Новая технология системы камер призвана изменить то, как экологи и кинематографисты понимают и визуализируют цветовое восприятие различных животных в их естественной среде обитания.
Исследование провела Вера Васас из Университет СассексаВеликобритания, и коллеги из Лаборатории цвета Хэнли в Университет Джорджа Мейсонамы.
Как животные видят цвет?
Традиционно уникальные визуальные миры разных видов оставались для людей во многом загадкой. Многие животные, такие как медоносные пчелы и некоторые птицы, Восприятие цветов, превосходящих человеческие возможности, например, ультрафиолетовый свет.
Эта разница связана с разнообразием фоторецепторов в их глазах. Понимание этого цветового восприятия имеет решающее значение для понимания особенностей общения и навигации животных.
Хотя фотография в искусственных цветах позволила заглянуть в этот мир, этому препятствовали такие ограничения, как трудоемкие процессы, особые требования к освещению и невозможность запечатлеть движение.
Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа разработала усовершенствованную камеру и систему программного обеспечения, способную записывать и обрабатывать видеоклипы в условиях естественного освещения.
Камера видит цвета так же, как животные.
Как показано на этой картинкеСистема записывает в четырех цветовых каналах: синем, зеленом, красном и ультрафиолетовом. Затем он преобразует эти данные в «единицы восприятия» — по сути, переводя их в формат, который воспроизводит зрение животного на основе известных данных фоторецепторов.
Впечатляет то, что по сравнению с традиционными методами спектрофотометрии эта новая система с точностью более 92% предсказывает цвета, которые видят животные.
Это нововведение открывает беспрецедентные горизонты для научных исследований. Он предоставляет ученым инструмент для исследования динамичного, красочного мира, каким его видят ученые. различные виды.
Кроме того, кинематографисты теперь могут создавать в своих работах более точные и увлекательные изображения зрения животных.
Практичность этой системы еще больше повышается за счет ее конструкции из легкодоступных коммерческих камер, заключенных в модульный корпус, напечатанный на 3D-принтере.
Кроме того, сопутствующее программное обеспечение имеет открытый исходный код, что требует дальнейшего развития и адаптации в исследовательском сообществе.
Например, на этом фото камера фиксирует пересмешника в зеленом лесу, но показывает эту красивую природную сцену. Как это выглядело бы глазами птиц.
Преодоление разрыва между людьми и животными
Старший автор Дэниел Хэнли красноречиво подводит итог важности проекта.
«Мы уже давно очарованы тем, как животные видят мир. Новые методы сенсорной экологии позволили нам сделать вывод о статических сценах с точки зрения животных. Однако понимание их восприятия движущихся объектов, что имеет решающее значение для таких действий, как поиск пищи или …Выбор партнера – тень неуловимая.
«Наша разработка предоставляет экологам и кинематографистам инструменты для точного захвата и отображения цветов, которые животное воспринимает в движении, что представляет собой крупный прогресс в нашем изучении поведения и когнитивных функций животных», — заключил он.
Суть в том, что Новаторская система камер Это не только означает технологический прорыв, но и представляет собой новую главу в нашем понимании животного мира, приближая нас к познанию мира их глазами.
Новая камера показывает, как животные видят цвета
Северный пересмешник (Mimus polyglottos) в видении птиц
В этом видео два северных пересмешника взаимодействуют на дереве с искусственными цветами. В частности, на видео сине-зеленые и красные квантовые ловушки показаны синим, зеленым и красным цветом соответственно, а УФ-квантовые ловушки наложены пурпурным цветом.
Хотя 80-миллиметровый объектив не предназначен для съемки удаленных объектов, система хорошо захватывает изображения птиц и показывает «птичьи белые» (отражающие ультрафиолетовые лучи видимые части спектра) участки их перьев.
Это также показывает, что небо окрашено в основном в ультрафиолетовом свете (т.е. кажется фиолетовым), поскольку более короткие волны подвергаются повышенному рэлеевскому рассеянию. Таким образом, хотя нашим глазам небо может казаться голубым, многим другим организмам оно может казаться ультрафиолетово-голубым.
Переливающиеся павлиньи перья глазами четырех разных животных.
Система камер может измерять структурные цвета, зависящие от угла, например переливчатость. Здесь это иллюстрируется видео с очень переливающимся павлином (Паво Кристатос) перо.
