Ученые выяснили, как кальмары оценивают расстояние

Исследователи из Квинслендского университета (Австралия) обнаружили, как вид кальмаров Sepioteuthis lessoniana (большеплавниковый рифовый кальмар) решает проблему восприятия расстояния в лишенной ориентиров водной среде.

Проблема зрения

У этих кальмаров из-за давления мозга на глазное яблоко на сетчатке образуется выпуклость, что приводит к размытому зрению.

Эволюционное решение

Аспирант Вен-Сун Чун обнаружил, что кальмары компенсируют этот дефект с помощью характерного кивательного движения головой. Это движение позволяет им точно определять дистанцию до цели (например, добычи) и идентифицировать размер объектов.

"Этот замечательный механизм определения дальности позволяет охотиться, защищаться и определять размер объектов в среде, где восприятие глубины в остальном очень затруднено", — пояснил Чун.

Подтверждение гипотезы

Чтобы доказать, что выпуклость сетчатки — не результат посмертного повреждения при отлове, ученые использовали неинвазивные методы, включая миниатюрный высокоразрешающий УЗИ-сканер, для исследования неповрежденного образца. Также было разработано устройство для инфракрасной ретиноскопии, чтобы наблюдать форму глаза у свободно плавающих кальмаров.

Принцип работы

Разработка модели заняла год. Механизм использует размытие изображения для кодирования расстояния, что направляет кальмара в "зону поражения", где его щупальца могут дотянуться до жертвы.

"Это открытие — еще один случай 'согласованной фильтрации', когда животным нужен лишь простой сигнал, чтобы знать, когда и куда нанести удар, без сложных нейронных вычислений", — отметил Чун. Это особенно важно для беспозвоночных, чей мозг обычно невелик.

Распространенность и применение

Исследование других видов показало, что аналогичная выпуклость сетчатки есть еще у одного вида кальмаров и пяти видов каракатиц. У глубоководных кальмаров такая особенность не обнаружена, что указывает на влияние условий освещения на эволюцию дизайна глаза.

Японские исследователи уже используют похожую концепцию для разработки нового типа роботизированного зрения с использованием сканирующего сенсора, аналогичного кивательному механизму кальмара.

Исследование, поддержанное Австралийским исследовательским советом и Азиатским офисом аэрокосмических исследований и разработок, опубликовано в журнале Current Biology 21 января 2014 года.