Διαφορές ανάμεσα στα μάτια του ανθρώπου και των ζώων

Γράφει η Έλενα Κεφάλα, Χειρουργός Οφθαλμίατρος

Ως οφθαλμίατρος, η ενασχόλησή μου είναι η ανθρώπινη όραση. Ωστόσο, κατά καιρούς, αξίζει να στρέψουμε το βλέμμα μας στον εντυπωσιακό κόσμο της όρασης των ζώων. Τα μάτια είναι όργανα ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των περισσότερων ζωντανών οργανισμών. Η φύση έχει εξελίξει και διαφοροποιήσει οφθαλμούς με ιδιότητες που ξεπερνούν τις ανθρώπινες δυνατότητες ή που εξυπηρετούν διαφορετικές ανάγκες. Παρότι όλοι οι οφθαλμοί —ανεξαρτήτως είδους— εξυπηρετούν την ίδια βασική λειτουργία, δηλαδή τη σύλληψη του φωτός και τη μετατροπή του σε ερεθίσματα προς τον εγκέφαλο και τη δημιουργία εικόνων, οι εξελικτικές ανάγκες κάθε είδους έχουν οδηγήσει σε αξιοθαύμαστες διαφοροποιήσεις ανάλογα με το είδος.

Όλοι οι οφθαλμοί, ανθρώπινοι και ζωικοί, εστιάζουν το φως στον αμφιβληστροειδή χιτώνα, ο οποίος μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία καταλήγουν στον εγκέφαλο. Από εκεί και πέρα, όμως, οι διαφορές εστιάζουν στις ανάγκες κάθε ζωικού είδους. Ο άνθρωπος έχει ανάγκη από αντίληψη βάθους, αναγνώριση χρωμάτων και εντοπισμό της κίνησης, ικανότητες που του επιτρέπουν να κινείται αποτελεσματικά στο περιβάλλον του. Τα ζώα, ωστόσο, παρουσιάζουν εξειδικευμένες προσαρμογές που εξυπηρετούν τη δική τους επιβίωση.

Με μια απλή παρατήρηση μπορούμε να δούμε ότι τα σαρκοφάγα, όπως τα αιλουροειδή (γάτες, τίγρεις, λιοντάρια, κλπ), οι αετοί, τα γεράκια έχουν τα μάτια τους στο μπροστινό μέρος του κρανίου, ενώ τα φυτοφάγα (όπως τα πρόβατα και τα κουνέλια) τα έχουν πλάγια.

Αυτό συμβαίνει διότι οι θηρευτές χρειάζονται στερεοσκοπική όραση για να εκτιμούν αποστάσεις με ακρίβεια, ενώ τα θηράματα, από την άλλη, έχουν ανάγκη από ευρύτερο οπτικό πεδίο για να εντοπίζουν εχθρούς από πολλές κατευθύνσεις.

Οι άνθρωποι διαθέτουν τρία είδη κωνίων, των φωτοευαίσθητων κυττάρων που αναλύουν τα χρώματα και που τους επιτρέπουν να βλέπουν με τριχρωματική όραση. Πολλά ζώα, όπως οι σκύλοι και οι γάτες, έχουν διχρωματική όραση, δηλαδή αντιλαμβάνονται κυρίως αποχρώσεις του μπλε και του κίτρινου, αλλά όχι του κόκκινου.

Αντίθετα, ορισμένα ζώα, όπως τα πουλιά και οι πεταλούδες, έχουν τετραχρωματική ή ακόμα και πενταχρωματική όραση, με αποτέλεσμα να βλέπουν χρώματα που ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν μπορεί καν να φανταστεί. Για παράδειγμα, η πεταλούδα Morpho έχει έως και 6 είδη κωνίων και η πεταλούδα Blue Bottle έχει 15 διαφορετικούς τύπους, με συνέπεια να αντιλαμβάνονται χρώματα στο υπεριώδες φάσμα, μη ορατά για τον άνθρωπο.

Ακόμη περισσότερο, η γαρίδα Mantis, ένα θαλάσσιο αρθρόποδο, είναι το είδος που ίσως κατέχει την πιο πολύπλοκη όραση στο ζωικό βασίλειο. Οι οφθαλμοί του έχουν τρία τμήματα, κινούνται ανεξάρτητα και διαθέτουν έως και 16 τύπους φωτοϋποδοχέων. Κάθε τμήμα επεξεργάζεται διαφορετικές πληροφορίες, που στέλνονται σε ξεχωριστά μέρη του εγκεφάλου. Μπορεί να διακρίνει πολικότητα φωτός και να «βλέπει» με τρόπους που οι άνθρωποι δεν μπορούν να κατανοήσουν.

Οι άνθρωποι έχουν περιορισμένη νυχτερινή όραση. Πολλά ζώα, όμως, έχουν εξελιχθεί ώστε να βλέπουν πολύ καλά στο σκοτάδι της νύχτας. Οι γάτες, για παράδειγμα, διαθέτουν ένα ανακλαστικό στρώμα στο πίσω μέρος του ματιού τους (tapetum lucidum), που αυξάνει τη φωτεινότητα των εικόνων κι έτσι ενισχύει την όραση στο ημίφως. Γι’ αυτό και τα μάτια τους φαίνονται να “λάμπουν” στο σκοτάδι.

