Jak widzą psy

Oczy nocnych myśliwych

Oko psa i oko człowieka zbudowane są mniej więcej według tego samego planu, jednak w sposobie widzenia świata przez oba te gatunki występują pewne znaczące różnice. System wzrokowy człowieka obejmuje znacznie większy obszar mózgu, poza tym większa liczba neuronów zaangażowana jest w proces zbierania i przekazywania danych niż w przypadku pozostałych zmysłów. To oznacza, że nasza ocena sytuacji bazuje przede wszystkim na tym, co widzimy. Zupełnie inaczej jest u psów. System wzrokowy nie dominuje ich mózgu w tak dużym stopniu, a odbiór otaczającego świata w mniejszym stopniu polega na wzroku.

Co prawda, zdolność widzenia psa jest uboższa niż człowieka, jednak, jak na zwierzęce standardy, psy mają i tak stosunkowo niezły wzrok. A w pewnych sytuacjach widzą one nawet lepiej niż my. W końcu każdy, kto widział, jak pies śledzi tor lotu talerza frisbee, by w odpowiednim momencie wyskoczyć w górę i go chwycić, miał okazję przekonać się, że zwierzęta te odbierają obrazy i mają dobrą zdolność widzenia. U wielu ras psów możność do wykonywania zadań, do jakich je wyhodowano, bazuje właśnie na wzroku. Aportery muszą śledzić tor lotu ustrzelonego ptaka i zapamiętywać miejsce, w które upadł, aby go potem zlokalizować. Owczarki zauważają najdrobniejsze poruszenie w stadzie i na tej podstawie podejmują decyzję o tym, czy należy interweniować, aby stado się nie rozbiegło. Muszą także z dużej odległości zobaczyć sygnały ręką, jakie daje mu pasterz, wskazujący kierunek marszu całego stada. Charty wreszcie przez tysiąclecia hodowano właśnie po to, aby potrafiły wypatrzyć i upolować szybko poruszającą się zwierzynę. Psy przewodnicy niewidomych opierają swą pracę na obrazach, które mogą zobaczyć ich oczy, zastępujące oczy upośledzonego wzrokowo człowieka.

Proces ewolucji doskonalił i wyostrzał u poszczególnych gatunków te zmysły, od których zależało przeżycie każdego z nich. Człowiek, jako potomek nadrzewnych naczelnych, potrzebował zdolności rozróżniania kolorów (aby wypatrzyć wśród liści dojrzałe owoce i orzechy), dobrej ostrości widzenia (aby zobaczyć małe orzeszki i jagody) i dobrej głębi widzenia (aby właściwie ocenić odległość między gałęziami i nie wylądować na ziemi). Zaś przodkowie psa to mięsożerni myśliwi, szybko biegający po ziemi, aby dogonić znajdującą się nawet w sporej odległości, ale ciągle jeszcze w ich zasięgu, ofiarę. Psowate to także zwierzęta mroku, to znaczy, że ich największa aktywność przypada na godziny zmierzchu i świtu, kiedy światło jest stłumione, i w takich warunkach poruszają się znacznie pewniej niż ludzie. Oko zwierząt funkcjonujących w mroku musi wychwytywać najmniejszy nawet blask światła, za to rozróżnianie kolorów jest sprawą całkowicie drugorzędną.

Pełne zrozumienie sposobu widzenia psa wymaga poznania fizjologii i anatomii oka, które działa bardzo podobnie jak aparat fotograficzny. Zarówno oko, jak i aparat potrzebują dziurki, przez którą światło dostaje się do wnętrza (migawka w aparacie i źrenica w oku), soczewki skupiającej i ogniskującej światło oraz jakiejś wrażliwej powierzchni, na której można zarejestrować obraz (błona fotograficzna w aparacie i tylna powierzchnia siatkówki oka). Oko i aparat muszą mieć możliwość przystosowania się do pracy w zmiennym oświetleniu i nieustannie zawierać kompromis pomiędzy zdolnością do wychwytywania najmniejszych ilości światła a umiejętnością widzenia najdrobniejszych nawet szczegółów.

