αό τους Veras Vasas και Daniel Hanley
Αν έχετε ευχηθεί ποτέ να μπορούσατε να δείτε τον κόσμο μέσα από τα μάτια ενός άλλου ζώου, σας έχουμε καλά νέα. Κι εμείς αναρωτηθήκαμε γι’ αυτό και, όντας επιστήμονες που ειδικεύονται στην έγχρωμη όραση, δημιουργήσαμε μια λύση: ένα σύστημα κάμερας και ένα πακέτο λογισμικού που σας επιτρέπει να καταγράφετε βίντεο με χρώματα που βλέπουν τα ζώα.
Πολλά ζώα, συμπεριλαμβανομένων των μελισσών, των πτηνών, ακόμη και των θηλαστικών, όπως οι τάρανδοι και τα ποντίκια, μπορούν να αντιληφθούν το υπεριώδες φως. Πράγματι, η έλλειψη ευαισθησίας στην υπεριώδη ακτινοβολία στους ανθρώπους αποτελεί περισσότερο εξαίρεση παρά κανόνα. Στο άλλο άκρο του φάσματος του ορατού φωτός, τα ανθρώπινα μάτια διαθέτουν υποδοχείς που είναι ευαίσθητοι στο κόκκινο, ενώ πολλά ζώα – συμπεριλαμβανομένων των μελισσών, των ποντικών και των σκύλων – είναι εξίσου τυφλά στο κόκκινο φως όπως είμαστε εμείς στο υπεριώδες φως.
Ακόμη και όταν πρόκειται για το μπλε και το πράσινο, χρώματα που γίνονται αντιληπτά σε όλο το ζωικό βασίλειο, το ακριβές μήκος κύματος του φωτός που ένα ζώο θα βίωνε ως “καθαρό μπλε” ή “καθαρό πράσινο” είναι συγκεκριμένο για το είδος. Ως αποτέλεσμα, κανένα είδος δεν βλέπει τον κόσμο με τα ίδια χρώματα.
Σας καλούμε να κοιτάξετε τον ουρανό και να εκτιμήσετε ότι το μπλε του είναι το κοινό προϊόν του ηλιακού φωτός που διαχέεται στην ατμόσφαιρα και του δικού σας αισθητήριου συστήματος. Το χρώμα που βλέπετε είναι συγκεκριμένο για εσάς – στην πραγματικότητα, για πολλά ζώα, ο ουρανός έχει υπεριώδες χρώμα.
Όχι για έκτακτες ειδήσεις. Όχι για αβάσιμες απόψεις.
Τώρα, χαμηλώστε αργά τα μάτια σας και προσπαθήστε να φανταστείτε πώς θα μπορούσε να φαίνεται το υπόλοιπο τοπίο για άλλα είδη. Με το νέο μας σύστημα κάμερας, κάναμε ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση αυτού του υπέροχου, παράξενου κόσμου στον οποίο ζουν άλλα ζώα.
Καταγράφοντας τον κόσμο σε κίνηση
Αν και δεν μπορούμε να φανταστούμε πώς φαίνεται η υπεριώδης ακτινοβολία στα ζώα που μπορούν να την αντιληφθούν, μπορούμε να την απεικονίσουμε χρησιμοποιώντας εικόνες ψευδοχρωμάτων. Για παράδειγμα, για τις μέλισσες που είναι ευαίσθητες σε τρεις τύπους φωτός (υπεριώδες, μπλε και πράσινο), μπορούμε να μετατοπίσουμε τα αντιληπτά χρώματά τους στην ορατή από τον άνθρωπο περιοχή, έτσι ώστε το υπεριώδες να αναπαρίσταται ως μπλε, το μπλε να γίνεται πράσινο και το πράσινο να γίνεται κόκκινο. Μέχρι τώρα, μπορούσαμε να εφαρμόσουμε αυτή τη διαδικασία μόνο σε ακίνητα αντικείμενα. Η ψευδοχρωματική φωτογραφία βασίζεται στη λήψη μιας σειράς φωτογραφιών μέσω μιας διαδοχής οπτικών φίλτρων και στη συνέχεια στην επικάλυψή τους, και αυτή η διαδοχική μέθοδος σημαίνει ότι όλα πρέπει να βρίσκονται στην ίδια ακριβώς θέση σε όλες τις φωτογραφίες.
Μια μεγάλη πεταλούδα σε φθορίζουσες πορτοκαλί και μοβ αποχρώσεις σε αντίθεση με μια μικρότερη κίτρινη εκδοχή της ίδιας εικόνας. Ένα μουσειακό δείγμα της Phoebis philea με τη χρήση ψευδοχρωματικής απεικόνισης. Vasas et al. (2024) PLOS Biology.
Αυτό είναι ένα σοβαρό μειονέκτημα. Προκαλεί μια επίπονη διαδικασία που θέτει όριο στον αριθμό των αντικειμένων που μπορούν να απεικονιστούν ρεαλιστικά. Για παράδειγμα, η λήψη φωτογραφιών ενός ιριδίζοντος φτερού παγωνιού από εκατό διαφορετικές γωνίες θα απαιτούσε να βιδώσετε και να κλείσετε κάθε φίλτρο εκατό φορές.
Ακόμη χειρότερα, όλες οι πληροφορίες που σχετίζονται με την κίνηση απορρίπτονται. Κι όμως, ο ζωντανός κόσμος βρίσκεται σε συνεχή κίνηση: τα δέντρα λικνίζονται στον άνεμο, τα φύλλα φτερουγίζουν, τα πουλιά πηδούν κατά μήκος των κλαδιών αναζητώντας έντομα που πετάγονται στη χαμηλή βλάστηση. Χρειαζόμασταν έναν τρόπο για να μπορούμε να απεικονίσουμε όλη αυτή την κίνηση.
Η πρώτη πρόκληση ήταν να επινοήσουμε μια κάμερα που να καταγράφει ταυτόχρονα στο υπεριώδες και στο ορατό φως. Η λύση αποδείχθηκε ότι ήταν ένας διαχωριστής δέσμης.
Αυτό το εξειδικευμένο κομμάτι οπτικού εξοπλισμού αντανακλά το υπεριώδες φως σαν να ήταν καθρέφτης, αλλά επιτρέπει τη διέλευση του ορατού φωτός, ακριβώς όπως το διαφανές γυαλί.
Μια εκτίμηση των χρωμάτων που μπορεί να αντιληφθεί ένα πουλί σε σύγκριση με τη δική μας όραση (ένθετο). Vasas et al. (2024) PLOS Biology
Τοποθετήσαμε δύο κάμερες (τίποτα το ιδιαίτερο, το ίδιο είδος που μπορείτε να αγοράσετε στα καταστήματα και στο διαδίκτυο, αλλά με τη μία τροποποιημένη για να καταγράφει στο υπεριώδες) σε ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο περίβλημα, έτσι ώστε η τροποποιημένη κάμερα να λαμβάνει ανακλώμενο υπεριώδες φως, ενώ μια κάμερα από το απόθεμα να λαμβάνει μεταδιδόμενο ορατό φως.Επικαλύψαμε και συγχρονίσαμε τις καταγραφές αυτών των δύο καμερών και μια σειρά από βήματα μετατροπής μας επέτρεψε να υπολογίσουμε την ποσότητα του φωτός που είχε φτάσει στους αισθητήρες κάθε κάμερας.
Από αυτό, μπορέσαμε να εκτιμήσουμε την ποσότητα του φωτός που θα είχε συλληφθεί από το μάτι ενός ζώου αν έβλεπε τη σκηνή από το σημείο θέασης της κάμεράς μας.
Δοκιμάστε το μόνοι σας
Διαθέσαμε όλους τους απαραίτητους κώδικες για την υλοποίηση των μετατροπών βίντεο και τα σχέδια του συστήματος της κάμερας ελεύθερα στο διαδίκτυο, μαζί με την καλύτερη δυνατή προσπάθειά μας να εξηγήσουμε πώς να κατασκευάσετε την κάμερα από το μηδέν.
Στόχος μας είναι να κατασκευάσουν και άλλοι ερευνητές τις δικές τους κάμερες και να τις χρησιμοποιήσουν για να απαντήσουν στα δικά τους ερωτήματα σχετικά με το πώς βλέπουν τον κόσμο άλλα είδη. Υπάρχουν τόσες πολλές δυνατότητες.
Μπορούμε να καταγράψουμε τους χορούς των παγωνιών και να δούμε πόσο εκθαμβωτικά φαίνονται τα φτερά τους στα παγώνια.Ο ιριδισμός αυτών των φτερών εκτείνεται στο υπεριώδες – οι καταγραφές μας δείχνουν ότι τα φτερά φαίνονται ακόμη πιο πολύχρωμα για το κοινό-στόχο τους απ’ ό,τι σε εμάς.
Μπορούμε να περιγράψουμε με ακρίβεια πώς εμφανίζονται οι επιδείξεις τρόμου των κάμπιων στα αρπακτικά τους πουλιά και να κατανοήσουμε γιατί η απροσδόκητη λάμψη πολύχρωμων σχεδίων τα τρομάζει.Μπορούμε να κάνουμε ερωτήσεις σχετικά με το πώς τα ζώα μετακινούνται μεταξύ σημείων στο δάπεδο του δάσους για να αναδείξουν ή να κρύψουν τα χρώματά τους.Μπορούμε επίσης να δημιουργήσουμε αρχεία εικόνων πεταλούδων και άλλων εντόμων που βρίσκονται σε μουσειακές συλλογές και να προσφέρουμε μετατροπές προβολών ζώων ως μέρος μιας ψηφιακής βιβλιοθήκης. Και μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι οι γυάλινες προσόψεις είναι επαρκώς ορατές στα πουλιά που διαφορετικά θα μπορούσαν να συγκρουστούν με αυτές.
Αλλά τα πιο συναρπαστικά ερωτήματα θα είναι αυτά που δεν έχουμε ακόμη εξετάσει. Μόλις τώρα που αρχίσαμε να τραβάμε βίντεο του φυσικού κόσμου με χρώματα που βλέπουν τα ζώα, αρχίζουμε να παρατηρούμε πόσες πληροφορίες υπάρχουν εκεί έξω.Οι ανακαλύψεις σας περιμένουν στην ίδια σας την αυλή.
Πηγή: https://theconversation.com/
