Можно уменьшить длину радиоволн до области инфракрасных волн, занимающую в электромагнитном спектре интервал от семисот до одной тысячи шестисот нанометров. Это тепловые лучи, и человек их ощущает терморецепторами кожи на достаточно большом расстоянии, если они идут от таких мощных источников, как Солнце, раскаленная печь, электролампочка или костер. Но у людей нет «живых приборов», способных воспринимать инфракрасные лучи, идущие от всего живого, даже от растений. Для этих целей человек создал приборы ночного видения, которые по своей чувствительности все же уступают «живым» термолокаторам.
Кровососущим в любое время дня и ночи нужно находить жертвы. Для них важнее инфракрасные лучи, позволяющие дистанционно находить свою жертву и днем и ночью. Самый обычный постельный клоп на расстоянии пятнадцати сантиметров обнаруживает объекты, имеющие температуру. Человека он обнаруживает на расстоянии нескольких метров. По мере приближения к теплому объекту клоп во все стороны водит антеннами. Когда он выбрал место присасывания, его антенны устремлены точно на это место. После этого клоп поворачивает все тело в сторону, указываемую антеннами, и направляется к месту свершения «пиратских акций». Другой кровосос — клещ — вооружен лучшим, чем у клопа, термолокатором. Забравшись на кончик листа дерева или куста, он поднимает передние ножки и начинает ими водить в разные стороны. На ножках можно различить округлые образования — это и есть термолокаторы. Они принимают лучи на расстоянии нескольких метров. Клещ только и ждет, когда теплокровное животное или человек приблизится к нему, чтобы упасть на него и впиться в кожу. Как и клоп, клещ может находить человека на значительном расстоянии, улавливая комплекс полей, испускаемых головой человека. Исследователь паукообразных П. И. Мариковский проделал очень простой опыт. Достаточно было высунуть голову из автомобиля, как клещ на расстоянии нескольких метров обнаруживал человека и начинал двигаться в его сторону. Металлический корпус автомобиля выступал как экран. Поэтому, если убрать голову, клещ терял человека и начинал беспорядочно бегать во все стороны. Появление головы из кабины опять позволяло ему найти верное направление.
В глубинах океана обитает много животных, пользующихся «приборами ночного видения». Последние отблески света в воде гаснут на глубине трехсот метров, а жизнь продолжается и на глубине до десяти тысяч метров. Животные наделены там биолюминесцентными фонариками, другие научились видеть инфракрасный свет, идущий от всех живых существ. Глубоководные кальмары, помимо глаз, по своему строению похожих на человеческие, имеют еще термоскопические глаза, улавливающие инфракрасные лучи. Строение термоскопического глаза сходно с обычным глазом, воспринимающим видимый для нас свет. В нем можно найти и хрусталик, и роговицу, и сетчатку. Только в сетчатке рецепторы приспособлены воспринимать инфракрасные волны, а чтобы обычные световые лучи не мешали рассматривать идущее от живых объектов тепловое излучение, каждый термоскопический глаз снабжен специальным светофильтром, задерживающим все лучи, кроме инфракрасных. Интересно, что термоскопические глаза у кальмара расположены на хвосте. Вращая хвостом, как головой, кальмар рассматривает животных, которыми можно полакомиться, а если вдруг сверху пикирует огромное светящееся бревно — приближается кашалот — надо удирать. Полезно иногда на хвосте иметь глаза, тем более ночного видения.
В своей книге «20 лет в батискафе» (Л., Гидрометеоиздат, 1976) известный исследователь подводных глубин Жорж Уо отмечает, что на глубине пяти-шести километров, в океанской пучине, где властвует вечный мрак, он встречал рыб с хорошо развитыми глазами. Они подплывали к иллюминатору батискафа, но никак не реагировали на яркий луч прожектора. Зачем тогда им глаза? А может, и в этом случае глаза видели только инфракрасный свет и всех тех, кто его испускал?
В Америке водятся гремучие змеи, а у нас в Средней Азии щитомордники. Это очень ядовитые змеи. С каждой стороны головы у них видны ямки — большая и маленькая. Одна из них ноздря, а между глазом и ноздрей расположен живой термолокатор — «лицевая ямка». По этому признаку их и относят к семейству ямкоголовых. Каждая ямка представляет собой полость глубиной шесть миллиметров, открывающуюся наружу отверстием диаметром около трех миллиметров. На дне полости натянута тонкая мембрана (рис. 8). На квадратном миллиметре мембраны можно насчитать до одной тысячи пятисот терморецепторов. По существу, это своеобразный простой глаз — инфракрасная камера обскура. А поскольку поля ямок перекрываются и поступающие в мозг нервные импульсы анализируются как одно целое, то/возникает своеобразный эквивалент стереоскопического зрения, позволяющий змее точно определить местонахождение источника тепла. У змеи слабое зрение и обоняние, а «слышит» она только колебания, передающиеся через почву, поэтому в охоте за мелкими теплокровными зверьками и птицами термолоцирующий орган играет важную роль. Зверек может не иметь запаха и не издавать ни одного звука, но он не может не излучать тепло. Поэтому его местонахождение будет точно установлено живым термолокатором змеи. А чувствительность термолокатора змеи очень высока: он реагирует на изменение температуры в 0,002 °C.
