چگونه حیوانات را در تاریکی مشاهده می کنید؟

در یک شب بدون ماه سطح نور می تواند بیش از 100m بار باشد کم نور تر از نور روز روشن. با این وجود در حالی که ما تقریبا نابینا هستیم و کاملا تاریک نیستیم، گربه ها از قاچاقچیان سرچشمه می گیرند، و گلها بین گل ها در بالکن های ما پرواز می کنند.

در حالی که ما می خوابیم، میلیون ها حیوان دیگر به سیستم های دیداری خود پایبند هستند تا زنده بمانند. همین امر برای حیواناتی است که در تاریکی ابدی دریا عمیق هستند. در حقیقت، اکثریت قریب به اتفاق حیوانات جهان در ابتدا فعال هستند. عملکرد بصری قابل ملاحظه خود را، به خصوص در حشرات، با چشم های کوچک و مغز کمتر از اندازه دانه برنج، چگونه عملکرد آنها را می دهد؟ چه استراتژی های نوری و عصبی آنها تکامل یافته است، به طوری که آنها بتوانند در نور کم نور خوبی ببینند؟

برای پاسخ به این سوالات، توجه ما را به حشرات شبانه تبدیل کردیم. به رغم سیستم های دیداری کوچک، معلوم می شود که حشرات شب یل به طور شگفت انگیزی در نور کم قابل مشاهده هستند. در سال های اخیر ما کشف کرده ایم که حشرات شبانه می توانند مانع از موانع و جلوگیری از آنها شوند در طول پرواز, تمایز رنگ ها, تشخیص حرکت های ضعیف، یادگیری مکان های بصری و از آنها استفاده کنید. آنها حتی می توانند خود را با استفاده از الگوی پلاریزه آسمانی ضعیف راهنمایی کنند تولید شده توسط ماه، و با استفاده از صورت فلکی از ستاره ها در آسمان.

در بسیاری از موارد، این عملکرد بصری به نظر می رسد تقریبا به چیزی که از لحاظ جسمی امکان پذیر است، برآورده می شود. به عنوان مثال، زنبور عسل شب ادراری مرکزی آمریکا، Megalopta genalis، تنها پنج فوتون (ذرات نور) را به چشمان کوچک خود جذب می کند وقتی سطح نور در پایین ترین حالت خود قرار می گیرد سیگنال بصری کوچکی از بین رفته است. و با این حال، در مرده شب، می تواند در جنگل های بارانی متراکم و درهم و برهنه در یک سفر تغذیه حرکت می کند و آن را با خیال راحت بازگشت به لانه خود - چوب غیر قابل انعطاف hollowed-out تعلیق در دشت جنگل.

برای پیدا کردن این که چگونه این نوع عملکرد ممکن است، ما اخیرا شروع به مطالعه hawkmoth شبانه. این حشرات زیبا - پرطرفداران دنیای بی مهرگان - پرهای براق و پرنده هستند که دائما در حال نگاه کردن به گلهای شهری هستند. هنگامی که یک گل یافت می شود، گلدان در مقابل آن قرار می گیرد، با استفاده از پروبوسس آن، یک لوله دهان مانند، مکیدن شهد را می دهد.

شبانه شبانه اروپا، فیلمی Deilephila elpenor، یک موجود زرق و برق دار است که در مقیاس های صورتی و سبز پر زده است و تمام شهد آن در روز مرده جمع می شود. چند سال پیش متوجه شدیم که این پروانه می تواند رنگ ها را در شب، اولین حیوان شبانه، تشخیص دهد شناخته شده برای انجام این کار.

اما این گلدان به تازگی یکی دیگر از اسرار خود را نشان داد: ترفندهای عصبی که برای دیدن آن به خوبی در نور بسیار کم استفاده می شود. این حقه ها قطعا توسط سایر حشرات شبانه ای مانند Megalopta. ما با مطالعه فیزیولوژی مدارهای عصبی در مراکز بصری مغز، این را کشف کردیم دیل فیلیا می تواند به طور قابل ملاحظه ای در نور کم به طور موثر اضافه کردن فوتون های آن را از نقاط مختلف جمع آوری شده است در فضا و زمان.

برای زمان، این کمی مانند افزایش زمان شاتر در یک دوربین در نور کم است. با اجازه دادن به شاتر برای باز بودن طولانی تر، نور بیشتری به سنسور تصویر می رسد و یک تصویر روشن تر تولید می شود. ناکامی این موضوع این است که هر چیزی که به سرعت در حال حرکت است - مانند یک ماشین عبور کند - حل نخواهد شد و بنابراین حشرات قادر نخواهند بود آن را ببینند.

جمع بندی عصبی

برای اضافه کردن فوتون ها در فضا، پیکسل های فردی سنسور تصویر می توانند با هم ترکیب شوند تا "سوپر پیکسل" های کوچکتر اما بزرگتر (و به طوری حساس به نور بیشتر) ایجاد کنند. با این حال، ناکامی این استراتژی این است که هرچند تصویر روشن تر می شود، آن نیز تیزتر می شود و جزئیات مکانی فشرده ناپدید می شوند. اما برای یک حیوان شبانه که در تاریکی تماشا می کند، توانایی دیدن دنیای روشن تر که سخت تر و کندتر است، احتمالا بهتر از دیدن چیزی نیست (که تنها جایگزین آن است).


آخرین مطالب را از InnerSelf دریافت کنید


کار فیزیولوژیکی ما نشان داده است که جمع شدن عصبی فوتون ها در زمان و مکان بسیار به شباهت دارد دیل فیلیا. در تمام شدت نور شبانه، از غروب تا سطوح ستاره ای، جمع شدن به طور قابل توجهی افزایش می یابد دیل فیلیاتوانایی دیدن خوب در نور کم. در واقع، به لطف این مکانیسم های عصبی، دیل فیلیا می تواند در شدت نور در اطراف 100 بار کم تر از آن که در غیر این صورت می تواند ببینید. مزایای جمع بندی بسیار بزرگ است که سایر حشرات شبانه مانند Megalopta، به احتمال زیاد در آن به خوبی در نور کم قابل مشاهده است.

جهان که توسط حشرات شبانه دیده می شود، نمی تواند به همان اندازه تیز و یا به طور کامل حل و فصل شود که بستگان فعال روزانه آنها را تجربه می کنند. اما جمع بندی تضمین می کند که آن به اندازه کافی روشن است تا بتواند مشتاقان بالقوه را شناسایی و ملاقات کند، طغیان را دنبال کند و از آن استفاده کند، به مکان و از لانه می رود و مذاکرات موانع را در طول پرواز انجام می دهد. بدون این توانایی، آن را به عنوان کور به عنوان بقیه ما خواهد بود.

درباره نویسنده

اریک حکم، استاد زیستشناسی، دانشگاه لوند

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

{amazonWS: searchindex = کتابها؛ keywords = رفتار حیوانات؛ maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

بیشترین مطلب خوانده شده

بیت خنده ، اشک و عشق ... در انتها
بیت خنده ، اشک و عشق ... در انتها
by لین B. رابینسون، PhD