Egy holdtalan éjszakán a fényszintek 100 milliószor alacsonyabbak lehetnek, mint a napsütésben. És ha vak vagyunk és teljesen tehetetlenek vagyunk sötétben, akkor a macskák elég sikeresen nyomon követik zsákmányát, és a pillangók lendületesen csapkodnak az erkélyeinkben lévő virágok között. Alvás közben más állatok milliói támaszkodnak látórendszerükre, hogy túléljék. Ugyanez mondható el az állatokról, akik a mélytengeri örök sötétségben élnek. Sőt, az állatok túlnyomó többsége elsősorban tompa fényben aktív. Hogyan tudnak ilyen nagyszerű látványosságokat, különösen a rovarokat, apró szemeikkel és agyukkal, mint egy rizsmag felhasználni? Milyen optikai és idegi stratégiákat fejlesztettek ki, hogy jól láthassák tompított fényben?
E kérdések megválaszolásához fordítsuk figyelmünket az éjszakai rovarokra. Kisméretű látványrendszereik ellenére az éjszakai rovarok tökéletesen látnak gyenge fényben. Az utóbbi években azt találtuk, hogy az éjszakai rovarok elkerülhetik és akadályokba ütközhetnek repülés közben, megkülönböztethetik a színeket, észlelhetik a halk mozgásokat, megtanulják a vizuális útmutatásokat, és felhasználhatják azokat az otthonokhoz. Még navigálhatnak a csillagok polarizációjának halvány képével, amelyet a Hold hoz létre, és navigálhatnak az égbolton lévő csillagkép alapján.
Sok esetben ez a vizuális előadás egyenesen zavarónak tűnik a fizikailag lehetségesnél. Például a közép-amerikai éjjeli méh, a Megalopta genalis, csak öt fotont képes elnyelni apró szemével, amikor a fényszint a legalacsonyabb szintre esik - ez egy teljesen megtéveszthetetlen vizuális jel. És mégis, mély éjszaka navigálhat a sűrű és kusza esőerdőben, miközben táplálkozik, és biztonságosan visszatérhet fészkébe - egy észrevétlenül üreges botot, amely az alsó kefebe van függesztve.
Ahhoz, hogy megtudja, hogy ez még lehetséges, a tudósok elkezdték megfigyelni a sólyom lepkéket. Ezeket a gyönyörű rovarokat - a gerinctelen világ kolibriit - kecses, gyorsan repülõ pillangók reprezentálják, akik folyamatosan virágot keresnek nektárral. Miután megtalálta a virágot, a lepke előtte lebeg, és a nektárt szájcsövön keresztül szivattyúzza.
Az európai éjszakai sólyom, a Deilephila elpenor egy gyönyörű lény, mely pezsgős, rózsaszín és zöld pikkelyekben rejtőzik, és éjszaka közepén nektárt gyűjt. Néhány évvel ezelőtt a tudósok felfedezték, hogy ez a pillangó éjjel megkülönbözteti a színeket, ez az első ismert éjszakai állat.
Ez a pillangó nemrégiben felfedte egy másik titkát: az idegi trükköket, melyeket nagyon rossz fényviszonyok között lát jól. Ezeket a trükköket természetesen más éjszakai rovarok is használják, például a Megalopta. Az agy látóközpontjainak idegáramlásainak fiziológiáját tanulmányozva azt találták, hogy a Deilephila jól látja a tompított fényt, hatékonyan összerakva a fotonokat, amelyeket a tér és az idő különböző pontjain gyűjt.
Ez kicsit olyan, mintha gyenge fényviszonyok mellett növelné a fényképezőgép záridőjét. Ha hosszabb ideig hagyja nyitva a redőnyöt, akkor több fény jut a képérzékelőhöz, és világosabb képet kap. A hátránya, hogy bármi gyorsan mozog - mint egy elhaladó autó -, nem kap engedélyt, tehát a rovar nem fogja látni.
Promóciós videó:
Neurális összegzés
A fotonok térben történő kombinálásához a képérzékelő egyes pixelei egyesíthetők kisebb, de nagyobb „szuperpixel” létrehozásához. Ennek a stratégianak az is hátránya, hogy még a nagy fényerő mellett is homályos és éles részleteket nem tartalmazó kép. De egy olyan éjszakai állat számára, aki megpróbálja sötétben élni, ha világos, de részletmentes és lassú világot lát, jobb lesz, ha egyáltalán semmit sem lát (és ez az egyetlen alternatíva).
A fiziológusok kimutatták, hogy a fotonok ideális és időbeli összefoglalása rendkívül jótékony hatású az éjszakai deylephila számára. Az éjszakai fény bármilyen intenzitása esetén, szürkülettől a csillagokig, az összegzés jelentősen növeli a deilephil képességét a tompított fényben történő jó látásra. Valójában ezeknek az idegi mechanizmusoknak köszönhetően a deilephilák 100-szor halványabban láthatnak fényt, mint egyébként lenne. Az összegzés előnyei olyan nagyok, hogy más éjszakai rovarok is valószínűleg támaszkodnak rá a jó éjszakai látás érdekében.
Az éjszakai rovarok által látott világ lehet, hogy nem olyan szegény vagy jól feloldott, mint az aktív napi rokonok. A rakás azonban biztosítja, hogy elég fényes legyen a zsákmány elfogásához, a fészekbe repüléséhez és az akadályok elkerüléséhez. E képesség nélkül annyira vakak lennének, mint mi többiünk.
ILYA KHEL