Mély víz

A halakat érő ingerek, és érzékelésük

Először is néhány szót magamról. Böröcz Attila vagyok, 21 éves, a foglalkozásom optikus/látszerész. Hobbiként 7 éve tenyésztek és tartok halakat, több mint 3000 liter vízben. Néhány cikkem itt is olvasható a blogon. Például az Ottocinclusokról, vagy a Császár lazacokról.
Azonban most merőben más vizekre evezem. Mivel még nem találtam ebben a témában a közelmúltban publikált cikket, eszembe jutott, hogy ki írjon erről, ha nem én. 🙂 Úgy gondoltam felhasználom a szakmám során tanultakat, sőt még bővítem is ezen a téren, így a fő hangsúlyt a halak látására fektetem. Emellett megemlítek minden olyan más érzékelést, amire egy halnak szüksége lehet.
Az ember szeméről sokat tanultam, azonban hobbimból kifolyólag már régóta érdekelt a halak szeme is. Miben lehet más az emberi szemtől? Hogyan és meddig látnak a halak a víz alatt, illetve felett? Sokat olvastam, rajzoltam és diskuráltam más szakmabeli kollégákkal, hogy ezeket megválaszoljam.
Szeretnék néhány optikai fogalmat tisztázni. Ezen a téren sajnos az átlagember nincs túlinformálva. Nem megyek bele nagyon mélyen és nem térek ki minden részletre.
Ugye mint tudjuk, más és más tulajdonságai vannak a különböző anyagoknak. Másképp vezetik a fényt, a rezgést, a hangot. Ebben a cikkben kimondottan csak a vízre és a levegőre fogok koncentrálni.

Alapfogalmak:

abszolút törésmutatójuk[1] szerint az anyagok lehetnek optikailag sűrűbbek (amelyiknél nagyobb az „n” értéke), illetve ritkábbak (amelyiknél kisebb az „n”).

Ha a fénysugár optikailag ritkábból optikailag sűrűbb közegbe lép, a beesési merőlegeshez[2] törik. A fénysugár útja megfordítható. Ha optikailag sűrűbb közegből optikailag ritkább közegbe lép, a beesési merőlegestől törik.

Azonban a beesési szög növelésével elérünk egy olyan beesési szöget, amihez 90o-os törési szög tartozik. Ezt a szöget hívjuk határszögnek. Ha a határszögnél nagyobb szögben érkezik a fénysugár a felületre, akkor a határfelületről teljes fényvisszaverődést (totál reflexió) szenved. Ez csak akkor jöhet létre, ha optikailag sűrűbből lép optikailag ritkábba. Pl. vízből-levegőbe.

A víz-levegő határfelület fénytörő képességéből adódik, hogy a víz alól torzításmentesen csupán a felszínre merőleges irányban lehet kilátni. Ettől eltérve – mint egy kör alakú ablakon át –láthatók a felszín feletti tárgyak, bár a fénytörés következtében nem egészen ott, ahol a valóságban vannak. Még jobban eltérve a függőleges iránytól, a vízfelület tükörként viselkedik, teljesen lehetetlenné téve a kilátást. Egy vízparton álló személy tehát csak a közelben lévő halak számára látható, a távolabbiak számára nem, az ülő ember megpillantásához pedig még közelebb kell jönniük a parthoz. A hal a parton levő embert elsősorban a mozgása alapján veszi észre.

Tiszta vizű tengerpartokon, csendes folyású patakoknál gyakran tapasztalhatjuk, hogy a víz sokkal sekélyebbnek látszik, mint amilyen a valóságban. Ennek az az oka, hogy a víz alatti tárgyakat illetve a meder alját a fény törésekor a vízből “laposabban” kilépő fénysugár meghosszabbításában, vagyis abban az irányban látjuk, amely irányból a fény a szemünkbe jutott. Ezért a vízbeli dolgok megemelkedni látszanak. Ha nem merőlegesen, hanem valamilyen szög alatt nézünk a vízbe, a tárgy “felemelkedése” annál nagyobb, minél laposabban látjuk a vízfelszínt. A jelenség azon túl, hogy érdekes, a szigonnyal halászó emberek és a vízbe lecsapó halászmadarak számára komoly irányzási problémákat is felvet. A madarak ezért legszívesebben merőlegesen csapnak le, hiszen így a legkisebb a hibázás lehetősége. Kutatók megfigyelték, hogy nagyobb beesési szög esetén a  mozdulat közben folyamatosan korrigálják a mozgásukat, így érik el, hogy a célba találjanak.

