U różnych linii zwierzęcych dominują różne sposoby postrzegania świata i reakcji na otoczenie, żeby zapanować nad tym, wszystkie zwierzęta musiały wytworzyć mózg i cały system nerwowy, ale o tym przy innej okazji. My – Homo sapiens, chociaż mamy stosunkowo dobrze rozwinięte zmysły słuchu, węchu, smaku czy dotyku, jesteśmy przede wszystkim wzrokowcami, ale nie dorównujemy w tym zakresie licznym innym gatunkom. W porównaniu z nimi nie możemy też pochwalić się żadnymi wyjątkowymi możliwościami, ani w odniesieniu do zmysłów, ani do efektywności fizycznej, takiej jak siła, szybkość czy zręczność. O naszej dominacji na Ziemi zadecydowały jednak dwa atuty – najwspanialszy mózg na Ziemi oraz niezwykle sprawne wielofunkcyjne dłonie. Mamy też oczywiście zmysł równowagi i odczuwania temperatury. Ale te dwa zmysły są jednakowo ważne również dla wszystkich zwierząt.
Każdy gatunek Współczesne gatunki zwierząt mają wyróżniającą go sprawność fizyczną (szybkość, zwrotność czy siłę) oraz jeden lub dwa doskonałe narządy zmysłu (oczy, uszy czy nos, ale oczywiście to nie wszystko). Wysoko wyspecjalizowane zmysły zwierząt są doskonale dopasowane do ich aktywności życiowych w środowiskach, które zajmują. Różne połączenia zmysłów i sprawności fizycznej zapewniają zwierzętom przetrwanie, zdobywanie pokarmu, ale i unikanie bycia zjedzonym.
Ponieważ my ludzi jesteśmy wzrokowcami, zacznę od tego zmysłu. To że oczy stały się najdoskonalszym zmysłem u zdecydowanej większości ssaków, ptaków i owadów wynika prawdopodobnie z ich nadrzędnej roli w ewolucyjnym przystosowaniu tych zwierząt do życia na lądzie oraz podczas kształtowania się drapieżnictwa i sposobów obrony przed nim. U drapieżników dyktowała to potrzeba dużej ostrości widzenia kierunkowego, zatem oczy przesuwały się do przodu głowy (zatem tak ze my „z natury” jesteśmy drapieżnikami). U potencjalnych ofiar broniących się przed zjedzeniem oczy przemieszczały się zdecydowanie na boki (tu krańcowym przykładem jest królik). Potencjalne ofiary uzyskiwały w ten sposób obszerne pole widzenia, chociaż odbywało się to kosztem gorszej jakości obrazu i pozbawieniem możliwości dobrej oceny odległości. Drapieżnik, natomiast, chociaż uzyskiwał węższe pole widzenia, było to jednak widzenie stereoskopowe. W efekcie zapewniało ostrość wzroku, oraz lepszą ocenę odległości, a nawet zwrotność w pogoni za ofiarą.
U owadów ewolucyjne zmiany, zapoczątkowane około 400 tys. lat temu, doprowadziły do powstania doskonałego oka złożonego z tysięcy komórek światłoczułych (fasetek). Pszczoły mają około 7 tys. fasetek, a rekordzistami są ważki – blisko 30 tys. fasetek. W stosunku do wielkości głowy ich oczy są olbrzymie. Zapewnia im to najdoskonalsze ostre widzenie na bliskie odległości podczas śledzenia uciekającej ofiary (owada), a w połączniu z doskonałymi skrzydłami bezbłędną zwrotność podczas ataku. Dzięki oczom i skrzydłom ważki są najsprawniejszymi drapieżnikami na Ziemi, wyróżniającymi się skutecznością łowów na poziomie 95%.
Oczy złożone to jednak nie jest ewolucyjny wynalazek tylko owadów. Pierwszeństwo należy prawdopodobnie do trylobitów, stawonogów z zewnętrznym pancerzem zamieszkujących oceany i morza w erze paleozoicznej już w okresie Kambru, przed 500 mln. lat. Przetrwały dwa masowe wymierania – w Ordowiku (444 mln. lat temu) i Dewonie (ok. 340 mln. lat temu). Wyginęły dopiero podczas wielkiego wymierania permskiego (ok. 300 mln. lat temu).
