Eine neue Kamerasystemtechnologie soll die Art und Weise verändern, wie Ökologen und Filmemacher die Farbwahrnehmung verschiedener Tiere in ihrer natürlichen Umgebung verstehen und visualisieren.
Die Forschung wurde von Vera Vasas geleitet Universität SussexGroßbritannien, und Kollegen vom Hanley Color Laboratory in George-Mason-UniversitätWir.
Wie sehen Tiere Farben?
Traditionell blieben die einzigartigen visuellen Welten verschiedener Arten für den Menschen weitgehend ein Rätsel. Viele Tiere, wie Honigbienen und einige die Vögel, Wahrnehmung von Farben, die über die menschlichen Fähigkeiten hinausgehen, wie zum Beispiel ultraviolettes Licht.
Dieser Unterschied ergibt sich aus der Vielfalt der Photorezeptoren in ihren Augen. Das Verständnis dieser Farbwahrnehmungen ist entscheidend, um Einblicke in die Kommunikation und Navigation von Tieren zu gewinnen.
Während die Falschfarbenfotografie einen Einblick in diese Welt ermöglichte, wurde sie durch Einschränkungen wie zeitaufwändige Prozesse, spezifische Beleuchtungsanforderungen und die Unfähigkeit, Bewegungen einzufangen, behindert.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickelte das Forschungsteam ein fortschrittliches Kamera- und Softwaresystem, das Videoclips unter natürlichen Lichtbedingungen aufzeichnen und verarbeiten kann.
Die Kamera sieht Farben wie Tiere
Wie in diesem Bild gezeigtDas System zeichnet in vier Farbkanälen auf: Blau, Grün, Rot und Ultraviolett. Anschließend wandelt es diese Daten in „Wahrnehmungseinheiten“ um – im Wesentlichen übersetzt es sie in ein Format, das die Sehkraft des Tieres auf der Grundlage bekannter Photorezeptordaten nachbildet.
Beeindruckend ist, dass dieses neue System im Vergleich zu herkömmlichen Spektrophotometriemethoden eine Genauigkeit von mehr als 92 % bei der Vorhersage der von Tieren wahrgenommenen Farben aufweist.
Diese Innovation eröffnet beispiellose Horizonte für die wissenschaftliche Forschung. Es bietet Wissenschaftlern ein Werkzeug zur Erkundung der dynamischen, farbenfrohen Welt, wie sie der Wissenschaftler sieht verschiedene Arten.
Darüber hinaus können Filmemacher jetzt in ihren Werken genauere und ansprechendere Darstellungen der Tierwelt schaffen.
Die Praktikabilität dieses Systems wird durch die Konstruktion aus handelsüblichen Kameras, die in einem modularen 3D-gedruckten Gehäuse untergebracht sind, noch weiter verbessert.
Darüber hinaus ist die zugehörige Software Open Source, was eine Weiterentwicklung und Anpassung innerhalb der Forschungsgemeinschaft erfordert.
Auf diesem Foto fängt die Kamera beispielsweise eine Spottdrossel im grünen Wald ein, zeigt aber diese wunderschöne Naturszene Wie es aus der Vogelperspektive erscheinen würde.
Überbrückung der Kluft zwischen Mensch und Tier
Der leitende Autor Daniel Hanley fasst die Bedeutung des Projekts eloquent zusammen.
„Die Art und Weise, wie Tiere die Welt sehen, fasziniert uns schon seit langem. Neue Techniken in der Sinnesökologie haben es uns ermöglicht, statische Szenen aus der Perspektive der Tiere abzuleiten. Allerdings müssen wir ihre Wahrnehmung von sich bewegenden Objekten verstehen – was für Aktivitäten wie das Auffinden von Nahrung oder … von entscheidender Bedeutung ist.“ … Die Wahl eines Partners ist ein schwer fassbarer Schatten.
„Unsere Entwicklung bietet Ökologen und Filmemachern Werkzeuge zur genauen Erfassung und Darstellung der Farben, die ein Tier in Bewegung wahrnimmt, was einen großen Fortschritt in unserer Untersuchung des Verhaltens und der Kognition von Tieren darstellt“, schloss er.
Das Fazit lautet: Wegweisendes Kamerasystem Dies bedeutet nicht nur einen technologischen Durchbruch, sondern stellt auch ein neues Kapitel in unserem Verständnis des Tierreichs dar und bringt uns näher daran, die Welt mit ihren Augen zu erleben.
Eine neue Kamera zeigt, wie Tiere Farben sehen
Nördlicher Spottdrossel (Mimus polyglottos) in Vogelperspektive
In diesem Video interagieren zwei nördliche Spottdrosseln in einem Baum mit falschen Farben. Konkret zeigt das Video die blau-grünen und roten Quantenfallen als Blau, Grün bzw. Rot, und die UV-Quantenfallen sind als Magenta überlagert.
Während das 80-mm-Objektiv nicht für die Aufnahme weit entfernter Motive ausgelegt ist, erfasst das System Vogelsichtbilder gut und zeigt die „vogelweißen“ (UV-reflektierenden, durch sichtbare Teile des Spektrums reflektierenden) Flecken ihrer Federn.
