Когда люди узнают, что рак-богомол, обитающий в теплых океанах, обладает таким удивительным зрением, наверняка не каждый втайне воскликнет с завистью: «Ну и зачем ему это!?» Этот ротоногий ракообразный хищник ходит по песчаному дну, роется в песке и ловит мелкую рыбу своими сверхсильными (тоже зачем-то!) когтями, а его мозг всего лишь размером с ноготь! Более того, его зрение — самое удивительное в мире.
Большинство животных обладают трихроматическим зрением. То есть, чтобы различать все цвета, необходимые для полноценного выживания, большинству животных требуется не более трех рецепторов цветового зрения — красного, зеленого и синего. Для хищников, таких как волки, собаки и кошки, обычно достаточно двух. А у ракообразного богомола их 16! 12 рецепторов, охватывающих видимый спектр, 4 клетки, чувствительные к УФ-излучению, и отдельные рецепторы, связанные с поляризованным зрением.
Конечно, зрение ракообразных изучено и совершенствуется с каждым годом, но зачем существу, которое даже не может оценить магию зрения, столько типов рецепторов?
Итак, вот вам идея, и этот пост посвящен ей.
Прежде всего, следует сказать, что эти 12 рецепторов не разбросаны по всему видимому световому спектру, а объединены в группы по два, образуя шесть каналов восприятия цвета. Ученые проверяли это на ракообразных, подозревая, что это каким-то образом дает им эволюционное преимущество. Они обучили их находить пищу на основе цветовых сигналов, а затем проверили их реакцию на плавные изменения цвета, чтобы определить, связано ли это повторение восприятия цвета на схожих частотах с пищей. Но ракообразные были слишком медлительны, и ситуация не прояснилась. Ученые определили, что это всего лишь прихоть природы.
Однако интересный эффект в области акустики, так называемые бинауральные биения, помог авторам данной статьи пролить свет на это явление. Суть этого эффекта заключается в том, что при подаче на каждое ухо сигналов немного разной частоты люди слышат в тишине биение, пульсацию сигнала.
Особенность этого явления в том, что эта пульсация не возникает в космосе, поскольку не является акустическим возмущением. Он берет свое начало в мозге! То есть после того, как сигналы обрабатываются в ухе и передаются в виде нервных импульсов в мозг, они каким-то образом взаимодействуют в мозге.
Это хорошо известное явление, которое может влиять на психическое состояние человека, погружать его в медитативное состояние или даже вызывать легкие галлюцинации. Программы-генераторы бинауральных ритмов можно найти в Интернете. Эффект нестабилен, но любой желающий может скачать его и протестировать самостоятельно. Но в данном случае это не самое интересное.
Вот самые удивительные свойства бинауральных ритмов.
Во-первых, бинауральные биения лучше всего слышны, когда разница частот между сигналами составляет около 12 Гц (т е довольно небольшой сдвиг частоты) и находятся в диапазоне низких частот, хотя некоторые люди могут слышать их до 1000 Гц.
Во-вторых, сила биения не зависит от относительной силы основного сигнала, поступающего в ухо. То есть звук может быть очень громким или очень тихим, даже ниже порога слышимости, но ритм может быть слышен одинаково! Испытуемым подавался настолько тихий сигнал, что они его вообще не слышали, однако они слышали биение.
В-третьих, у женщин существует зависимость от восприятия бинауральных ритмов, связанных с менструальным циклом. Во время овуляции и перед менструацией чувствительность женщин к сердцебиению увеличивается в несколько раз, тогда как у мужчин чувствительность остается прежней.
Да, вот именно! Объединяя все это, мы получаем интригующую гипотезу: что, если это явление наблюдается не только в слухе, но и в зрении, и обычно возникает, когда есть рецепторы, воспринимающие сигналы схожих частот?
У ракообразных рецепторы не только разбросаны по всей структурно сложной области глаза. На самом деле глаз состоит из нескольких рядов так называемых омматидиев (визуальный эквивалент отдельных глаз), которые также расположены слоями: один омматидий содержит два слоя родопсина, которые чувствительны к разным длинам волн.
А разница между схожими каналами восприятия цвета не превышает 25 нанометров! В принципе, это соответствует требованиям задачи!
Итак, если эта гипотеза верна, то именно так мы и наблюдаем жизнь рака-богомола.
Рак-богомол не очень умен и храбр, но очень голоден, чтобы питаться и размножаться, и в теплые подводные дни он поднимается на обширное дно океана.
Обратите внимание: Громкая и неубиваемая(Бюджетная акустика).
Он привычно пристально вглядывался в густую синюю соленую морскую воду вокруг себя. В то время как люди видят синий цвет у поверхности воды, который постепенно переходит в более темно-синий (чем глубже вода, тем темнее цвет), раки-богомолы могут видеть теплые и холодные течения и различать соленую и пресную воду. Но это не произвело на него большого впечатления, хотя он и следил за течениями: наверняка в теплых водах к нему толпами подплывала бы вкусная еда.Он пристально вглядывался в глубину, проверяя, пульсирует ли столб воды. Даже если хищник еще далеко и его пока не видно — это ниже порога зрительной чувствительности ракообразных, но благодаря необычайным свойствам биения двойного рецептора № 2 он может видеть, как вода в том направлении характерным образом мерцает. И маленькие животные могут убежать и спрятаться заранее, вместо того чтобы копаться в песке, как «торговая лошадка».
Это глупо и не сработает! Вода над пляжем, где пряталась рыба, также слегка колыхалась. Найти перекус несложно.
Если наш рак-богомол — самка, готовая к родам, то после завтрака она обязательно отправится наблюдать за парадом самцов, волшебно мигающих разными цветами. В этот момент они, возможно, просто ходят по диско-шару! Тот, у кого окажется самый крутой диско-шар, будет развлекать дам! Затем, после окончания брачного периода, она, конечно, очень удивляется тому, что находит в этом конкретном самце — обычного, скучного охотника за рыбой, ничего особенного. Но зрелище на данный момент явно впечатляет!
Конечно, это не все преимущества, которые может обеспечить зрение с двумя рецепторами. Это всего лишь несколько идей, которые приходят на ум. На самом деле, было бы интересно проверить, правда ли это, и увидеть такие фотографии самостоятельно. Я представляю, что если бы у человека вдруг появилось такое зрение, он увидел бы что-то вроде картины Ван Гога «Звездная ночь», со всеми этими сверкающими вихрями.
Однако это не невозможно. Около 10 лет назад был проведен эксперимент по генной терапии на двухцветных обезьянах, в ходе которого обезьянам были трансплантированы человеческие гены, отвечающие за восприятие красного цвета. Эксперимент прошел успешно, и через несколько лет обезьяны научились воспринимать три цвета. Никто не знает, чего им это стоило, потому что они не сказали. Однако они подтвердили возможность того, что определенные цветовые каналы могут быть воспроизведены при трансплантации генов раков-богомолов. Лучший, наверное, красный. Тогда мир засияет для нас новыми красками. Конечно, это всего лишь предположение.
Автор статьи- Ника Беркутова
Эта заметка адресована общественности Catscience. У нас также есть тачка.
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых публикаций!
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Рак-богомол и акустика.
- Учёные из Технического университета Мюнхена (TUM) разработали криптографический метод, который позволяет пользователям подтверждать своё местоположение, не раскрывая при этом точных координат
- Новый анализ загадочных структур на Венере, известных как короны, показал вероятное присутствие тектонической активности на этой облачной планете