Oczy trylobitów były zbudowane z kryształów kalcytu (węglanu wapnia, CaCO3), i niektórych gatunków setki ich, a nawet tysiące tworzyły dwoje niezwykłych oczu złożonych. Oczy złożone współczesnych owadów też mają tysiące fasetek, ale zbudowanych z chityny. U niektórych trylobitów pojawił się kolejny ewolucyjny wynalazek – oczy na wysięgnikach (wieżyczkach). Wieżyczki/słupki wystające ponad ciało trylobita pozwalały na bardzo szerokie pole widzenia, do 360o.
Ciekawe, że mimo iż w przyrodzie oczy złożone dominują, kręgowce „wybrały” jednak inne rozwiązanie – oczy jednosoczewkowe. Umieszczone początkowo na skórze organy światłoczułe przekształciły się w oko jamkowe, a ostatecznie oczy zostały umieszczone w kostnych oczodołach. Tu doskonałym przykładem były mięsożerne dinozaury, które pojawiły się ponad 230 mln lat temu w okresie triasu. Gady te wykształciły oczy o średnicy kilku centymetrów; największe w historii Ziemi. U drapieżnych szybkich gatunków dinozaurów przesunięte wyraźnie na przód czaszki wielkie oczy pozwalały na precyzyjne śledzenie uciekającej ofiary, ale zapewniały także dość szerokie pole widzenia, około 55o.
Nie był to jednak jedyny kierunek rozwoju organów widzenia u dinozaurów. Powolne, polujące z zasadzki dinozaury wykształciły mniejsze oczy umieszczone po bokach głowy uzyskując zaledwie 20-stopniowe pole widzenia. Takimi oczami dysponują dzisiaj największe nasze gady – krokodyle, relikty z epoki dinozaurów. Mają one nie tylko oczy, ale również bardzo mocny pancerz zewnętrzy „z tamtych czasów”.
A co po eksplozji kambryjskiej od tzw. ptasich dinozaurów otrzymały dzisiejsze ptaki? Na pierwszy rzut oka widzimy, że są to łuski i pazury na ich nogach. Ale najważniejszym darem ewolucyjnym jest doskonałe widzenie dużymi oczami. Największą ostrością widzenia na duże odległości wyróżniają się orły o bardzo dużych jednosoczewkowych oczach. Oko orła zawiera milion komórek światłoczułych na milimetr kwadratowy. Zapewnia mu to rozdzielczość 5x większą niż ma oko ludzkie, które zawiera 200 tys. receptorów światła na milimetr kwadratowy.
Epoka dinozaurów nie sprzyjała rozwojowi ssaków, które mierzyły wtedy niewiele centymetrów i kryły się pod ziemią. Ich duże oczy ewoluowały w kierunku przystosowania się do żerowania zwykle nocą. Dzisiaj taki tryb życia nadal spotykamy u licznych ssaków, w tym kotów i lemurów (niższych naczelnych). Tu rekordzistami są drapieżne wyraki z indonezyjskiego lasu deszczowego. Ich nieruchome oczy są większe niż mózg; są tak wielkie, że nie mieszczą się w oczodołach i muszą być przytrzymywane przy pomocy specjalnych mięśni.
Oczy nocnych drapieżnych ssaków mają nie tylko bardzo dużą średnicę rogówki, ale za odbierającą fotony siatkówką także swoisty rodzaj odblaskowego lustra, które zawraca przechodzące przez siatkówkę światło, co wzmacnia zdolność widzenia w ciemności. Reszta odbitego światła wydostaje się na zewnątrz, co sprawia, że oczy kotów w nocy świecą. Podczas jasnego dnia ich źrenice bardzo mocno przymykają się.
