Kuuval ööl võib valgustase olla 100 miljonit korda madalam kui eredas päevavalguses. Ja kui me oleme pimedas praktiliselt pimedad ja täiesti abitud, saavad kassid üsna edukalt oma saagiks jälile ja liblikad lehvitavad meie rõdudel ilusti lillede vahel. Sel ajal, kui me magame, loodavad miljonid teised loomad ellujäämiseks oma nägemissüsteemidele. Sama võib öelda loomade kohta, kes elavad süvamere igaveses pimeduses. Veelgi enam, valdav enamus maailma loomadest on enamasti aktiivsed hämaras. Kuidas neil õnnestub kasutada nii võimsaid visuaalseid omadusi, eriti putukaid, oma pisikeste silmade ja ajuga vähem kui riisitera? Milliseid optilisi ja närvistrateegiaid on nad välja töötanud, et hämaras hästi näha?
Nendele küsimustele vastamiseks pöörake oma tähelepanu öistele putukatele. Vaatamata nende vähenevale visuaalsüsteemile näevad öised putukad hämaras suurepäraselt. Viimastel aastatel oleme avastanud, et öised putukad saavad lennu ajal takistusi vältida ja neile lukustuda, eristada värve, tuvastada nõrku liikumist, õppida visuaalseid näpunäiteid ja kasutada neid kodustamiseks. Nad saavad isegi navigeerida, kasutades kuu loodavat tähtede polarisatsiooni nõrka pilti ja liikuda, kasutades taevas olevaid tähtede tähtkujusid.
Paljudel juhtudel näib see visuaalne etendus füüsiliselt võimalikust täiesti häiriv. Näiteks neelab Kesk-Ameerika öömesilane Megalopta genalis oma pisikeste silmadega vaid viis footoni, kui valguse tase on madalaim, mis on täiesti tabamatu visuaalne signaal. Ja veel, keset ööd saab see tihedas ja sassis vihmametsades navigeerida ning samal ajal turvaliselt oma pesasse naasta - alusharjas riputatud silmapaistmatu õõneskepiga.
Et teada saada, kuidas see on isegi võimalik, asusid teadlased uurima haukukoide. Neid kauneid putukaid - selgrootute maailma kolibreid - esindavad graatsilised kiiresti lendavad liblikad, kes otsivad pidevalt nektarist lilli. Kui lill on leitud, hõljub koi selle ees, imedes nektari läbi selle suu kaudu paikneva neeru.
Euroopa öine koiras Deilephila elpenor on kaunilt olend, kes peidab end suleliste roosade ja roheliste skaaladena ning kogub keset öö nektarit. Mitu aastat tagasi avastasid teadlased, et see liblikas suudab öösel eristada värve, see on esimene teadaolev öine loom.
See liblikas paljastas hiljuti veel ühe oma saladuse: neuraalsed trikid, mida ta kasutab hämaras hästi nägemiseks. Neid nippe kasutavad muidugi ka teised öised putukad, näiteks Megalopta. Aju visuaalsete keskuste närviskeemide füsioloogiat uurides leidsid teadlased, et Deilephila näeb hämaras hästi, virnastades tõhusalt footoneid, mida ta ruumi ja aja erinevates punktides kogub.
See sarnaneb vähese valgusega kaamera säriaja suurendamisega. Kui lasete katikul kauem lahti olla, jõuab pildisensorini rohkem valgust ja saadakse heledam pilt. Negatiivne külg on see, et kõik, mis kiiresti liigub - näiteks mööduv auto - ei saa luba, nii et putukas seda ei näe.
Reklaamvideo:
Neuraalne summeerimine
Ruumis footonite ühendamiseks saab pildianduri üksikud pikslid ühendada väiksemate, kuid suuremate superpikslite loomiseks. Jällegi on selle strateegia puuduseks see, et isegi suure heleduse korral pestakse pilt välja ja selles puudub terav detailsus. Öise looma jaoks, kes proovib elada pimedas, on parem näha säravat, kuid detailideta ja aeglast maailma, kui mitte midagi näha (ja see on ainus alternatiiv).
Füsioloogid on näidanud, et footonite neuraalne summeerumine ajas ja ruumis on öise deylefila jaoks äärmiselt kasulik. Öise valguse mis tahes intensiivsuse korral, alates hämarusest kuni tähtedeni, suurendab summeerumine märkimisväärselt deilefiilide võimet hämaras hästi näha. Tegelikult näevad deilefiilid tänu nendele närvimehhanismidele 100 korda hämaramas valguses, kui nad muidu näeksid. Summeerimisest on kasu nii palju, et ka teised öised putukad loodavad sellest hea öise nägemise jaoks väga tõenäoliselt.
Öiste putukate nähtud maailm ei pruugi olla nii õõvastav ega hästi lahendatud kui nende aktiivsete ööpäevaste sugulaste poolt nähtud maailm. Kuid virnastamine tagab, et see on piisavalt hele, et kinni pidada saagiks, lennata pesasse ja vältida takistusi. Ilma selle võimeta oleksid nad sama pimedad kui meie kõik teised.
ILYA KHEL
