Jak zwierzęta widzą w ciemności?
Source:
W bezksiężycową noc poziom oświetlenia może być 100 milionów razy niższe niż w świetle dziennym. I jeśli jesteśmy praktycznie ślepi i zupełnie bezradni w ciemności, koty z powodzeniem tropią zdobycz, a motyle szybko fruwające między kwiaty na naszych balkonach. Gdy śpimy, miliony innych zwierząt polegają na ich wizualne systemu, aby przetrwać. To samo można powiedzieć o zwierzętach, które żyją w wiecznej ciemności głębokiego morza. Ponadto, zdecydowana większość zwierząt w świecie, w większości aktywnie w słabym świetle. Jak udaje im się korzystać z takich potężnych efekty wizualne cechy, w szczególności owadów, z ich małymi oczami i mózgiem mniej ryżowego ziarna? Jakie optyczne i neuronowe strategii rozwijali, aby dobrze widzieć w słabym świetle?
Aby odpowiedzieć na te pytania, zwróćmy uwagę na nocnych owadów. Pomimo ich miniaturowe wzrokowe systemu, nocne owady doskonale widzą w słabym świetle. W ostatnich latach okazało się, że nocne owady mogą unikać i być przeszkód podczas lotu, rozróżniać kolory, wykrywać słabe ruchu, uczyć wizualne punkty odniesienia i wykorzystywać je do bazowania. Mogą nawet poruszać się za pomocą słaby obraz gwiazd polaryzacji, którą tworzy Księżyc, i poruszać się za pomocą konstelacji gwiazd na niebie.
W wielu przypadkach ta wizualna wydajność wydaje się całkowicie naruszających to, co jest fizycznie możliwe. Na przykład, nocne центральноамериканская pszczoła Megalopta genalis pochłania zaledwie pięć fotonów swoimi małymi oczami, gdy poziom światła znajdują się na bardzo niskim poziomie — zupełnie nieuchwytny wizualny sygnał. A jednak w nocy może poruszać się w ogromnego i kłopotliwe lesie deszczowym podczas żerowania i bezpiecznie wracać w swoje gniazdo — незаметную выдолбленную kij wisi w zaroślach.
Aby dowiedzieć się, jak to możliwe, naukowcy zaczęli badać бражников. Te piękne owady — koliber bezkręgowców świata — prezentuje elegancki, szybko latających motyli, które stale szukają kwiaty z nektarem. Jak tylko kwiat znaleźć, mol unosi się przed nim, ssanie nektar z pomocą хоботка, ротовидной rurki.
Klub europejski бражник Deilephila elpenor — to wspaniałe stworzenie, прячущееся w pierzastych różowych i zielonych чешуйках, zbierające nektar w głębokiej nocy. Kilka lat temu naukowcy odkryli, że ten motyl może rozróżniać kolory w nocy, pierwsze nocne zwierzę, tym znać.
Niedawno ten motyl odkryła jeszcze jedną ze swoich tajemnic: neuronalne sztuczki, które wykorzystuje, aby dobrze widzieć przy bardzo słabym świetle. Te sztuczki, oczywiście, są używane i innymi nocnymi owadami, takimi jak Megalopta. Po zapoznaniu się z fizjologię neural obwody w ośrodkach wzrokowych mózgu, naukowcy odkryli, że Deilephila może dobrze widzieć w słabym świetle, skutecznie dodając fotony, które gromadzi się w różnych punktach czasu i przestrzeni.
To trochę wygląda na zwiększenie czasu otwarcia migawki w aparacie przy słabym oświetleniu. Jeśli pozwolić haka pozostają otwarte dłużej, więcej światła dotrze do matrycy i otrzyma jaśniejszy obraz. Wadą jest to, że wszystko, co porusza się szybko — jak przejeżdżający samochód, nie otrzyma zgody, więc owad go nie zobaczy.
Нейронное sumowanie
Aby połączyć fotonów w przestrzeni, poszczególne piksele matrycy można połączyć w poole, tworząc mniejsze, ale duże liczby "суперпиксели". Znowu wadą tej strategii jest to, że nawet przy dużej jasności obrazu będzie rozmyte i pozbawione wyraźnych części. Ale dla nocnego zwierzęcia, która stara się żyć w ciemności, możliwość zobaczyć żywe, ale pozbawione szczegółów i powolny świat, będzie lepiej, niż nie widzieć nic (a to jedyna alternatywa).
