Большинство рыб не моргает потому, что их глаза постоянно находятся в воде и обычно не нуждаются в регулярном смачивании, которое необходимо глазам наземных животных. Кроме того, у многих рыб просто нет подвижных век, способных закрыть глаз. Это не означает, что их глаза лишены защиты: у разных видов существуют другие анатомические и поведенческие приспособления.
Что именно называют морганием
Моргание – это кратковременное закрытие поверхности глаза веком, мигательной перепонкой или другой подвижной тканью. У человека этот процесс кажется почти незаметным, хотя повторяется постоянно. Веко распределяет слёзную плёнку по роговице, удаляет мелкие частицы и рефлекторно прикрывает глаз при угрозе удара.
У типичной костистой рыбы глаз устроен иначе. Он остаётся открытым, а сверху и снизу нет подвижных век, которые могли бы встретиться и полностью закрыть роговицу. Рыба способна поворачивать глаза, менять направление взгляда и реагировать на опасность, но эти движения не являются морганием.
Поэтому на вопрос, почему рыбы не моргают, есть два взаимосвязанных ответа. Во-первых, у большинства видов отсутствует необходимый для привычного моргания механизм. Во-вторых, в постоянно водной среде одна из главных причин регулярно закрывать глаз почти исчезает.
Почему глаза наземных животных приходится смачивать
Поверхность человеческого глаза соприкасается с воздухом. Влага с неё испаряется, а слёзная плёнка со временем становится неоднородной. Моргание восстанавливает ровный влажный слой, который поддерживает прозрачность роговицы и защищает её клетки. Одновременно движение века помогает убрать пыль и другие частицы.
Под водой ситуация иная. Роговица рыбы постоянно окружена жидкостью, поэтому ей не угрожает быстрое высыхание на воздухе. Нет и потока сухого воздуха, который усиливал бы испарение. По этой причине рыбам не требуется каждые несколько секунд распределять по глазу слёзную плёнку с помощью век.
Однако говорить, что вода полностью заменяет рыбам слёзы, было бы слишком большим упрощением. Вода не является специальной защитной жидкостью организма, а поверхность глаза остаётся живой тканью. Она должна выдерживать солёность или пресность среды, механические частицы, микроорганизмы и изменения температуры. Строение роговицы и её наружного слоя у рыб приспособлено к конкретным условиям обитания.
Главное различие состоит не в том, что вода автоматически очищает глаз от всего опасного, а в отсутствии постоянного испарения. Именно переход от воды к воздуху сделал регулярное смачивание поверхности глаза особенно важным для наземных позвоночных.
Как открытый глаз остаётся защищённым
Открытый глаз рыбы может показаться уязвимым, ведь в воде встречаются песок, ил, веточки, острые части тела добычи и другие препятствия. Универсального способа защиты у всех рыб нет. Разные группы решают эту задачу по-разному.
У многих костистых рыб глаз расположен в углублении головы и окружён прочными тканями. Сама наружная поверхность приспособлена к постоянному контакту с водой. При приближении препятствия рыба может изменить положение тела, отвернуть голову или быстро уйти в сторону. Такая защита не требует регулярного закрывания глаза.
У некоторых рыб около глаза имеются прозрачные или полупрозрачные ткани, частично прикрывающие его. Но неподвижная складка, которая постоянно остаётся на одном месте, не равна веку. Она может менять поток воды около глаза или служить дополнительным экраном, не создавая настоящего моргания.
Особенно разнообразны способы защиты у акул. У представителей некоторых семейств есть мигательная перепонка – плотная подвижная ткань, которую иногда называют третьим веком. Она надвигается на глаз главным образом в момент возможного повреждения, например при захвате добычи. Это больше похоже на защитный рефлекс, чем на частое моргание ради увлажнения.
При этом мигательная перепонка есть не у всех акул. Исследование китовой акулы показало другой набор приспособлений: поверхность её глаза покрыта крошечными кожными зубчиками, а само глазное яблоко способно втягиваться и немного поворачиваться внутрь. Такой пример хорошо показывает, что отсутствие обычного века не означает отсутствие защиты.
Почему некоторые рыбы всё же моргают
Самое наглядное исключение – илистые прыгуны. Эти рыбы значительную часть времени проводят вне воды, перемещаясь по влажному грунту. Их выпуклые глаза находятся высоко на голове и соприкасаются с воздухом, поэтому проблема высыхания для них становится реальной.
Илистый прыгун моргает не так, как человек. Он втягивает глаз вниз в глазницу, а мягкая кожная складка поднимается и закрывает его поверхность. Для этого не потребовалось формирование привычных верхнего и нижнего век. Существующие мышцы и ткани оказались перестроены так, чтобы выполнять сходную функцию.
Эксперименты показали, что на суше илистые прыгуны моргают чаще при условиях, способствующих испарению влаги. Моргание также помогает очищать поверхность глаза от прилипших частиц и срабатывает как защитная реакция при прикосновении. Получается, что у этих рыб оно решает те же основные задачи, что и у наземных позвоночных: смачивает, очищает и прикрывает глаз.
Этот пример важен ещё и потому, что способность илистых прыгунов к морганию возникла независимо от век наземных позвоночных. Сходные условия жизни привели к появлению сходного поведения, хотя его анатомический механизм оказался другим.
Закрывают ли рыбы глаза во время сна
Постоянно открытые глаза создают впечатление, что рыба вообще не спит. На самом деле закрывание век не является обязательным признаком сна. Если у животного нет подвижных век, оно физически не может продемонстрировать привычное человеку выражение спящего лица.
Состояние сна у рыб определяют по другим признакам. Например, у данио-рерио исследователи наблюдали продолжительные периоды неподвижности, характерную позу, снижение реакции на внешние раздражители и компенсаторное увеличение отдыха после его нарушения. Эти признаки показывают, что рыба может спать или находиться в состоянии, соответствующем сну, даже когда её глаза остаются открытыми.
В аквариуме отдыхающая рыба иногда зависает на одном месте, опускается ближе ко дну или прячется среди растений. По одному только виду глаза нельзя надёжно определить, бодрствует она или нет.
Почему нельзя распространять одно правило на всех рыб
Слово «рыбы» объединяет огромное количество видов, которые живут в очень разных условиях. Глаз обитателя прозрачной толщи воды испытывает одни нагрузки, глаз придонной рыбы среди песка – другие, а глаз амфибийного вида, регулярно выходящего на сушу, – третьи.
Поэтому утверждение «рыбы никогда не моргают» неверно. Точнее сказать, что большинство полностью водных рыб не моргает привычным способом, поскольку не имеет подвижных век и не нуждается в постоянной защите роговицы от высыхания. Отдельные группы используют мигательные перепонки, втягивание глаз или другие специализированные механизмы.
Не следует считать и каждое движение около рыбьего глаза морганием. Поворот глазного яблока, изменение направления взгляда, сокращение окружающих тканей или движение прозрачной складки могут выглядеть похоже, но выполняют другие задачи.
Короткий итог
Большинство рыб держит глаза открытыми постоянно, потому что водная среда защищает их от испарения, а подвижные веки у многих видов отсутствуют. Глаза при этом не остаются беззащитными: их сохраняют особенности роговицы, положение в голове, защитные перепонки, способность втягиваться и поведение самой рыбы. У видов, которые регулярно оказываются на воздухе, потребность в смачивании и очистке глаза возрастает, поэтому у некоторых из них независимо возникло настоящее моргание.
