Поляризация света в гидросфере
Поляризация света, конечно, является характеристикой света не только в атмосфере, в равной мере это важно и относительно гидросферы. Свет, входя в воду сверху, изменяет свое направление в соответствии со вторым законом - синусоидальным - sin i/sin r = мю, где мю - коэффициент преломления. В случае раздела сред воздух/вода мю = 1,33, это означает, что при углах преломления, больше 48,6о, лучи света не могут пройти через границу раздела воздух/вода и отражаются от нее. То есть, для водных организмов вся воздушная полусфера сокращается до конуса с углом раскрытия около 97,2о ( рис. 20.3 ). Это не означает, что такие животные неспособны видеть горизонтально - параллельно поверхности воды. Как показывает рис. 20.3 , это вполне возможно, но при этом имеются значительные искажения яркости и расстояний. Кроме того, объекты, расположенные на дне мелководья, могут давать отражение от поверхности воды, попадающее в глаза водных животных. Конечно, все это сильно зависит от состояния поверхности воды, которая гладкой бывает редко. Все это, возможно, как заметил Уоллс (Walls), и приводит к тому, что, когда рыбу вытаскивают из воды, у нее такое ошеломленное выражение. Частично вследствие ограничения проникновения света в воду в визуальный конус, только около 25% поляризации подводного света возникает за счет поступающего непосредственно из воздуха. Свой вклад вносит направленное вниз отражение света от поверхности воды, но основная поляризация обусловлена самой водой. В основном это связано с суспендированными в воде небольшими частицы (менее 6 мкм), причем опять-таки основное воздействие приходится на более длинноволновую часть спектра. При этом следует помнить, что более длинные волны легче поглощаются водой, и в глубокие слои проникает только коротковолновое излучение (лямбда max около 465 нм). Чувствительность к поляризованному свету широко распространена в царстве животных. Показано, что она присутствует у более, чем сотни видов, включая ракообразных , паукообразных , головоногих моллюсков и позвоночных . Наиболее интенсивно исследовались в этом отношении членистоногие и головоногие моллюски, у которых, как мы видели в разделе ЗРЕНИЕ У БЕСПОЗВОНОЧНЫХ , глаза организованы по принципу рабдома . Зрительный пигмент клеток ретинулы рабдома располагается в переплетенных микроворсинках.
У десятиногих раков ( Decapoda - крупнейший отряд ракообразных, насчитывающий более 26 000 видов) все исследованные к настоящему времени глаза имеют удивительно единообразную структуру. Рабодомы состоят из клеток ретинулы, у которых развились микроворсинки, перпендикулярные к продольной оси. Ммикроворсинки в соседних клетках ретинулы направлены под прямым углом друг к другу и соответствуют (приблизительно) вертикальной и горизонтальной осям тела десятиногого рака. Иногда ортогональные микроворсинки лишь частично перекрывают рабодом (открытый рабдом), в других случаях микроворсинки соседних клеток нахоходятся в близком контакте (слившийся рабдом), есть еще случаи, когда микроворсинки направлены вниз - по длине рабдома ( рис. 20.4а ). Эта структура называется окаймленным рабдомом. Такие структуры, по-видимому, образуют двухканальный анализатор поляризации.