Fizjologów wykazały, że нейронное sumowanie fotonów w czasie i przestrzeni, niezwykle przydatne dla nocnego деилефилы. Przy każdej intensywności oświetlenia nocnego, od zmierzchu do gwiazd, sumowanie znacznie zwiększa zdolność деилефилы dobrze widzieć w słabym świetle. Faktycznie, dzięki tym neural mechanizmy, деилефила może zobaczyć po 100 razy bardziej słabym świetle, niż w przeciwnym przypadku. Zalety sumowania tak duże, że inne nocne owady też, bardzo prawdopodobne, polegają na tym, aby dobrze widzieć w nocy.
Świat, występujący nocnymi owadami, nie może być tak ostre lub dobrze rozpoznanych, jak ten, co widzą ich aktywne światła do krewnych. Ale sumowanie gwarantuje, że będzie on na tyle jasny, aby można było przechwycić łup, dolecieć do gniazda i uniknąć przeszkód. Bez tej umiejętności byli tak ślepi, jak i my wszyscy.
Bardziej:
Czy melatonina może pomóc w leczeniu koronawirusa?
Niektórzy lekarze uważają, że hormon snu pomaga w koronawirusie Wydaje się, że na liście potencjalnych metod leczenia COVID-19, które naukowcy zaproponowali na kilka miesięcy pandemii, innego uzupełnienia: melatoniny. Lekarz w Teksasie mówi, że już l...
W jakich krajach mieszkają najbardziej aktywni ludzie?
W jakich krajach ludzie więcej chodzą i uprawiają sport? Przekonajmy się. Aktywność fizyczna, wraz z prawidłowym odżywianiem, jest uważana za jeden z głównych czynników zdrowego stylu życia. Liczne badania naukowe wykazały, że regularne ćwiczenia i c...
Co to jest "hormon miłości", a kto go brakuje?
Oksytocyna - hormon miłości Organizm ludzki wytwarza ogromną różnorodność hormonów, z których każdy wykonuje swoje zadanie. Na przykład, wiele znanych endorfin przynieść ludziom poczucie radości, i nadmiar kortyzolu sygnalizuje stresujący stan osoby....
Nowości
U тихоходок pojawił się jeszcze jeden mocarstw
Sześć тихоходок, znajdujących się w stanie odwodnienia. Przy tym stanie wciągnęli swoje łapki i głowę do środka powłoki ochronnej, tworząc swoisty kokon Małe żywe istoty, тихоходки, posiadają zestaw niezwykłych właściwości. Oni z ...
Na YouTube pojawiły się odtajnione fotografowania badań jądrowych
Od 1945 do 1962 roku STANY zjednoczone przeprowadziły ponad 200 prób jądrowych w atmosferze, aby w pełni zbadać siłę broni jądrowej. Te straszliwe wybuchy kręcono pod każdym możliwym kątem i z każdej odległości. Następnie filmy — ...
Myśleć jak przestępca. Przestępców można obliczyć na zdjęciu mózgu
Według artykułu, ostatnio opublikowanym w wydaniu "the Guardian", grupa neurologów z Виргинского medyczno-technologicznego instytutu badawczego Carillon udało się ustalić różnice w pracy mózgu prawdziwych przestępców i tych, którz...
Jako pierwsi australijczycy trafiły na kontynent?
W скелетам ludzi i odkryć archeologicznych w Australii można prześledzić historię aż do 50 000 lat, zanim ślad zniknie. Do tego momentu wydaje się, że w Australii ludzi nie było. Ludzie tam byli i kiedy? Kiedy ludzie po raz pierws...
Za pomocą terapii genowej po raz pierwszy udało się zapobiec rozwój ślepoty
Jak donosi magazyn " Nature Communications, grupa biologów z USA po raz pierwszy mógł leczyć pełną wrodzoną ślepotę u myszy. Według zapewnień wydawnictwa, udało się to dzięki zastosowaniu edytora genomu CRISPR/Cas9. Z jego pomocą ...
10 zasad zachowania się w przypadku kontaktu z kosmitami
Ludzi, którzy poważnie mówią o istnieniu pozaziemskich cywilizacji, zwykle uważają lub marzycieli, lub pisarzy, lub zaognionymi. Ale w miarę, jak ludzie coraz głębiej badają wszechświat, niektóre oficjalne instytucje, takie jak Or...
Firma OceanGate stworzy pełna 3D-skan zatonięcia "Titanica"
Firma OceanGate z Seattle, przedstawiła swoje plany dotyczące podwodnej wyprawy do miejsca, w którym spoczywa legendarny transatlantycki statek "Titanic". Od 1912 roku do schodzili mniej niż 200 osób, a ostatnia wyprawa odbyła się...
