Нова технологія камер дозволяє нам побачити кольори світу очима тварин

Нова система камер дозволяє людям бачити кольори, так само як тварини, відкриваючи новий яскравий погляд на світ природи. Цей інноваційний проект під керівництвом дослідниці Віри Васас, яка багато років вивчає зір тварин, змінює наше розуміння того, що насправді бачать тварини. У співпраці з колегами з лабораторії Hanley Color в Університеті Джорджа Мейсона Vasas розробив інструмент, який дозволяє нам відчувати світ очима різних видів.

Як тварини бачать колір

Тварини сприймають колір через фоторецепторні клітини в їхніх очах, і кількість і тип цих клітин можуть сильно відрізнятися серед видів. У той час як у людей є три типи конічних клітин, чутливих до червоного, зеленого та синього світла, багато тварин мають додаткові типи, які дозволяють їм бачити кольори за межами нашого видимого спектра.

Птахи, наприклад, часто мають кращий кольоровий зір порівняно з людьми. Вони володіють тетрахроматичним зором, що включає здатність бачити ультрафіолетове світло.

Цей додатковий діапазон має вирішальне значення для поведінки, як-от вибір партнера та пошук їжі. Багато комах, як-от бджоли, також бачать ультрафіолетове світло, що допомагає їм виявляти невидимі для нас візерунки на квітах.

Червоні, зелені та кольори, які бачать різні тварини

З іншого боку, такі ссавці, як собаки та коти, мають дихроматичний зір. Вони не можуть розрізнити червоний і зелений, як і люди з червоно-зеленим дальтонізмом. Це знижене сприйняття кольорів обмежує їхню здатність бачити повний спектр кольорів, який ми можемо, впливаючи на те, як вони взаємодіють з оточенням.

Розуміння цих відмінностей — це не просто захоплюючі дрібниці — це важливо для вивчення поведінки тварин та екології. Але досі візуалізація того, як тварини бачать світ, була серйозною проблемою. Фальшиві кольорові зображення дозволили зазирнути в зір тварин, але мають недоліки. Це займає багато часу, потребує певних умов освітлення та не може ефективно зафіксувати рух. Через ці обмеження вченим і кінематографістам важко точно представити зір тварин.

Вирішуючи ці перешкоди, команда Васаса розробила передову камеру та систему програмного забезпечення, здатну записувати та обробляти відео в умовах природного освітлення. Це означає, що тепер ми можемо бачити кольори, так само як тварини, у режимі реального часу.

«Наша система записує в чотирьох кольорових каналах: синій, зелений, червоний і УФ», — пояснює Васас. «Потім він перетворює ці дані в «одиниці сприйняття» — по суті, переводячи їх у формат, який копіює зір тварин на основі відомих даних фоторецепторів».

Висока точність і практичне використання

Вражаюче те, що порівняно з традиційними методами спектрофотометрії ця нова система може похвалитися точністю понад 92% у передбаченні кольорів, які сприймають тварини. Це значне вдосконалення, яке робить технологію не лише інноваційною, але й надійною.

Це відкриває безпрецедентні можливості для наукових досліджень. Тепер вчені можуть досліджувати динамічний, барвистий світ, яким його бачать різні види, що веде до глибшого розуміння поведінки та екології тварин.

Режисери отримають величезну користь від цієї технології. Вони можуть створювати точніші та привабливіші представлення бачення тварин, наближаючи аудиторію до розуміння світу природи. Уявіть собі документальні фільми, де глядачі можуть побачити ультрафіолетові візерунки, якими керують бджоли, або обмежену палітру кольорів, яку бачать собаки.

«Ця технологія долає розрив між людським і тваринним сприйняттям», — каже Васас. «Це дозволяє нам не тільки ефективніше вивчати тварин, але й навчати та надихати людей, показуючи їм світ, якого вони ніколи раніше не бачили».

Одним із найбільш вражаючих аспектів цієї системи є її практичність. Він виготовлений із доступних комерційних камер, розміщених у модульному корпусі, надрукованому на 3D-друкі. Це робить його доступним для дослідників і кінематографістів, не вимагаючи спеціального дорогого обладнання.

Барвистий спектр, побачений очима тварин

Те, як тварини бачать і сприймають колір, — це більше, ніж просто наукова цікавість — це ключ до розуміння їхніх стратегій виживання. Наприклад, креветки-богомоли мають одну з найскладніших відомих систем зору з дванадцятьма-шістнадцятьма типами фоторецепторних клітин. Це дозволяє їм виявляти поляризоване світло та бачити спектр, що перевершує можливості людини, допомагаючи їм виявляти здобич і хижаків у складному підводному світі.

Змії використовують інфрачервоний зір, щоб полювати на теплокровну здобич у темряві, а північні олені бачать ультрафіолетове світло, щоб помітити хижаків на сніжному ландшафті. Ці здібності — це не просто цікаві факти; це суттєві адаптації, які розвивалися протягом мільйонів років.

Еволюція пристосувала бачення кожного виду до його конкретних потреб. Тварини розвивають унікальні здібності кольорового бачення залежно від навколишнього середовища та труднощів виживання. Це призводить до великої різноманітності візуальних можливостей у тваринному світі.

«Розуміння того, як тварини бачать світ, допомагає нам приймати кращі рішення щодо збереження та управління середовищем проживання», — зазначає Васас. «Це може інформувати про те, як ми проектуємо будівлі, дороги та навіть освітлення, щоб мінімізувати негативний вплив на дику природу».

Новий погляд на світ природи

Підводячи підсумок, можна сказати, що ця нова технологія камери дозволяє нам побувати у взутті — точніше, в очах — інших істот. Це інструмент, який наближає нас до світу природи, розвиває співпереживання та розуміння. Продовжуючи досліджувати ці нові перспективи, ми отримуємо не лише знання, але й глибший зв’язок із різноманітними істотами, які живуть на нашій планеті.

Можливості величезні. Від академічних досліджень до захоплюючого освітнього досвіду, ця технологія налаштована змінити те, як ми бачимо тваринний світ і взаємодіємо з ним. Це нагадування про те, що навіть у нашому високотехнологічному світі є ще багато чого для відкриття, коли ми дивимося крізь іншу призму. Повний текст дослідження опубліковано в журналі  PLoS Biology.