Рис. 8. Увеличенная схема строения термолокатора — «лицевой ямки» у змеи:
1 — мембрана с рецепторами
Может показаться, что термолокаторы, созданные человеком, лучше и чувствительнее, чем те, что создала природа, — ведь чувствительность их достигает 0,0005 аС. Однако достаточно сравнить размеры творения природы и творения рук человеческих, как становится понятным, насколько искусственный прибор несовершенен. В «железном» термолокаторе зеркало, собирающее тепловые лучи на специальную зачерненную пленку, меняющую сопротивление в зависимости от температуры, достигает в диаметре более метра. В природе этому великану противопоставлены, например, две лицевые ямки на голове змеи, диаметр которых исчисляется миллиметрами. Получается, что «живой прибор» на единицу термолоцирующей площади в несколько тысяч раз более чувствителен, чем- созданный человеком.
Наконец, среди инфракрасных локаторов есть «приборы», способные переводить невидимые лучи в видимое изображение с помощью флуоресценции. Такой механизм найден в глазах ночных бабочек. Инфракрасные лучи проходят через сложную оптическую систему и фокусируются на пигменте, который под действием теплового излучения флуоресцирует и переводит инфракрасное изображение в видимый свет. Однако эти видимые образы строятся непосредственно в глазу ночной бабочки. Благодаря способности воспринимать инфракрасное излучение бабочки без труда находят цветы, которые в темные ночи испускают излучение именно в этой области спектра.
Рассмотрим еще один способ регистрации животными невидимых электромагнитных волн — в области рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи могут обнаруживать очень немногие животные. Крысы, например, на это способны. Американский исследователь Б. Федер сообщил, что ряд проведенных им экспериментов позволил установить, что крысы обнаруживают в воздухе рентгеновское излучение в двадцать миллирентген, которое практически безвредно для них. Каким образом? Они «нюхают» высокочастотное электромагнитное поле и по запаху определяют мощность облучения. Вернее, они с помощью обоняния улавливают даже незначительное количество ионов, образовавшихся после воздействия рентгеновских лучей на молекулы воздуха. Видимо, только крысы знают как пахнет электромагнитное поле.
Самые необычные глаза
Все ли живые существа одинаково воспринимают окружающий мир с помощью зрения? Конечно, нет!
Так, например, плащеносная ящерица, живущая в Австралии, умеющая ходить на задних ногах, раскрывающая свой плащ-капюшон для устрашения и сама до смерти боящаяся людей, несмотря на внушительные размеры (может достигать 1,6 метра), видит мир оранжевым.
Ученые исследовали глаза ящериц и нашли, что они снабжены оранжевыми «очками». В их сетчатке много жировых капель, окрашенных в оранжевый цвет. Следовательно, светофильтры находятся прямо в сетчатке этих живых организмов. Значит, ящерицы видят мир не так, как мы. И не только ящерицы. Многим птицам кажется зеленым то, что мы видим в красном цвете. Рыбы тоже несут различные светофильтры в глазах. Например, терпуг может менять цвет роговицы глаза.
Анализаторы видимых электромагнитных волн у животных могут быть разные по цвету и форме — большие, как блюдца, и маленькие, как бусинки, с круглыми, щелевидными и дугообразными зрачками.
У козы зрачок квадратный, а у некоторых копытных похож на сердце. Зато у летучих рыб зрачок принимает вид щели — в виде полукольца. Все эти приспособления помогают животным наблюдать за окружающей обстановкой. Когда, например, летучая рыба стремительно вырывается из воды, она попадает в мир солнца, зрачок за это время не успел бы сократиться, а щель уже сокращена и через нее удобно наблюдать за состоянием водной поверхности.
В природе встречается рыбка, у которой в каждом глазу по два зрачка: один вверху, другой внизу. Эту рыбу, обитающую в южноамериканских реках, так и называют четырехглазкой. Выставит она половину своего выпученного глаза наружу и смотрит, что над поверхностью воды, а нижняя в это время наблюдает, что делается под водой. Но самое интересное, что и сетчатка каждого глаза разделена на две части. Одна улавливает подводное, другая — надводное изображение. Однако рыбы, как установили ученые, не различают эти два раздельных изображения, а видят общую картину.
Как бы ни был замысловато устроен зрачок, острота зрения зависит от сетчатки, от того, сколько зрительных элементов приходится на единицу ее площади, сколько в ней палочек или колбочек. У человека и некоторых животных в сетчатке есть и палочки и колбочки. Такой глаз способен воспринимать свет и днем и ночью. Те же животные, которые ведут ночной образ жизни, вооружены только палочками. Их глаз не обладает острым зрением, зато при самом слабом свете он может улавливать малейшие движения предметов.