Новости из мира высоких технологий

Как животные видят в темноте?

В безлунную ночь уровень освещенности может быть в 100 миллионов раз ниже, чем при ярком дневном свете. И если мы практически слепы и совершенно беспомощны в темноте, кошки вполне успешно выслеживают добычу, а бабочки проворно порхают между цветами на наших балконах. Пока мы спим, миллионы других животных полагаются на свои зрительные системы, чтобы выживать. То же самое можно сказать о животных, обитающих в вечной темноте глубокого моря. Более того, подавляющее большинство животных в мире в основном активно при тусклом свете. Как им удается пользоваться такими мощными зрительными характеристиками, особенно насекомым, с их крошечными глазами и мозгами меньше рисового зернышка? Какие оптические и нейронные стратегии они развили, чтобы хорошо видеть при тусклом свете?

Чтобы ответить на эти вопросы, давайте обратим внимание на ночных насекомых. Несмотря на их миниатюрные зрительные системы, ночные насекомые прекрасно видят в тусклом свете. В последние годы мы обнаружили, что ночные насекомые могут избегать и фиксироваться на препятствиях во время полета, различать цвета, обнаруживать слабые движения, изучать визуальные ориентиры и использовать их для самонаведения. Они могут даже ориентироваться, используя слабую картину звездной поляризации, которую создает Луна, и перемещаться, используя созвездия звезд на небе.

Во многих случаях эта визуальная производительность кажется совершенно нарушающей то, что физически возможно. Например, ночная центральноамериканская пчела Megalopta genalis поглощает всего пять фотонов своими крошечными глазами, когда уровни света находятся на предельно низком уровне — совершенно неуловимый визуальный сигнал. И тем не менее в глубокой ночи она может перемещаться по густому и запутанному тропическому лесу во время нагула и безопасно возвращаться в свое гнездо — незаметную выдолбленную палку, подвешенную в подлеске.

Чтобы узнать, как вообще такое возможно, ученые начали изучать бражников. Эти прекрасные насекомые — колибри беспозвоночного мира — представлены изящными, быстро летающими бабочками, которые постоянно ищут цветы с нектаром. Как только цветок найден, моль парит перед ним, высасывая нектар с помощью хоботка, ротовидной трубки.

Ночной европейский бражник Deilephila elpenor — это прекрасное существо, прячущееся в пернатых розовых и зеленых чешуйках, собирающее нектар в глубокой ночи. Несколько лет назад ученые обнаружили, что эта бабочка может различать цвета ночью, первое ночное животное, этим известное.

Недавно эта бабочка раскрыла еще одну из своих тайн: нейронные трюки, которые она использует, чтобы хорошо видеть при очень тусклом свете. Эти трюки, конечно, используются и другими ночными насекомыми, такими как Megalopta. Изучив физиологию нервных цепей в зрительных центрах мозга, ученые обнаружили, что Deilephila может хорошо видеть в тусклом свете, эффективно складывая фотоны, которые собирает в разных точках пространства и времени.

Это немного похоже на увеличение выдержки на камере при слабом освещении. Если позволить затвору оставаться открытым дольше, больше света достигнет датчика изображения и получит более яркое изображение. Недостатком является то, что все, что движется быстро — как проезжающий автомобиль, — не получит разрешения, поэтому насекомое его не увидит.

Нейронное суммирование

Чтобы комбинировать фотоны в пространстве, отдельные пиксели датчика изображения можно объединить в пул, создав меньшие, но большие числом «суперпиксели». Опять же, недостатком этой стратегии будет то, что даже при высокой яркости изображения оно будет размытым и лишенным четких деталей. Но для ночного животного, которое пытается жить в темноте, возможность видеть яркий, но лишенный деталей и медленный мир, будет лучше, чем не видеть вообще ничего (а это единственная альтернатива).

Физиологи показали, что нейронное суммирование фотонов во времени и пространстве чрезвычайно полезно для ночной деилефилы. При любой интенсивности ночного света, от сумерек до звезд, суммирование существенно повышает способность деилефилы хорошо видеть при тусклом свете. Фактически, благодаря этим нервным механизмам, деилефила может видеть при в 100 раз более тусклом свете, чем в противном случае. Преимущества суммирования настолько велики, что другие ночные насекомые тоже, очень вероятно, полагаются на него, чтобы хорошо видеть в ночи.

Мир, наблюдаемый ночными насекомыми, может быть не таким острым или хорошо разрешенным, как тот, что видят их активные дневные родственники. Но суммирование гарантирует, что он будет достаточно ярким, чтобы можно было перехватить добычу, долететь до гнезда и избежать препятствия. Без этой способности они были бы столь же слепыми, как и все мы.


Источник: Как животные видят в темноте?
Автор:
Теги: исследования Биология Насекомые автомобиль балкон быстрый внимание Вопрос

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Как видят животные
Как видят животные
0
Сад огород дача и все самое интересное 04:30 01 июл 2016
Животные, которые видят снег впервые в жизни
Животные, которые видят снег впервые в жизни
0
Сад огород дача и все самое интересное 09:57 24 авг 2016
Боги-покровители и животные-талисманы по Знаку Зодиака...
Боги-покровители и животные-талисманы по Знаку Зодиака...
5
Интересный мир 16:11 18 май 2023
Необычные глаза овец и коз: раскрыта суть их зрачков
Необычные глаза овец и коз: раскрыта суть их зрачков
2
Человек познаёт мир 19:40 23 янв 2025
Важно то, как вы видите себя, а не как вас видят другие
Важно то, как вы видите себя, а не как вас видят другие
2
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 14:03 18 сен 2023
Котята тоже видят фантастические сны…
Котята тоже видят фантастические сны…
2
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 15:43 01 мар 2024
Животные как люди
Животные как люди
2
Человек познаёт мир 00:30 25 июн 2023
Милые животные (35 фото)
Милые животные (35 фото)
4
Интересный мир 07:50 30 дек 2016
Почему люди целуются, а животные — нет
Почему люди целуются, а животные — нет
17
Человек познаёт мир 00:30 19 мар 2023
5 шедевров живописи, на которых изображено гораздо больше, чем видят зрители
5 шедевров живописи, на которых изображено гораздо больше, чем видят зрители
2
Человек познаёт мир 10:30 19 июн 2024
Собаки видят сны о своих хозяевах
Собаки видят сны о своих хозяевах
0
Сад огород дача и все самое интересное 01:10 24 окт 2016
12 простых вещей, которые животные делают лучше, чем мы
12 простых вещей, которые животные делают лучше, чем мы
0
Интересный мир 04:20 01 фев 2017

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства