كيف ترى الحيوانات في الظلام؟

في ليلة قمرية ، يمكن أن تكون مستويات الإضاءة أكثر من 100m مرة باهتة من في ضوء النهار الساطع. مع ذلك ، بينما نحن كفيفون تقريبا وعاجزون تماما في الظلام ، القطط خارج الملاحقة فريسة ، والفراشات تطير بشكل هش بين الزهور على شرفاتنا.

بينما ننام ، تعتمد ملايين الحيوانات الأخرى على أنظمتها البصرية للبقاء على قيد الحياة. وينطبق الشيء نفسه على الحيوانات التي تعيش في الظلام الأبدي للبحر العميق. في الواقع ، فإن الغالبية العظمى من حيوانات العالم تنشط في المقام الأول في الضوء الخافت. كيف يمكن لأداءهم البصري الهائل أن يكون ممكنًا ، خصوصًا في الحشرات ، بعيون صغيرة وأدمغة أقل من حجم حبة الأرز؟ ما هي الاستراتيجيات البصرية والعصبية التي تطورت لتسمح لها برؤية جيدة في الضوء الخافت؟

للإجابة على هذه الأسئلة ، حولنا اهتمامنا إلى الحشرات الليلية. على الرغم من أنظمتهم البصرية الضئيلة ، اتضح أن الحشرات الليلية ترى بشكل رائع بشكل مذهل في الضوء الخافت. اكتشفنا في السنوات الأخيرة أن الحشرات الليلية يمكن أن تتجنب العقبات وتثبيتها خلال الرحلة, يميز الألوان, كشف حركات باهتةوتعلم المعالم المرئية و استخدامها لإدخال صاروخ موجه. يمكنهم حتى توجيه أنفسهم باستخدام نمط الاستقطاب السماوية الباهتة أنتجها القمروالتنقل باستخدام كوكبات نجوم في السماء.

في كثير من الحالات ، يبدو هذا الأداء البصري تقريبًا يتحدى ما هو ممكن جسديًا. على سبيل المثال ، النحل العرق في أمريكا الوسطى ، Megalopta genalisيمتص فقط خمسة فوتونات (جسيمات ضوئية) في أعينها الصغيرة عندما تكون مستويات الضوء عند أدنى مستوى لها - أ إشارة بصرية صغيرة تافه. ومع ذلك ، في أعماق الليل ، يمكن أن يتجول في الغابات المطيرة الكثيفة والمتشابكة في رحلة بحث عن الطعام ويجعلها تعود بأمان إلى عشها - وهو عصا مجوفة غير ظاهرة معلقة داخل الغابة.

لمعرفة كيف يمكن لهذا النوع من الأداء ، بدأنا حديثًا في دراسة حُوَاطات ليلية. هذه الحشرات الجميلة - الطيور الطنانة في عالم اللافقاريات - هي عث ناعمة وسريعة التحليق ، وهي تبحث باستمرار عن الأزهار المليئة بالرحيق. بمجرد العثور على زهرة ، تحوم العثة أمامها ، مص الرحيق خارج باستخدام خرطوم ، أنبوب يشبه الفم.

الفيل الايقاعي الليلي hawkmoth ، Deilephila elpenor، هو مخلوق رائع مختبئ في قشور اللون الوردي والأخضر ، ويجمع كل رحيقها في جوف الليل. منذ عدة سنوات اكتشفنا أن هذه العثة يمكن أن تميز الألوان في الليل ، أول حيوان ليلي معروف للقيام بذلك.

لكن هذه العثة كشفت مؤخراً عن أسرارها الأخرى: الحيل العصبية التي تستخدمها في الرؤية في الضوء الخافت للغاية. بالتأكيد تستخدم هذه الحيل من قبل الحشرات الليلية الأخرى مثل Megalopta. من خلال دراسة فسيولوجيا الدوائر العصبية في المراكز المرئية من الدماغ ، اكتشفنا ذلك Deilephila يمكن أن نرى بشكل موثوق في الضوء الخافت عن طريق إضافة الفوتونات التي جمعتها من نقاط مختلفة في المكان والزمان.

بالنسبة للوقت ، هذا يشبه قليلاً زيادة وقت الغالق على كاميرا في الضوء الخافت. من خلال السماح للغالق بالبقاء مفتوحًا لفترة أطول ، يصل المزيد من الضوء إلى مستشعر الصورة ويتم إنتاج صورة أكثر إشراقًا. الجانب السلبي هو أن أي شيء يتحرك بسرعة - مثل سيارة عابرة - لن يتم حلها وبالتالي لن تتمكن الحشرة من رؤيتها.

جمع العصبية

لإضافة فوتونات معا في الفضاء ، يمكن تجميع وحدات البكسل الفردية لمستشعر الصورة معًا لإنشاء "وحدات بكسل فائقة" أقل ولكنها أكبر (وأكثر حساسية للضوء). مرة أخرى ، الجانب السلبي من هذه الاستراتيجية هو أنه على الرغم من أن الصورة تصبح أكثر إشراقا ، فإنها تصبح أيضا مشوشة وتختفي التفاصيل المكانية الدقيقة. ولكن بالنسبة لحيوان ليلي يجهد في الظلام ، فإن القدرة على رؤية عالم أكثر إشراقاً وخشونة وأبطأ من المرجح أن يكون أفضل من عدم رؤية أي شيء على الإطلاق (وهو البديل الوحيد).


الحصول على أحدث من InnerSelf


لقد كشف عملنا الفسيولوجي أن هذا الجمع العصبي للفوتونات في الزمان والمكان مفيد بشكل كبير للنشاط الليلي. Deilephila. في جميع شدة الضوء الليلي ، من الغسق إلى مستويات النجم ، يعزز التخفيض بشكل كبير Deilephilaالقدرة على رؤية جيدة في الضوء الخافت. في الواقع ، بفضل هذه الآليات العصبية ، Deilephila يمكن أن نرى في شدة الضوء حول أوقات 100 باهتة أكثر مما كان يمكن لولاها. فوائد جمع كبيرة بحيث الحشرات الليلية الأخرى ، مثل Megaloptaمن المرجح جدا الاعتماد عليها لرؤية جيدا في الضوء الخافت كذلك.

قد لا يكون العالم الذي يشاهده الحشرات الليلية حادا أو حاسما في الوقت نفسه كما هو الحال مع أقاربهم ذوي النشاط اليومي. لكن الجمع يضمن أنه مشرق بما يكفي لاكتشاف واعتراض الاصحاب المحتملين ، لملاحقة الفريسة والتقاطها ، للتنقل من وإلى العش والتفاوض على العقبات أثناء الطيران. بدون هذه القدرة سيكون أعمى مثل بقيتنا.

نبذة عن الكاتب

إريك وارن ، أستاذ علم الحيوان ، جامعة لوند

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = Books ؛ الكلمات الرئيسية = سلوك الحيوانات الأليفة ؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

ما الذي تريده؟
ما الذي تريده؟
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
لماذا الأقنعة مسألة دينية
لماذا الأقنعة مسألة دينية
by ليزلي دوروف سميث
لماذا النوم مهم جدا لفقدان الوزن
لماذا النوم مهم جدا لفقدان الوزن
by إيما سويني وإيان والش

من المحررين

النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 6 و 2020
by InnerSelf الموظفين
نرى الحياة من خلال عدسات إدراكنا. كتب ستيفن آر كوفي: "نحن نرى العالم ، ليس كما هو ، ولكن كما نحن ، أو كما نحن مشروطون برؤيته". لذلك هذا الأسبوع ، نلقي نظرة على بعض ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 30 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
الطرق التي نسلكها هذه الأيام قديمة قدم الزمن ، لكنها جديدة بالنسبة لنا. التجارب التي نمر بها قديمة قدم الزمن ، لكنها أيضًا جديدة بالنسبة لنا. الشيء نفسه ينطبق على ...
عندما تكون الحقيقة فظيعة للغاية ومؤلمة ، اتخذ إجراءً
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
وسط كل الأهوال التي تحدث هذه الأيام ، ألهمني شعاع الأمل الذي يسطع من خلاله. الناس العاديون يدافعون عن الصواب (وضد ما هو خطأ). لاعبي البيسبول،…
عندما يكون ظهرك مقابل الحائط
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
احب الانترنت. الآن أعرف أن الكثير من الناس لديهم الكثير من الأشياء السيئة ليقولوها عن ذلك ، لكني أحب ذلك. مثلما أحب الناس في حياتي - فهم ليسوا مثاليين ، لكني أحبهم على أي حال.
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 23 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
ربما يتفق الجميع على أننا نعيش في أوقات غريبة ... تجارب جديدة ، مواقف جديدة ، تحديات جديدة. ولكن يمكن أن نشجع على تذكر أن كل شيء في حالة تغير مستمر ، ...