Nowa hipoteza wyjaśnia, jak mogą pojawić się pierwsze czarne dziury istnieją one
Mało kto będzie kłócić się z opinią, że czarne dziury istnieją one są jednymi z najgroźniejszych astronomicznych obiektów we Wszechświecie. Niesamowity poziom ich grawitacji nie pozwala na nic, nawet światło, uniknąć absorpcji, ja...
Astronomowie znaleźli samotny планетообразный obiekt o nieznanej natury
Artystyczne przedstawienie планетообразного obiektu CFBDSIR 2149-0403, który w ślepy zaułek astronomów W 2012 roku astronomowie odkryli w sąsiedztwie z naszym systemem jest dość dziwny izolowany kosmiczny obiekt. Według wstępnych ...
Firma Bigelow Aerospace uruchomi offline kosmiczny moduł do 2020 roku
Rozdział Bigelow Aerospace w niedawnym wywiadzie dla portalu space.com podzielił się swoimi planami dotyczącymi przyszłości firmy i opowiedział o roli stacji kosmicznych na orbicie Księżyca, zwracając uwagę na ich kluczową rolę w ...
Grupie naukowców udało się wyhodować małp z odporności na HIV
Wirus upośledzenia odporności (HIV) słusznie uważają «plagą XXI wieku». Mimo znacznych postępów w wielu dziedzinach medycyny i poprawy jakości życia, w walce z tą podstępną wirusem ludzkość przegrywa. Przy tym myśli o tw...
NASA bada w chilijskiej pustyni urządzenia do poszukiwania życia na Marsie
Na rok 2020 wyznaczono wysyłanie kolejnej agencji kosmicznej NASA w kierunku Czerwonej planety. Po raz kolejny naukowcy starają się odkryć na Marsie przynajmniej jeden znak życia, niegdyś istniał na tej planecie. Rover pod nazwą m...
Dlaczego piosenki "zablokowane" w głowie?
Zgadzam się, na pewno każdy z nas zdarzały się przypadki, kiedy razem wysłuchana gdzieś piosenka dosłownie "въедалась" ci w mózg i nie można się jej pozbyć. Напевали, насвистывали motyw, tak i po prostu cały czas, jakby na powtórz...
System TRAPPIST-1 może być martwą we wszystkich znaczeniach
Kiedy emocje w nauce biorą górę, to nic dobrego z tego nie trzeba czekać. Według jednego z ostatnich opinii astronomów, co najmniej dwie (a może i wszystkie) z siedmiu planet, znajdujących się wewnątrz systemu TRAPPIST-1, może już...
IBM udowodniła możliwość przechowywania informacji w jednym atomie
Podstawowe elementy komputerów stają się tak małe, że stopniowo do czynienia z ciśnieniem granic znanego świata fizyki newtona. I nigdzie skala i dokładność operacji nie pokazuje lepiej niż na dyskach twardych, gdzie trylion bitów...
Sztuczna inteligencja od Baidu samodzielnie nauczył się mówić
Chińska firma Baidu, do której należy debiutanckiej wyszukiwarka, już od kilku lat zajmuje się tworzeniem własnej sztucznej inteligencji. Badania rozpoczęły się jeszcze w 2013 roku, a teraz SI od Baidu wykazuje bardzo dobre wyniki...
Dziwne радиоимпульсы z innej galaktyki: a może jednak kosmici?
Od chwili ich otwarcia, około 10 lat temu, szybkie dyskretne радиоимпульсы nie przestają zaskakiwać naukowców. Te międzygalaktycznej wybuchy радиоизлучений już mają , jednak, według nowej hipotezy, mogą mieć technologiczną naturę....
Wojskowe USA stworzyli elastyczny materiał dla zbroi, które można załatać żelazkiem
Naukowcy z Marynarki wojennej laboratorium USA stworzyli nowy materiał do pancerza, który różni się od wszystkich innych łatwością i баллистическими cech. Termoplastyczny polimer twardnieje pod wpływem uderzenia, ale po tym, można...
Chcesz wiedzieć, dlaczego po deszczu tak ładnie pachnie?
Wielu osobom podoba się zapach po deszczu. Daje nie tylko poczucie świeżości, ale i — jak by to powiedzieć – spokoju na świecie. A czy wiecie, że ten zapach może cię zabić? Wszystko poprawnie, w wyniku deszczu w powietrzu un...
Sztuczna inteligencja i genetyka żywych istot uczą się bardzo podobnie
Sieci genów u zwierząt coś przypominają sieci neuronów w naszych mózgach — oni też mogą "uczestniczyć" w podróży. W 1996 roku młody student o imieniu Richard Watson postanowił przeczytać artykuł o ewolucji. Była prowokacyjna i dot...
Uwaga (0)
Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!