تم إعداد تقنية جديدة لنظام الكاميرا لتغيير كيفية فهم علماء البيئة وصانعي الأفلام لتصورات الألوان لدى الحيوانات المختلفة في بيئاتها الطبيعية وتصورها.
أجريت الدراسة تحت قيادة فيرا فاساس جامعة ساسكسالمملكة المتحدة، وزملاؤه في مختبر هانلي للألوان جامعة جورج ماسونلنا.
كيف ترى الحيوانات اللون
تقليديا، كانت العوالم البصرية المتميزة لمختلف الأنواع لغزا إلى حد كبير بالنسبة للبشر. العديد من الحيوانات مثل النحل وبعضها الطيور, إدراك الألوان بما يتجاوز قدرة الإنسان، مثل الأشعة فوق البنفسجية.
ينبع هذا الاختلاف من اختلاف المستقبلات الضوئية في عيونهم. يعد فهم إدراك الألوان هذا أمرًا بالغ الأهمية للحصول على نظرة ثاقبة حول التواصل بين الحيوانات والملاحة.
في حين أن التصوير بالألوان الزائفة قدم لمحة عن هذا العالم، فقد أعاقته قيود مثل العمليات التي تستغرق وقتًا طويلاً، ومتطلبات الإضاءة المحددة، وعدم القدرة على التقاط الحركة.
ولمواجهة هذه التحديات، قام فريق البحث بتطوير كاميرا متطورة ونظام برمجي قادر على تسجيل ومعالجة مقاطع الفيديو تحت الضوء الطبيعي.
ترى الكاميرات الألوان تمامًا كما تفعل الحيوانات
كما رأينا في هذه الصورة، يسجل النظام في أربع قنوات ملونة: الأزرق والأخضر والأحمر والأشعة فوق البنفسجية. فهو يحول هذه البيانات إلى “وحدات إدراكية” – ويترجمها بشكل أساسي إلى شكل يعكس رؤية الحيوان بناءً على بيانات مستقبلات الضوء المعروفة.
ومن المثير للاهتمام، أنه بالمقارنة مع طرق قياس الطيف الضوئي التقليدية، يتمتع هذا النظام الجديد بدقة تزيد عن 92% في التنبؤ بالألوان التي تراها الحيوانات.
يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا غير مسبوقة للبحث العلمي. إنه يمنح العلماء أداة لاستكشاف عالم ديناميكي وملون أنواع مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لصانعي الأفلام الآن إنشاء تمثيلات أكثر دقة وجاذبية لرؤية الحيوانات في أعمالهم.
يتم تعزيز التطبيق العملي للنظام بشكل أكبر من خلال بنائه من الكاميرات التجارية المتوفرة بسهولة والمغلفة في وحدات مطبوعة ثلاثية الأبعاد.
علاوة على ذلك، فإن البرنامج المصاحب مفتوح المصدر، مما يدعو إلى مزيد من التطوير والتكيف داخل مجتمع البحث.
على سبيل المثال، في هذه الصورة، تلتقط الكاميرا طائرًا محاكيًا في غابة خضراء، ولكن يظهر هذا المشهد الجميل. إنها وجهة نظر عين الطير.
سد الفجوة بين الإنسان والحيوان
يشرح المؤلف الكبير دانييل هانلي ببلاغة أهمية المشروع.
“لقد انبهرنا منذ فترة طويلة بكيفية رؤية الحيوانات للعالم. التقنيات الحديثة في علم البيئة الحسية تسمح لنا باستنتاج مشاهد ثابتة من منظور الحيوان. ومع ذلك، فإن فهم تصورهم للأشياء المتحركة – وهو أمر مهم لأعمال مثل العثور على الطعام أو اختيار رفيق – وأوضح هانلي: “لقد كان بعيد المنال”.
واختتم قائلاً: “يقدم تطويرنا أدوات لعلماء البيئة وصانعي الأفلام لالتقاط وعرض الألوان التي تدركها الحيوانات أثناء الحركة بدقة، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في دراستنا لسلوك الحيوان وإدراكه”.
باختصار، هو كذلك نظام كاميرات بايونير فهو لا يمثل طفرة تكنولوجية فحسب، بل يمثل أيضًا فصلًا جديدًا في فهمنا لمملكة الحيوان، مما يقربنا من تجربة العالم من خلال عيونهم.
كاميرا جديدة توضح كيف ترى الحيوانات الألوان
منظر عين الطير للطائر المحاكي الشمالي (Mimus polyglottos).
في هذا الفيديو، يمكن رؤية طائرين محاكيين شماليين يتفاعلان مع ألوان الطائر الزائفة في الشجرة. على وجه التحديد، يُظهر الفيديو المصائد الكمومية باللون الأزرق والأخضر والأحمر باللون الأزرق والأخضر والأحمر، على التوالي، ويتم تغطية المصائد الكمومية للأشعة فوق البنفسجية باللون الأرجواني.
على الرغم من أن العدسة مقاس 80 مم غير مصممة لتصوير الأهداف البعيدة، إلا أن النظام يلتقط زقزقة العصافير جيدًا، ويظهر بقعًا من ريشها باللون الأبيض الطيوري (الذي يعكس الأشعة فوق البنفسجية عبر الأجزاء المرئية من الطيف).
وهذا ما يفسر أيضًا سبب كون لون السماء فوق بنفسجي في الغالب (أي يظهر باللون الأرجواني) لأن الأطوال الموجية الأقصر تخضع لزيادة تشتت رايلي. لذلك، بينما تبدو السماء زرقاء لأعيننا، فإنها تبدو زرقاء فوق بنفسجية للعديد من الكائنات الحية.
ريشة الطاووس في عيون 4 حيوانات مختلفة.
يمكن لنظام الكاميرا قياس الألوان الهيكلية المعتمدة على الزاوية مثل التقزح اللوني. تم توضيح ذلك هنا بفيديو لطاووس مختلف تمامًا (باو كريستاتوس) ريشة.
الألوان (أ) في هذا الفيديو تمثل الطاووس باو كريستاتوس يتم تصوير المصائد الكمومية ذات الألوان الزائفة، والأزرق، والأخضر، والأحمر باللون الأزرق، والأخضر، والأحمر، على التوالي، ويتم تغطية الأشعة فوق البنفسجية باللون الأرجواني.
ومن المثير للاهتمام أن التقزح اللوني يكون أكثر وضوحًا في الطاووس منه في (ب) البشر (ألوان ثابتة)، (ج) النحل، أو (د) الكلاب.
عرض مضاد للحيوانات المفترسة لليرقة هاوية رؤية
يظهر هذا الفيديو ذيل بشق أسود بابيليو بوليكسنس تعرض اليرقة الأسماريا الخاصة بها. يفسر العلماء هذا الفيديو على أنه ألوان زائفة للنحل، مما يعني أن مصائد الكم فوق البنفسجية والأزرق والأخضر تظهر باللون الأزرق والأخضر والأحمر على التوالي.
تنعكس الأوسميتريا الصفراء (البشرية) والبقع الصفراء على ظهر اليرقة بقوة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية وتظهر باللون الأرجواني عندما يتم تحويل الألوان إلى ألوان النحل الزائفة (ممثلة باللون الأزرق والأحمر، على التوالي، كاستجابات قوية في حساسية النحل للأشعة فوق البنفسجية والمستقبلات الضوئية الحساسة للأخضر).
تشعر العديد من الحيوانات المفترسة لليرقات بالأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي، قد يكون هذا اللون إشارة مفيدة.
المزيد عن الحيوانات والكاميرات ورؤية الألوان
كما نوقش أعلاه، فإن الطريقة التي تدرك بها الحيوانات اللون هي رحلة رائعة إلى عالم يتجاوز الرؤية البشرية. على عكس البشر، ترى العديد من الحيوانات الألوان في نطاق لا يمكننا تخيله.
يرى البشر بشكل عام ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق. لكن هذا ليس سوى جزء من طيف الألوان في مملكة الحيوان.
على سبيل المثال، يمكن للنحل والطيور رؤية الضوء فوق البنفسجي، وهو غير مرئي بالنسبة لنا. تلعب هذه القدرة دورًا مهمًا في بقائهم على قيد الحياة، حيث تساعدهم في العثور على الطعام والتنقل في بيئتهم.
أبعد من الوعي البشري
لنأخذ على سبيل المثال جمبري السرعوف، أحد أكثر الأنظمة البصرية المعروفة تعقيدًا.
يمكنه استشعار الضوء المستقطب ويحتوي على اثني عشر إلى ستة عشر نوعًا من الخلايا المستقبلة للضوء للون (يمتلك البشر ثلاثة).
يساعدهم هذا المنظر غير العادي في تحديد موقع الفرائس والحيوانات المفترسة والأصحاب في العالم المعقد تحت الماء.
رؤية الألوان عند الحيوانات لا تعني مجرد رؤية مجموعة من الألوان؛ يتعلق الأمر بالبقاء على قيد الحياة. على سبيل المثال، تستخدم بعض الثعابين الرؤية بالأشعة تحت الحمراء لاصطياد الفريسة من ذوات الدم الحار في الظلام.
ومن ناحية أخرى، تستخدم حيوانات الرنة الرؤية فوق البنفسجية للكشف عن الحيوانات المفترسة في التضاريس الثلجية العاكسة، وهي مهارة مهمة لبقائها على قيد الحياة في المناخات القاسية.
يكتسب الإنسان البصيرة
يلعب التطور دورًا مهمًا في هذا التنوع في رؤية الألوان. لقد طورت الحيوانات قدراتها الفريدة في رؤية الألوان بناءً على احتياجاتها البيئية وتحديات البقاء على قيد الحياة.
وقد أسفرت هذه العملية التطورية عن نسيج غني من القدرات البصرية في جميع أنحاء المملكة الحيوانية.
اليوم، مع تقدم التكنولوجيا، بدأ البشر يفهمون ويتخيلون كيف ترى الحيوانات العالم.
وهذا الفهم لا يؤدي إلى تعميق تقديرنا لتعقيد الطبيعة فحسب، بل يفتح أيضا آفاقا جديدة في علم البيئة، والدراسات السلوكية، والتصميم التكنولوجي المستوحى من براعة الطبيعة.
باختصار، إن عالم رؤية الألوان الحيوانية هو عالم نابض بالحياة ومعقد، ويقدم مشهدًا من وجهات النظر التي تتجاوز القدرات البشرية.
ومع استمرارنا في استكشاف وفهم هذه وجهات النظر، فإننا نكتسب تقديرًا أعمق للعالم الطبيعي والمخلوقات المختلفة التي تعيش فيه.
يتم نشر الدراسة الكاملة في المجلة علم الأحياء PLoS.
للحصول على فيديوهات تشرح كيفية عمل الكاميرا في الطبيعة، انقر هنا…
—–
هل تحب ما تقرأ؟ اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على مقالات جذابة ومحتوى حصري وآخر التحديثات.
—–
تفضل بزيارتنا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني من Eric Ralls وEarth.com.
—–
