تم إعداد تقنية جديدة لنظام الكاميرا لتغيير كيفية فهم علماء البيئة وصانعي الأفلام لتصورات الألوان لدى الحيوانات المختلفة في بيئاتها الطبيعية وتصورها.
قادت البحث فيرا فاساس من جامعة ساسكس، المملكة المتحدة، وزملاؤه من مختبر هانلي للألوان في جامعة جورج ميسون، نحن.
كيف ترى الحيوانات اللون
تقليديا، ظلت العوالم البصرية الفريدة للأنواع المختلفة لغزا إلى حد كبير بالنسبة للبشر. العديد من الحيوانات، مثل نحل العسل وبعضها الطيور, إدراك الألوان التي تفوق قدرة الإنسان، مثل الضوء فوق البنفسجي.
ينبع هذا الاختلاف من تنوع المستقبلات الضوئية في عيونهم. يعد فهم تصورات الألوان هذه 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 في ظل ظروف الإضاءة الطبيعية.
ترى الكاميرا الألوان كما تفعل الحيوانات
كما يظهر في هذه الصورة، يسجل النظام في أربع قنوات ملونة: الأزرق والأخضر والأحمر والأشعة فوق البنفسجية. ثم يقوم بتحويل هذه البيانات إلى “وحدات إدراكية” – وترجمتها بشكل أساسي إلى تنسيق يكرر رؤية الحيوان بناءً على بيانات مستقبلات ضوئية معروفة.
ومن المثير للإعجاب، عند مقارنته بطرق قياس الطيف الضوئي التقليدية، أن هذا النظام الجديد يتميز بدقة تزيد عن 92% في التنبؤ بالألوان المحسوسة التي تراها الحيوانات.
يفتح هذا الابتكار آفاقًا غير مسبوقة للبحث العلمي. إنه يزود العلماء بأداة لاستكشاف العالم الديناميكي الملون كما يراه العالم أنواع مختلفة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لصانعي الأفلام الآن إنشاء تمثيلات أكثر دقة وجاذبية لرؤية الحيوانات في أعمالهم.
يتم تعزيز التطبيق العملي لهذا النظام بشكل أكبر من خلال بنائه من الكاميرات التجارية المتوفرة بسهولة، والمغلفة في غلاف معياري مطبوع ثلاثي 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 الغابة الخضراء، ولكن يظهر هذا المشهد الطبيعي الجميل كما سيبدو من خلال عيون الطيور.
سد الفجوة بين الإنسان والحيوان
يلخص المؤلف الكبير دانييل هانلي أهمية المشروع ببلاغة.
“لقد انبهرنا منذ فترة طويلة بالطريقة التي ترى بها الحيوانات العالم. لقد أتاحت لنا التقنيات الحديثة في علم البيئة الحسية استنتاج مشاهد ثابتة من منظور الحيوان. ومع ذلك، أوضح هانلي أن فهم تصورهم للأجسام المتحركة – وهو أمر بالغ الأهمية لأنشطة مثل تحديد موقع الطعام أو اختيار الشريك – ظل بعيد المنال.
واختتم قائلاً: “يقدم تطويرنا أدوات لعلماء البيئة وصانعي الأفلام لالتقاط وعرض الألوان التي يدركها الحيوان بدقة أثناء الحركة، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في دراستنا لسلوك الحيوان وإدراكه”.
خلاصة القول هذا نظام الكاميرا الرائد لا يدل ذلك على طفرة تكنولوجية فحسب، بل يمثل أيضًا فصلاً جديدًا في فهمنا لمملكة الحيوان، مما يجعلنا أقرب إلى تجربة العالم من خلال عيونهم.
كاميرا جديدة توضح كيف ترى الحيوانات الألوان
الطائر المحاكي الشمالي (Mimus polyglottos) في رؤية الطيور
في هذا الفيديو، يظهر طائران محاكيان شماليان يتفاعلان في شجرة بألوان زائفة. على وجه التحديد، يُظهر الفيديو المصيد الكمي باللون الأزرق والأخضر والأحمر باللون الأزرق والأخضر والأحمر، على التوالي، ويتم تراكب المصيد الكمي للأشعة فوق البنفسجية على شكل أرجواني.
في حين أن العدسة مقاس 80 مم غير مصممة لتصوير الأهداف البعيدة، فإن النظام يلتقط صور منظر الطيور جيدًا ويظهر بقع “أبيض الطيور” (العاكسة للأشعة فوق البنفسجية من خلال الأجزاء المرئية من الطيف) لريشها.
ويوضح أيضًا أن السماء ملونة في الغالب بالأشعة فوق البنفسجية (أي تظهر باللون الأرجواني)، وذلك بسبب تعرض الأطوال الموجية الأقصر لزيادة تشتت رايلي. وهكذا، في حين أن السماء قد تبدو زرقاء لأعيننا، فإنها قد تبدو زرقاء فوق البنفسجية للعديد من الكائنات الحية الأخرى.
ريش الطاووس قزحي الألوان من خلال عيون 4 حيوانات مختلفة.
يمكن لنظام الكاميرا قياس الألوان الهيكلية المعتمدة على الزاوية مثل التقزح اللوني. ويتم توضيح ذلك هنا من خلال مقطع فيديو لطاووس شديد التقزح اللوني (بافو كريستاتوس) ريشة.
