Намирането на храна в тъмното изисква известни умения, особено ако сте ястреб. Тези насекоми свиват нектар с цветя с дълга устна, наподобяваща гигантска огъната слама - всички докато се носят във въздуха, докато хранителните им източници се люлеет на вятъра.
Свързано съдържание
- Великолепните крила на Luna Moths отхвърлят атаките на прилепите
„Правейки всичко това на светлинни нива, където не бих могъл да видя ръката пред лицето си, това е доста забележително поведение за животно с мозък, много по-малък от граховото зърно“, казва Саймън Спонберг, невромеханист в Джорджия Тех. Сега Спонберг и неговите колеги са открили, че ястребните майки са възприели необичаен трик, за да постигнат такъв подвиг на сетивата: При условия на слаба осветеност насекомите всъщност могат да забавят начина, по който мозъците им обработват светлината. Въпреки че това идва с цена - по-бавно време за реакция - насекомите се хранят предимно с цветя, които се движат с правилната скорост.
„Те всъщност избягват компромиси, защото получават допълнителна чувствителност от забавяне на визуалните си системи, но не го забавят до мястото, където биха направили наистина лошо при проследяване на естествените цветя, от които се грижат“, обяснява Спонберг, "Те са много настроени към средата си."
Ястребите имат сложни очи, изградени от фасети, наречени омматидии. Те са обхванати в обвивки, които огъват специфични дължини на вълната на светлината, за да удрят малки снопове зрителни нервни клетки, които след това изпращат сигнали до мозъка. Мозъкът съставя мозайка от богатството от сигнали, за да създаде образ. В тъмното обвивката се изтегля назад и окото поглъща колкото е възможно повече дължина на вълната.
„Механизмът е различен, но ефектът е нещо като разширяване на блендата на камерата, казва Спонберг.„ Той събира светлина в по-голям район на пространството “, създавайки по-ярка картина. Този ефект обаче не е достатъчен, за да може молецът наистина да види в тъмнината. „Това позволява на молците да виждат около хиляда пъти по-добре, отколкото обикновено биха могли да видят по отношение на чувствителността към светлина. Но това е недостатъчно, за да може да се вижда през нощта “, казва Спонберг.
Някои невролози предположиха, че насекомите, които извършват по-голямата част от храненето си привечер, всъщност могат да забавят своето възприятие на светлината - малко като забавяне на скоростта на затвора на камерата, за да излагат изображение по-дълго. „Животното би интегрирало светлината за по-дълъг период от време, така че да събира повече светлина и да бъде по-чувствително към слабо осветени предмети“, казва Спонберг.
За да проучи, лабораторията на Спонберг изгради роботизирани цветя, които могат да се люшкат с контролирани скорости. Екипът наблюдавал как ястребите реагират на цветя, движещи се с различна скорост и с различно ниво на светлина. Изчислявайки времето за реакция на насекомите, изследователите видяха, че движенията на молците съвпадат с математически модели за по-бавна обработка на мозъка. Средно молците реагираха на флорално движение със 17 процента по-бавно в тъмното. Способността на молците да проследяват люлеещите се цветя сякаш се ограничаваше при 2 херца или две люлеещи се в секунда. Всичко по-високо и те са пропуснали целта си, отборът днес съобщава в Science .
Погледнато отгоре, глог се движи с люлеещо се роботизирано цвете, докато се храни. Видеото е забавено четири пъти, за да се види по-добре движението на молци. (Спонберг лаборатория, Джорджия Тех) Изследователите не са точно сигурни кои неврони се забавят в мозъка на насекомите. Въпреки това молците не променят начина, по който се движат, така че трябва да се правят корекции на скоростта в частта от мозъка, която контролира зрението. „Не само колко бързо те виждат, а колко бързо могат да ускорят напред-назад - комбинацията както от физиката на мозъка им, така и с физиката на тялото им“, казва Спонберг.
Значи ограничението на скоростта на молците е произволно, или има реални последици в природата? Екипът подбра цветя, посещавани от ястреби. Отвън те записват видеоклипове на цветята, които се движат и проследяват скоростта им. Цветята не просто се люлеет с приятна и постоянна скорост. Въпреки това екипът установи, че независимо дали духат на една страна или се движат напред-назад, цветята не се движат по-бързо от 2 Hertz поне 90 процента от времето.
Този път, гледан отстрани, ястреб проследява роботизирано цвете при слаба светлина. По-бавно движещите се цветя се оказаха по-лесни за проследяване на молците. (Спонберг лаборатория, Джорджия Тех) Когато тези молци разграбят нектар, те също опрашват растението. В играта за опрашване забележителностите и миризмите на определени растения често се развиват, за да бъдат добре настроени към сетивата на предпочитания от тях опрашител. Новата работа предполага, че движението може да бъде също толкова координирано. Но дали цветето или насекомото определя ограничения за тази връзка, остава неясно. „Трудно би било да се докаже, така или иначе“, отбелязва Ерик Уоррант, зоолог от университета в Лунд в Швеция, който също написа перспективно произведение за изследването.
По-надолу по темата, разбирането на визия на ястреб и полет може да има приложения в роботиката, отбелязва Ноа Коуън, инженер от университета Джонс Хопкинс. Резултатите биха могли „да предоставят улики за това как да се изгради по-добра система за контрол или система за полети“, обяснява той.
И от основна гледна точка на биологията, „фактът, че молците се забавят достатъчно, за да продължат да реагират на скоростта на движение на цветя, е наистина готино и показва колко добре мозъкът на молец е адаптиран към средата си“, добавя Джесика Фокс невролог в Case Western Reserve, който не е бил свързан с изследването. Много други насекоми трябва да се движат в различни леки среди - от плодови мухи до нощни пчели и оси. Въпреки че тези бъгове може да не са адаптирали визуалната си обработка по абсолютно същия начин, възможно е и други животни да използват подобни стратегии.
„Ястребът е първото животно, при което сме виждали тази стратегия, казва Фокс, „ но се обзалагам, че няма да е последното. “
