Pimedas toidu otsimine nõuab teatavaid oskusi, eriti kui olete vanaema. Need putukad purustavad lillenektarit pika suuosaga, mis sarnaneb hiiglasliku painutatud õlgedega - kõik hõljuvad samal ajal midairis, kuna nende toiduallikad imelihtne.
Seotud sisu
- Luna Mothsi uhked tiivad viskavad nahkhiire rünnakud maha
"Tehes seda kõike valguse tasemel, kus ma ei näeks kätt näo ees, on see üsna tähelepanuväärne käitumine loomale, kelle aju on palju väiksem kui hernes, " ütleb Simon Sponberg, neuromehhaanik Georgia Tech. Nüüd on Sponberg ja tema kolleegid leidnud, et viirpuuhambad on meelte sellise võime saavutamiseks vastu võtnud ebahariliku triki: hämaras võivad putukad aeglustada nende aju valgustamist. Ehkki see on kulukas - aeglasem reaktsiooniaeg -, toituvad putukad enamasti lilledest, mis liiguvad õigel kiirusel.
"Nad väldivad tegelikult kompromissi, kuna nad saavad nägemissüsteemi aeglustamise täiendava tundlikkuse, kuid nad ei aeglusta seda sinna, kus neil oleks hoolimata looduslike lillede jälgimisel tõesti halvasti, " selgitab Sponberg . "Nad on oma keskkonnaga väga kursis."
Hawkmothidel on liitsilmad, mis koosnevad tahkudest, mida nimetatakse ommatidiaks. Need on kaetud kestadega, mis painutavad spetsiifilisi valguse lainepikkusi, et tabada visuaalse närvirakkude väikseid kimpe, mis seejärel edastavad ajule signaale. Aju komponeerib signaali rikkalikust mosaiigist pildi loomiseks. Pimedas tõmbab kest tagasi ja silm neelab võimalikult palju valguse lainepikkusi.
"Mehhanism on erinev, kuid efekt on omamoodi nagu kaamera ava laiendamine, " ütleb Sponberg. "See kogub valgust suuremasse ruumi piirkonda, tehes heledama pildi. Sellest efektist ei piisa aga selleks, et koi saaks pimedas tõeliselt näha. “See võimaldab koidel näha umbes tuhat korda paremini, kui nad tavaliselt valgustundlikkuse korral suudaksid näha. Kuid see on öösel nägemiseks ebapiisav, ”ütleb Sponberg.
Mõned neuroteadlased pakkusid välja, et putukad, kes toituvad enamus videvikus, võivad tegelikult valguse tajumist aeglustada - natuke nagu kaamera säriaja vähendamine, et pilti pikemaks paljastada. "Loom integreerib valguse pikema aja jooksul, nii et ta saaks rohkem valgust koguda ja oleks hämaras valgustatud objektide suhtes tundlikum, " ütleb Sponberg.
Uurimiseks ehitas Sponbergi labor robotlilled, mis võisid kontrollitud kiirusel õõtsuda. Meeskond jälgis, kuidas viirpuu reageeris erineval kiirusel ja erineva valgustasemega liikuvatele lilledele. Putukate reaktsiooniaegu arvutades nägid teadlased, et koi liikumised ühtisid aju aeglasema töötlemise matemaatiliste mudelitega. Keskmiselt reageerisid koid pimedal ajal õie liikumisele 17 protsenti aeglasemalt. Koide võime kiikuvaid lilli jälgida tundus olevat sagedusel 2 hertsi ehk kaks kõiku sekundis. Midagi kõrgemat ja nad jäid oma eesmärgist ilma, teatas meeskond täna ajakirjas Science .
Ülalt vaadatuna liigub hawm koos toituva õõtsuva robotlillega. Videot on neli korda aeglustatud, et koi liikumist paremini näha. (Sponbergi lab, Georgia tehnik) Teadlased pole täpselt kindlad, millised neuronid putukate ajus aeglustuvad. Koid ei muuda liikumisviisi, nii et kiiruse reguleerimine peab toimuma nägemist kontrollivas aju osas. "See pole mitte ainult see, kui kiiresti nad näevad, vaid ka see, kui kiiresti nad edasi-tagasi kiirendada saavad - nii nende aju füüsika kui ka keha füüsika kombinatsioon, " ütleb Sponberg.
Kas koide kiirusepiirang on meelevaldne või mõjutab see tegelikult loodust? Meeskond valis lilled, keda harrastavad viirpuu. Õues salvestasid nad videoid liikuvatest lilledest ja jälgisid nende kiirust. Lilled ei vedele ainult kena ja ühtlase kiirusega. Kuid meeskond leidis, et hoolimata sellest, kas nad puhuvad ühele küljele või liiguvad edasi-tagasi, ei liikunud lilled vähemalt 90 protsenti ajast kiiremini kui 2 hertsi.
Seekord küljelt vaadatuna jälitab viirpuu hämaras valguses robotlille. Aeglasemalt liikuvad lilled osutusid koide jälitamiseks lihtsamaks. (Sponbergi lab, Georgia tehnik) Kui need koid nektarit upitavad, tolmeldavad nad ka taime. Tolmeldamismängus on teatud taimede vaatamisväärsused ja lõhnad sageli välja kujunenud, et neid saaks oma eelistatud tolmeldaja meeltele peenelt häälestada. Uus töö viitab sellele, et liikumine võib olla sama koordineeritud. Kuid kas lill või putukas seavad sellele suhtele piirid, jääb ebaselgeks. “Mõlemal juhul oleks seda keeruline tõestada, ” märgib Rootsi Lundi ülikooli zooloog Eric Warrant, kes kirjutas uuringu kohta ka perspektiivitüki.
Allapoole võib hawkmothi nägemise ja lennu mõistmine olla robootikas rakendusi, märgib Johns Hopkinsi ülikooli insener Noah Cowan. Need järeldused võivad anda vihjeid parema juhtimissüsteemi või lennusüsteemi ehitamiseks, "selgitab ta.
Bioloogilisest vaatenurgast on tõsiasi, et koid aeglustuvad piisavalt kiiresti, et ikka veel reageerida liikuvate lillede kiirusele, ja see näitab, kui hästi koi aju on oma keskkonnaga kohanenud, "lisab Jessica Fox, Case Western Reserve'i neuroteadlane, kes polnud uuringuga seotud. Paljud teised putukad peavad liikuma mitmekesises keskkonnas - alates puuviljakärbest kuni öise mesilaste ja herilasteni. Ehkki need vead ei pruukinud oma visuaalset töötlust täpselt samal viisil kohandada, on võimalik, et ka teised loomad kasutavad sarnaseid strateegiaid.
"Hawkoth on esimene loom, kellel me seda strateegiat oleme näinud, " ütleb Fox, "kuid ma võin kihla, et see ei jää viimaseks."