Naczelne, które zasiedliły wierzchołki drzew szukając najmłodszych, najdelikatniejszych liści oraz kwiatów i dojrzałych owoców wykształciły receptory pozwalające na rejestrację czerwieni. Tak też funkcjonują dzisiaj nasze oczy, ale nie oczy np. naszych psów, kotów i większości innych ssaków, które koloru czerwonego nie rejestrują. Rodzaj pokarmu i sposób jego znajdowania wymusił na wytworzenie u naczelnych (ale i niektórych innych ssaków naziemnych) nowego sposobu zapewnienia bezpieczeństwa przed zagrożeniami ze strony drapieżników. Mając oczy skierowane dokładnie do przodu zaczęły prowadzić stadne życie rodzinne, co pozwalało na grupowe (społeczne) widzenie, zarówno wokół dookoła, jak i do góry.
Konsekwencje życia społecznego i powiadamiania się o potencjalnym niebezpieczeństwie były dalekosiężne dla dalszej ewolucji naczelnych. Komunikacja wewnętrzna wymagała sporej inteligencji, a ta jest uzależniona od mózgu. To był impuls do procesu jego rozwoju i powiększania się, który doprowadził do najbardziej rozwiniętego mózgu u rodzaju Homo.
W tym krótkim zestawieniu zmysłów jako atutów przetrwania na specjalne wyróżnienie zasługuje fenomenalna rawka błazen. Ten skorupiak morski wyróżnia się wyjątkowymi, wystającymi z głowy ruchomymi oczami złożonymi, które są uznawane za najdoskonalsze na świecie. Na tym jej wyjątkowość jednak się nie kończy. Swoimi odnóżami chwytnymi (nazwanymi młotami) zbudowanymi jak rękawice bokserskie wyprowadza najszybsze (blisko 100 km/h) w świecie przyrody śmiercionośne ciosy.
Również kameleony wyróżniają się wyjątkowo ruchliwymi (niezależnie) oczami, które pozwalają na równoczesne postrzeganie do 90% otaczającej ich przestrzeni. oraz niezwykle szybkim lepkim językiem strzelającym do owadzich ofiar. Kameleony słyną przede wszystkim ze zmienności ubarwienia zależnie od stanu emocjonalnego. Ale jakże wspaniałym ewolucyjnym „wynalazkiem” są ich kończyny. Mają po trzy zrośnięte palce naprzeciw zrośniętych dwóch. Zapewnia to kameleonom bardzo szybkie i zwinne przemieszczanie się po gałęziach. No i do tego wspaniałe narzędzie do zdobywania pokarmu – niezwykle szybki lepki język, którym strzelają do swoich owadzich ofiar. Szybkie strzelające języki wykształciły również płazy – np. żaby i ropuchy.
Po wymarciu wielkich dinozaurów mniejsze gatunki gadów przetrwały i rozpełzły się po kontynentach. W środowiskach wodnych przetrwały też większe gady, takie jak krokodyle i żółwie. Liczne gatunki, które zaakceptowały życie lądowe, np. węże, nadal świetnie pływają i korzystają ze środowiska wodnego polując w nim na swoje ofiary, czego dobrymi przykładami są olbrzymie, kilkumetrowe amazońskie anakondy czy nasze, zaledwie metrowe zaskrońce.
Węże, niezależnie od umiejętności pływania, umieją szybko pełzać po ladzie, wspinać na drzewa, a nawet szybować w powietrzy na duże odległości dzięki spłaszczeniu ciała lub rozłożeniu fałdów skórnych. U mięsożernych węży jednak nie sposób poruszania się stanowi o ich przetrwaniu, ale dobrze rozwinięte zmysły. Wprawdzie mają wzrok (najlepszy u węży nadrzewnych), ale to węch, a u niektórych gatunków (np. grzechotników i pytonów) detekcja ciepła (podczerwieni) są ich kluczowymi zmysłami. Są one uzupełniane wrażliwością spodniej części ciała na drgania rozchodzące się w ziemi, jak i podczas wibracji powietrza.
Dotyk jest często niedocenianym zmysłem nie tylko w odniesieniu do gadów, ale również ssaków, a nawet niektórych ptaków. Czaple, na przykład, mają komórki czuciowe na nogach, co pozwala im na lokalizację i celne trafianie dziobem w ryby przepływające nawet w najbardziej mętnej i zarośniętej rzęsą płytkiej wodzie.