Цвета в этом видео представляют (а) павлина Паво Кристатос Ложный цвет, где квантовые уловы изображены синим, зеленым и красным цветом в синем, зеленом и красном цветах соответственно, а УФ-излучение покрыто пурпурным цветом.
Интересно, что радужность более выражена у павлинов, чем у (б) людей (стандартные цвета), (в) медоносных пчел или (г) собак.
Гусеничный дисплей для борьбы с хищниками Апис Зрение.
В этом видео показан черный ласточкин хвост. Папилио Поликсены Гусеница демонстрирует свою осметерию. Ученые демонстрируют это видео в искусственных цветах медоносных пчел, где квантовые улавливания ультрафиолетового, синего и зеленого света показаны синим, зеленым и красным цветом соответственно.
Желтые (человеческие) осмотерии, а также желтые пятна вдоль спины гусеницы сильно отражают УФ-излучение и кажутся фиолетовыми, когда цвета меняются на ложные цвета медоносных пчел (например, сильные реакции УФ-чувствительных и зелено-чувствительных фоторецепторов у медоносных пчел), изображенные синим цветом. и красный соответственно).
Многие личинки хищников видят ультрафиолетовый свет, и поэтому эта окраска может быть эффективным позиционным сигналом.
Подробнее о животных, камерах и цветовом зрении
Как обсуждалось выше, то, как животные воспринимают цвет, — это увлекательное путешествие в мир за пределами человеческого зрения. В отличие от людей, многие животные видят цвета в спектрах, которые мы едва можем себе представить.
Люди обычно воспринимают три основных цвета: красный, зеленый и синий. Но это лишь малая часть цветового спектра животного мира.
Например, пчелы и птицы могут видеть невидимый для нас ультрафиолет. Эта способность играет решающую роль в их выживании, помогая им находить пищу и ориентироваться в окружающей среде.
За пределами человеческого понимания
Возьмите креветку-богомола, которая обитает в океане и обладает одной из самых сложных известных систем зрения.
Он может воспринимать поляризованный свет и имеет от двенадцати до шестнадцати типов цветных фоторецепторных клеток (у человека их три).
Это исключительное зрение помогает им обнаруживать добычу, хищников и партнеров в сложном подводном мире.
Цветовое зрение животных не ограничивается восприятием ряда цветов; Речь идет о выживании. Например, некоторые змеи используют инфракрасное зрение, чтобы охотиться в темноте на теплокровную добычу.
С другой стороны, северные олени используют ультрафиолетовое зрение, чтобы обнаруживать хищников в заснеженных ландшафтах, что является критически важным навыком для их выживания в суровом климате.
Люди получают понимание
Эволюция играет важную роль в этом разнообразии цветового зрения. Животные развили свои уникальные способности цветового зрения, основанные на их экологических потребностях и задачах выживания.
Этот эволюционный процесс привел к появлению богатого разнообразия зрительных способностей во всем животном мире.
Сегодня, благодаря технологическому прогрессу, люди начинают понимать и даже представлять себе, как животные видят мир.
Это понимание не только углубляет наше понимание сложности природы, но и открывает новые горизонты в экологии, исследованиях поведения и даже технологическом проектировании, вдохновленном изобретательностью природы.
Короче говоря, мир цветового зрения животных ярок и сложен, предлагая калейдоскоп перспектив, далеко превосходящих человеческие возможности.
Продолжая исследовать и понимать эти перспективы, мы получаем более глубокое понимание мира природы и разнообразных существ, населяющих его.
Полная версия исследования опубликована в журнале ПЛОС Биология.
Для видеороликов, показывающих, как работает камера на природе, кликните сюда…
—–
Понравилось то, что я прочитал? Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать интересные статьи, эксклюзивный контент и последние обновления.
—–
Посетите нас в EarthSnap, бесплатном приложении, созданном Эриком Раллсом и Earth.com.
—–
«Интроверт. Мыслитель. Решатель проблем. Злой специалист по пиву. Склонен к приступам апатии. Эксперт по социальным сетям».
More Stories
Обнаружение наиболее многообещающих признаков жизни на другой планете, любезно предоставлено Джеймсом Уэббом
НАСА до сих пор не понимает причину проблемы с тепловым экраном Ориона.
О многомесячных усилиях НАСА по спасению миссии «Вояджер-1»