Při pohledu do očí různých zvířat někdy spatříte velmi nezvykle tvarované zornice. Ale proč? Vychází najevo, že tvar zornice je silným ukazatelem toho, jakou roli hraje zvíře ve svém ekosystému.
Peering into the eyes of different animals, you’ll see some extraordinarily shaped pupils. But why? It turns out that pupil shape is a powerful indicator of what role an animal plays in its ecosystem.
Zornice je vydutý otvor v duhovce, což je okruží pigmentovaného svalu v oku. Je to průzor, kterým světlo vstupuje do oka, kde pak dopadá na sítnici a aktivuje buňky citlivé na světlo, čímž uvede do pohybu proces vidění. Zornice jsou černé, neboť většina světla, která do nich vstupuje, je pohlcena. Jejich velikost se mění v reakci na jas, stejně jako na určité drogy a emoční a duševní stavy, ale jejich základní tvar se u živočišných druhů velmi liší.
Pupils mark the hollow opening in the iris, the eye’s band of pigmented muscle. They’re the portholes through which light enters the eye, where it then strikes the retina and activates light-sensitive cells, setting the process of vision in motion. Pupils are black because most of the light that enters them is absorbed. Their size changes in response to brightness, as well as certain drugs and emotional and mental states— but their basic form varies greatly among species.
Domácí kočky jsou třeba soumrační lovci s vertikálně protáhlými zornicemi. Ve tmě se tyto struktury dramaticky rozšiřují a přijímají dostupné světlo. Za světla se smršťují do štěrbin. Kočičí zornice jsou tak flexibilní, že jejich maximální velikost je 135× větší než jejich minimální velikost, zatímco naše zornice se smršťují a rozšiřují pouze 15×. A díky tomu, jak štěrbinová zornice přijímá světlo, vytváří ostré vertikální obrysy. Když kočičí mozek zpracovává vizuální podněty z každého oka, malé, ale ostré rozdíly mezi nimi pomáhají kočce odhadnout přesnou vzdálenost od jejího cíle. I mnoho dalších lovců ze zálohy má vertikálně protáhlé zornice, ale hlavně ti, jejichž oči jsou umístěny blíže k zemi. Může to být proto, že tyto zornice jsou zvláště užitečné při vnímání objektů na relativně krátké vzdálenosti, na které tato zvířata obvykle loví.
House cats, for one, are twilight hunters with vertically elongated pupils. In the dark, these structures expand dramatically, taking in the available light. When it’s bright, they shrink into slits. In fact, cat pupils are so flexible that their maximum area is 135 times greater than their minimum area— whereas our pupils only shrink and expand 15-fold. And because of how the slit pupil takes in light, it creates sharp, vertical contours. When the cat’s brain processes the visuals from each eye, the small but sharp differences between them help the cat judge the precise distance of its target. In fact, many other ambush hunters also have vertically elongated pupils— but mainly those whose eyes are located closer to the ground. This may be because these pupils are especially useful in perceiving objects at the relative short distances these animals tend to hunt.
Úplně jinak vypadá svět za horizontálně protáhlými zornicemi mnohých pasoucích se a rozhlížejících se zvířat, jako jsou kozy. Tyto zornice umístěné na obou stranách hlavy propouštějí vodorovné pruhy světla, které koze poskytují téměř 360stupňový výhled a ostrý horizontální obraz. To kozám pomáhá odhalit jakýkoli pohyb na horizontu ‒ upozorní je to na potenciální predátory ‒ a zároveň jim to umožňuje vidět před sebe a detekovat překážky při útěku. Kozy ve skutečnosti vždy udržují své zornice v rovině s horizontem, a když pohybují hlavou nahoru a dolů, otáčejí očními bulvami v důlcích.
The world looks very different from behind the horizontally elongated pupils of many grazing and browsing animals, like goats. These pupils, situated on either side of the head, let horizontal bands of light in that give the goat a near-360-degree view and provide it with sharp, horizontal images. This helps goats detect any disruption to the horizon— alerting them to potential predators— while still enabling them to see ahead and detect obstacles as they make their escape. In fact, goats always keep their pupils aligned with the horizon, rotating their eyeballs in their sockets as they move their heads up and down.
Noční gekoni mají zornice, které se za lepších světelných podmínek zmenšují do štěrbin posetých dírkami. Každá dírka promítá na sítnici gekonů samostatný ostrý obraz. Vědci se domnívají, že porovnání těchto různých vstupů umožňuje gekonovi odhadnout vzdálenost, aniž by se musel pohybovat.
Meanwhile, nocturnal geckos have pupils that shrink into slits studded with pinholes in higher light conditions. Each pinhole projects a separate, sharp image onto the geckos retina. Scientists think that comparing these different inputs might help the gecko judge distance without having to move.
A i když vás tím možná překvapí, kudlanky a další hmyz a korýši mají jen „pseudozornice“. Nejde o optické struktury; jsou to optické iluze, které se tak pozorovateli jeví. Kudlanky mají oči složené z tisíců jednotek citlivých na světlo. Když jsou některé namířeny na vás, zdají se být černé, protože pohlcují většinu vlnových délek dopadajícího světla, ale skutečné otvory to nejsou.
And while they might have fooled you, mantises and other insects and crustaceans have “pseudopupils.” These aren’t optical structures; they’re optical illusions experienced by the observer. Mantises have compound eyes composed of thousands of light-sensing units. When some are aimed at you, they appear black because they’re absorbing most wavelengths of incoming light— but there’s no actual opening.
A proč my máme kulaté zornice? Protáhlé zornice pomáhají zaostřit určitý rozsah zvířecího vidění. Ale vědci se domnívají, že pro tvory s kruhovými zornicemi, jako jsme my, to není tak prioritní. Namísto toho, abychom viděli některé prvky scény extrémně zaostřené, vidíme větší obraz v relativních detailech, což nám dává obecnější schopnosti pozorování. Může to být užitečné zejména pro sběrače hledající potravu, lovce, kteří sledují a pronásledují svou kořist, a společenské tvory, kteří rozpoznávají jiné tváře.
So, why do we have round pupils? Elongated pupils help sharpen certain dimensions of an animal's vision. But scientists think that, for animals like us with circular pupils, this is a lower priority. Instead of seeing some elements of a scene in extreme focus, we see a larger picture in relative detail, which enables more general skills of observation. This may be especially helpful for foragers looking for food, hunters eyeballing and chasing their prey, and social animals recognizing other faces.
Když se díváme na různé zornice, objevíme u nich vzory. A přesto existují výjimky. Například manulové a mangusty jsou malí predátoři lovící ze zálohy, ale manul má kulaté zornice a mangusty mají zornice stejné jako kozy.
As we peer at different pupils, patterns emerge. And yet there are exceptions. For example, Pallas’s cats and mongooses are both small ambush predators, but the Pallas’s cat has round pupils and mongooses have goat-like pupils.
A to jsme prozkoumali jen několik tvarů zornic. Jiná zvířata mají zornice ve tvaru půlměsíce nebo srdce. A sépie mají snad jedny z nejbizarnějších: jejich zornice jsou ve tmě kulaté, ale ve světle mají tvar „W“. O co tedy v jejich případě jde? No, nechtěli bychom to všichni vědět?
And we’ve only explored a few pupil shapes. Other animals have crescent- or heart-shaped pupils. And the cuttlefish has perhaps some of the most bizarre: their pupils are circular in the dark, but W-shaped in the light. So, what’s going on here? Well, wouldn’t we all like to know?