Биологи показали, что колибри могут различать оттенки четырех неспектральных цветов, в том числе смесь трех монохроматических цветов (ультрафиолетового, зеленого и красного). Эти результаты подтверждают, что зрение птиц тетрахроматично. Вероятно, это помогает птицам коммуницировать и находить пищу — около трети цветов в растениях и оперении колибри неспектральные. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Количество оттенков цветов, которые различает животное, зависит от количества видов цветовых рецепторов в его сетчатке. У позвоночных роль цветовосприятия играют колбочки, у большинства млекопитающих, например, их всего два типа — таких животных называют дихроматами. У дихроматов цветовое пространство одномерное, любой воспринимаемый ими цвет можно воспроизвести смешением двух чистых (монохроматических) цветов. Люди с нормальным цветовым восприятием являются трихроматами — у нас три типа колбочек, они распознают красный, зеленый и синий цвета, а мозг может воспринимать смешение этих цветов и их оттенки.
Цветовое зрение птиц. Интересные факты о дневных птицах
Восприятие смешанного цвета происходит за счет сравнения сигналов от колбочек различных типов в мозге. Например, цвет кажется нам желтым, если он возбуждает «красные» и «зеленые» колбочки. Желтый, красный и зеленый цвета называют спектральными — они присутствуют в радуге и воспринимаются либо одним типом колбочек, либо колбочками, спектры которых соседствуют. Также спектральными считают оттенки, которые находятся между зеленым и синим, а вот пурпурный по этому определению является неспектральным цветом, так как образующие его чистые цвета — красный и синий — находятся на противоположных концах видимого спектра.
У птиц есть четвертый тип колбочек — чувствительный к ультрафиолетовому свету, значит, эти животные воспринимают больше оттенков цветов и, вероятно, являются тетрахроматами. Цветовое пространство тетрахроматов четырехмерное, любой воспринимаемый оттенок лежит внутри четырехугольной пирамиды, в которой каждая вершина — воспринимаемый одним типом колбочек чистый цвет. Спектральные цвета у птиц располагаются вдоль трех основных осей цветового пространства, а неспектральных цветов у них может быть целых пять (трихроматы из них различают только один — пурпурный).
Возможности цветовосприятия птиц широки, однако мы почти ничего не знаем о том, могут ли они на самом деле различать столько цветов. Известно, что волнистые попугайчики могут отличать желтый от смеси желтого с ультрафиолетовым (для этого нужно сравнение сигнала от колбочек трех спектров: красного, зеленого и ультрафиолетового), но восприятие других неспектральных цветов птицами не изучали.
Исследователи из Канады из США под руководством Мэри Касвелл Стоддард (Mary Caswell Stoddard) из Принстонского университета изучали восприятие неспектральных цветов колибри Selasphorus platycercus (трехцветного селасфоруса). Исследование проводили в естественных условиях: в поле на расстоянии метра друг от друга ставили треноги с кормушками. В одну из кормушек наливали сладкую воду, в другую — простую, а рядом с ними помещали лампы, которые смешивали цвет от четырех светодиодов (красного, зеленого, синего или ультрафиолетового). Птицы обучались ассоциировать один из цветов с вознаграждением, а другой — с простой водой.
Сравнение: Как Видят Животные
Исследователи находились в 10 метрах от треног и наблюдали за тем, к какой из кормушек подлетают колибри. После каждой попытки треноги меняли местами, чтобы птицы не могли определить нужную кормушку по ее расположению. Из-за того, что эксперимент проводили в естественной среде, нельзя было отследить перемещения каждой колибри и понять, в первый раз она подлетает к кормушке или уже обучилась. Поэтому авторы работы воспользовались статистическими методами: байесовская модель распределяла популяцию на «опытных» птиц и «новичков», которые впервые знакомятся с кормушкой.
В качестве среднего уровня различения цветов в популяции птиц использовали среднюю вероятность выбора опытной птицей кормушки с подкреплением: если колибри идеально различают два цвета, то все опытные птицы будут подлетать к кормушке со сладкой водой и показатель будет равен единице. Если же птицы не могут отличить два цвета, они будут выбирать кормушку случайным образом и вероятность правильного выбора будет равна 0,5.
Для начала провели пробные эксперименты и обучили колибри различать чистые цвета (зеленый и красный) или одинаковые цвета (два зеленых или два красных). В первом случае птицы выбирали правильную кормушку с вероятностью 0,79, а во втором — 0,58. Значит, в экспериментальной модели колибри действительно учились различать цвета, а не ориентировались на какие-либо другие показатели (например, на выбор своих сородичей).
Затем исследовали восприятие ряда неспектральных цветов: птиц учили отличать смесь ультрафиолетового и красного от ее чистых компонентов (красного и ультрафиолетового); аналогично изучали восприятие зелено-ультрафиолетового, пурпурного и желто-ультрафиолетового, а также различных оттенков неспектральных цветов (с разными пропорциями чистых составляющих).
Результаты эксперимента подтверждают наличие у колибри тетрахроматического зрения; вероятно, в мозге птиц существует система сопоставления сигналов от разных колбочек, которая позволяет им различать как спектральные, так и неспектральные цвета. Тем не менее, пока мы не понимаем, как именно птицы видят неспектральные цвета: как смесь чистых или же как отдельные новые цвета.
В заключение ученые проверили, насколько различение неспектральных цветов птицами экологически оправданно. Для этого проанализировали спектры оперения колибри и растений, нектаром которых те питаются. Посчитали, что 35 процентов цветов растений и 30 — оперения — колибри могут воспринимать как неспектральные. Человек же видит лишь 19 и 7 процентов этих цветов как неспектральные. Вероятно, тетрахроматическое зрение важно для коммуникации колибри и поиска пищи.
Авторы работы отмечают, что их результаты получены в среднем по популяции и невозможно сделать выводы о том, какой процент особей может различать неспектральные цвета. Однако с экологической точки зрения (например, для опыления цветов) средняя оценка по популяции важнее, чем для отдельных птиц.
Похоже, что терахроматическое зрение нужно птицам для того, чтобы находить цветы и различать сородичей. А у приматов третий тип колбочек появился для того, чтобы видеть яркие фрукты в листве. Макаки-трихроматы находят фрукты быстрее своих сородичей с двумя типами колбочек, зато вторым легче распознавать маскирующихся насекомых.
Источник: nplus1.ru
Как птицы видят этот мир по сравнению с человеческим зрением
До недавнего времени люди понятия не имели, как животные видят этот мир, но благодаря исследованиям учёных, теперь человек знает и это. Например, мозг стрекозы работает так быстро, что они видят движения в замедленном темпе, змеи улавливают инфракрасные тепловые сигналы от теплых предметов, таким образом обнаруживая свою добычу и т.д. Учёные также не забыли и о птицах, чьё зрение можно сравнить со зрением человека, только улучшенным в сотни раз. Смотрите, как птицы видят этот мир, и завидуйте их цветовому спектру.
Знаете ли вы.
Что пингвины могут распознавать только соленые и кислые вкусы? Или что птицы палилы, обитающие на Гавайях, питаются семенами софоры золотистолистной, которые содержат такой уровень токсинов, что запросто убьют любое другое маленькое животное? Или что голуби считаются лучшими в обнаружении цветов, чем любое животное на Земле и часто используются в поисково-спасательных миссиях?
Разные птицы могут похвастаться разными суперспособностями, однако есть у них нечто крутое, что объединяет их всех вместе — зрение.
График, сравнивающий спектральный диапазон зрения человека с птичьим
Поскольку птицы являются тетрахроматами, они видят четыре цвета: ультрафиолетовый, синий, зеленый и красный, тогда как мы — трихроматы и видим только три цвета: синий, зеленый и красный.
Пурпурный цвет был добавлен в спектральный диапазон человека для сравнения с птичьим зрением, на самом деле человеческий глаз просто не видит этот цвет «в оригинале», различая его благодаря смешиванию нескольких монохроматических излучений с различными длинами волн. Это также относится к розовому и бежевому цветам. (Смотри Википедия: Видимое излучение)
Орнитолог Джо Смит объяснил, что птицы обладают удивительной способностью видеть весь спектр цветов, которые невидимы для нас, людей
Еще в 2007 году ученые с помощью спектрофотометра проанализировали цвета 166 североамериканских видов певчих птиц, которые не имели видимой физической разницы между полами. Т.е. в глазах людей 92% видов участвующих в исследовании птиц, и самцы, и самки выглядели одинаково.
