Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность - Йонг Эд (читать книгу онлайн бесплатно полностью без регистрации .txt, .fb2) 📗
Каждая кривая соответствует одному типу колбочек. Пик кривой приходится на длину световой волны, к которой наиболее чувствительна такая колбочка. Обратите внимание, что у собак имеется два типа колбочек, а у человека – три
Однако цветовое зрение предполагает не только улавливание световых волн разной длины, но и сравнение их между собой. Три типа колбочек подключены к сложной сети нейронов, которые складывают и вычитают их сигналы. Какие-то из этих нейронов возбуждаются сигналами от красных колбочек, но тормозятся сигналами от зеленых – в результате мы отличаем красный от зеленого. Другие нейроны возбуждаются синими колбочками, но тормозятся красными и зелеными – так мы различаем синий и желтый. Эта простая нейронная арифметика – К – З и С – (К + З) – называется оппонентностью. Именно по этим формулам первичные сигналы всего от трех типов колбочек преобразуются в то радужное великолепие, которое мы воспринимаем.
Оппонентность лежит в основе (почти) любого цветоощущения. Без нее живое существо не сможет различать цвета в привычном нам смысле. У рачков дафний (их еще называют водяными блохами) четыре опсина, чувствительных к оранжевой, зеленой, фиолетовой и ультрафиолетовой частям спектра{209}. Однако эти длины волн просто запускают аппаратно определенные, почти рефлекторные реакции: ультрафиолет означает солнце, от него отплываем подальше, зеленый и желтый значат пищу – плывем туда. Дафнии реагируют на четыре определенные разновидности света, которые мы воспринимаем как разные цвета. Но для дафний, не имеющих возможности сравнить сигналы от четырех своих опсинов, не существует спектра.
Таким образом, цвет по сути своей субъективен. Ни в травинке, ни в световой волне с длиной 550 нм, которую она отражает, никакой изначально и постоянно присущей ей «зелености» нет. Превращением физического свойства в ощущение зеленого занимаются наши фоторецепторы, нейроны и мозг. Цвет существует в глазах смотрящего – и в его мозге. Достаточно вспомнить случай художника Джонатана И., описанный Оливером Саксом и Робертом Вассерманом в «Истории художника с цветовой слепотой» (The Case of the Colorblind Painter){210}. Всю жизнь он нормально различал цвета и писал цветные картины, но после черепно-мозговой травмы его мир стал черно-белым. Сетчатка у него осталась невредимой, опсины были на месте, колбочки работали. Однако мозг теперь воспринимал только оттенки черного, белого и серого. Даже мысленным взором, закрыв глаза, художник видел все совершенно бесцветным.
Незначительная доля людей – и целые виды животных – тоже воспринимают мир лишь в оттенках серого, при этом без всякой мозговой травмы: просто их сетчатка не приспособлена к цветовому зрению. Их называют монохроматами. У одних, как у ленивцев и броненосцев, есть только палочки, которые отлично работают в полумраке, но для цветовосприятия не предназначены{211}. У других, как у енотов и акул, имеется лишь один тип колбочек, а поскольку цветовое зрение строится на оппонентности, одна колбочка – это все равно что ничего{212}. У китов тоже только одна колбочка: перефразируя специалиста по зрению Лео Пейхля, для синего кита океан не синий{213}. Колбочки есть только у позвоночных, но у других животных имеются свои фоторецепторы, реагирующие на волны определенной длины, а значит, играющие сходную роль. Как ни удивительно, у головоногих – осьминогов, кальмаров и каракатиц – имеется только один тип таких рецепторов, то есть они тоже монохроматы[74]{214}. Животные, способные быстро менять цвет, сами эту игру оттенков не видят.
Такое обилие монохроматов указывает на одно из самых контринтуитивных обстоятельств, касающихся цветоощущения: в нем нет необходимости. Почти всё, для чего животным требуется зрение – ориентация в пространстве, поиски корма, коммуникация, – вполне осуществимо в черно-белом варианте. Зачем же тогда вообще нужно различать цвета?