Es zeigt auch, dass der Himmel hauptsächlich im ultravioletten Licht gefärbt ist (d. h. violett erscheint), weil kürzere Wellenlängen einer erhöhten Rayleigh-Streuung ausgesetzt sind. Während der Himmel für unsere Augen blau erscheint, erscheint er für viele andere Organismen möglicherweise ultraviolettblau.
Sehen Sie sich das Video hier an…
Schillernde Pfauenfedern, gesehen durch die Augen von 4 verschiedenen Tieren.
Das Kamerasystem kann winkelabhängige Strukturfarben wie das Irisieren messen. Dies wird hier mit einem Video eines sehr schillernden Pfaus veranschaulicht (Pavo Christatos) Feder.
Die Farben in diesem Video repräsentieren (a) den Pfau Pavo Christatos Falschfarben, wobei die Quantenfänge in Blau, Grün und Rot dargestellt werden und das UV-Licht in Magenta überdeckt wird.
Interessanterweise ist das Schillern bei Pfauen ausgeprägter als bei (b) Menschen (Standardfarben), (c) Honigbienen oder (d) Hunden.
Sehen Sie sich hier das vollständige Video an…
Raupendisplay zur Bekämpfung von Raubtieren Apis Vision.
Dieses Video zeigt einen schwarzen Schwalbenschwanz Papilio Polixenes Die Raupe zeigt ihre Osmeterie. Wissenschaftler demonstrieren dieses Video in Falschfarben von Honigbienen, wobei Quanteneinfänge von UV-, blauem und grünem Licht jeweils in Blau, Grün und Rot dargestellt werden.
Gelbe (menschliche) Osmoterien sowie die gelben Flecken entlang des Rückens der Raupe reflektieren stark im UV-Licht und erscheinen violett, wenn die Farben in Blau dargestellte Falschfarben der Honigbiene umschlagen (wie die starken Reaktionen der UV-empfindlichen und grünempfindlichen Photorezeptoren bei Honigbienen). bzw. rot).
Viele Larvenräuber sehen ultraviolettes Licht und daher kann diese Färbung ein wirksames Positionssignal sein.
Sehen Sie sich hier das vollständige Video an…
Mehr über Tiere, Kameras und Farbsehen
Wie oben erläutert, ist die Art und Weise, wie Tiere Farben wahrnehmen, eine faszinierende Reise in eine Welt jenseits des menschlichen Sehvermögens. Im Gegensatz zu Menschen sehen viele Tiere Farben in Spektren, die wir uns kaum vorstellen können.
Menschen nehmen typischerweise drei Grundfarben wahr: Rot, Grün und Blau. Dies ist jedoch nur ein kleiner Teil des Farbspektrums im Tierreich.
Bienen und Vögel können beispielsweise ultraviolettes Licht sehen, das für uns unsichtbar ist. Diese Fähigkeit spielt eine entscheidende Rolle für ihr Überleben und hilft ihnen, Nahrung zu finden und sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden.
Jenseits des menschlichen Verständnisses
Nehmen Sie die Fangschreckenkrebse, einen Meeresbewohner mit einem der komplexesten Sehsysteme, die es gibt.
Es kann polarisiertes Licht wahrnehmen und verfügt über zwölf bis sechzehn Arten von Farbphotorezeptorzellen (Menschen haben drei).
Diese außergewöhnliche Sicht hilft ihnen, Beute, Raubtiere und Partner in der komplexen Unterwasserwelt zu erkennen.
Das Farbsehen bei Tieren beschränkt sich nicht nur auf das Sehen einer Reihe von Farben; Es geht ums Überleben. Einige Schlangen nutzen beispielsweise Infrarotsicht, um im Dunkeln warmblütige Beute zu jagen.
Rentiere hingegen nutzen ultraviolettes Sehen, um Raubtiere in reflektierenden, verschneiten Landschaften zu erkennen, eine entscheidende Fähigkeit für ihr Überleben in rauen Klimazonen.
Der Mensch gewinnt Erkenntnisse
Die Evolution spielt bei dieser Vielfalt des Farbsehens eine wichtige Rolle. Tiere haben ihre einzigartigen Fähigkeiten zum Farbsehen basierend auf ihren Umweltbedürfnissen und Überlebensherausforderungen entwickelt.
Dieser Evolutionsprozess hat im gesamten Tierreich zu einem reichhaltigen Spektrum an visuellen Fähigkeiten geführt.
Mit dem technologischen Fortschritt beginnt der Mensch heute zu verstehen und sich sogar vorzustellen, wie Tiere die Welt sehen.
Dieses Verständnis vertieft nicht nur unsere Wertschätzung für die Komplexität der Natur, sondern eröffnet auch neue Horizonte in der Ökologie, in Verhaltensstudien und sogar im Technologiedesign, die vom Einfallsreichtum der Natur inspiriert sind.
Kurz gesagt, die Welt des Farbsehens bei Tieren ist lebendig und komplex und bietet ein Kaleidoskop an Perspektiven, die weit über die menschlichen Fähigkeiten hinausgehen.
Während wir diese Perspektiven weiter erforschen und verstehen, gewinnen wir eine tiefere Wertschätzung für die natürliche Welt und die vielfältigen Lebewesen, die sie bewohnen.
Die vollständige Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht PLoS-Biologie.
Für Videos, die zeigen, wie die Kamera in der Natur funktioniert, klicken Sie hier…
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