Mencari makanan dalam gelap memerlukan sedikit kemahiran, terutamanya jika anda seorang hawkmoth. Ini nektar bunga berbulu serangga dengan mulut panjang mirip dengan jerami bendy gergasi-semua semasa berlegar di tengah-tengah sebagai sumber makanan mereka bergoyang dalam angin.
Kandungan Terkait
- Luna Moths 'Cantik Wings Membuang Serangan Bat
"Melakukan semua itu dalam tahap cahaya di mana saya tidak dapat melihat tangan di depan wajah saya, itu adalah satu kelakuan yang luar biasa untuk haiwan dengan otak lebih kecil daripada kacang, " kata Simon Sponberg, seorang neuromechanist di Georgia Tech. Sekarang, Sponberg dan rakan-rakannya telah mendapati bahawa hawkmoths telah mengamalkan trik yang luar biasa untuk mencapai semangat seperti itu: Di bawah keadaan cahaya yang rendah, serangga sebenarnya dapat memperlambat cara otak mereka memproses cahaya. Walaupun ini datang pada kos-masa reaksi yang lebih perlahan-serangga kebanyakannya memakan bunga yang bergerak pada kelajuan yang tepat.
"Mereka benar-benar menghindari pergerakan, kerana mereka mendapat kepekaan tambahan untuk melambatkan sistem visual mereka, tetapi mereka tidak melambatkan ke mana mereka akan melakukan dengan sangat buruk menjejaki bunga semulajadi yang mereka sayangi, " jelas Sponberg . "Mereka sangat sesuai dengan persekitaran mereka."
Hawkmoths mempunyai mata kompaun yang terdiri daripada aspek yang dipanggil ommatidia. Ini diliputi dalam sarung yang membengkokkan panjang gelombang tertentu cahaya untuk memukul sel-sel kecil sel-sel saraf visual, yang kemudiannya menghantar isyarat ke otak. Otak mengkompilasi mozek dari kekayaan isyarat untuk membuat imej. Dalam gelap, selimut menarik kembali, dan mata menyerap seberapa banyak cahaya panjang cahaya.
"Mekanisme ini berbeza, tetapi kesannya seperti memperluaskan aperture kamera, " kata Sponberg. "Ia mengumpul cahaya di atas rentang ruang yang lebih besar, " membuat gambar yang lebih cerah. Walau bagaimanapun, kesan ini tidak mencukupi untuk membolehkan rama-rama itu benar-benar melihat dalam kegelapan. "Ia membolehkan rama-rama untuk melihat kira-kira seribu kali lebih baik daripada biasanya akan dapat dilihat dari segi kepekaan cahaya. Tetapi itu tidak mencukupi untuk dapat melihat pada waktu malam, "kata Sponberg.
Sesetengah pakar neurosik telah mencadangkan bahawa serangga, yang kebanyakan makan mereka pada waktu senja, mungkin sebenarnya memperlahankan persepsi cahaya mereka-sedikit seperti memperlambat kelajuan pengatup pada kamera untuk mendedahkan imej lebih lama. "Haiwan ini akan mengintegrasikan cahaya untuk jangka masa yang lebih panjang supaya ia dapat mengumpul lebih banyak cahaya dan menjadi lebih sensitif terhadap objek yang ringan, " kata Sponberg.
Untuk menyiasat, makmal Sponberg membina bunga robotik yang boleh bergerak pada kelajuan terkawal. Pasukan memantau bagaimana hawkmoths bertindak balas terhadap bunga bergerak pada kelajuan yang berbeza dan dalam tahap cahaya yang berbeza-beza. Dengan mengira masa tindak balas serangga, para penyelidik melihat bahawa gerakan tikus yang dipadankan dengan model matematik pemprosesan otak yang lebih perlahan. Rata-rata, rama-rama bertindak balas kepada gerakan bunga 17 peratus lebih perlahan dalam gelap. Keupayaan rama-rama untuk mengesan bunga bergoyang seolah-olah tertutup pada 2 Hertz, atau dua suar sesaat. Apa-apa yang lebih tinggi dan mereka terlepas sasaran mereka, pasukan melaporkan hari ini dalam Sains .
Dilihat dari atas, seorang hawmoth bergerak dengan bunga robot bergoyang ketika ia makan. Video telah diperlahankan empat kali untuk lebih baik melihat gerakan rama-rama itu. (Sponberg Lab, Georgia Tech) Para penyelidik tidak pasti pasti neuron yang melambatkan otak serangga. Rama-rama tidak mengubah cara mereka bergerak, walaupun, jadi penyesuaian kelajuan mesti berlaku di bahagian otak yang mengawal penglihatan. "Bukan hanya seberapa cepat mereka dapat melihat, berapa cepatnya mereka boleh mempercepatkan lagi-gabungan kedua-dua fizik otak mereka dan fizik badan mereka, " kata Sponberg.
Begitu juga dengan had kelajuan rama-rama, atau adakah ia mempunyai implikasi sebenar di alam liar? Pasukan yang dipilih bunga yang sering dikunjungi oleh hawkmoths. Di luar, mereka merekodkan video bunga yang bergerak dan mengesan kelajuan mereka. Bunga tidak sekadar berputar pada kelajuan yang baik dan mantap. Walau bagaimanapun, pasukan mendapati sama ada mereka bertiup ke satu sisi atau bergerak ke belakang dan sebagainya, bunga tidak bergerak lebih cepat dari 2 Hertz sekurang-kurangnya 90 peratus masa.
Kali ini dilihat dari sisi, hawkmoth menjejaki bunga robot di bawah cahaya malap. Bunga bergerak yang lebih perlahan membuktikan lebih mudah bagi rama-rama untuk mengesan. (Sponberg Lab, Georgia Tech) Apabila rama-rama ini memancung nektar, mereka juga menanam tumbuhan. Dalam permainan pendebungaan, pemandangan dan bau tumbuh-tumbuhan tertentu sering berubah menjadi halus kepada deria pencemar pilihan mereka. Kerja baru menunjukkan bahawa gerakan mungkin sama seperti yang diselaraskan. Tetapi sama ada bunga atau serangga yang menetapkan had hubungan ini masih tidak jelas. "Sukar untuk membuktikan, sama ada cara, " kata Eric Warrant, seorang ahli zoologi di Universiti Lund di Sweden, yang juga menulis satu perspektif mengenai kajian itu.
Di bawah garisan itu, pemahaman penglihatan dan penerbangan boleh mempunyai aplikasi dalam robotik, kata Noah Cowan, seorang jurutera di Johns Hopkins University. Penemuan itu boleh "memberi petunjuk tentang cara membina sistem kawalan atau sistem penerbangan yang lebih baik, " jelasnya.
Dan dari perspektif biologi asas, "hakikat bahawa rama-rama melambatkan hanya cukup untuk menanggapi kelajuan bunga bergerak yang benar-benar sejuk, dan menunjukkan betapa otak rama-rama disesuaikan dengan persekitarannya, " tambah Jessica Fox, seorang ahli sains neuroses di Case Western Reserve yang tidak bergabung dengan kajian ini. Banyak serangga lain perlu menavigasi persekitaran cahaya yang pelbagai - dari lalat buah hingga lebah dan tawon malam. Walaupun pepijat ini mungkin tidak menyesuaikan pemprosesan visual mereka dengan cara yang sama, mungkin haiwan lain menggunakan strategi yang sama.
"The hawkmoth adalah haiwan pertama di mana kita telah melihat strategi ini, " kata Fox, "tetapi saya yakin ia tidak akan menjadi yang terakhir."