Από την άλλη, η κουκουβάγια διαθέτει νυχτερινή όραση σε «άλλο επίπεδο», καθώς έχει μάτια που είναι τεράστια σε σχέση με το μέγεθος του κρανίου της, τα οποία είναι σωληνοειδή, όχι σφαιρικά, και δεν κινούνται μέσα στις κόγχες τους. Επίσης, περιέχουν 5 φορές περισσότερα ραβδία από το ανθρώπινο μάτι και έχουν tapetum lucidum, τον ανακλαστικό ιστό που ενισχύει το φως. Όλα αυτά επιτρέπουν στην κουκουβάγια να έχει εξαιρετική νυχτερινή όραση.

Τα ζώα που κινδυνεύουν από θηρευτές, όπως τα ελάφια, έχουν τα μάτια τους στο πλάι του κεφαλιού, για να έχουν ευρύ οπτικό πεδίο, ώστε να εντοπίζουν πιο εύκολα τους πιθανούς κινδύνους. Το κουνέλι έχει τα μάτια σε τέτοια θέση που του επιτρέπεται να βλέπει σχεδόν περιμετρικά (~340°), περιορίζοντας τα τυφλά σημεία. Ο χαμαιλέοντας κινεί κάθε μάτι ανεξάρτητα από το άλλο, προσφέροντας πανοραμική θέα και τη δυνατότητα να εντοπίζει θήραμα χωρίς να κινείται.

Ο άνθρωπος έχει σχετικά περιορισμένο εύρος οπτικού πεδίου (περίπου 180 μοίρες) με καλή αντίληψη βάθους, επειδή τα μάτια του είναι στραμμένα προς τα εμπρός, όμως στην περιφέρεια η αντίληψη της λεπτομέρειας είναι ιδιαίτερα περιορισμένη και βλέπουμε μόνον σκιές λόγω έλλειψης κωνίων σε αυτές τις θέσεις.

Οι αετοί, οι κυρίαρχοι του ουρανού, διαθέτουν εξαιρετική οπτική οξύτητα – περίπου 4 έως 8 φορές καλύτερη από του ανθρώπου – ώστε να εντοπίζουν μικρά θηράματα από μεγάλο ύψος. Διαθέτουν βαθύτερες ωχρές κηλίδες, που λειτουργούν σαν φυσικοί τηλεφακοί. Έχουν τέσσερα είδη κωνίων, και μπορούν να διακρίνουν ένα κουνέλι σε απόσταση 3 χιλιομέτρων. Βλέπουν με εξαιρετική λεπτομέρεια από μεγάλες αποστάσεις και διακρίνουν το υπεριώδες φως, κάτι αδιανόητο για το ανθρώπινο μάτι.

Τα καλαμάρια έχουν μάτια με δομή παρόμοια με του ανθρώπου, αλλά διαθέτουν μεγάλα μάτια με μοναδική δομή και προσαρμόζονται άψογα στο χαμηλό φωτισμό του βυθού. Η εστίαση γίνεται μετακινώντας τον ίδιο τον φακό, όχι αλλάζοντας το σχήμα του όπως στους ανθρώπους.

Πολλά ζώα είναι πολύ πιο ευαίσθητα στην κίνηση από τους ανθρώπους. Για παράδειγμα, οι μύγες και τα περισσότερα έντομα έχουν σύνθετα μάτια, αποτελούμενα από εκατοντάδες μικρούς φακούς (ομματίδια), που τους δίνουν μια πανοραμική αλλά λιγότερο λεπτομερή εικόνα του περιβάλλοντος, που όμως τους επιτρέπουν να ανιχνεύουν ταχύτατες μεταβολές στο περιβάλλον τους και τις μικροσκοπικές κινήσεις πολύ γρήγορα.

Ο ιππόκαμπος έχει μάτια που μπορούν επίσης να κινηθούν ανεξάρτητα, δίνοντάς του πλήρη έλεγχο στο περιβάλλον του, κάτι κρίσιμο για τη διατήρηση της καμουφλάζ συμπεριφοράς του.

Παρά τις υπεροχές των ζώων σε συγκεκριμένους τομείς, ο ανθρώπινος οφθαλμός είναι ένα θαύμα ισορροπίας: εξαιρετική χρωματική αντίληψη, καλή προσαρμοστικότητα σε φωτεινές μεταβολές και εξαιρετική επεξεργασία μέσω του οπτικού φλοιού.

Ωστόσο, δεν μπορούμε να δούμε στο σκοτάδι, έχουμε περιορισμένες δυνατότητες στο ημίφως, δεν αντιλαμβανόμαστε την υπεριώδη ακτινοβολία και οι φυσικές οπτικές μας δυνατότητες εξαρτώνται απόλυτα από τη σωστή λειτουργία ενός πολύπλοκου συστήματος.

Η μελέτη της όρασης των ζώων μας υπενθυμίζει την εξαιρετική ποικιλομορφία της Φύσης και την αναγκαιότητα της προσαρμογής για την επιβίωση. Παρόλο που τα ανθρώπινα μάτια έχουν περιορισμούς σε σχέση με τις “υπερδυνάμεις” κάποιων ζώων, ο κυρίαρχος ρόλος τους στην καθημερινότητά μας είναι αδιαμφισβήτητος. Οι ανθρώπινοι οφθαλμοί είναι ένα θαύμα εξέλιξης, αλλά αποτελούν μόνο μία από τις αμέτρητες εκδοχές οπτικής ικανότητας στη φύση. Από τα υπερευαίσθητα μάτια των κουκουβαγιών, μέχρι τα σύνθετα οπτικά συστήματα των εντόμων και τα υπερχρωματικά όργανα όρασης των θαλάσσιων αρθρόποδων, η Φύση έχει βρει μοναδικούς τρόπους για να εξυπηρετεί τις ανάγκες κάθε είδους.