W konstrukcji oka psa nawet najdrobniejsze elementy służą tylko jednemu celowi – lepszemu funkcjonowaniu w przyćmionym świetle. Źrenice oka psów są znacznie większe niż większości ludzi. U wielu zwierząt w oku widać niewiele więcej ponad wielką źrenicę, okoloną wąziutkim paseczkiem tęczówki. Taka źrenica przechwytuje wprawdzie więcej światła, ale odbywa się to kosztem głębi widzenia, co oznacza, że przedmioty zbyt bliskie lub dalekie nie są przez nie widziane zbyt ostro. Wracając do porównania z aparatem fotograficznym – kiedy fotograf chce rozmazać tło za kimś, kogo fotografuje, użyje szeroko otwartej przesłony, aby zmniejszyć głębokość pola. Jeśli chce, aby wszystko wyszło ostro, także góry na odległym horyzoncie, otworzy przesłonę najmniej, jak to tylko możliwe. Źrenica oka psów także posiada zdolność rozszerzania się i zwężania, ale nigdy nie zwęzi się na tyle, aby uzyskać głębię widzenia równą naszej.

Większą zdolność wychwytywania światła psy zawdzięczają większym soczewkom. Aby skupiać dużo światła, soczewki muszą być duże. To dlatego soczewki astronomicznych teleskopów są tak ogromne, nawet do 500 cm średnicy, jak w teleskopie w Mount Palomar w Kalifornii. Dwa różne komponenty w oku i psa, i człowieka działają efektywnie jako soczewki. Pierwszy to rogówka – przezroczysta, twarda warstwa ochraniająca oko i faktycznie wyłapująca światło. Drugi – to krystaliczna soczewka, położona za źrenicą i ustawiająca punkt skupienia promieni świetlnych. Zwierzęta aktywne w mroku odznaczają się zwykle dużą powierzchnią rogówki. U psa jest ona zdecydowanie większa niż u człowieka.

Światło, które poprzez źrenicę dostaje się do oka i skupia się w soczewce, na koniec formuje obraz na siatkówce. Tu większość promieni świetlnych wyłapywana jest przez specjalne komórki nerwowe, zwane fotoreceptorami. W siatkówce człowieka wyróżniamy dwa typy fotoreceptorów: cienkie i wydłużone pręciki oraz krótkie, grube, stożkowate czopki. Pręciki są przystosowane do pracy w przyćmionym świetle. Nic też dziwnego, że w oku psa znajduje się znacznie więcej pręcików niż w oku człowieka, ale jest tam jeszcze dodatkowa struktura ułatwiająca widzenie w mroku, której nasze oko jest pozbawione.

Być może zauważyliście, że w nocy, w świetle reflektorów oczy psów połyskują niesamowitym, żółtym albo zielonym blaskiem. Ten kolor pochodzi z odbijającej światło makaty położonej za siatkówką, która działa jak swego rodzaju lustro. Przechwytuje ona i kieruje z powrotem na siatkówkę te wszystkie promienie świetlne, które nie zostały wychwycone przez komórki światłoczułe, czyli daje fotoreceptorom drugą szansę odbierania przyćmionego światła, które trafiło do oka. Fotoelektryczna aktywność makaty daje efekt fluorescencyjny, który dodaje blasku i lekko zmienia kolor odbitego światła. Zmiana barwy powoduje zmianę długości fali w kierunku tej, jaka jest dla fotoreceptorów najłatwiejsza do wychwycenia. Światło odbite od makaty odblaskowej zwiększa wprawdzie wrażliwość oka, ale ma to swoją cenę. Światło docierające do makaty odblaskowej pada z różnych kierunków i tak jak, kula bilardowa odbita od krawędzi stołu nie wraca po tym samym torze, lecz biegnie z pewnym odchyleniem. Z powodu różnicy w kierunkach światła padającego bezpośrednio na siatkówkę i światła odbitego, powstający obraz jest rozmyty. Ostrość obrazu to jest właśnie cena, jaką trzeba zapłacić za zdolność widzenia w mroku.

