# Нейтан Морхаус: как эволюция заставила пауков изобретать зрение заново

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=nfAqTSjMBJk
Канал: Veritasium
Опубликовано: 30.05.2024

---

Дерек Мюллер демонстрирует желтый мяч, но утверждает: человеческий мозг видит этот цвет только благодаря смешению сигналов от красных и зеленых колбочек [0:56]. Экраны смартфонов имитируют реальность, используя лишь три типа субпикселей, что доказывает — цвет рождается в сознании, а не только в физических свойствах объекта [1:48]. Исследователи из Университета Цинциннати и других научных центров изучают пауков-скакунов, чтобы понять механизмы возникновения сложного зрения у животных [2:27].

## 🔭 Анатомия «живых телескопов»
[[JUMP:03:59]]

Пауки-скакуны обладают восемью глазами, которые разделяют функции между собой [3:59]. Передние медиальные глаза, называемые главными, устроены по принципу телескопа Галилея [4:27]. Свет проходит через крупную внешнюю линзу и попадает во вторую линзу в глубине длинной трубки, заполненной жидкостью [4:55]. Эта система увеличивает изображение и позволяет пауку видеть детали лучше, чем кошкам или голубям [5:47].

Вторичные глаза обеспечивают обзор на 360 градусов, реагируя в основном на движение в черно-белом спектре [6:18]. Заметив объект, паук поворачивается и «сканирует» его главными глазами, добавляя к картинке цвет и мелкие детали [6:31]. Большинство видов являются дихроматами и различают только ультрафиолетовый, синий и зеленый цвета [7:14].

## 🧬 Многократное изобретение цвета
[[JUMP:07:53]]

Уэйн Мэддисон изучает эволюционное дерево пауков-скакунов, насчитывающее около 6000 известных видов [3:08]. Его работа показывает, что расширенное цветовое зрение возникало в этой группе животных неоднократно и независимо [8:18]. Если у приматов трихроматическое зрение появилось один раз у общего предка, то пауки «изобретали» его снова и снова [8:05].

Исследователи изучили 45 видов и обнаружили как минимум 12 случаев независимой эволюции цветового восприятия [17:10]. Причины таких изменений могут быть разными:

*   Поиск пищи и охота на ярко окрашенную добычу [9:39].
*   Распознавание токсичных насекомых, предупреждающих об опасности окраской [9:52].
*   Выбор партнеров по брачным играм [10:07].

## 🔴 Два способа видеть красный
[[JUMP:17:36]]

Меган Портер выяснила, что разные виды пауков-скакунов используют разные генетические и физические механизмы для восприятия красного цвета. Часть видов пошла по пути дупликации генов опсинов — белков, чувствительных к свету [15:39]. Копия гена зеленого пигмента со временем мутировала, сместив чувствительность в сторону длинных волн [17:49].

Другие виды используют метод внутренних фильтров [18:17]. Они помещают красный фильтр перед частью своих «зеленых» колбочек. Фильтр отсекает зеленый свет, заставляя клетки реагировать только на красный спектр [18:31]. Это позволяет получать три типа цветовых сигналов, имея в распоряжении только два типа рецепторов.

## 🍽 Эксперимент с горькими термитами
[[JUMP:18:56]]

Лиза Тейлор проводит поведенческие тесты, чтобы доказать эволюционную выгоду цветового зрения [18:56]. В ходе обучения пауков вида *Habronattus pyrrithrix* кормили термитами двух видов:

1.  Термиты с красной меткой, обработанные Битрексом — самым горьким веществом в мире [19:51].
2.  Обычные вкусные термиты с серой меткой на спине [20:19].

Данные показывают, что пауки с цветовым зрением быстро учатся избегать красной добычи [20:59]. В контрольной группе, где все термиты были серыми, пауки чаще ошибались и пробовали горькую еду. Пауки, имеющие доступ к цветовым подсказкам, быстрее набирали вес и раньше откладывали яйца [21:38].

## 🎭 Оптические иллюзии и выживание
[[JUMP:22:43]]

Нейтан Морхаус обнаружил парадокс у пауков рода *Mexigonus* из Центральной Америки [22:43]. Самцы этого рода имеют ярко-красные элементы окраса, которые они демонстрируют во время брачных танцев [22:56]. Однако измерения показали, что самки этого же вида не обладают рецепторами для восприятия красного цвета [23:10].

Секрет кроется в строении сетчатки, состоящей из четырех слоев [23:48]. Из-за хроматической аберрации линзы преломляют свет разной длины волны под разными углами [24:14]. У большинства пауков два нижних слоя сетчатки настроены на зеленый свет [25:21]. Разница в фокусе между этими слоями позволяет паукам определять расстояние до объекта [25:48].

Красный цвет создает для таких пауков иллюзию глубины:

*   Объекты красного цвета кажутся пауку ближе, чем они есть на самом деле [26:16].
*   Иллюзия помогает самцу выжить, если агрессивная самка решит атаковать его во время ухаживания [26:46].
*   Красная окраска жертвы может сбить паука с толку, заставив его промахнуться при прыжке [27:42].

## ☢️ Исследование на ускорителе частиц
[[JUMP:28:27]]

Для изучения механики зрения в динамике ученые использовали Advanced Photon Source — ускоритель частиц [28:41]. Эмма Александр и коллеги получили рентгеновское видео высокого разрешения, заглянув внутрь живого паука. Выяснилось, что глазные трубки паука активно двигаются, меняя угол обзора и фокус [28:54].

Сетчатка может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также скручиваться, меняя ориентацию поля зрения [29:47]. Эти движения охватывают диапазон от 50 до 60 градусов [29:34]. Каждое движение трубки меняет восприятие глубины и цвета в реальном времени.

Нейтан Морхаус считает, что цвет — это не статичное свойство мира, а результат «эволюционного танца» между тем, что может быть воспринято, и тем, кто воспринимает [31:52].