Пять удивительных приспособлений, которые помогают животным выживать в темноте

От змей, использующих инфракрасное излучение для поиска добычи, до глубоководных рыб, которые общаются с помощью биолюминесценции, - эти существа процветают без света.

Люди предпочитают светлое время суток, когда происходит большая часть нашей активности. Но в животном мире многие виды имеют другую точку зрения. Они принимают темноту. В конце концов, примерно на половине планеты в любой момент времени царит ночь, а в такие среды, как подземные пещеры и морские глубины, вообще не попадает солнечный свет.

Во тьме обитают существа всех типов, и многие из них развили невероятные чувства и способности, которые помогают им процветать в мире без света. Вот пять исключительных приспособлений к темноте, которые выделяются среди других.

Уши совы определяют добычу

Совы - хорошо вооруженные ночные охотники, которые могут похвастаться острым зрением, острыми клювами и когтями. Но у них есть и менее очевидное секретное оружие - чрезвычайно чувствительный слух. Совы могут не только слышать относительно тихие звуки на большом расстоянии, но и точно определять источник звука, будь то мышь, пробирающаяся ночью по сенокосу, или лемминг, двигающийся под толстым снежным покрывалом.

Голова совы имеет круглую морду, усеянную перьями, которая в процессе эволюции стала работать как спутниковая антенна, собирая звук и направляя его в уши, спрятанные по бокам морды. У многих видов ушные раковины расположены асимметрично, то есть одно ухо расположено выше и часто дальше вперед на голове, чем другое. Удивительно, но сова способна воспринимать крошечную разницу во времени, которое требуется звуку, чтобы достичь каждого уха. А поскольку каждое ухо обеспечивает несколько иной набор слуховых сигналов, сова способна использовать их для триангуляции источника звука и точного определения направления и расстояния до своей злополучной следующей пищи - даже когда ее не видно.

Летучие мыши социализируются с помощью звуковых волн

Летучие мыши вовсе не слепые, на самом деле они видят не хуже и даже лучше людей, особенно при слабом освещении на рассвете и в сумерках. Но эти летающие млекопитающие известны тем, что передвигаются ночью с помощью рта, носа и ушей, используя процесс эхолокации. Летучие мыши испускают изо рта или ноздрей звуковые волны на ультразвуковых частотах. Они отражаются от предметов, даже таких тонких, как человеческий волос, а затем возвращаются в уши летучей мыши. Обратная связь позволяет летучим мышам определять свое окружение, ловко перемещаться между деревьями или ловить комара в полете. Эта система работает настолько хорошо, что летучие мыши могут использовать углы приближения, чтобы определить и поймать маленького жука, сидящего на гораздо более крупном листе, при этом крупное эхо листа не заслоняет их более мелкую добычу.

Но недавно ученые узнали, что эхолокация также играет важную роль в социальной жизни летучих мышей. Звуки, которые используют летучие мыши, содержат информацию, включая пол, возраст и даже индивидуальную принадлежность.

Дженна Кохлес и ее коллеги недавно продемонстрировали, что некоторые летучие мыши могут использовать эту информацию даже во время полета и поиска добычи.

"Они могут отличать членов своей группы друг от друга, используя только "индивидуальные сигнатуры", содержащиеся в эхолокационных сигналах, которые они используют для поиска насекомых", - говорит Колес, поведенческий эколог из Института поведения животных имени Макса Планка. "Поэтому социальная жизнь летучих мышей, летающих по ночам, вероятно, гораздо сложнее, чем считалось ранее".

Змеи видят в инфракрасном диапазоне

Летучие мыши, грызуны и другие мелкие животные могут прятаться в темноте, но пока они живы, они излучают тепло. Змеи, такие как ямкоголовые гадюки, питоны и удавы, способны обнаружить таких животных в темноте, распознавая инфракрасное излучение, которое они производят, но не как свет, а как тепло. Свое название ямные гадюки получили благодаря органам тепловой чувствительности, расположенным в "ямках" между ноздрями и глазами. Эти специализированные рецепторы имеют мембрану с тысячами нервных окончаний, которые могут определять небольшие различия в температуре на расстоянии до трех футов.

Эта невероятная способность дает змее возможность видеть затемненное окружение, похожее на то, что снимает инфракрасная камера. Следование за светящимся ярким пятном позволяет змее точно определить местонахождение источника тепла, который часто оказывается следующей пищей змеи.

Исследование, проведенное в 2010 году в журнале Nature, показало, что эти нервные рецепторы работают с помощью тех же белков нервных клеток, которые используются человеком для обнаружения химических раздражителей из таких разных источников, как слезоточивый газ и измельченный лук. У змей эти "рецепторы васаби" эволюционировали для обнаружения тепла. Более поздние исследования показывают, что клетки в их ямках могут работать как пироэлектрические материалы, генерируя небольшие электрические импульсы при нагревании. Змеи обрабатывают эти электрические сигналы для преобразования информации об инфракрасном излучении в тепловые изображения, которые позволяют им видеть в темноте.

Инфракрасное зрение позволяет змеям наносить внезапные удары. Пещерные удавы, например, свисают с потолков пещер и настигают пролетающих летучих мышей. Но некоторые виды хищников, возможно, и в самом деле не прочь воспользоваться этой особой змеиной способностью. Исследования показывают, что некоторые наземные белки могут использовать свои хвосты, чтобы сбить с толку гремучих змей, подавая ложные инфракрасные сигналы. Белка приливает кровь к хвосту, нагревая его до температуры тела и агрессивно размахивая им. В результате белка кажется вдвое больше настороженной змеи, и хищник понимает, что его жертва готова дать отпор.

Фонарщики общаются с помощью света

Океаны занимают около двух третей поверхности Земли, и большая часть водной среды - это огромное царство тьмы, где солнечный свет практически не проникает на глубину, расположенную далеко под поверхностью.

В вечно темной среде, например, в пещерах, многие обитатели эволюционировали и стали слепыми. Но зверинец животных, обитающих в морских глубинах, как правило, имеет хорошо развитые и высокочувствительные глаза. "Их глаза не предназначены для того, чтобы видеть солнечный свет, которого не хватает, так что же является источником света?" - спрашивает Майкл Латц, морской биолог из Института океанографии Скриппса. "Это биолюминесценция. И она очень важна для привлечения или поиска добычи, отпугивания или избегания хищников, а также для поиска товарищей".

Биолюминесценция может быть редкостью на суше, но большинство животных в океане производят свой собственный свет с помощью этой особой химической реакции, в ходе которой организм окисляет молекулу под названием люциферин, которая затем высвобождает энергию в виде видимого света. Эта способность развивалась много раз у самых разных существ - от рыб до бактерий.

Фонарщики - одни из самых успешных биолюминесцентных видов, разнообразное семейство которых составляет около 60 процентов всех глубоководных рыб. Брюхо и бока фонарщиков снабжены органами, вырабатывающими свет, которые используются для маскировки. Когда окружающий свет проникает с поверхности, рыбы подстраиваются под него, сливаясь с окружающей средой с помощью техники, известной как контраиллюминация.

Рыбы также излучают свет для общения. Существует около 245 видов рыб-фонарей, и каждый из них может похвастаться своим уникальным расположением света и мигающим рисунком - сигнатура, которая может помочь им найти подходящих товарищей в темных водах. Даже океанические виды, не способные производить собственный свет, рассчитывают на биолюминесценцию, чтобы выжить - используя свет других животных. Известно, что рыбы-удильщики используют светящийся барбус, чтобы привлечь добычу в свой рот, как мотыльков на пламя. Но для этого не биолюминесцентные рыбы должны содержать светящиеся бактерии, которые производят яркую приманку для их глубоководной ловушки.

Ноги паука чувствуют вибрацию - и звук

Из-за огромных глаз можно предположить, что паук-людоед обладает превосходным зрением. Вы будете правы: ночью паук видит в 2 000 раз лучше, чем мы, люди. Но ноги паука могут похвастаться еще более невероятной способностью. Они покрыты чувствительными рецепторами вибрации, которые, как недавно с удивлением обнаружили ученые, позволяют пауку без ушей слышать звуки.

Пауки висят на нити и, когда срабатывает сигнал, затягивают пролетающую мимо добычу в сеть с помощью небольшой паутины, сплетенной на их передних четырех лапках. Но Джей Стафстром, изучающий экологию арахнидов в Корнельском университете, узнал, что арахниды могут ловить воздушных насекомых таким образом с завязанными глазами - то есть они не используют свои глаза.

Ученые знали, что пауки используют чувствительные метатарзальные органы на своих ногах для обнаружения вибраций в воздухе и определения местонахождения движущихся вокруг них существ, но команда Стафстрома обнаружила, что они также используют их для реагирования на звуки. Шум на частотах, похожих на те, что издают крылья мотыльков, мух и комаров, заставлял пауков совершать охотничьи движения, похожие на сальто назад, и закидывать сети в поисках добычи.

"У млекопитающих и других животных ушные барабаны - это большая часть пути, который преобразует звуки в полезную информацию в мозге", - говорит Стафстром. "Эти сенсорные системы функционально делают одно и то же, но они делают это с помощью разных типов оборудования".

Странные слуховые способности пауков могут также служить системой предупреждения. Пауки остаются неподвижными, когда слышат высокочастотные звуки, возможно, потому что они ассоциируют их с хищниками. "Поскольку мы знаем, что птицы едят много пауков, а эти пауки слышат птичьи крики, мы думаем, что это может помочь им узнать о приближении птиц".