Jak ważnym zmysłem był dotyk dla przetrwania niektórych gatunków przez długie miliony lat jest przykład krokodyli – reliktów z epoki dinozaurów. Niezwykle wrażliwe na drgania fal wody komórki czuciowe na skórze paszczy tych gadów odgrywają podstawową rolę w lokalizacji ich przyszłych ofiar. A najedzony krokodyl potrafi pozostawać bez pokarmu przez długie miesiące. Co za wspaniała cecha dla przetrwania.
Ciekawe rozwiązanie „widzenia” świata można spotkać u pająków. To dziwne, że większość pająków ma aż trzy albo cztery pary oczu, a ich wzrok jest raczej słaby – dobrze widzą światło, cień i ruch. Są oczywiście wyjątki – skakuny jedną z czterech par oczu widzą jednak ostro steroskopowo, co pozwala im ocenić odległość do ofiary, ale tylko jeżeli ta znajduje się blisko. Rozróżniają też kolory, którymi posługują się podczas zalotów. Największym atutem większości pająków jest jednak niezwykle precyzyjna percepcja innym zmysłem – dotykiem. Wyróżnia je „widzenie” i „słyszenie” super czułymi włoskami czuciowymi na nogach i odwłoku drgań pajęczyny, wody, a nawet wibracji powietrza. To włoski czuciowe, a nie oczy, sygnalizują gdzie znajduje się potencjalna ofiara. Pająkom nawodnym włoski na nogach zapewniają jednocześnie hydrofobowość odnóży podczas poruszania się po wodzie.
A ssaki? Tu przytoczę dwa relikty z kontynentu australijskiego – dziobaka i kolczatkę. Pierwszy skutecznie poluje na swoje ofiary w wodzie dzięki komórkom czuciowym na dziobie. Co za „niedorzeczne” rozwiązanie – ssak z dziobem. Ale nie tylko to – dziobak jest ssakiem należący do rzędu stekowców (torbaczy), który znosi jaja w norze wykopanej na brzegu strumienia. Jaja znosi również australijska kolczatka. U obu gatunków cecha ta jest reliktem zachowanym po pierwotnych, spokrewnionych z gadami, prassakach z ery dinozaurów. Pozostałe współczesne ssaki dawno tę gadzią i ptasią cechę utraciły, decydując się wieść życie bardzo rodzinne ze swoimi dziećmi.
Tu warto zaznaczyć, że u gadów występuje zarówno zachowana jajorodność, jak i zrobienie kroku dalej – żyworodność, jak u naszej jaszczurki żyworódki. Tak naprawdę jest to właściwie jajo-żyworodność. Samica długo nosi zapłodnione jaja, w których zachodzi rozwój jej młodych, ale na świat wydaje już wyklute, pełnosprawne żywe potomstwo.
Wracając do kolczatki – również ten ssak zdobywa pokarm dzięki zmysłowi dotyku. Receptory czuciowe ma na końcu długiego języka, którym wyławia termity z głębokich korytarzy termitiery. Z lepiej znanych nam ssaków komórki czuciowe w specjalnych mocno unerwionych włosach (wibrysach) odgrywają najważniejszą rolę w poznawaniu otoczenia i w zdobywaniu pokarmu u żyjących pod ziemią – kreta, nornicy i ziemno-wodnego karczownika. W czuciowe wibrysy wyposażone są również prowadzące nocny tryb życia myszy i szczury, a także nasze koty (jak zresztą wszystkie kotowate).
Na tym zmysły ssaków nie kończą się. Dla nietoperzy, obok wzroku i węchu, najważniejszym dla „widzenia” otaczającego je świata jest zmysł echolokacji. Wydając ultradźwięki odbierają wielkimi uszami powracające fale akustyczne, odbite od otaczających je obiektów. Zmysł echolokacji jest tak precyzyjny, że nietoperze owadożerne są w stanie bezbłędnie złowić w ciemności nawet komara.
Ewolucyjne przystosowanie zwierzęcych gatunków do przetrwania w zależności od warunków środowiskowych, rodzaju pokarmu i potrzeby obrony przed zagrożeniami zachodziło różnymi drogami owocując bogactwem cielesnych form oraz specjalistycznym zróżnicowaniem połączeń zmysłów.