Jak nauka zaczęła widzieć światło ultrafioletowe u zwierząt?

Nauki Ścisłe

Twój Horoskop Na Jutro

Poniżej znajduje się fragment z Ogromny świat: jak zmysły zwierząt ujawniają ukryte królestwa wokół nas przez Eda Yonga.




Zdobądź książkę

Ogromny świat: jak zmysły zwierząt ujawniają ukryte królestwa wokół nas



Kup

W latach 80. XIX wieku John Lubbock — bankier, archeolog, erudyta — podzielił wiązkę światła za pomocą pryzmatu i oświetlił powstałą tęczą mrówki. Mrówki uciekły od światła. Ale Lubbock zauważył, że uciekli także z regionu tuż za fioletowym końcem tęczy, który w jego oczach wydawał się ciemny. Jednak ten obszar nie był ciemny dla mrówek. Był skąpany w ultrafiolecie – po łacinie dosłownie „poza fioletem”. Światło ultrafioletowe (lub UV) ma długość fali od 10 do 400 nanometrów. Jest w dużej mierze niewidoczny dla ludzi, ale musi być „widoczny dla mrówek jako odrębny i odrębny kolor (o którym nie możemy mieć pojęcia)”, napisał proroczo Lubbock. „Wydaje się, że kolory przedmiotów i ogólny aspekt natury muszą przedstawiać im zupełnie inny wygląd niż to, co robi nam”.



W tamtym czasie niektórzy naukowcy uważali, że zwierzęta albo są daltonistami, albo widzą to samo spektrum, co my. Lubbock pokazał, że mrówki są wyjątkowe. Pół wieku później okazało się, że pszczoły i strzebla również widzą ultrafiolet. Narracja uległa zmianie: niektóre zwierzęta widzą kolory, my nie możemy, ale umiejętność musi być bardzo rzadka. Ale po kolejnym półwieczu, w latach 80., naukowcy wykazali, że wiele ptaków, gadów, ryb i owadów ma fotoreceptory wrażliwe na promieniowanie UV. Narracja zmieniła się ponownie: widzenie UV istnieje w wielu grupach zwierząt, ale nie u ssaków. Wciąż się mylę: w 1991 roku Gerald Jacobs i Jay Neitz wykazali, że myszy, szczury i myszoskoczki mają krótki czopek dostrojony do promieniowania UV. W porządku, ssaki mogą mieć wizję UV, ale tylko małe, takie jak gryzonie i nietoperze. Nie tak: w 2010 roku Glen Jeffery odkrył, że renifery, psy, koty, świnie, krowy, fretki i wiele innych ssaków mogą wykrywać promieniowanie UV za pomocą swoich krótkich niebieskich czopków. Prawdopodobnie postrzegają UV jako głęboki odcień niebieskiego, a nie oddzielny kolor, ale i tak go wyczuwają. Podobnie niektórzy ludzie.

Nasze soczewki zazwyczaj blokują promieniowanie UV, ale osoby, które straciły soczewki w wyniku operacji lub wypadku, mogą postrzegać promieniowanie UV jako białawo-niebieskie. Tak stało się z malarzem Claude Monet, który stracił lewą soczewkę w wieku 82 lat. Zaczął widzieć światło UV, które odbija się od lilii wodnych i zaczął malować je jako białawe niebieskie zamiast białych. Pomijając Moneta, większość ludzi nie widzi UV, co prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego naukowcy tak bardzo wierzyli, że ta zdolność była rzadka. W rzeczywistości jest odwrotnie. Większość zwierząt, które widzą kolor, widzi promieniowanie UV. To norma, a my jesteśmy dziwakami.

Ultrafioletowy wizja jest więc wszechobecny że dużo z Natura musi Wyglądają inaczej niż większość innych zwierząt.* Woda rozprasza światło UV, tworząc otaczającą mgłę ultrafioletową, na której rybom łatwiej dostrzec maleńki plankton pochłaniający promieniowanie UV. Gryzonie z łatwością widzą ciemne sylwetki ptaków na tle bogatego w promieniowanie UV nieba. Renifery szybko rozróżniają mchy i porosty, które odbijają mało promieniowania UV, na zboczu wzgórza pokrytym śniegiem odbijającym promieniowanie UV. Mogę iść dalej.



