Bez mēness naktī gaismas līmenis var būt 100 miljonus reižu zemāks nekā spožā dienasgaismā. Un, ja mēs tumsā esam praktiski akli un pilnīgi bezpalīdzīgi, kaķi diezgan veiksmīgi izseko savu laupījumu, un tauriņi izveicīgi plīvo starp ziediem uz mūsu balkoniem. Kamēr mēs guļam, miljoniem citu dzīvnieku izdzīvot paļaujas uz savu redzes sistēmu. To pašu var teikt par dzīvniekiem, kas dzīvo dziļūdens mūžīgajā tumsā. Vēl vairāk, lielākais vairums dzīvnieku pasaulē lielākoties ir aktīvi vājā apgaismojumā. Kā viņiem izdodas izmantot tik spēcīgus vizuālos raksturlielumus, it īpaši kukaiņus, ar mazajām acīm un smadzenēm mazāk nekā rīsu grauds? Kādas optiskās un neironu stratēģijas viņi ir izstrādājuši, lai labi redzētu vājā apgaismojumā?
Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, pievērsīsim uzmanību nakts kukaiņiem. Neskatoties uz to mazinošajām redzes sistēmām, nakts kukaiņi lieliski redz vājā apgaismojumā. Pēdējos gados mēs esam atklājuši, ka nakts kukaiņi lidojuma laikā var izvairīties no šķēršļiem un pieķerties tiem, atšķirt krāsas, noteikt vāju kustību, iemācīties vizuālas norādes un izmantot tos mājvietā. Viņi pat var pārvietoties, izmantojot vājo zvaigžņu polarizācijas attēlu, ko rada Mēness, un navigēt, izmantojot debesu zvaigžņu zvaigznājus.
Daudzos gadījumos šī vizuālā izrāde šķietami traucē fiziski iespējamo. Piemēram, Centrālamerikas nakts bite Megalopta genalis ar mazajām acīm absorbē tikai piecus fotonus, kad gaismas līmenis ir zemākajā līmenī, kas ir pilnīgi nenotverams vizuālais signāls. Un tomēr dziļā naktī tas var pārvietoties biezajos un samudžinātajos lietus mežos, meklējot barību, un droši atgriezties savā ligzdā - neuzkrītošā dobajā nūjā, kas piekārta apakšā.
Lai uzzinātu, kā tas pat ir iespējams, zinātnieki sāka pētīt vanagu kodes. Šos skaistos kukaiņus - bezmugurkaulnieku pasaules kolibri - pārstāv graciozi, ātri lidojoši tauriņi, kuri pastāvīgi meklē ziedus ar nektāru. Kad zieds ir atrasts, kode pagrozās tā priekšā, izsūcot nektāru caur tā probosci, perorālo caurulīti.
Eiropas nakts vanaga kode Deilephila elpenor ir skaista būtne, kas slēpjas spalvaini rozā un zaļā zvīņā, nakts vidū vācot nektāru. Pirms vairākiem gadiem zinātnieki atklāja, ka šis tauriņš var atšķirt krāsas naktī, pirmais nakts dzīvnieks, kas par to pazīstams.
Šis tauriņš nesen atklāja vēl vienu no saviem noslēpumiem: neironu viltības, ko tas izmanto, lai labi redzētu ļoti vājā apgaismojumā. Šos trikus, protams, izmanto arī citi nakts kukaiņi, piemēram, Megalopta. Izpētot nervu ķēžu fizioloģiju smadzeņu redzes centros, zinātnieki atklāja, ka Deilephila labi redz sliktā apgaismojumā, efektīvi sakraujot fotonus, kurus tā savāc dažādos vietas un laika punktos.
Tas nedaudz līdzinās kameras slēdža ātruma palielināšanai vājā apgaismojumā. Ja ļausit slēģim ilgāk atvērties, vairāk gaismas nokļūs attēla sensors un iegūs spilgtāku attēlu. Negatīvie ir tas, ka jebkas, kas ātri pārvietojas, piemēram, garāmbraucoša automašīna, nesaņems atļauju, tāpēc kukainis to neredzēs.
Reklāmas video:
Neironu summēšana
Lai apvienotu fotonus telpā, atsevišķus attēla sensora pikseļus var apvienot, lai izveidotu mazākus, bet lielākus “superpikseļus”. Atkal šīs stratēģijas trūkums ir tāds, ka pat ar lielu spilgtumu attēls būs izplūdis un tajā nebūs asu detaļu. Bet nakts dzīvniekam, kurš cenšas dzīvot tumsā, spēt redzēt košu, bet trūkstošu detaļu un lēno pasauli, būs labāk, nekā vispār neko neredzot (un šī ir vienīgā alternatīva).
Fiziologi ir parādījuši, ka fotonu neironu summēšana laikā un telpā ir ārkārtīgi labvēlīga nakts deilefila iedarbībai. Jebkurā nakts gaismas intensitātē, sākot no krēslas līdz zvaigznēm, summēšana ievērojami palielina deilefila spēju labi redzēt vājā apgaismojumā. Faktiski, pateicoties šiem neironu mehānismiem, deilephilas var redzēt 100 reizes blāvāku gaismu, nekā tas būtu citādi. Summēšanas priekšrocības ir tik lielas, ka arī citi nakts kukaiņi, ļoti iespējams, paļaujas uz to, lai redzētu nakti.
Nakts kukaiņu redzētā pasaule var nebūt tik vienaldzīga vai labi izšķirtspējīga kā tā, ko redz viņu aktīvie diennakts radinieki. Bet kraušanas nodrošina, ka tas ir pietiekami gaišs, lai pārtvertu laupījumu, lidotu uz ligzdu un izvairītos no šķēršļiem. Bez šīs iespējas viņi būtu tikpat akli kā pārējie mēs.
ILYA KHEL