Физиолог Вадим Максимов предположил, что ответ нужно искать за 500 млн лет до нашего времени, в кембрийском периоде, когда появились предки современных групп животных{215}. Многие из этих доисторических созданий жили в мелких морях, среди солнечных бликов, играющих в толще воды. На наш современный взгляд, эта солнечная рябь очень красива, но древних монохроматов она должна была сильно сбивать с толку. Если освещенность того или иного участка воды меняется за какую-нибудь секунду в 100 раз, распознавать нужные объекты на его фоне становится гораздо труднее. Вот впереди вдруг потемнело – что это, тень надвигающегося врага или просто облако ненадолго перекрыло солнечные лучи? Монохроматический глаз, различающий только свет и темноту, останется в неведении. Глаз, способный на цветовосприятие, справится намного лучше – потому что соотношение интенсивностей световых волн разной длины сохраняется, даже когда общая освещенность растет или падает. Клубничина, которая выглядит красной при ярком свете, будет выглядеть красной и в тени, а ее зеленая плодоножка останется зеленой даже на красноватом закатном солнце. Цвет – а еще точнее, оппонентное цветовосприятие – обеспечивает постоянство. Способность сравнивать уровень сигналов от фоторецепторов, настроенных на разную длину волны, позволяет животному стабилизировать картину окружающего мира, в котором свет пляшет и мельтешит. Для этого достаточно хотя бы двух типов фоторецепторов. Это основа дихромазии, простейшей разновидности цветового зрения. Именно такая имеется у Ретины, других собак и большинства млекопитающих.
У собак две колбочки: одна содержит длинный, желто-зеленый опсин, вторая – короткий, сине-фиолетовый{216}. Они видят в основном оттенки синего, желтого и серого. Мой корги Тайпо, глядя на свою красно-фиолетовую игрушку, скорее всего, воспринимает красный как темный охристо-желтый, а фиолетовый – как насыщенный синий. А вот ярко-зеленое кольцо, которое он любит грызть, стимулирует обе колбочки одинаково; в силу оппонентности эти сигналы взаимно уничтожаются, поэтому Тайпо видит кольцо белым.
Лошади тоже дихроматы, и их колбочки чувствительны к волнам примерно той же длины, что и у собак. Это значит, что лошади очень плохо различают оранжевые метки, которые используются для обозначения препятствий на скачках{217}. Человеческий трихроматический глаз эти огненные сполохи, конечно, не пропустит, но для дихроматического лошадиного, как выяснили Сара Кэтрин Пол и Мартин Стивенс, они сливаются с фоном. Так что, если адаптировать ипподром к лошадиному зрению, метки нужно наносить кислотно-желтым, ярко-синим или белым.
Собственно, если бы мы решили сделать ипподромы инклюзивными в смысле человеческого зрения, нам, скорее всего, пришлось бы поступить так же. Большинство людей, страдающих «цветовой слепотой», тоже дихроматы, поскольку у них отсутствует одна из трех положенных колбочек. На самом деле цвета они видят, пусть и в урезанном диапазоне. У цветовой слепоты есть много разновидностей, но к собачьему и лошадиному варианту зрения ближе всего дейтеранопы, лишенные средней (зеленой) колбочки. Их мир окрашен в желтый, синий и серый, а красный и зеленый для них почти неразличимы. Страдающие цветовой слепотой могут путаться в сигналах светофора, цветовой маркировке проводов и образцах краски{218}. Им бывает трудно разобраться в обозначениях на упаковке или схеме, отличить игроков соперничающих команд, одетых в предположительно контрастную форму, и даже выполнить простое, казалось бы, учебное задание, например нарисовать радугу. В ряде стран им отказывают в праве пилотировать самолет, поступать на военную службу и даже водить машину. Цветовая слепота не должна бы ограничивать возможности человека, однако она это делает, поскольку вся человеческая культура ориентирована на трихроматов. Что же такого выдающегося в трихромазии, помимо того, что ею обладает большинство представителей нашего вида? Если основной массе млекопитающих хватает дихромазии, почему ее не хватает нам и другим приматам? Зачем нам различать цвета именно так?
