Nowa technologia systemów kamer zmieni sposób, w jaki ekolodzy i filmowcy rozumieją i wizualizują postrzeganie kolorów przez różne zwierzęta w ich naturalnym środowisku.
Badania prowadziła Vera Vasas z Uniwersytet w Sussexw Wielkiej Brytanii i współpracownikom z Hanley Color Laboratory w Uniwersytet George'a MasonaMy.
Jak zwierzęta widzą kolory?
Tradycyjnie unikalne wizualne światy różnych gatunków pozostawały w dużej mierze tajemnicą dla ludzi. Wiele zwierząt, takich jak pszczoły miodne i niektóre ptaki, Postrzeganie kolorów wykraczających poza ludzkie możliwości, takich jak światło ultrafioletowe.
Różnica ta wynika z różnorodności fotoreceptorów w ich oczach. Zrozumienie postrzegania kolorów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wglądu w komunikację i nawigację zwierząt.
Chociaż fotografia w fałszywych kolorach umożliwiała wgląd w ten świat, utrudniały ją ograniczenia, takie jak czasochłonne procesy, specyficzne wymagania oświetleniowe i niemożność uchwycenia ruchu.
Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół badawczy opracował zaawansowany system kamer i oprogramowania umożliwiający nagrywanie i przetwarzanie klipów wideo w warunkach naturalnego oświetlenia.
Aparat widzi kolory tak jak zwierzęta
Jak pokazano na tym obrazkuSystem rejestruje obraz w czterech kanałach kolorów: niebieskim, zielonym, czerwonym i ultrafioletowym. Następnie konwertuje te dane na „jednostki percepcyjne”, zasadniczo tłumacząc je na format, który odtwarza wzrok zwierzęcia w oparciu o znane dane fotoreceptorów.
Co imponujące, w porównaniu z tradycyjnymi metodami spektrofotometrii, ten nowy system zapewnia ponad 92% dokładności w przewidywaniu postrzeganych kolorów widzianych przez zwierzęta.
Ta innowacja otwiera niespotykane dotychczas horyzonty dla badań naukowych. Zapewnia naukowcom narzędzie do badania dynamicznego, kolorowego świata tak, jak go widzi naukowiec różne rodzaje.
Co więcej, filmowcy mogą teraz tworzyć w swoich pracach dokładniejsze i bardziej wciągające odzwierciedlenie wizji zwierząt.
Praktyczność tego systemu dodatkowo zwiększa jego konstrukcja z łatwo dostępnych kamer komercyjnych, zamknięta w modułowej obudowie drukowanej w 3D.
Co więcej, dołączone oprogramowanie jest oprogramowaniem typu open source, co wymaga dalszego rozwoju i adaptacji w środowisku naukowym.
Na przykład na tym zdjęciu aparat uchwycił drozda w zielonym lesie, ale pokazuje tę piękną, naturalną scenę Jak by to wyglądało oczami ptaków.
Wypełnianie przepaści pomiędzy ludźmi i zwierzętami
Starszy autor Daniel Hanley wymownie podsumowuje znaczenie projektu.
„Od dawna fascynuje nas sposób, w jaki zwierzęta postrzegają świat. Nowe techniki ekologii sensorycznej pozwoliły nam wnioskować o statycznych scenach z perspektywy zwierząt. Jednak zrozumienie ich postrzegania poruszających się obiektów – co jest kluczowe przy czynnościach takich jak lokalizowanie pożywienia czy … Wybór partnera – cień nieuchwytny.
„Nasz rozwój zapewnia ekologom i filmowcom narzędzia do dokładnego uchwycenia i wyświetlenia kolorów, które zwierzę postrzega w ruchu, co stanowi ogromny postęp w naszych badaniach nad zachowaniem i poznaniem zwierząt” – podsumował.
Konkluzja jest taka Pionierski system kamer Oznacza to nie tylko przełom technologiczny, ale także nowy rozdział w naszym rozumieniu królestwa zwierząt, przybliżający nas do doświadczania świata ich oczami.
Nowa kamera pokazuje, jak zwierzęta widzą kolory
Przedrzeźniacz północny (Mimus Polyglottos) w wizji ptaka
W tym filmie dwa przedrzeźniacze północne wchodzą w interakcję na drzewie w sztucznych kolorach. W szczególności wideo pokazuje niebiesko-zielone i czerwone pułapki kwantowe jako odpowiednio niebieskie, zielone i czerwone, a pułapki kwantowe UV są nałożone w kolorze magenty.
Chociaż obiektyw 80 mm nie jest przeznaczony do fotografowania odległych obiektów, system dobrze rejestruje obrazy z lotu ptaka i pokazuje „ptasie białe” (odbijające promieniowanie UV przez widzialne części widma) plamy na ich piórach.
Pokazuje również, że niebo jest zabarwione głównie w świetle ultrafioletowym (tj. wydaje się fioletowe), ponieważ krótsze fale są narażone na zwiększone rozpraszanie Rayleigha. Tak więc, choć dla naszych oczu niebo może wydawać się niebieskie, dla wielu innych organizmów może wydawać się ultrafioletowe.
Opalizujące pawie pióra widziane oczami 4 różnych zwierząt.
System kamer może mierzyć zależne od kąta kolory strukturalne, takie jak opalizacja. Zilustrowano to tutaj filmem przedstawiającym bardzo opalizującego pawia (Pavo Christatos) pióro.
Kolory w tym filmie przedstawiają: a) pawia Pavo Christatos Fałszywy kolor, w którym złapanie kwantowe jest przedstawione odpowiednio w kolorze niebieskim, zielonym i czerwonym, odpowiednio w kolorze niebieskim, zielonym i czerwonym, a promieniowanie UV jest pokryte magentą.
Co ciekawe, opalizacja jest bardziej widoczna u pawi niż u (b) ludzi (kolory standardowe), (c) pszczół miodnych czy (d) psów.
Pokaz gąsienicowy do zwalczania drapieżników Pszczoła Wizja.
Ten film przedstawia czarnego paziowatego Papilio Polixenes Gąsienica wykazuje osmetrię. Naukowcy demonstrują ten film w fałszywych kolorach pszczół miodnych, gdzie kwantowe złapanie światła UV, niebieskiego i zielonego są pokazane odpowiednio w kolorze niebieskim, zielonym i czerwonym.
Żółta (ludzka) osmoteria, a także żółte plamy wzdłuż grzbietu gąsienicy silnie odbijają promieniowanie UV i wydają się fioletowe, gdy kolory zmieniają się w fałszywe kolory pszczół miodnych (takie jak silne reakcje fotoreceptorów wrażliwych na promieniowanie UV i zieleń u pszczół miodnych) przedstawione na niebiesko i czerwony).
Wiele larw drapieżników widzi światło ultrafioletowe, dlatego to zabarwienie może być skutecznym sygnałem pozycyjnym.
Więcej o zwierzętach, kamerach i widzeniu kolorów
Jak wspomniano powyżej, sposób, w jaki zwierzęta postrzegają kolory, to fascynująca podróż do świata poza zasięgiem ludzkiego wzroku. W przeciwieństwie do ludzi wiele zwierząt widzi kolory w widmach, które ledwo możemy sobie wyobrazić.
Ludzie zazwyczaj postrzegają trzy podstawowe kolory: czerwony, zielony i niebieski. Ale to tylko niewielka część spektrum kolorów w królestwie zwierząt.
Na przykład pszczoły i ptaki widzą światło ultrafioletowe, które jest dla nas niewidoczne. Zdolność ta odgrywa kluczową rolę w ich przetrwaniu, pomagając im znaleźć pożywienie i poruszać się po środowisku.
Poza ludzkim zrozumieniem
Weźmy krewetkę modliszkową, która żyje w oceanie i ma jeden z najbardziej złożonych znanych systemów wizyjnych.
Potrafi dostrzec światło spolaryzowane i ma od dwunastu do szesnastu rodzajów kolorowych komórek fotoreceptorów (u ludzi mają trzy).
Ta wyjątkowa wizja pomaga im dostrzec ofiarę, drapieżniki i partnerów w złożonym podwodnym świecie.
Widzenie kolorów u zwierząt nie ogranicza się do widzenia całej gamy kolorów; Chodzi o przetrwanie. Na przykład niektóre węże wykorzystują widzenie w podczerwieni do polowania na stałocieplne ofiary w ciemności.
Z kolei renifery wykorzystują widzenie ultrafioletowe do wykrywania drapieżników w odblaskowych, śnieżnych krajobrazach, co jest umiejętnością kluczową dla ich przetrwania w trudnym klimacie.
Ludzie zdobywają wiedzę
Ewolucja odgrywa ważną rolę w różnorodności widzenia kolorów. Zwierzęta rozwinęły swoje unikalne zdolności widzenia kolorów w oparciu o potrzeby środowiskowe i wyzwania związane z przetrwaniem.
Ten proces ewolucyjny doprowadził do powstania bogatego zbioru zdolności wzrokowych w całym królestwie zwierząt.
Dzisiaj, dzięki postępowi technologicznemu, ludzie zaczynają rozumieć, a nawet wizualizować, jak zwierzęta postrzegają świat.
To zrozumienie nie tylko pogłębia nasze uznanie dla złożoności natury, ale także otwiera nowe horyzonty w ekologii, badaniach behawioralnych, a nawet projektowaniu technologii inspirowanych pomysłowością natury.
Krótko mówiąc, świat zwierzęcego widzenia kolorów jest żywy i złożony, oferując kalejdoskop perspektyw daleko wykraczających poza ludzkie możliwości.
W miarę dalszego odkrywania i rozumienia tych perspektyw zyskujemy coraz większe uznanie dla świata przyrody i różnorodnych stworzeń, które go zamieszkują.
Pełne badanie opublikowano w czasopiśmie Biologia PLoS.
W przypadku filmów przedstawiających działanie aparatu w przyrodzie, Kliknij tutaj…
—–
Podoba Ci się to, co przeczytałem? Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.
—–
Odwiedź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.
—–
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.