Op 'n maanlose nag kan ligvlakke meer as 100m keer wees dimmer as in helder daglig. Nogtans terwyl ons amper blind en taamlik hulpeloos in die donker is, is katte uit die prooi, en motte vlieg flou tussen blomme op ons balkonne.
Terwyl ons slaap, reken miljoene ander diere op hul visuele stelsels om te oorleef. Dieselfde geld vir diere wat die ewige duisternis van die diepsee bewoon. Trouens, die oorweldigende meerderheid van die wêreld se diere is hoofsaaklik aktief in dowwe lig. Hoe is hul formidabele visuele prestasie moontlik, veral in insekte, met klein oë en brein minder as die grootte van 'n graan rys? Watter optiese en neurale strategieë het hulle ontwikkel om hulle so goed in dowwe lig te laat sien?
Om hierdie vrae te beantwoord, het ons ons aandag gevestig op nagtelike insekte. Ten spyte van hul afnemende visuele stelsels, blyk dit dat nagtelike insekte ongelooflik goed in dowwe lig sien. In onlangse jare het ons ontdek dat nagtelike insekte kan voorkom en op obstakels vasmaak tydens vlug, onderskei kleure, ontdek flou bewegings, leer visuele landmerke en gebruik hulle vir homing. Hulle kan selfs hulself oriënteer deur die fyn hemelse polarisasiepatroon te gebruik geproduseer deur die maan, en navigeer deur die konstellasies van sterre in die lug.
In baie gevalle lyk hierdie visuele prestasie amper om te verontagsaam wat fisies moontlik is. Byvoorbeeld, die nagtelike Sentraal-Amerikaanse sweetbee, Megalopta genalis, absorbeer net vyf fotone (ligte deeltjies) in sy klein oë wanneer ligvlakke op hul laagste is - a verdwynlik klein visuele sein. En tog, in die dood van die nag, kan dit die digte en verstrengelde reënwoud op 'n voetsame reis navigeer en dit veilig terugbring in sy nes - 'n onopvallende uitgestrekte stok wat in die bos onder die bos gesit is.
Om uit te vind hoe hierdie soort prestasie moontlik is, het ons onlangs nagtelike hawkmoths begin studeer. Hierdie pragtige insekte - die kolibries van die ongewerwelde wêreld - is slanke, vinnig vliegende motte wat voortdurend op soek is na nektarbelaaide blomme. Sodra 'n blom gevind is, skuif die mot voor hom en suig die nektar uit met behulp van sy proboscis, 'n mondagtige buis.
Die nagtelike Europese Olifant hawkmoth, Deilephila elpenor, is 'n pragtige skepsel wat in veeragtige pienk en groen skale geklee is en al sy nektar bymekaarbring in die dood van die nag. 'N Aantal jare gelede het ons ontdek dat hierdie mot kleure snags kan onderskei, die eerste nagtelike dier bekend om dit te doen.
Maar hierdie mot het onlangs nog een van sy geheime geopenbaar: die neurale truuks wat dit gebruik om goed te sien in uiters dowwe lig. Hierdie truuks word beslis gebruik deur ander nagtelike insekte soos Megalopta. Deur die fisiologie van neurale stroombane in die visuele sentrums van die brein te bestudeer, het ons dit ontdek Deilephila kan betroubaar in dowwe lig sien deur die fotone wat dit van verskillende punte versamel het, effektief by te voeg in ruimte en tyd.
Vir die tyd, dit is 'n bietjie soos die verhoging van die sluiter tyd op 'n kamera in dowwe lig. Deur die sluiter langer oop te hou, bereik meer lig die beeldsensor en word 'n beter prentjie geproduseer. Die nadeel is dat alles wat vinnig beweeg, soos 'n verbygaande motor, nie opgelos sal word nie en die insek nie sal kan sien nie.
Neurale opsomming
Om fotone in die ruimte bymekaar te voeg, kan die individuele pixels van die beeldsensor saamgevoeg word om minder, maar groter (en dus meer liggevoelige) "super pixels" te skep. Weereens, die nadeel van hierdie strategie is dat selfs al word die beeld helderder, word dit ook vaagder en fyner ruimtelike besonderhede verdwyn. Maar vir 'n nagtelike dier wat in die donker wil sien, is die vermoë om 'n helderder en stadiger wêreld te sien, waarskynlik beter as om niks te sien nie (wat die enigste alternatief is).
Ons fisiologiese werk het aan die lig gebring dat hierdie neurale opsomming van fotone in tyd en ruimte uiters voordelig is vir nagtelike Deilephila. Op alle nagtelike ligintensiteite, van skemering tot sterligvlakke, verhoog summasie aansienlik DeilephilaDie vermoë om goed te sien in dowwe lig. Trouens, danksy hierdie neurale meganismes, Deilephila kan by ligintensiteite rondom 100 keer dimmer sien as wat dit andersins kan. Die voordele van summasie is so groot dat ander nagtelike insekte, soos Megalopta, maak baie waarskynlik daarop staat om ook in ligte ligte goed te sien.
Die wêreld wat deur nagtelike insekte gesien word, mag nie so skerp of so goed opgelos word in die tyd as wat die dag-aktiewe familielede ervaar nie. Maar opsomming verseker dat dit helder genoeg is om potensiële maats op te spoor en te onderskep, om prooi te volg en te vang, na en van nes te navigeer en hindernisse tydens vlug te onderhandel. Sonder hierdie vermoë sou dit so blind wees soos die res van ons.
Oor Die Skrywer
Eric Warrant, Professor in Dierkunde, Lund Universiteit
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.
verwante Boeke
at InnerSelf Market en Amazon
