تماشا کنید: جهان از چشم حیوانات چطور است؟

دید حیوانات به معنی واقعی کلمه شامل همه رنگ‌ها می‌بشود. برخی از حیوانات می‌توانند طیف فرابنفش را ببینند و برخی جهان را خاکستری می‌بینند. ازآن‌جا که هر حیوانی رنگ را به‌نحوه متغیری فهمیدن می‌‌کند، برای بوم‌شناسان و جانورشناسان زیاد مورد قیمت است که بتوانند جهان را به طوری ببینند که آزمودنی‌های آن‌‌ها می‌بینند.

همان گونه که ارز تکنیکا می‌نویسد، کوششهای قبل برای بازسازی رنگ‌هایی که توسط حیوانات دیده می‌بشود، با روشی به نام اسپکتروفتومتری زمان‌بر بوده و قادر به ثبت تصاویر متحرک نبوده است.

بر پایه مقاله جدیدی که در مجله‌ی PLOS Biology انتشار شده است، گروهی از پژوهشگران سیستم دوربین جدیدی را ابداع کرده‌اند که ازنظر شرایط نوری نسبت‌به سیستم‌های حاضر سریع تر و انعطاف‌پذیرتر است و می‌تواند تصاویر متحرک حیوانات را در محیط طبیعی آن‌ها ثبت کند.

سیستم تازه شامل دو دوربین مجزا است که در آن نور تقسیم می‌بشود و همزمان به دوربین حساس به نور فرابنفش و دوربین استاندارد حساس به نور مرئی می‌رود. یکی از دوربین‌ها به‌طور همزمان ویدئو را در چهار طیف رنگی فرابنفش، قرمز، آبی و سبز ضبط می‌کند. بعد از آن، داده‌ها با منفعت گیری از نرم‌افزار به واحدهای ادراکی پردازش خواهد شد و بر پایه دانش حاضر از گیرنده‌های نوری چشم حیوانات، ویدئویی دقیق از نحوه ادراک رنگ توسط حیوانات تشکیل می‌بشود.

شرح ویدئو: پرهای طاووس از دید طاووس (A)، انسان (B)، زنبور عسل (C) و سگ (D).

دانیل هانلی، زیست‌شناس دانشگاه جرج میسون آمریکا و از نویسندگان مقاله می‌گوید: «تکنیک‌های مدرن در بوم‌شناسی حسی به ما این امکان را خواهند داد که نتیجه‌گیری کنیم صحنه‌های ساکن از دید حیوانات چطور است، اما حیوانات درمورد اهداف متحرک تصمیمات حیاتی می‌گیرند (برای مثال تشخیص غذا، برسی نمایش جفت بالقوه و موارد دیگر). در اینجا، ما ابزارهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را معارفه می‌کنیم که می‌توانند رنگ‌های فهمیدن‌شده توسط حیوان درحال حرکت را ثبت و نمایش دهند.»

گونه‌های گوناگون حیوانات دارای مجموعه‌های منحصر‌به‌فردی از گیرنده‌های نوری می باشند که به طیف وسیعی از طول موج‌ها از فرابنفش گرفته تا فروسرخ حساس می باشند. برخی از حیوانات حتی می‌توانند نور پلاریزه را تشخیص‌دهند. به این علت، هر گونه رنگ‌ها را قدری متفاوت از گونه‌های دیگر فهمیدن می‌کند. برای مثال، زنبورهای عسل و پرندگان به نور فرابنفش حساس می باشند که برای چشم انسان مشاهده‌پذیر نیست.

نویسندگان می‌گویند تکنیک‌های جاری برای تشکیل تصاویر رنگ کاذب نمی‌تواند رنگ‌هایی را که حیوان درحال حرکت می‌بیند، اشکار کند؛ درحالی که حرکت برای نحوه‌ی برقراری ربط و پیمایش جهان اطراف ازطریق تشخیص سیگنال‌ها و رنگ زیاد مهم است.

هانلی و همکارانش تصمیم گرفتند سیستم دوربینی را بسازند که قادر به تشکیل ویدئوهای با دقت بالا از دید حیوانات باشد و پیچیدگی کامل سیگنال‌های بینایی را همان گونه که توسط حیوان در محیط طبیعی‌اش فهمیدن می‌بشود، ثبت کند.

ویدئوی فوق رنگ‌هایی را به فکر می‌کشد که زنبورعسل میانه تماشای محیط پیرامونش فهمیدن می‌کند که مثالای از توانایی سیستم دوربین برای ثبت حرکت حیوانات در محیط طبیعی‌ است.

در ویدئوی زیر، هانلی از ضدآفتاب محافظت‌کننده دربرابر نور فرابنفش منفعت گیری می‌کند. پوست روشن (بدون ضدآفتاب) او در دید انسان و دید زنبورعسل تقریبا یکی است، چون بازتابندگی پوست در طول موج‌های طویل‌تر افزایش اشکار می‌کند.

شرح ویدئو: دید زنبور از انسان (دانیل هانلی، نویسنده) که ضد آفتاب منفعت گیری می‌کند.

اگرچه، ما کرم ضدآفتاب را سفید می‌بینیم، اما چشم زنبور عسل نور فرابنفش را جذب می‌کند، به این علت آن را زرد می‌بینند. به‌حرف های‌ی نویسندگان، گیرنده‌های نور فرابنفش زنبورعسل، نور مقداری را از مناطقی دریافت می‌کند که ضدآفتاب منفعت گیری شده است، درحالی‌که گیرنده‌های نوری حساس به آبی و سبز هم چنان نور بسیاری را جذب می‌کنند. این کار به افت مقادیر پیکسل آبی و افزایش پیکسل سبز و قرمز منجر می‌بشود که رنگ زرد تشکیل می‌کند.

در رابطه پرندگان، ویدئوی زیر دید پرنده از سه پروانه گوگردی نر نارنجی را به عکس می‌کشد. تکه پشتی بال‌ها رنگین‌تابی فرابنفش وابسته به زاویه را مشخص می کند که نرها به‌گفتن نشانه جفت‌گیری آن را به نمایش می‌گذارند. به این علت، وقتی که پروانه‌ها درحال استراحت می باشند، رنگین‌تابی نهان می‌بشود و فقط در طول پرواز یا هنگامی پروانه نر درحال نمایش جفت‌گیری است، رویت می‌بشود.

شرح ویدئو: سه پروانه گوگردی نر نارنجی از دید پرنده مقلد شمالی

ویدیویی دیگر (زیر) نمای رنگ کاذب چشم پرنده از دو پرنده مرغ مقلد شمالی درحال تعامل در درخت را مشخص می کند. از دید پرنده، آسمان عمدتا به رنگ فرابنفش (سرخابی) است، چون طول موج‌های مختصر‌تر درمعرض افزایش پراکندگی رایلی قرار دارند. به این علت، درحالی‌که آسمان امکان پذیر به چشم ما آبی به‌نظر برسد، برای تعداد بسیاری از موجودات دیگر به رنگ آبی فرابنفش است.

شرح ویدئو: مرغ مقلد شمالی از دید پرنده

پژوهشگران سیستم دوربین تازه را با راه حلهای سنتی اسپکتروفتومتری آزمایش کردند و اشکار شد سیستم تازه آن‌ها با دقت ۹۲ درصد رنگ‌های فهمیدن‌شده را پیش‌بینی می‌کند. دوربین‌ها به طور تجاری دردسترس می باشند و نرم‌افزار متن باز است تا دیگران بتوانند به رایگان از آن منفعت گیری کنند.

گروه پژوهشی به برخی از محدودیت‌های سیستم خود همانند نیاز به منفعت گیری از فوکوس دستی و چالش‌های نگه داری فوکوس روی شیء با حرکت سریع اذعان می‌کند.