“Fordított irányban” vadászik a lövőhal (Toxotes jaculatrix), amely a felszín alól a szájával vizet lő a víz feletti leveleken üldögélő rovarokra, és a leesett rovarokat kapja el. A hal lehetőleg az áldozata alá úszik, és szinte a vízfelszínre merőlegesen céloz. Előtte azonban kis előre-hátra mozdulatokkal pontosítja a célzást.

B12CRH ARCHER FISH poisson cracheur TOXOTES JACULATOR INDONESIA animal animals aquatic Archer archerfish archerfishes archers asia asi

A célzásban a két szemmel való látás is fontos szerepet játszik, az egyik szemére vak lövőhal képtelen eltalálni az áldozatát.

Különböző ingerek:

A hal élete során számtalan ingerrel találkozik. A víz áramlása, mechanikai, míg hőmérséklete hőingerként fejti ki hatását a halakra. A vízbe jutó fény fényingerként éri a halat, táplálkozása során pedig az ízingerek érzékelésével válik lehetővé számára, hogy a táplálékot megtalálja, majd elfogyassza. Ingerek a hal testén belül is hatnak, amelyekre a halegyed érzékenyen reagál.

Ingerület átvitel

Az ingereket a hal érzékszerveivel érzékeli, majd ingerületként az idegközpontba továbbítja, ami ott feldolgozódik és a megfelelő végrehajtó szervhez jutó válaszcselekedetet vált ki.

A halfajok érzékszervei fajonként eltérő érzékenységűek (pl. a vándorlás során nélkülözhetetlen az illatanyagok érzékelése, így az angolna szaglószerve egyedülállóan érzékeny, ellentétben a busával, mert ez a halfaj nem vándorol és a táplálkozási sajátosságai sem teszik szükségessé az érzékeny szaglószervet).

 

A halszem vázlatos leírása, a látás:

 

A nyálkahalak látószerveit egy bőrréteg fedi, valamint náluk még nem jelent meg a szemlencse és a szivárványhártya sem, ezért képlátásra nem képesek. Emellett azonban kültakarójuk is tartalmaz fényérzékeny receptorokat.

Az ingoláktól kezdve a fejlettebb halak páros és általában nagy, oldalállású fejlett hólyagszemekkel rendelkeznek, amelyek segítségével képesek a képlátásra. Mivel szemeik a fej két oldalán helyezkednek el, látótereik alig vagy egyáltalán nem fedik egymást. Előfordulnak azonban kicsi és felső állású szempárok is (Siluridae, Ictaluridae).

A szemek külön-külön is mozgathatók. Alakja a beérkező fény irányában lapított gömb. Felszínét porcokkal erősített ínhártya burkolja – ehhez tapadnak a szemmozgató izmok –, alatta pedig a szemet ellátó hajszálerek hálózatából álló érhártya található. Kívülről látható felületét az alig görbült, átlátszó szaruhártya alkotja, mögötte többnyire fehér gyűrűként látszik a szivárványhártya (írisz), melynek nyílása a pupilla. Ebben helyezkedik el a gömbölyű szemlencse, melyet a hozzákapcsolódó izmos sarlónyúlvány tart és mozgat.

Ez a páros szerv szemhéj és könnyüreg nélküli (mivel a víz folyamatosan nedvesen tartja), fajonként változó fejlettségű. A környezethez való alkalmazkodás tehát maga a látás (szemek) közvetítésével megy végbe, ez a tulajdonság a megvakult halaknál elvész. Például a pontylazacfélék (Characidae) közé tartozó vak mexikói barlanglazac (Astyanax mexicanus), amelyek egész teste halvány rózsaszínű, mivel náluk nincs pigmentképződés.

Halaink rövidlátóak (élesen 1-2 méterre látnak). A pontyalkatúak csak 1-5 centiméterre látnak élesen! A szem felépítése a szárazföldi gerincesekéhez hasonlít azzal a nagy különbséggel, hogy szemlencse domborúságát a halak nem képesek változtatni, csak az ideghártyához való távolságát. Ha a szemlencsét az úgynevezett sarló alakú nyúlvány idegrostjai hátrébb húzzák, így az ideghártyához közelítik, akkor a hal számára lehetővé válik, hogy akár 10-12 méteres távolságba is elláthasson. Ez a távolság körülbelül a maximum határ, de természetesen az egyes halfajok maximális „látótávolsága” változik. Ezt befolyásolja a környezet és az egyed szemének fejlettsége.

