Článek
Je snadné zapomenout, že většina zvířat nevnímá svět stejně jako lidé. Ve skutečnosti díky infračervenému a ultrafialovému zraku vnímá mnoho zvířat svět, který je pro nás zcela neviditelný.
Je to zajímavý a objevný pohled na přírodu a chování zvířat, který, jak věří výzkumníci z univerzity v Sussexu a Hanley Color Lab na univerzitě George Masona, bude mít široké využití.
Software proto zpřístupnili jako otevřený zdrojový kód, aby všichni, od tvůrců přírodopisných dokumentů a ekologů až po nadšence do přírody a pozorovatele ptáků, mohli nahlédnout do velmi odlišné vizuální reality těchto zvířat.
„Už dlouho nás fascinuje, jak zvířata vidí svět,“ řekl vedoucí autor Daniel Hanley. „Moderní techniky smyslové ekologie nám umožňují odvodit, jak se statické scény mohou zvířeti jevit. Zvířata však často činí zásadní rozhodnutí na pohyblivých cílech (detekce potravy, vyhodnocení projevu potenciálního partnera atd.). Zde představujeme hardwarové a softwarové nástroje pro ekology a filmaře, které dokáží zachytit a zobrazit barvy vnímané zvířaty v pohybu.“
Barvy, hloubka a další schopnosti vidění jsou určeny složením fotoreceptorů našich očí a dalším biologickým vybavením, jako jsou sestavené čípky a tyčinky. Živočichové, jako jsou netopýři a komáři, mohou vnímat infračervené (IR) světlo, zatímco motýli a někteří ptáci vidí ultrafialové (UV) světlo. Obojí se nachází mimo barevné spektrum, které je schopen vidět člověk.
Pro člověka je proto přirozeně obtížné plně pochopit chování zvířat a to, jak můžeme neúmyslně ovlivňovat jejich schopnost komunikovat a najít potravu, úkryt nebo partnera. Naše schopnost zachytit jejich vidění pomocí metod, jako je spektrofotometrie, byla dosud časově náročná, závislá na specifických světelných podmínkách a nebyla schopna zaznamenat pohyblivé obrazy.
A právě v tom se novinka výzkumníků liší. Výzkumníci pečlivě zkonstruovali nástroj využívající multispektrální fotografii, která zachycuje světlo v různých vlnových délkách, včetně infračerveného a ultrafialového spektra. Kamera zaznamenává video ve čtyřech barevných kanálech - modrém, zeleném, červeném a UV, které jsou následně zpracovány tak, aby poskytovaly záběry, jako by byly pořízeny očima konkrétního zvířete, a to na základě toho, co víme o jejich očních receptorech.
Tým vytvořil přenosné zařízení vytištěné na 3D tiskárně, které obsahuje rozdělovač paprsků oddělující UV světlo od viditelného, přičemž každé z nich je snímáno speciální kamerou. Sama o sobě kamera citlivá na UV záření nezaznamenává vnímatelná data, ale ve spojení s druhou kamerou společně zaznamenávají vysoce kvalitní video. Algoritmy vyrovnávají záběry a prezentují vizuální obraz z perspektivy zraku různých zvířat. Průměrná přesnost byla 92 %, ale některé testy přinesly 99 % pozitivních výsledků.
Hardware je navržen tak, aby vyhovoval komerčně dostupným kamerám, a výzkumníci vytvořili software s otevřeným zdrojovým kódem v naději, že si jej budou chtít ostatní přizpůsobit pro své vlastní specifické potřeby při natáčení divoké zvěře.
Přestože má tato kamera svá omezení, nedokáže zachytit polarizované světlo a má omezenou snímkovou frekvenci, takže by měla problém zachytit rychlé tvory - nabízí jedinečné poznatky, které nám pomohou lépe porozumět chování zvířat a zmírnit náš dopad na přírodu.
Další užitečná aplikace
Tým natočil muzejní exemplář motýla Phoebis philea ve falešných barvách omezených na ptačí receptor (RNL). Výzkumníci si všimli, že: "Další potenciálně užitečnou aplikací systému je rychlá digitalizace muzejních exemplářů. Tento motýl má pigmentové i strukturální UV zbarvení. Jasné purpurové barvy zvýrazňují převážně UV reflexní oblasti, zatímco oblasti jevící se jako fialové odrážejí podobné množství UV světla a světla dlouhých vlnových délek. Exemplář je upevněn na stojanu a pomalu se otáčí, což ukazuje, jak se iridiscentní barvy mění v závislosti na úhlu pohledu.
Projev housenky proti predátorům ve vidění včely (Apis)
„Skryté a odhalené displeje mohou představovat problém pro spektroskopii a standardní multispektrální fotografii,“ uvedli vědci. „Zde ukazujeme video, na kterém housenka vlaštovčíka černého Papilio polyxenes zobrazuje své osmeterie. Toto video ilustrujeme ve falešných barvách včely medonosné tak, že UV, modré a zelené kvantové úlovky jsou zobrazeny jako modré, zelené a červené. Žluté (lidské) osmeterie i žluté skvrny podél hřbetu housenky se silně odrážejí v UV záření a při posunu barev do falešných barev včely medonosné se jeví jako purpurové (protože silné reakce na fotoreceptorech včely medonosné citlivých na UV záření a na zelenou barvu jsou zobrazeny jako modré a červené). Mnoho predátorů housenek vnímá UV záření, a proto by toto zbarvení mohlo být účinným aposematickým signálem.“
„Kamerový systém dokáže měřit úhlově závislé strukturální barvy, jako je iridescence,“ vysvětlil tým. "To je zde ilustrováno prostřednictvím videa vysoce duhového peří páva (Pavo cristatus). Barvy na tomto videu představují (A) falešnou barvu páva (Pavo cristatus), kde modré, zelené a červené kvantové úlovky jsou zobrazeny jako modrá, zelená a červená, respektive, a UV je překryto jako purpurová. Ačkoli se v zásadě podobá standardnímu barevnému videu, UV-iridescence (ve videu anotovaná přibližně v pěti sekundách) je vidět na modrozelených ostnech okuláru ("oční skvrna"). Další UV iridescence je vidět po obvodu okuláru (mezi dvěma vnějšími zelenými pruhy). Zajímavé je, že iridescence je nápadnější pro pávy než pro (B) lidi (standardní barvy), (C) včely medonosné nebo (D) psy.
Studie byla publikována v časopise PLOS Biology.