Например, самцы птицы иктерии имеют жёлтые пятна на груди, но у них также есть ультрафиолетовые перья, которые отличают их от самок этого вида. И вот эти самые ультрафиолетовые перья человеческий глаз не в состоянии увидеть.
Чтобы доказать это, учёные поместили в дикой природе чучела самца и самки иктерии
Для учёных оба эти чучела выглядели одинаково.
Источник: 4tololo.ru
Ученые выяснили, как птицы видят мир по сравнению с людьми
В каких цветах видят мир птицы. Последние исследования ученых.
Долгие годы люди были в неведении относительно того, как видят мир другие животные. К счастью, недавние научные исследования выявили удивительный мир разнообразия мировоззрения в животном мире. Например, мозг стрекозы работает так быстро, что позволяет насекомому видеть мир в замедленном темпе. Змеи улавливают инфракрасные тепловые сигналы от теплых предметов, таким образом обнаруживая свою добычу, тогда как у лошадей и зебр глаза направлены вбок, что позволяет им иметь периферийное зрение и избегать опасности, когда необходимо.
Поэтому неудивительно, что животные разнообразны по своему зрению, но больше всего выделяется один вид в животном мире – это птицы. Как вы думаете, каким мир видят птицы? Вы будете удивлены.
Птицы – причудливые существа, когда вы действительно смотрите на них. Например, знаете ли вы, что пингвины могут распознавать только соленые и кислые вкусы? Или что птицы палилы, обитающие на Гавайях, питаются семенами маманэ, которые содержат такой уровень токсинов, что легко убьют любое другое маленькое животное?
Смотрите также
Или знаете ли вы, что голуби считаются лучшими в обнаружении цвета, чем любое животное на Земле? У разных птиц разные суперспособности и разные способы обработки своих ощущений, но для большинства птиц справедливо одно – у них превосходное (по сравнению с человеком) зрение.
График выше сравнивает спектральный диапазон зрения человека с птичьим. Поскольку птицы являются тетрахроматами, они видят четыре цвета: ультрафиолетовый, синий, зеленый и красный, тогда как мы – трихроматы и видим только три цвета: синий, зеленый, красный. Имейте в виду, что пурпурный «цвет», показанный здесь, был выбран, чтобы сделать его видимым для нас (людей). Это «ложный цвет» – согласно определению, у ультрафиолета нет цвета.
Джо Смит, орнитолог, объясняет, что птицы обладают удивительной способностью видеть весь спектр цветов, которые невидимы для людей. Еще в 2007 году ученые с помощью спектрофотометра проанализировали цвета 166 североамериканских видов певчих птиц, которые не имели видимой физической разницы между полами. С точки зрения человека, у 92 процентов видов самцы и самки выглядят одинаково. Однако исследование показало, что у этих птиц есть цвета, которые просто не обнаруживаются нашим глазом, по которым они дифференцируют свой пол.
Так, например, у самцов иктерия желтая грудь. Есть желтая грудь и у самок. Но у самцов иктерии потенциальные партнеры или конкуренты также видят на груди ультрафиолетовые перья, которые отличают его от самок этого же вида.
Эта теория была снова доказана в другом исследовании, в котором ученые разместили чучела птиц иктерия мужского и женского пола в дикой природе, чтобы посмотреть, как отреагируют на них живые коллеги. Взрослые особи мужского пола защищали свою территорию и нападали на чучело самца, а также пытались ухаживать за самками, которые по внешнему виду для нас не отличаются. Таким образом, ученые выяснили, что птицы иктерия видели на чучелах реальных птиц, то, что мы видеть не можем.
Источник: 1gai.ru
Птицы способны видеть цвета, которые мы себе даже не можем представить
Сколько бы писатели и философы не говорили о «серости» нашей жизни, окружающий мир очень ярок. Это особенно заметно летом, когда все наше окружение покрыто зеленой растительностью, а ночные города горят разными цветами. Что же, нас можно назвать счастливчиками — человеческий глаз способен воспринимать гораздо больше ярких цветов, чем органы зрения других животных. Но птицы в этом деле нас все равно превзошли, потому что недавно ученые выяснили, что некоторые из них видят цвета, которые мы даже не можем себе представить. А все потому, что природа дала им более продвинутую систему зрения, потому что им это необходимо для общения и поиска пищи.