A szem belsejét színtelen kocsonyás anyag, az üvegtest tölti ki, amelyen át a fénysugarak akadálytalanul érik el a szemgolyó hátsó falának belső rétegét, az ideghártyát (retina). A retinában találhatók a receptorsejtek, a fényre érzékeny pálcikák és a színek érzékelésére szolgáló csapok. Az érzékelősejtekben keletkező ingerületet a látóideg szállítja a szemből az agyi központokba.

A szemgolyót a szemmozgató izmok mozgatják, és egyben rögzítik is a szemgödörben. Egyes halfajoknál a szemmozgató képesség erőteljesebb (Gasterosteus aculeatus), míg másoknál alig észrevehető. Az ájult, vagy kimúló félben lévő halak szemmozgató reflexműködése ellanyhul. (a még élő, de ájult hal szemgolyója igyekszik a természetes helyzetét fenntartani, ezért oldalára fektetve a hal lefelé konvergál). Más gerincesektől eltérően a szemlencse egy darabon kiáll a pupillából, ami igen nagy látóteret biztosít a hal számára. Pisztráng és pér esetén ismert, hogy a két szem által külön-külön látott térrész a test mindkét oldalán körülbelül 165 fokos szöget zár be, azaz a mozdulatlan hal maga körül majdnem minden irányban képes észlelni az eleséget egy bizonyos távolságon belül. Nem kizárt, hogy egyes halaknál a két látómező fedésbe kerül, tehát vannak olyan pontok, amit mindkét szemével láthat egy hal, ekkor feltehetőleg térlátás is kialakulhat.

Tíz méteres mélységig a fény teljes tartománya eljut a vízbe, így eddig a mélységig elképzelhető lenne a halak színlátása. Azok a halak, amelyek ebben a mélységben élnek érzékelik a színeket, a mélytengeri halfajok esetében azonban teljes színvakság figyelhető meg. Egyes porcos halak színvakok, míg mások, például a korallszirti halak színlátása még az emberén is túltesz. Biológusok a közelmúltban állapították meg, hogy a korallszirti halak vagy korallsügérek az ultraibolya mintázat alapján ismerik fel fajtársaikat. Ha a guppi hal felfelé néz, csak a zöld színt ismeri fel, ha azonban tekintetét lefelé irányítja, az eléje táruló kép kiegészül a kékkel és az ibolyaszínnel. Ezért van az, hogy a gyönyörű hímek udvarláskor az egyébként sárgás-szürke nőstények alatt táncolnak. A nász idején színpompába eső halak színe is arra utal, hogy a halak látják egymás színét.

A halaknál jelenik meg az ideghártya mögött elhelyezkedő ezüstös fényvisszaverő réteg, az úgynevezett tapetum lucidum.

Tapetum lucidum

Ez segíti a gyenge fényben való látást, ezért sok más – főként éjszakai életmódú – gerinces szemében is megtalálható. (Ez okozza például a macska szemének zöldes fölvillanását.)

A szem állapotából, helyzetéből, színéből – kellő gyakorlattal – a hal egészségi állapotára is következtethetünk. A kidülledt, vérömlenyes, és a zavaros szem is egyaránt arra utalnak, hogy a hal nem egészséges.

A kiváló látás mellett ugyanakkor a pisztráng és más halak szeme (egyes vizsgálatok szerint) elég lassan alkalmazkodik a gyors fényváltozásokhoz. Ez szerepet játszhat abban, hogy számos ragadozó hal hajnalban és alkonyatkor fokozottan aktív.

Sok halfaj például kerüli a direkt erős fényt, és rögtön árnyékba vagy mélyebbre húzódik, amint felkel a nap, hiszen szemhéjuk hiányában mást nem nagyon tehetnek. Ezzel együtt a halak látása igazoltan rosszabb, ha a felkínált légy tőlük a nap irányába esik.