Psy typu husky, zwłaszcza te niebieskookie, których oczy nie świecą w ciemnościach, być może nie mają makaty odblaskowej. Wydaje się, że jest to zjawisko przypadkowe, utrwalone w wyniku selektywnej hodowli. Obszar dalekiej północy, gdzie hodowano te psy, przez większą część roku pokryty jest śniegiem, dzięki czemu najsłabsze nawet promienie nocnego światła odbijają się odeń, poprawiając widoczność przedmiotów. Prawdopodobnie światło odbijające się od makaty odblaskowej nie poprawiało już widoczności, więc ta zbyteczna struktura zagubiła się w procesie hodowli. Niektórzy naukowcy uważają nawet, że brak makaty w środowisku odbijającym promienie światła zapewnia przewagę, pozwalając zwierzęciu dostrzec szczegóły obrazu, którego kontury nie uległy deformacji, bez utraty wrażliwości na światło.

Posiadając większą źrenicę, większą skupiającą światło soczewkę, większą liczbę pręcików i makatę odblaskową, oko psa jest w znaczącym stopniu bardziej czułym przyrządem do widzenia w półmroku niż oko ludzkie. Udowodniono, że psu potrzeba jedną czwartą światła potrzebnego człowiekowi, aby dobrze widzieć w nocy. Oczy polujących nocą kotów są jeszcze bardziej wrażliwe i wystarcza im jedna siódma światła niezbędnego człowiekowi.

Rozejrzyj się dokoła

Kolejną istotną różnicą w sposobie patrzenia na świat pomiędzy nami i psami jest szerokość pola widzenia, czyli to, jak duży wycinek świata możemy objąć każdym okiem. Oczy człowieka są w dużym stopniu zwrócone ku przodowi, u psa zaś osadzone są raczej na bokach głowy, co daje mu bardziej panoramiczny obraz świata. Psy potrafią dostrzec coś, co dzieje się z boku. Ba, a nawet cokolwiek za nimi.

Pole widzenia człowieka też wykracza nieznacznie poza kąt oka, co bez większego trudu każdy sam może sobie udowodnić. Wybierz nieco oddalony od siebie punkt, znajdujący się na wprost twojej głowy i zacznij się weń wpatrywać. Teraz powoli unieś ręce do góry, aż znajdą się na wysokości oczu, palec wskazujący wyceluj w górę. Cofnij ręce do tyłu, abyś nie widział ich nawet kątem oka, kiedy patrzysz przed siebie. Teraz zacznij poruszać palcami wskazującymi i przesuwaj ręce powoli do przodu, aż palce znajdą się w polu twojego widzenia bocznego. Następnie, trzymając głowę na tyle nieruchomo, na ile to tylko możliwe, skieruj palce wskazujące w kierunku głowy. Przekonasz się, że dotkną one twoich skroni nieco z tyłu kąta oka. Wygląda więc na to, że przez chwilę miałeś oczy cokolwiek z tyłu głowy. Gdybyśmy zachowywali jedynie widzenie frontalne, nasze pole widzenia wynosiłoby 180 stopni. Okazuje się jednak, iż każdym okiem widzimy o 10 stopni więcej, więc nasze pole widzenia wynosi 200 stopni.

Psy mają oczy osadzone znacznie szerzej niż my, więc i ich pole widzenia jest szersze – wynosi około 240 stopni. A to oznacza, że widzą one znacznie większy wycinek otaczającego je świata. Szerokość pola widzenia u psów zmienia się w zależności od kształtu ich głowy. Rasy psów o skróconej kufie (uczenie nazywane brachycefalicznymi), jak mopsy czy pekińczyki, mają oczy osadzone raczej frontalnie, więc i zasięg ich pola widzenia niewiele odbiega od naszego. Inaczej jest z psami o wydłużonej kufie (dolichocefalicznymi) – te mają oczy osadzone szeroko po bokach czaszki, a ich pole widzenia sięga 270 stopni. Do psa o tak szerokiej panoramie widzenia niełatwo jest podkraść się niepostrzeżenie.

W rozmowie z kolegą, który jest wykładowcą fizyki, wspomniałem mimochodem, że szukam jakiegoś prostego sposobu na zademonstrowanie szerokości pola widzenia psa, bez konieczności uciekania się do użycia skomplikowanego sprzętu. „To proste” – powiedział. – „Jeśli nie widzisz źrenicy oka psa, to znaczy, że on ciebie też nie widzi, bo to możliwe jest tylko wtedy, kiedy światło odbite od ciebie trafi po prostej linii do źrenicy”. Wychodząc od tej sugestii, możecie przetestować szerokość pola widzenia własnego psa.

Potrzeba będzie do tego dwóch osób. Jedna z nich trzyma po prostu smakołyk przed nosem zwierzęcia, aby zmusić go do patrzenia przed siebie, podczas trwania testu. Druga ustawia się na poziomie oczu psa, w odległości około ćwierć metra od niego. Teraz, nie spuszczając oczu z psa, cofamy się powoli, aż do momentu, kiedy przestaniemy widzieć jego źrenicę. To najbardziej zewnętrzna granica pola jego widzenia – powinieneś znaleźć się nieco z tyłu boku głowy psa, przekonując się, jak szerokie jest pole jego widzenia, co skądinąd wyjaśnia, jak to się dzieje, że biegnąc przed siebie, pies doskonale wie, gdzie się znajdujesz i reaguje na twoje ruchy. Możesz wlec się z tyłu, a on i tak cię zobaczy.

Czy zobaczyć, znaczy uwierzyć?

Psy różnią się nieco od ludzi sposobem używania zmysłu wzroku. Patrzą po to, aby potwierdzić to, co już i tak wiedzą. Wyobraźmy sobie na przykład, że pies słyszy kroki swego pana na schodach. Zna już doskonale dźwięk tych kroków, więc pojawienie się pana w zasięgu jego wzroku tylko potwierdza to, o czym już wiedział, bazując na tym, co powiedział mu zmysł słuchu. Podobnie dzieje się, kiedy nasz pupil wykorzystuje zmysł węchu. Nos mówi mu, że chwycił właśnie trop królika. Kiedy podejdzie dostatecznie blisko, aby zobaczyć ukryte zwierzę, zmysł wzroku potwierdza jedynie to, o czym powiadomił go wcześniej węch. Zazwyczaj jednak królik nie czeka, aż pies się zbliży i już wcześniej zaczyna uciekać. Wtedy narząd wzroku staje się niezwykle użytecznym narzędziem. Śledząc drogę ucieczki królika, pies może wybrać najkrótszą drogę, aby pochwycić zdobycz. Wiele z potencjalnych ofiar psowatych wykształciło w sobie instynktowne zachowanie, bazujące na właściwościach wzroku swoich prześladowców – zwyczajnie zastygają bez ruchu, co jest bodaj najprostszym sposobem, aby pozostać niezauważonym. Coś, co się nie porusza, dla psa jest zwyczajnie niewidzialne.

Ludzi można nazwać zwierzętami uzależnionymi od wzroku, psy wzroku używają głównie przy polowaniu; prowadzi on zwierzę ku jego ofierze i pomaga wbić zęby we właściwe miejsce. Wszystkie inne informacje uzyskiwane za pomocą wzroku to dla psa informacje ekstra. Umysł tych zwierząt pełen jest rozmaitych wiadomości o otaczającym świecie, ale niewiele z nich pochodzi z obserwacji za pomocą oczu.