Некоторые птицы видят мир ярче, чем мы. И это научно доказано
Восприятие цветов
О завидной способности птиц было рассказано в научном журнале PNAS. Количество цветов, которое воспринимает животное, напрямую зависит от количества чувствительных к свету клеток в его глазах. У позвоночных организмов, к которым относимся и мы с вами, за восприятие цвета отвечают так называемые колбочки — отростки светочувствительных клеток сетчатки глаза. У людей без нарушений зрения есть три типа колбочек, которые воспринимают красный, зеленый и синий цвета. Остальные оттенки вроде черного, желтого, розового и так далее создаются в головном мозге, когда он получает информацию о смешении трех основных цветов.
Например: желтый цвет возникает в мозгу, когда в глазах активируются «красные» и «зеленые» колбочки.
В природе существует два вида цветов: спектральные и неспектральные. К спектральным относятся видимые нам цвета вроде желтого, красного и зеленого — все они есть на радуге и возбуждают либо одну из зрительных колбочек, либо те, что соседствуют. В глазах птиц насчитывается четыре колбочки, а значит, что они видят гораздо больше цветов, чем мы.
Взгляните на изображение ниже — каждая ось четырехугольной пирамиды представляет собой спектральный цвет. Между ними есть оттенки, которые можем различить и мы с вами. Но, так как у птиц четыре колбочки, они могут воспринимать оттенки, показанные пунктирными линиями. Как выглядят эти цвета, мы себе даже не можем представить.
Цветовое пространство, которое видят птицы
Существа с тремя колбочками называются трихроматами, а с четырьмя — тетрахроматами.
Зрение птиц
Чтобы доказать это, исследователи из США и Канады провели эксперимент. В рамках научной работы они проверили зрение колибри вида трехцветный селасфорус (Selasphorus platycercus). Ученые приехали на одно из мест их обитания и установили на земле две поилки. В одну из них они налили простую воду, а в другую — сладкую, которую колибри очень любят.
Поилки освещались при помощи светодиодов красного, зеленого, синего или ультрафиолетового цвета. Сладкая вода отличалась цветом от обычной, причем из-за комбинации четырех цветов «сладкий» оттенок могли увидеть только колибри.
Трехцветный селасфорус на поилке
Когда птицы запомнили, каким цветом выделена вкусная вода, исследователи поменяли поилки местами. Они следили за реакцией птиц с расстояния десяти метров и отметили, что крошечные существа быстро заметили подмену и сразу же подлетели к сладкой воде. Этот эксперимент повторялся на протяжении трех лет и практически с тем же результатом. Поэтому в том, что птицы способны различать гораздо больше цветов, чем мы, сомнений никаких нет.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
По словам ученых, оперение колибри и цветы отчасти окрашены в цвета, которые нам не видны. Из этого следует, что восприятие большего количества цветов необходимо им для общения и поиска пищи. Это предположение актуально, по крайней мере, для колибри. Как обстоят дела с другими разновидностями птиц, ученым пока неизвестно — необходимо провести дополнительные исследования.
После этой статьи рекомендую прочитать материал про смертельное нападение самой опасной птицы в мире
О жизни и способностях птиц ученым еще многое неизвестно — потомков динозавров можно считать одними из самых загадочных видов животных на нашей планете. Но завеса тайн постепенно открывается и недавно моя коллега Любовь Соковикова рассказала, что несмотря на свой крошечный мозг, птицы способны строить многоуровневые сообщества, прямо как у людей. А в другом материале, уже я, рассказывал, как морские птицы используют палочки в качестве инструмента для поддержания чистоты своего тела.
Источник: hi-news.ru
Каким цветом видят мир птицы?
С точки зрения птиц люди – «дальтоники»
Человек, как мы знаем, является счастливым обладателем цветного зрения. Мы все – кто лучше, кто хуже (женщины, как известно, улавливают и определяют больше оттенков, чем мужчины), — различаем множество цветов. Случаи, когда человек не может видеть мир в цвете (дальтонизм), достаточно редки и считаются серьезными нарушениями зрения.
Как именно человечество получило этот щедрый дар?
Все дело в строении и структуре самого глаза. Сигналы, которые несет свет, обрабатываются специальными клетками сетчатки – фоторецепторами. Выделяют два их вида: за само восприятие света отвечают палочки, а за определение его цвета – колбочки.
Работу колбочек обеспечивают светочувствительные белки – опсины. Что это означает?
Как известно, цвет – это видимая характеристика длины волны. Состав, структура и даже расположение в пространстве отдельных молекул и атомов конкретного белка определяет, какие длины волн будут поглощаться этим белком, а какие нет, т.е. в конечном итоге – какой цвет «увидит» оптический нерв.
Таким образом, каждый опсин настроен на определенную длину волны, что и позволяет различать цвета.
У большинства млекопитающих активных опсинов два. Условно говоря: «синий» и «остальное». Это обеспечивает, преимущественно, хорошее ночное и сумеречное зрение, но не дает распознать зеленый и красный цвета: что это – не синий видно, а какой именно – не понятно. Поэтому для большинства зверей мир окрашен во все оттенки серого и синего.
Причина этого лежит в далеком прошлом. По мнению большинства ученых, млекопитающие произошли от зверообразных ящеров, а этой группе животных пришлось на длительное время уступить другим рептилиям – предкам крокодилов, черепах и ящериц. Сотни миллионов лет миром правили динозавры, а предки млекопитающих вели ночной образ жизни. Ночь не нуждается в способности различать цвета и млекопитающие «избавились» от бесполезного цветного зрения.
После «власть сменилась», но вернуть потерянное не получилось. Так и остались млекопитающие с дихроматическим зрением.
Правда, не все. Уже после того, как млекопитающие распространились и заняли все экологические ниши, в том числе вернулись к дневному образу жизни, в геноме обезьян Старого света произошла незначительная мутация – один из генов, отвечающих за опсины, удвоился и в копии всего три аминокислоты заменились другими.
Получилось, что в сетчатке глаза вместо колбочек с двумя опсинами, появилось три. В результате обезьяны получили возможность отличать красное от зеленого, а это, в свою очередь, позволило различать спелые фрукты, молодые побеги и листочки и расширило кормовую базу. Это было полезно и поэтому закрепилось в потомстве. Так обезьяны (неамериканские) и человек обрели трихроматическое зрение.
Три типа опсинов в колбочках – синие, зеленые и красные – позволяет человеку различать огромное число цветов и оттенков и наслаждаться красками. На этом же принципе – использования трех базовых цветов – построена система передачи цветов телевизорами и мониторами.
Эта группа животных произошла от наших конкурентов – рептилий-диапсид, тех самых, которые породили черепах, крокодилов и динозавров. Миллионы и миллионы лет диапсиды и их потомки на Земле доминировали. Им не было необходимости переходить на ночной образ жизни, поэтому у них сохранились «базовые настройки» — зрение на основе четырех типов опсинов.
Птицы – тетрахроматы. Сетчатка их глаза содержит четыре вида колбочек с опсинами, чувствительными к красному, зеленому, синему и еще одному цвету, названия для которого в человеческом языке просто не имеется. Просто потому, что мы его не воспринимаем, – нечем. Он лежит «за фиолетовым» — в ультрафиолетовом диапазоне.
Так что зрение птиц – намного совершенней человеческого. Они воспринимают более широкий спектр волн, в том числе и в ультрафиолете. Мир играет для них более яркими красками и имеет множество неизвестных нам цветов и оттенков.
Вот, смотрите: это самец черной майны. Справа – так, как его видит человек, а слева – такой, каким он предстает в глазах своих пернатых сородичей:
А это – мелкий попугай. Для нас он серовато-зеленый, невзрачный. А в мире птиц – щеголяет яркими сияющими пятнами на голове, спинке, крыльях:
Кстати, некоторые ученые считают, что это не предел. Ряд дневных птиц имеют дополнительные опсины, например, у голубя насчитываю целых пять их видов! Интересно, сможем ли мы когда-нибудь представить, каким видит мир голубь?!
Источник: www.bolshoyvopros.ru