тигры, совы и волки. Мы, люди, очевидно относимся ко второй группе. Интересно, с чем же связано это различие?

Невозможно сказать, какое расположение глаз лучше. И у того, и у другого есть как свои преимущества, так и недостатки. Когда глаза находятся спереди - воспринимается глубина того, что видно. Это достигается за счет того, что каждый из глаз посылает в мозг картинку со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает окружающий мир в объеме - 3D. Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть объемное изображение, зато у них намного шире угол зрения.

Расположение глаз у разных животных, по всей видимости, формировалось по-разному. Возьмем, к примеру, черепах у которых глаза находятся по бокам, но их мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед. Это, возможно, объясняется тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза, а следовательно, и мозг, воспринимают свет только спереди. Таким образом, для мозга этих животных создается «впечатление», что глаза располагаются в передней части головы. Однако, почему же у приматов глаза оказались спереди? Этому есть множество объяснений.

По мнению британского офтальмолога Эдварда Тричера Коллинза, которое он записал еще в 1922 году, у приматов была острая потребность в таком зрении, которое «позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку… хватать пищу руками и подносить ее ко рту». Согласно этому, по заключению ученого, в процессе развития у них появилась способность оценивать расстояние.

В последующие годы теория Коллинза много раз пересматривалась и уточнялась. Однако, все пересмотренные версии этой теории сводились к одному: с течением долгого времени глаза у наших предков переместились вперед для того, чтобы они могли более безошибочно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Правильно рассчитывать расстояние между деревьями было очень важным, от этого могла зависеть жизнь человека. Вот, что в 1991 году написал Кристофер по этому вопросу Тайлер, специалист по визуальной психотерапии: «Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями».

Однако гипотеза Коллинза имеет слабое место, оно заключается в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, — например, у белок, — глаза расположены по бокам. Это побудило американского биолога и антрополога Мэтта Картмилла в 2005 году предложил другую гипотезу, которая основывается на особенностях зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние. Картмилл считает, что это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь-то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. По мнению ученого это объяснение весьма подходящее, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов. Например, ранние приматы в охоте больше полагались на зрение, чем на обоняние. Исходя из этого, Картмилл заключил: обоняние ухудшилось из-за того, что глаза сблизились друг с другом. Вследствие чего, пространство, которое раньше занимали нервные окончания, отвечающие за обоняние - сейчас стало занято глазами. Таким образом, острое зрение «оттеснило» хорошее обоняние.

Гипотезу Метта Картмила также поддержал американский нейробиолог Джон Оллман, он использовал данные полученные благодаря наблюдениям за ночными хищниками и доработал эту теорию. Интересен тот факт, что не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У многих ночных хищников, таких, как кошки, приматы и совы глаза действительно находятся в передней части головы. Но у других, например, мангустов, тупай и мухоловок глаза находятся по бокам. Оллман способствовал развитию этой гипотезы тем, что предположил: такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, — например, кошкам и совам. Из-за того, что ночью света гораздо меньше, чем днем их глаза приспособились, сместившись ближе к центру, таким образом, улавливалось больше света и охотится было легче. Ранние приматы охотились преимущественно ночью. Этим, возможно, объясняется, почему у всех их потомков, а также у людей глаза расположены спереди.

Марк Чангизи, американский нейробиолог-теоретик выдвинул еще одно предположение. В 2008 году он выдвинул теорию о «рентгеновском зрении», она была опубликована в «Журнале теоретической биологии» (США). Суть этой теории заключалась в том, что благодаря расположенным впереди глазам наши предки, жившие в лесу, могли видеть сквозь плотную листву, ветви и стволы деревьев. Чангизи описал интересное явление: «Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными» — от этого явления произошло название «рентгеновское зрение». Из этого исследует, что зрение человека напоминает рентген — он может видеть палец, как рентген «видит» сквозь какую-либо материю.

Крупным животным, например приматам, обилие деревьев в лесу мешает видеть далеко, для более мелких - таких, как белки - подобные затруднения не существуют. Это объясняется размерами их головы, из-за того, что она небольшая, им несложно протиснуться между ветвями и листьями. Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам.

Прямо говоря, причина, почему наши глаза находятся впереди, еще неясна. Каждая теория имеет свои преимущества и недостатки. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение — чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву — очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев. И, кажется, мы от этого ничуть не страдаем.

У одних глаза находятся по бокам головы (это куры, коровы, лошади, зебры), а у других они посажены ближе и расположены спереди (в эту группу входят обезьяны, тигры, совы и волки). Сами посетители зоопарка — люди — очевидно, относятся ко второй группе.

С чем же связано это различие? Расположение глаз — это всегда некий компромисс. Когда глаза находятся спереди, каждый из них посылает в мозг изображение со своего угла зрения, и за счет наложения этих изображений друг на друга человек воспринимает глубину.

Животные, глаза у которых расположены по бокам, не способны видеть третье измерение, зато обзор у них гораздо шире. Вероятно, расположение глаз формировалось у разных животных по-разному.

К примеру, у некоторых черепах глаза находятся по бокам, но мозг обрабатывает зрительную информацию так, как если бы глаза у них смотрели вперед, — возможно, это связано с тем, что когда черепахи втягивают голову под панцирь, их глаза воспринимают свет только спереди, как будто они расположены в передней части головы. Но почему у нашей ветви эволюционного древа — у приматов — глаза оказались спереди?

Тому есть множество объяснений.

В 1922 году британский офтальмолог Эдвард Тричер Коллинз писал о том, что ранним приматам требовалось такое зрение, которое

« ... позволяло бы им раскачиваться и точно перепрыгивать с ветки на ветку... хватать пищу руками и подносить ее ко рту... »

Поэтому, решил ученый, в процессе эволюции у них развилась способность оценивать расстояние.

В последующие десятилетия гипотеза Коллинза неоднократно пересматривалась и уточнялась, но суть ее в течение долгого времени оставалась неизменной: в процессе эволюции глаза у наших предков переместились вперед, чтобы точно оценивать дистанцию при перепрыгивании с дерева на дерево. Цена ошибки при определении расстояния между деревьями действительно была немалой.

« ... Расплатой за просчет было падение с высоты в несколько метров на землю, кишащую плотоядными зверями... »

— написал в 1991 году специалист по визуальной психотерапии Кристофер Тайлер.

Слабое место гипотезы Коллинза состоит в том, что у многих животных, которые селятся на деревьях, — например, у белок, — глаза расположены по бокам. Поэтому в 2005 году американский биолог и антрополог Мэтт Картмилл предложил другую гипотезу, исходя из особенностей зрения хищников, способных очень хорошо оценивать расстояние.

По мнению Картмилла, это позволяет им выслеживать и ловить добычу, будь то леопард, крадущийся за газелью, ястреб, цепляющий когтями зайца, или один из приматов, хватающий с ветки какое-нибудь насекомое. Ученый счел это объяснение весьма изящным, поскольку оно позволяло понять и другие эволюционные изменения, характерные для приматов.

К примеру, ранние приматы в охоте полагались на зрение, а не на обоняние. Картмилл решил, что ухудшение обоняния было побочным эффектом сближения глаз: просто для носа и для нервов, связывающих его с мозгом, осталось не так много места — все пространство было занято глазами.

Американский нейробиолог Джон Оллман подхватил гипотезу Картмилла и доработал ее на основе сведений о ночных хищниках — ведь не у всех хищных животных глаза расположены спереди. У кошек, приматов и сов они действительно находятся в передней части головы, а у мангустов, тупай и мухоловок — по бокам.

Вклад Оллмана в развитие этой гипотезы состоит в предположении о том, что такое зрение необходимо тем, кто охотится ночью, — например, кошкам и совам, — потому что впереди глаза воспринимают свет лучше, чем по бокам. Ранние приматы как раз охотились по ночам и, возможно, именно благодаря этому пристрастию к ночной охоте у всех их потомков, в том числе у людей, глаза расположены спереди.

У американского нейробиолога-теоретика Марка Чангизи возникло еще одно объяснение. В 2008 году он опубликовал в "Журнале теоретической биологии" (США) статью о "рентгеновском зрении", предположив, что расположенные впереди глаза позволяли нашим предкам, жившим в лесу, видеть сквозь плотную листву и тесное переплетение веток.

Громкое название "рентгеновское зрение" происходит от любопытного явления, описанного Чангизи:

« ... Если держать палец перед глазами в вертикальном положении, фиксируя взгляд на каком-нибудь предмете, расположенном позади пальца, в мозг поступят два изображения пальца, и оба они будут прозрачными... »

Таким образом, получается, что человек может "видеть сквозь" палец, как с помощью рентгеновских лучей.

Нагромождение деревьев в лесу мешает видеть только крупным животным, таким как приматы. Более мелкие, например, белки, не испытывают таких затруднений, поскольку их небольшая голова может легко протиснуться между ветвями и листьями.

Крупным животным, которые живут не в лесу, тоже вполне достаточно глаз, которые расположены по сторонам. Таким образом, причина того, что глаза у нас находятся спереди, еще не установлена.

У каждой гипотезы есть свои сильные и слабые стороны. Но независимо от того, зачем нам потребовалось такое зрение — чтобы прыгать с ветки на ветку, ловить вкусных жучков или видеть сквозь листву — очевидно, что такое расположение глаз связано с жизнью среди деревьев.