Mėnulio neturinčią naktį šviesos lygis gali būti 100 milijonų kartų mažesnis nei ryškioje dienos šviesoje. O jei tamsoje esame praktiškai akli ir visiškai bejėgiai, katės gana sėkmingai seka savo grobį, o drugeliai žaibiškai svyruoja tarp gėlių mūsų balkonuose. Kol mes miegame, milijonai kitų gyvūnų, norėdami išgyventi, pasikliauja savo regėjimo sistemomis. Tą patį galima pasakyti ir apie gyvūnus, kurie gyvena amžinojoje giluminės jūros tamsoje. Be to, didžioji dauguma pasaulio gyvūnų yra aktyvūs silpnoje šviesoje. Kaip jiems pavyksta išnaudoti tokias galingas vaizdines savybes, ypač vabzdžių, kurių mažytės akys ir smegenys yra mažesnės nei ryžių grūdas? Kokias optines ir neuronines strategijas jie sukūrė, kad gerai matytų silpną šviesą?
Norėdami atsakyti į šiuos klausimus, atkreipkime dėmesį į naktinius vabzdžius. Nepaisant mažėjančių regos sistemų, naktiniai vabzdžiai puikiai mato silpnoje šviesoje. Pastaraisiais metais mes pastebėjome, kad naktiniai vabzdžiai skrydžio metu gali išvengti kliūčių ir užsiblokuoti, atskirti spalvas, aptikti silpnus judesius, išmokti vaizdinių užuominų ir panaudoti juos namiškiams. Jie netgi gali naršyti naudodamiesi silpnu žvaigždžių poliarizacijos paveikslu, kurį sukuria Mėnulis, ir naršyti naudodamiesi žvaigždžių žvaigždynais danguje.
- „Salik.biz“
Daugeliu atvejų šis vaizdinis pasirodymas atrodo tiesiog trikdantis tai, kas įmanoma fiziškai. Pavyzdžiui, Centrinės Amerikos naktinė bitė Megalopta genalis savo mažytėmis akimis sugeria tik penkis fotonus, kai šviesos lygis yra žemiausias - tai visiškai neįmanomas vaizdinis signalas. Ir vis dėlto gilią naktį jis gali naršyti po tankius ir susivėlusius atogrąžų miškus, ieškodamas maisto ir saugiai grįžti į savo lizdą - nepastebimą tuščiavidurę lazdą, pakabintą podugnyje.
Norėdami sužinoti, kaip tai net įmanoma, mokslininkai pradėjo tyrinėti vanago kandis. Šiuos gražius vabzdžius - bestuburių pasaulio kolibrius - reprezentuoja grakštūs greitai skraidantys drugeliai, kurie nuolat ieško žiedų su nektaru. Radus gėlę, kandis pasislenka priešais ją, čiulpdama nektarą pro jo burną, burnos vamzdelį.
Europinis naktinis vanagas Deilephila elpenor yra gražus padaras, slepiantis plunksnomis rožinėmis ir žaliomis skalėmis, viduryje nakties renkantis nektarą. Prieš keletą metų mokslininkai atrado, kad šis drugelis gali atskirti spalvas naktį - pirmasis tai žinomas naktinis gyvūnas.
Šis drugelis neseniai atskleidė dar vieną savo paslaptį: neuroninius triukus, kuriuos jis naudoja norėdamas gerai pamatyti labai silpnoje šviesoje. Šiuos triukus, be abejo, naudoja ir kiti naktiniai vabzdžiai, tokie kaip Megalopta. Tyrinėdami nervų grandinių, esančių regos smegenų centruose, fiziologiją, mokslininkai nustatė, kad Deilephila gerai matosi silpnoje šviesoje, efektyviai sudedant fotonus, kuriuos jis surenka skirtinguose erdvės ir laiko taškuose.
Tai panašu į padidintą fotoaparato užrakto greitį esant silpnam apšvietimui. Jei leisite langinę ilgiau atidaryti, daugiau šviesos pasieks vaizdo jutiklį ir gaus ryškesnį vaizdą. Neigiama yra tai, kad viskas, kas greitai juda, pavyzdžiui, pravažiuojantis automobilis, negaus leidimo, todėl vabzdys jo nematys.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Neuroninis apibendrinimas
Norėdami sujungti fotonus erdvėje, atskirus vaizdo jutiklio taškus galima sujungti, kad būtų sukurti mažesni, bet didesni „superpikseliai“. Vėlgi, šios strategijos trūkumas yra tas, kad net esant dideliam ryškumui, vaizdas bus neryškus ir jame trūks aštrių detalių. Naktiniam gyvūnui, kuris bando gyventi tamsoje, sugebėti pamatyti šviesų, tačiau neturintį detalių ir lėto pasaulio, bus geriau, nei išvis nieko nematant (ir tai vienintelė alternatyva).
Fiziologai įrodė, kad neuronų fotonų sumavimas laike ir erdvėje yra ypač naudingas naktinei deilefilai. Esant bet kokiam nakties šviesos intensyvumui, nuo sutemų iki žvaigždžių, sumavimas žymiai padidina deilefilo sugebėjimą gerai matyti silpnoje šviesoje. Iš tikrųjų, dėka šių neuroninių mechanizmų, deilefilai gali pamatyti 100 kartų silpnesnę šviesą, nei jie kitaip. Apibendrinimo nauda yra tokia didelė, kad labai tikėtina, kad kiti naktiniai vabzdžiai ja naudojasi gerai matydami naktį.
Naktinių vabzdžių matytas pasaulis gali būti ne toks gailestingas ar gerai išsiskyręs, kokį mato jų aktyvūs dieniniai giminaičiai. Bet krovimas užtikrina, kad jis yra pakankamai ryškus, kad galėtų sugriebti grobį, skristi į lizdą ir išvengti kliūčių. Be šio sugebėjimo jie būtų tokie pat akli kaip ir mes visi.
ILYA KHEL