Idę dalej. Kwiaty wykorzystują dramatyczne wzory UV, aby reklamować swoje towary zapylaczom. Słoneczniki, nagietki i czarnookie Susany wyglądają na jednolicie ubarwione dla ludzkich oczu, ale pszczoły widzą plamy UV u podstawy ich płatków, które tworzą żywe dziesiątki. Zwykle kształty te są wskazówkami wskazującymi położenie nektaru. Czasami są to pułapki. Pająki krabowe czają się na kwiatach, by zaczaić się na zapylacze. Dla nas te pająki wydają się pasować do kolorów wybranych przez siebie kwiatów i od dawna są traktowane jako mistrzowie kamuflażu. Ale odbijają tak dużo promieniowania UV, że są bardzo widoczne dla pszczół, co sprawia, że ​​kwiaty, na których siedzą, są o wiele bardziej kuszące. Zamiast się wtapiać, niektóre z nich przyciągają swoją wrażliwą na promieniowanie UV ofiarę, wyróżniając się.

Wiele ptaków ma również wzory UV w swoich piórach. W 1998 roku dwa niezależne zespoły zdały sobie sprawę, że znaczna część „niebieskiego” upierzenia sikory w rzeczywistości odbija dużo promieniowania UV; jak napisał jeden z nich: „Niebieskie cycki to ultrafioletowe cycki”. Dla ludzi te ptaki wyglądają bardzo podobnie. Ale dzięki wzorom UV mężczyźni i kobiety wyglądają bardzo różnie od siebie. To samo dotyczy ponad 90% ptaków śpiewających, których płeć jest dla nas nie do odróżnienia, w tym jaskółek stodołowych i przedrzeźniaczy.



Nie tylko ludzie nie widzą wzorów UV. Ponieważ światło UV jest mocno rozpraszane przez wodę, drapieżne ryby, które muszą dostrzec zdobycz z dużej odległości, są często na nie niewrażliwe. Z kolei ich ofiara wykorzystała tę słabość. Miecznik z rzek Ameryki Środkowej wydaje się nam ponuro, ale jak pokazali Molly Cummings i Gil Rosenthal, samce niektórych gatunków mają silne paski UV wzdłuż boków i ogonów. Te oznaczenia są kuszące dla samic, ale są niewidoczne dla głównych drapieżników mieczyków. A w miejscach, gdzie te drapieżniki występują częściej, mieczyki mają bardziej wyraziste oznaczenia UV. „Mogą ujść na sucho, będąc super ekstrawaganckim” bez przyciągania niebezpieczeństwa, mówi Cummings. Podobne tajne kody istnieją w australijskiej Wielkiej Rafie Koralowej, gdzie znajduje się ambon damselfish. Ludzkim oczom przypomina cytrynę z płetwami i wygląda identycznie jak inne blisko spokrewnione gatunki. Ale Ulrike Siebeck odkryła, że ​​jej głowa jest pokryta paskami UV, jakby niewidoczny tusz do rzęs spływał po całej twarzy. Drapieżniki nie widzą tych oznaczeń, ale same ambony używają ich do odróżnienia własnego gatunku od innych ważek.

Dla nas UV jest enigmatyczne i odurzające. To niewidzialny odcień leżący tuż na skraju naszej wizji – percepcyjna pustka, którą nasza wyobraźnia pragnie wypełnić. Naukowcy często przypisywali mu szczególne lub tajne znaczenie, traktując jako kanał tajnej komunikacji. Ale oprócz ważki ambon i mieczyków, większość takich twierdzeń upadła.* W rzeczywistości widzenie UV i sygnały UV są niezwykle powszechne. „Mój osobisty pogląd jest taki, że to po prostu inny kolor”, mówi mi Innes Cuthill, który bada widzenie kolorów.

Wyobraź sobie, co może powiedzieć pszczoła. Są to trichromaty, z opsynami, które są najbardziej wrażliwe na zieleń, błękit i ultrafiolet. Gdyby pszczoły były naukowcami, mogłyby podziwiać kolor, który znamy jako czerwony, którego nie widzą i który można by nazwać „ultrażółtym”. Na początku mogą twierdzić, że inne stworzenia nie widzą ultrażółtych, a później zastanawiać się, dlaczego tak wiele. Mogą zapytać, czy jest wyjątkowy. Mogą fotografować róże za pomocą ultrażółtych aparatów i zachwycać się tym, jak inaczej wyglądają. Mogą się zastanawiać, czy duże dwunożne zwierzęta, które widzą ten kolor, wymieniają tajne wiadomości przez zarumienione policzki. Mogą w końcu zdać sobie sprawę, że jest to po prostu inny kolor, wyjątkowy głównie ze względu na jego nieobecność w ich wizji. I mogą się zastanawiać, jak by to było dodać go do swojego Umwelta, wzmacniając swoje trzy wymiary koloru o czwarty.


Wyciąg z Ogromny świat © 2022 by Ed Yong. Wykorzystane za zgodą Random House, wydawnictwa Random House, oddziału Penguin Random House LLC, Nowy Jork. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część tego fragmentu nie może być powielana ani przedrukowywana bez pisemnej zgody wydawcy.

Zobacz Też: