У каракатицы необычные глаза: при ярком освещении её зрачки напоминают волнистую букву W. Такая форма не просто внешняя особенность морского моллюска. Она помогает приспосабливать зрение к условиям, когда сверху вода ярко освещена, а внизу заметно темнее.
Каракатицы относятся к головоногим моллюскам, как осьминоги и кальмары. Их глаза способны формировать достаточно подробное изображение окружающих предметов, а положение зрачков меняется в зависимости от освещённости. В отличие от человека, каракатица не сохраняет привычный круглый зрачок на ярком свету.
В солнечный день зрачок обыкновенной каракатицы Sepia officinalis сужается в вытянутую горизонтальную щель с характерными изгибами. Когда света становится мало, отверстие расширяется и постепенно приобретает более округлую форму. Поэтому фотографии глаз одной и той же каракатицы при разном освещении могут заметно отличаться.
Учёные исследовали эту особенность с помощью инфракрасной съёмки живых животных. Они наблюдали, как изменяется форма отверстия при разных уровнях света и под разными углами. Затем исследователи сопоставили полученные данные с распределением яркости в естественной среде каракатиц.
В неглубокой воде свет распределяется неравномерно. Сверху приходит яркое солнечное излучение, а направление к дну и в стороны часто оказывается значительно темнее. Глазу приходится одновременно различать детали в этих разных частях поля зрения.
Необычная форма зрачка ослабляет поток света, поступающий сверху, сильнее, чем свет из горизонтального направления. Благодаря этому уменьшается контраст между чрезмерно яркой верхней частью подводной сцены и более тёмными участками. Исследователи считают, что такой механизм способен облегчать восприятие деталей в условиях сложного освещения.
Есть и другая проблема: сильный свет, попадая внутрь глаза, рассеивается на его оптических структурах. Это может ухудшать различимость слабоконтрастных объектов в более тёмной части изображения. Сужение зрачка в нужных направлениях помогает ограничивать такое рассеяние.
При этом горизонтальная часть поля зрения для каракатицы особенно важна. Животное отслеживает обстановку перед собой и по сторонам, замечая добычу и возможных хищников. Изгибы W-образного отверстия позволяют сохранять сравнительно равномерное поступление света из разных участков горизонтального обзора.
Ранее биологи выдвигали и другие объяснения необычной формы. Например, предполагалось, что такой зрачок делает глаз менее заметным или помогает точнее оценивать расстояние до объектов. Эти идеи полностью не исключены, но исследование распределения света дало более конкретное оптическое объяснение.
Зрение каракатиц отличается от человеческого не только формой зрачка. Головоногие способны воспринимать поляризацию света — характеристику, которую люди без специальных приборов обычно не замечают. Это дополнительный способ различать особенности подводной сцены, хотя он не означает привычного для человека цветового зрения.
У каракатиц также есть сложная система изменения окраски кожи. Она помогает маскироваться, демонстрировать сигналы другим особям и реагировать на окружающую среду. Но способность быстро менять узор тела не доказывает, что животные воспринимают цвета так же, как человек: механизмы их зрения продолжают изучать.
Таким образом, W-образный зрачок — пример того, как строение глаза связано с условиями жизни. Он меняет распределение света на сетчатке и может улучшать видимость в неравномерно освещённой воде. При слабом освещении каракатица раскрывает зрачок шире, чтобы пропустить больше света.