Akváriumi halak esetében is megfigyelhető a lámpa felkapcsolásakor hogy megijedhetnek. Ekkor amíg magukhoz térnek, azaz a nappal megszokott aktivitásukat el nem érik (természetesen itt nem az éjszaka aktívabb halakra gondolok), el kell telnie jó néhány percnek.

Érdekességként szeretném csak megemlíteni a dél-amerikai tengerpartok négyszemű halát (Anableps anableps).

Anableps anableps szem

Élettere a vízfelszín, ezért a víz felett és a víz alatt is egyaránt jól kell látnia. Természetesen nincs négy szeme, hanem –mint minden gerinces állatnak- csak kettő. De pupillája szűk függőleges réshez hasonlít, amelyből egymás felett két lyuk alakul, mintha két pupillája lenne. Ehhez járul, hogy szaruhártyája úgy van „csiszolva”, mint egy bifokális szemüveg, felül a levegőben (távollátó), alul a vízben való látásra (rövidlátó). Így gyakorlatilag mégiscsak két szem vált az egyből.

A látás élessége a környezet és az életmód függvényében szolgálja a halakat. A csuka (Esox lucius) és a pisztrángok (Salmo trutta, Oncorhinchus mykiss) látása igen éles, míg a fenékjáró küllő (Gobio gobio) meglehetősen gyatra látási viszonyok között kevésbé hagyatkozik élete során a látására. Az megállapítható, hogy a sekély, világosabb vizekben élő halak látása a legfejlettebb.

A víz a fény különböző hullámhosszú tartományait eltérő mértékben nyeli el. A vörös és sárga fény sokkal kisebb mélységbe képes lehatolni, mint a kék (a vörös fényt körülbelül százszor jobban nyeli el a víz, mint a kéket). A legtisztább vízben is már egy méter mélyen elvész a vörös fény 25 százaléka. Ha a fényviszonyok rosszak (napsütés hiánya), vagy zavaros a víz, ez a hatás felerősödik.

Növekvő mélységben vagy zavaros vízben a halak fokozatosan átállnak egyéb érzékszerveik (hallás, vibrációérzékelés, szagérzékelés stb.) használatára.

Felhasznált irodalmak: Vitus B. Dröscher: Ahogy az állatok látnak, hallanak és éreznek;

www.tankonyvtar.hu, www.mozaweb.hu , www.hu.wikipedia.org, www.horgaszclub.hu, http://users.atw.hu/agriosz/, http://www.villantomagazin.com, www.horgaszoldal.hu, www.nature.com; www1.appstate.edu; kvm17.blogspot.com; www.haziallat.hu; www.ffg.sulinet.hu; www.seaworld.org


[1] abszolút törésmutató: jele: n     definíciója: anyagra jellemző, 1, vagy 1-nél nagyobb, mértékegység nélküli szám, amely megmutatja, a fény hányszor terjed gyorsabban vákuumban, mint az adott közegben (anyagban). Néhány példa:

A levegő törésmutatóját vesszük 1-nek!

víz: n=1,3; koronaüveg: n=1,523; gyémánt: n=2,5 (a legnagyobb törésmutatójú anyag)

[2] beesési merőleges: a beesési pontban (ahol a fénysugár a határfelületet éri) a határfelületre (az eredeti és az új közeg felülete) állított merőleges egyenes

Hogy tetszett?

Tetszett
1
Imádtam
0
Nem is tudom...
0

Szintén kedvelheted

3 Hozzászólások

  1. Jó kis cikk, sok új dolgot tanultam belőle az optikáról is , meg a halakról is!

  2. Tényleg jó kis cikk! Sok érdekes infóval. Nemrég beszélgettem apámmal, említettem neki a halak látását. Volt egy sztorija, hogy egy időben azt hitték, hogy sikerült fekete corydoras változatot kitenyészteni, de végül kiderült, hogy az összes fekete változat vak volt. Szegény, igyekezett a környezetéhez alkalmazkodni 😉

  3. Nagyon tetszik a cikk! Szívesen olvasnék még ilyen komolyabb írásokat.
    Nigro: a fekete Corydorasoknál gyanús, hogy az a szitu, mint a fehér macskáknál.
    Egy macskás oldal szerint a fehér szőrű kékszemű macskák 95 százaléka süket, éspedig azért, mert ez a génkombináció magában hordozza a belső fül érzékelőinek degenerációját, így az a rezgéseket nem továbbítja a hallóidegekbe.

Írd le a véleményed

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük