Hogyan látnak az állatok éjszaka?

Teljes lecke:
http://ed.ted.com/lessons/how-do-animals-see-in-the-dark-anna-stockl

Az emberi szem számára az éjszakai világ egy alaktalan, szürke vászon. Sok éjszakai állat azonban gazdag és változatos világot lát, tele részletekkel, alakokkal és színekkel. Mégis mi különbözteti meg a molylepkéket az emberektől? Anna Stöckl elénk tárja az éjszakai látás tudományát.

Lecke: Anna Stöckl
Animáció: Ted-Ed

Az emberi szem számára az éjszakai világ
egy alaktalan, szürke vászon.

Sok éjszakai állat azonban
gazdag és változatos világot lát,

tele részlettel, alakokkal és színekkel.

Mégis mi különbözteti meg
a molylepkéket az emberektől?

A molylepkék és más éjszakai állatok
azért látnak éjszaka,

mert szemük úgy fejlődött,
hogy ellensúlyozza a fény hiányát.

Minden szem, akár éjjellátó, akár nem,

a retina fényérzékelő sejtjei segítségével
érzékeli a fény részecskéit,

melyeket fotonoknak nevezünk.

A fényérzékelő sejtek ezután információt
szolgáltatnak a fotonokról

más, a retinában és az agyban
található sejteknek.

Az agy megszűri ezt az információt,
és arra használja,

hogy képet alkosson a környezetről,
melyet a szem lát.

Minél erősebb a fény,
annál több foton éri a szemet.

Egy napsütéses napon,

több mint százmilliószor annyi foton
érhető el a szem számára,

mint amennyi egy felhős,
hold nélküli éjszakán.

Fotonokból nemcsak kevesebb van sötétben,

hanem az is kevésbé megbízható,
hogyan érik el a szemet.

Emiatt a fényérzékelő sejtek
által gyűjtött információ

időről időre változik,

ahogy a megalkotott kép minősége is.

Megpróbálni észlelni a véletlenszerűen
érkező fotonok ritka szóródását a sötétben

a legtöbb nappali állat szemének
nehézséget okoz.

De az éjszakai lények számára
ez csupán alkalmazkodás kérdése.

Az egyik ilyen alkalmazkodás a méret.

A koboldmakinak például
mindkét szeme akkora, mint az agya,

így neki van az összes emlős között
a legnagyobb szeme a fejéhez képest.

Ha mi emberek ilyen agy-szem aránnyal
bírnánk, grépfrút méretű szemünk lenne.

A koboldmaki méretes szemei
nem azért ilyenek, hogy cukibb legyen,

hanem hogy a lehető legtöbb
fényt gyűjtsék.

A nagyobb szemeknek nagyobb nyílásai,
azaz pupillái lehetnek,

illetve nagyobb lencséi,

melyek révén több fény összpontosulhat
a fényérzékelő sejteken.

Míg a koboldmakik hatalmas kukucskálóval
fürkészik az éjszakai tájat,

addig a macskák ugyanezt
világító szemmel teszik.

A macskák szeme a tapetum lucidum
nevű szerkezettől világít,

mely a fényérzékelő sejtek
mögött található.

Ez a szerkezet kristályokat tartalmazó
tükörszerű sejtrétegekből épül fel,

melyek visszaverik a beérkező fényt
a fényérzékelő sejtek irányába

és a szemből kifelé.

Ennek eredménye
a kísérteties ragyogás,

mely a fényérzékelőknek
újabb esélyt ad fotonok észlelésére.

Valójában ez a rendszer ihlette az utakon
használt mesterséges macskaszemeket.

Ezzel szemben a varangyosbékák
a lassúsághoz alkalmazkodtak.

Akkor is képesek képet alkotni,

ha minden fényérzékelőt
csak egyetlen foton ér másodpercenként.

Ezt olyan fényérzékelőkkel érik el,

melyek az emberénél 25-ször lassabbak.

Tehát a varangyok négy másodpercig
gyűjthetnek fotonokat,

és így sokkal többet tudnak gyűjteni
adott vizuális időtartam alatt,

mint a mi szemünk.

Ennek hátránya, hogy a varangyok
nagyon lassan reagálnak,

mivel minden negyedik másodpercben
kapnak csak friss képet.

Szerencsére ahhoz alkalmazkodtak,
hogy lomha zsákmányra vadásszanak.

Emellett rovaroktól is zsong az éjszaka,

például szenderektől,

melyek még egy csillagfényes éjszakán is
színesnek látják kedvenc virágaikat.

Ezt meglepő húzással érik el –

vizuális érzékelésük részletektől mentes.

Agyuk csoportokba gyűjti a szomszédos
fényérzékelőktől jövő információkat,

így minden egyes csoport
fotonészlelése magasabb,

mint az egyes fényérzékelőké.

De a fényérzékelők csoportosítása miatt
a kép részletei elvesznek,

mivel az apró részletekhez fényérzékelők
aprólékos hálózata szükséges,

melyben mindegyik egy apró pontból
gyűjti a fotonokat.

A trükk, hogy egyensúlyt
találjanak a fotonszükséglet

és a részletek elvesztése között,
és megtalálják virágaikat.

A szemek akár lassúak, hatalmasak,
csillogók vagy durvák,

e biológiai változások kombinációja adja

az éjszakai állatok
különleges látási képességét.

Képzeljük el, milyen lenne
a szemükön át megtapasztalni a világot,

mely akkor ébred, mikor a Nap lenyugszik.