ТЕТРАХРОМАТИЯ: почему по сравнению с колибри все люди — дальтоники

Photo by Birger Strahl on Unsplash

 

Чтобы объяснить уникальность зрения колибри в сравнении с человеком, Мэри Касвелл Стоддард из Принстонского университета (США) прибегает к понятной аналогии — разнице между дальтонизмом и нормальным зрением. И мы в этой аналогии, очевидно, не различаем такое количество цветов и оттенков, как колибри.

Глаз человека содержит три типа колбочек. Их различают по чувствительности к свету с различными длинами волн: фиолетово-синий, зелено-желтый, желто-красный. Наличие колбочек и палочек, чувствительных в изумрудно-зеленой части спектра, дает человеку цветное зрение. Исследование показало, что у колибри есть еще дополнительный вид колбочек — для различения ультрафиолетового цвета.

Как отмечает Мэри Стоддард, теоретически глаз колибри способен даже на большее — различать комбинированные цвета, к примеру: ультрафиолетовый + зеленый и ультрафиолетовый + красный. Но на практике это очень сложно проверить, поскольку глаза человека неспособны различить такие комбинации цветов.

Исследовательская группа Стоддард для изучения восприятия красочной палитры мира птицами создала условия, моделирующие их естественную среду обитания. Опыты проводились в Rocky Mountain Biological Laboratory в штате Колорадо.

Ученые работали с трехцветными селасфорусами (лат. Selasphorus platycercus) — птицами семейства колибри. Этот вид колибри примечателен тем, что интенсивным взмахом крыльев создает достаточно ощутимое гудение. Интересно, что при размахе крыльев от 12 до 14 см длина птиц — от 83 до 97 мм, а весят они от 3 до 4 г.

Трехцветный селасфорус предпочитает цветущие низменности и высокогорные ландшафты, поросшие можжевельником, сосной, дубом, кипарисом и пихтой. Некоторые особи гнездятся на высотах более 3 000 м над уровнем моря. Эти птицы не боятся людей и селятся рядом с ними. Трехцветный селасфорус питается мелкими насекомыми и нектаром цветов, отдавая предпочтение растениям красного цвета.

Команда Мэри Стоддард провела эксперименты, которые доказали способность колибри видеть невообразимые глазу человека цветовые сочетания, а также различать уникальные оттенки, искусственно созданные учеными.

«Наиболее точный эксперимент на восприятие можно было бы провести в лаборатории, но мы опасались утратить видение более общей картины — как птицы используют свое умение различать цвета в повседневном существовании. Колибри идеально подходят для нашего эксперимента, поскольку им необходимо различать наиболее яркий и цветистый окрас цветов, привлекающих их к нектару», — объясняет Стоддард.

 

 

Возглавляемая ею группа на протяжении трех лет проводила исследования, в которых участвовали ученые из Принстона, Гарварда, университетов Мэриленда и Британской Колумбии. Они создали несколько кастомизированных светодиодных трубок, запрограммированных на отображение широкого спектра цветов, в том числе неспектральных, таких как ультрафиолетовый + зеленый. Эксперимент проводился в альпийской тундре, куда часто наведываются трехцветные селасфорусы, размножающиеся в высокогорье.

Обычно исследователи вставали до рассвета и устанавливали две кормушки: одну со сладкой водой, а вторую — с обычной. Возле каждой кормушки они размещали светодиодную трубку. Трубка рядом со сладкой водой излучала один цвет, а та, что рядом с обычной, — другой.

Исследователи периодически меняли трубки местами таким образом, чтобы птицы не могли по привычному цвету трубки определять, где нектар, а где простая вода. Также проводились контрольные эксперименты, доказывающие, что крошечные птицы не использовали запах или другой непреднамеренный сигнал в поисках сладости.

Буквально за несколько часов колибри научились различать необходимый, «полезный» для них цвет. Используя эту схему, исследователи записали более 6000 посещений кормушек в серии из 19 экспериментов.

Глаза ученых не отличали, например, ультрафиолет + зеленый от чистого зеленого, однако колибри настойчиво продолжали выбирать ультрафиолет + зеленый, поскольку он ассоциировался со сладкой водой.

Бен Хоган, один из участников команды, в конечном итоге был вынужден признать, что нам остается только догадываться, как на самом деле колибри воспринимают цвет. Ультрафиолет + красный для них — это сочетание цветов или абсолютно новый цвет?

И самое любопытное. Исследования показали, что тетрахроматия, т. е. наличие четырех колбочек для различения цветов, характерна для птиц, рыб, рептилий, а также, насколько можно сегодня утверждать, — и для динозавров.

 

Оригинальное исследование: Wild hummingbirds discriminate nonspectral colors (Proceedings of the National Academy of Sciences)

 

---

При копировании материалов размещайте активную ссылку на www.huxley.media