Aysız bir gecede, ışık seviyeleri 100m zamanından daha fazla olabilir. parlak gün ışığından daha kısık. Oysa karanlıkta neredeyse kör ve çaresiz kaldıkça, kediler avlarını izliyor ve güveler balkonlarımızdaki çiçekler arasında çevik bir şekilde uçuyorlar.

Uyurken milyonlarca başka hayvan hayatta kalmak için görsel sistemlerine güvenir. Aynı şey, derin denizin ebedi karanlığında yaşayan hayvanlar için de geçerlidir. Aslında, dünyadaki hayvanların ezici çoğunluğu öncelikle loş ışıkta aktiftir. Görkemli görsel performansları, özellikle böceklerde, minik gözleri ve beyni bir pirinç tanesinin boyutundan daha az olmasıyla nasıl mümkün olabilir? Loş ışıkta çok iyi görmelerini sağlamak için hangi optik ve sinirsel stratejiler geliştirildi?

Bu soruları yanıtlamak için dikkatimizi gece böceklere çevirdik. Küçültücü görsel sistemlerine rağmen, gece böceklerinin loş ışıkta inanılmaz derecede iyi gördüğü ortaya çıkıyor. Son yıllarda, gece böceklerinin engelleri önleyip engelleyebileceğini keşfettik. uçuş sırasında, renkleri ayırt, hafif hareketleri tespit etmek, görsel yerler hakkında bilgi edinin ve onları hedef konum için kullan. Soluk göksel kutuplaşma modelini kullanarak kendilerini yönlendirebilirler ay tarafından üretilen, ve takımyıldızlarını kullanarak gezin gökyüzündeki yıldızlar.

Çoğu durumda, bu görsel performans neredeyse fiziksel olarak neyin mümkün olduğuna meydan okuyor görünmektedir. Örneğin, gece Orta Amerika ter arı, Megalopta genalisışık seviyeleri en düşük seviyede olduğunda, sadece beş fotonu (ışık parçacıkları) küçük gözlerinin içine çeker - a ufukta küçük görsel sinyal. Yine de, gecenin köründe, yoğun ve karışık yağmur ormanlarında bir yiyecek arama gezisinde gezinebilir ve güvenli bir şekilde yuvasına güvenli bir şekilde dönebilir - ormanın altında asılı duran göze çarpmayan oyuk bir çubuk.

Bu tür bir performansın nasıl mümkün olduğunu bulmak için, yakın zamanda geceleri şahinleri incelemeye başladık. Bu güzel böcekler - omurgasızlar dünyasının sinek kuşları - sürekli nektar yüklü çiçeklerin arayışında olan şık, hızlı uçan güvelerdir. Bir çiçek bulunduğunda, güve önünde durur, ağzına benzer bir tüp olan hortumunu kullanarak nektarı emer.

Geceleyin Avrupa Filleri şahinleri, Deilephila elpenor, tüylü pembe ve yeşil pullarla gizlenmiş muhteşem bir yaratıktır ve tüm nektarını gecenin köründe toplar. Birkaç yıl önce, bu güvenin geceleri renkleri, ilk gece hayvanını ayırt edebileceğini keşfettik. öyle bilinen.

Ancak bu güve son zamanlarda sırlarından birisini daha ortaya çıkardı: son derece loş ışıkta iyi görmek için kullandığı sinirsel püf noktaları. Bu hileler kesinlikle gibi diğer gece böcekler tarafından kullanılır Megalopta. Beyin görsel merkezlerinde sinir devrelerinin fizyolojisini inceleyerek, bunu keşfettik. Deilephila Farklı noktalardan topladığı fotonları bir araya getirerek loş ışıkta güvenilir bir şekilde görebilirsiniz uzayda ve zamanda.

Bu, zaman zaman biraz kameradaki deklanşör süresini loş ışıkta artırmak gibi bir şey. Deklanşörün daha uzun süre açık kalmasını sağlayarak, görüntü sensörüne daha fazla ışık ulaşır ve daha parlak bir görüntü elde edilir. Dezavantajı, hızlı bir şekilde hareket eden herhangi bir şeyin - geçen araba gibi - çözülmeyeceği ve böceğin onu göremeyeceği yönündedir.

Sinirsel toplamı

Uzayda fotonları bir araya getirmek için, görüntü sensörünün bireysel pikselleri daha az ama daha büyük (ve çok daha fazla ışığa duyarlı) “süper pikseller” oluşturmak üzere bir araya toplanabilir. Yine, bu stratejinin dezavantajı, görüntünün daha parlak olmasına rağmen, aynı zamanda bulanık hale gelmesi ve daha ince uzamsal detayların ortadan kalkmasıdır. Ancak, karanlıkta görmek için gece hayvanlarının zorlanması için, daha kaba ve daha yavaş olan daha parlak bir dünyayı görebilme yeteneğinin, hiçbir şey görmemekten daha iyi olması muhtemeldir (ki bu tek alternatif olacaktır).

Fizyolojik çalışmamız, fotonların zaman ve mekanda bu sinirsel toplanmasının gece için son derece yararlı olduğunu ortaya koymuştur. Deilephila. Alacakaranlıktan yıldız ışığı seviyelerine kadar bütün gece ışık yoğunluklarında, toplama önemli ölçüde artmaktadır. Deilephilaloş ışıkta iyi görme yeteneği. Aslında, bu sinir mekanizmaları sayesinde, Deilephila 100 süreleri etrafındaki ışık yoğunluklarında aksi halde olduğundan daha kısık olarak görülebilir. Toplanmanın faydaları o kadar büyüktür ki, diğer gece böcekleri, Megalopta, muhtemelen loş ışıkta iyi görmek için de buna güveniyor.

Gece böceklerinin gördüğü dünya, günlük olarak akrabalarının yaşadığı kadar keskin veya zamanla çözülemeyebilir. Ancak toplama, potansiyel eşleri tespit edip ele geçirmek, av peşinde koşmak, bir yuvaya gidip gelmek ve uçuş sırasındaki engelleri aşmak için yeterince parlak olmasını sağlar. Bu yetenek olmadan, geri kalanımız kadar kör olurdu.

Yazar hakkında

Eric Warrant, Zooloji Profesörü, Lund Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon