Вчені подивилися на світ з погляду тварин

Група вчених створила прилад, що дозволяє імітувати погляд тварин на об’єкти в природному середовищі. Система камер записує зображення у спектрі RGB та ультрафіолеті. Експерименти показали, що дані, отримані з приладу, співвідносяться з реальним сприйняттям тварин. Нова методика може допомогти екологам та кінематографістам краще зрозуміти, як інші види дивляться на світ не в статиці, а в русі.

Людське око сприймає світло у порівняно вузькому діапазоні — все, що між інфрачервоним та ультрафіолетовим випромінюваннями. Але науку давно цікавить, як бачать тварини, адже кожен вид дивиться на світ по-своєму.

Наприклад, акваріумні рибки мечоносці вловлюють ультрафіолет, що допомагає їм спілкуватися та залучати статевих партнерів. Відомо, що раки-богомоли розрізняють кругову поляризацію світла, а бджоли — лінійну. Однак колишні експерименти, що доводять це, обмежуються реакцією фоторецепторів, а зорові стимуляції багато в чому залежать від освітленості, змін середовища та руху об’єктів.

Команда американських та британських дослідників створила інструмент, здатний бачити кольори в динаміці та розширює можливості сенсорної екології. Наукова робота про це вийшла у журналі PLOS Biology.

Біологи розробили систему камер, що записують зображення у чотирьох діапазонах: ультрафіолетовому, синьому, зеленому та червоному. Корпус пристрою роздрукували на 3D-принтері. Система вийшла гнучкою, і за бажання камери можна переналаштувати на інфрачервоний спектр чи поляризоване світло, зазначили вчені. Отримані з об’єктивів дані обробляє програма з відкритим кодом, який може вивантажити всі охочі повторити експерименти.

Для перевірки інструменту дослідники порівняли квантову ефективність фоторецепторів тварин та квантову ефективність системи камер. Квантова ефективність показує, яку саме частку фотонів відповідного спектра вловлюють фоторецептори у вічі. Тести проводили при природному, прямому та непрямому сонячному освітленні, а також при світлі металогалогенной лампи. Модельними тваринами були медоносна бджола та умовний птах, чутливий до ультрафіолету.

Вчені спостерігали хорошу узгодженість отриманих даних при еталонних кольорах, але при зйомці пір’я, яєць, пелюсток і листя дані були менш точними. Цю невідповідність біологи пояснили тим, що колір, що сприймається, залежить від безлічі факторів: форми об’єкта, текстури, фізичного кольору та інших.

«Сучасні методи сенсорної екології дозволяють нам зробити висновок про те, як тварини можуть побачити статичні сцени, проте вони часто приймають важливі рішення, орієнтуючись на об’єкти, що рухаються (наприклад, виявляючи об’єкти харчування, оцінюючи демонстрацію потенційного партнера і так далі). Тут ми представляємо апаратні та програмні засоби для екологів і кінематографістів, які можуть захоплювати і відображати сприйняті тваринами кольори в русі», — зазначив співавтор дослідження Деніел Хенлі.Головною перевагою нового приладу можна назвати те, що всі канали кольору камери записують одночасно, імітуючи тим самим погляд тварини. Крім цього, такий метод зйомки дозволить вченим зрозуміти, як працює зір тварин у природному середовищі проживання при мінливій освітленості, відблисках і заломленні світла від об’єктів — наприклад, від райдужної поверхні пір’я або квітки, що гойдається на вітрі.