Động vật quan sát trong bóng đêm như thế nào? - Anna Stöckl

Tìm hiểu thêm tại: http://ed.ted.com/lessons/how-do-animals-see-in-the-dark-anna-stockl

Đối với con người, đêm tối chỉ là một bức màn ảm đạm mờ ảo. Tuy nhiên, đối với những loài động vật ăn đêm, bóng tối lại chính là "thiên đường" với muôn màu muôn vẻ. Vậy, điều gì khiến loài ngài khác biệt so với con người chúng ta? Anna Stöckl đã khám phá ra bí mật của những "sát thủ bóng đêm".

Bài học bởi Anna Stöckl, minh hoạ bởi TED-Ed.

Với mắt người, đêm tối chỉ là
một bức màn ảm đạm mờ ảo.

Tuy nhiên, đối với
những loài động vật ăn đêm

bóng tối lại chính là "thiên đường"
muôn màu muôn vẻ.

Vậy, điều gì khiến bướm đêm khác biệt
so với con người chúng ta?

Bướm đêm và các loài ăn đêm khác
nhìn được trong bóng tối

bởi vì mắt chúng có thể thích ứng
với điều kiện ánh sáng yếu.

Mọi loài sinh vật có thể nhìn thấy được

nhờ võng mạc có các tế bào cảm nhận
những hạt sáng,

gọi là photon

Khi các tế bào nhạy sáng nhận biết
photon, chúng sẽ truyền tín hiệu

đến các tế bào khác ở võng mạc và não.

Não sẽ phân tích các tín hiệu
và chuyển đổi chúng thành hình ảnh

mà mắt đang nhìn thấy.

Ánh sáng càng mạnh, càng nhiều photon
hội tụ tại võng mạc.

Vào một ngày nắng thì

số photon đi vào võng mạc
lên đến hơn 100 triệu lần

so với trong một đêm không trăng.

Trong bóng tối, số lượng
photon không sụt giảm,

nhưng số lượng truyền đến
võng mạc con người sẽ bị ảnh hưởng.

Có nghĩa, lượng thông tin được
các tế bào nhạy sáng tiếp nhận,

cũng như chất lượng hình ảnh

sẽ khác nhau ở những thời điểm khác nhau.

Vào buổi đêm, rất khó để mắt
của những loài động vật ăn ngày

nhận biết được ánh sáng.

Nhưng đối với những sinh vật sống về đêm,
nó đơn giản chỉ là sự thích nghi.

Một trong những sự thích nghi này
chính là việc thay đổi kích thước.

Ví dụ như khỉ lùn Tarsier,
với độ lớn của nhãn cầu gần bằng não,

chúng là loài có mắt to nhất so với não
trong tất cả các loài thú có vú.

Nếu với tỉ lệ mắt-não như vậy,
mắt con người sẽ to bằng quả bưởi

Đôi mắt to của loài khỉ Tarsier không phải
để chúng trông đáng yêu hơn

mà để ánh sáng được tiếp nhận
nhiều nhất có thể.

Mắt càng lớn,
đồng tử (con ngươi) cũng lớn hơn,

và thủy tinh thể sẽ rộng hơn,

giúp các tế bào thụ thể tiếp nhận
được nhiều ánh sáng hơn.

Trong khi đôi mắt cực to của khỉ Tarsier
giúp chúng quan sát trong đêm

mèo lại dùng đôi mắt sáng chói của mình.

Mắt mèo tiếp nhận ánh sáng tốt là nhờ
lớp tế bào phản chiếu

nằm đằng sau võng mạc.

Lớp màng này được cấu thành từ các tế bào
giống như gương với các tinh thể

giúp phản xạ phần ánh sáng đã lọt qua,
một lần nữa, trở lại võng mạc

và đi ra khỏi mắt.

Ngoài tạo ra luồng sáng kì quái,

điều này còn giúp các tế bào cảm quan
được tiếp nhận ánh sáng lần thứ hai.

Thực tế, đèn ô tô được thiết kế
dựa trên cấu trúc mắt này.

Mắt của cóc lại hoàn toàn khác.

Chúng có thể tạo lập hình ảnh

khi chỉ có một photon
đi qua mỗi tế bào cảm quan trong một giây.

Cóc làm được điều đó vì
các tế bào của chúng

phản ứng chậm hơn 25 lần so với
các tế bào nhạy sáng của người.

Hay một lần tiếp nhận photon của cóc
có thể lên đến 4 giây,

điều này cho phép chúng "nhìn thấy"
nhiều điều hơn con người

trong một khoảng thời gian thị giác.

Tuy nhiên, điều này khiến cóc phản ứng
vô cùng chậm chạp

bởi chúng chỉ nhận thức được
hình ảnh mới trong não 4 giây sau.

May mắn thay, con mồi của chúng
cũng là những sinh vật ngờ nghệch.

Trong lúc ấy, màn đêm đã ồn ào
với những loài côn trùng,

ví dụ như loài bướm đêm Sphingidae,

chúng có thể tìm được loài hoa yêu thích
dựa vào màu sắc trong màn đêm

là nhờ vào một biện pháp kinh ngạc -

chúng lờ đi những chi tiết
nhỏ nhặt khi quan sát.

Thông tin từ các tế bào nhạy sáng
lân cận được tổng hợp tại não,

vì vậy số lượng photon được
cảm nhận sẽ cao hơn

so với chúng được hấp thụ riêng lẻ
ở từng thụ quan.

Tuy nhiên, nhóm các tế bào sẽ dẫn đến
việc hình ảnh bị mất chi tiết,

vì những chi tiết cụ thể cần
một mạng lưới thông tin chính xác,

từ các photon
trong không gian.

Vì loài bướm này có thể cân bằng giữa
nhu cầu thông tin với sự mất nét hình ảnh

nên vẫn thành công khi tìm hoa.

Dù có chậm chạp hay to lớn,
sáng ngời hay yếu kém

mắt là kết quả của những
sự thích nghi về mặt sinh học

giúp các loài ăn đêm có được
khả năng thị giác đặc biệt.

Tưởng tượng khi chúng ta quan sát
được bằng đôi mắt của chúng

một thế giới kì thú khi
màn đêm đã buông xuống.