الألوان في هذا الفيديو تمثل (أ) الطاووس بافو كريستاتوس اللون الزائف، حيث يتم تصوير المصيد الكمي باللون الأزرق والأخضر والأحمر باللون الأزرق والأخضر والأحمر، على التوالي، ويتم تغطية الأشعة فوق البنفسجية باللون الأرجواني.
ومن المثير للاهتمام أن التقزح اللوني يكون أكثر وضوحًا بالنسبة للطاووس منه بالنسبة إلى (ب) البشر (الألوان القياسية)، أو (ج) نحل العسل، أو (د) الكلاب.
عرض كاتربيلر لمكافحة الحيوانات المفترسة أبيس رؤية.
يظهر هذا الفيديو ذيل بشق أسود بابيليو بوليكسينيس كاتربيلر تعرض osmeteria لها. يوضح العلماء هذا الفيديو بألوان زائفة لنحل العسل، حيث تظهر المصيد الكمي للأشعة فوق البنفسجية والأزرق والأخضر باللون الأزرق والأخضر والأحمر على التوالي.
تنعكس الأوسمتيريا الصفراء (البشرية) وكذلك البقع الصفراء على طول ظهر اليرقة بقوة في الأشعة فوق البنفسجية وتظهر باللون الأرجواني عندما تتحول الألوان إلى ألوان زائفة لنحل العسل (مثل الاستجابات القوية للمستقبلات الضوئية الحساسة للأشعة فوق البنفسجية والحساسة للأخضر في نحل العسل) تم تصويرها باللونين الأزرق والأحمر، على التوالي).
ترى العديد من الحيوانات المفترسة لليرقات الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي، قد يكون هذا التلوين إشارة موضعية فعالة.
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 أطياف بالكاد يمكننا تخيلها.
عادة ما يدرك البشر ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق. ولكن هذا مجرد جزء صغير 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 حاسمًا في بقائهم على قيد الحياة، حيث تساعدهم في العثور على الطعام والتنقل في بيئتهم.
أبعد من الإدراك البشري
لنأخذ على سبيل المثال روبيان السرعوف، الذي يعيش في المحيط ويتمتع بأحد أكثر أنظمة الرؤية تعقيدًا المعروفة.
يمكنه إدراك الضوء المستقطب ولديه اثني عشر إلى ستة عشر نوعًا من الخلايا المستقبلة للضوء للون (يمتلك البشر ثلاثة).
تساعدهم هذه الرؤية الاستثنائية على اكتشاف الفرائس والحيوانات المفترسة والأصحاب في العالم المعقد تحت الماء.
رؤية الألوان عند الحيوانات لا تقتصر فقط على رؤية مجموعة من الألوان؛ يتعلق الأمر بالبقاء. على سبيل المثال، تستخدم بعض الثعابين الرؤية بالأشعة تحت الحمراء لاصطياد الفريسة من ذوات الدم الحار في الظلام.
من ناحية أخرى، تستخدم حيوانات الرنة الرؤية فوق البنفسجية لاكتشاف الحيوانات المفترسة في المناظر الطبيعية الثلجية العاكسة، وهي مهارة حاسمة لبقائها على قيد الحياة في المناخات القاسية.
البشر يكتسبون رؤى
يلعب التطور دورًا مهمًا في هذا التنوع في رؤية الألوان. طورت الحيوانات قدراتها الفريدة في رؤية الألوان بناءً على احتياجاتها البيئية وتحديات البقاء على قيد الحياة.
وقد أدت هذه العملية التطورية إلى نسيج غني من القدرات البصرية في جميع أنحاء المملكة الحيوانية.
اليوم، مع التقدم التكنولوجي، بدأ البشر في فهم وحتى تصور كيف ترى الحيوانات العالم.
هذا الفهم لا يعمق تقديرنا لتعقيد الطبيعة فحسب، بل يفتح أيضًا آفاقًا جديدة في علم البيئة، ودراسات السلوك، وحتى تصميم التكنولوجيا المستوحى من براعة الطبيعة.
باختصار، إن عالم رؤية الألوان الحيوانية هو عالم نابض بالحياة ومعقد، ويقدم مشهدًا من وجهات النظر يتجاوز القدرات البشرية بكثير.
ومع استمرارنا في استكشاف وفهم هذه وجهات النظر، فإننا نكتسب تقديرًا أعمق للعالم الطبيعي والمخلوقات المتنوعة التي تعيش فيه.
ونشرت الدراسة كاملة في المجلة علم الأحياء PLoS.
بالنسبة للفيديوهات التي توضح كيفية عمل الكاميرا في الطبيعة، انقر هنا…
—–
مثل ما قرأت؟ اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على مقالات جذابة ومحتوى حصري وآخر التحديثات.
—–
تفضل بزيارتنا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني يقدمه لك Eric Ralls وEarth.com.
—–
“متعطش للطعام. طالب. متحمس محترف للزومبي. مبشر شغوف بالإنترنت.”
More Stories
صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس يتوقف قبل إطلاقه ملياردير في مهمة خاصة
بقرة بحرية ما قبل التاريخ أكلها تمساح وسمكة قرش، بحسب حفريات
إدارة الطيران الفيدرالية تطلب التحقيق في فشل هبوط صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس