Невидимые цвета

Хотя наша визуальная система может рисовать яркий портрет мира, ее палитра цветов на самом деле весьма ограничена, поскольку мы видим только от 390 до 750 нм полного электромагнитного спектра, в то время как оставшиеся триллионы длин волн скрываются от нашего обзора. В пределах этих длин волн существуют другие цвета, обычно невидимые для человеческого глаза. Тем не менее, птицы, пчелы и некоторые генетические мутации сетчатки человека могут видеть другие оттенки природы.

Люди - это трихроматы, что означает, что мы ощущаем цвет через три типа фоторецепторов, настроенных на разные длины волн: короткая (синяя), средняя (зеленая) и длинная (красная); и комбинации активности этих рецепторов дают нам восприятие цвета. Тем не менее, оказывается, что кривая настройки красного рецептора у пчел смещена вверх так, что они слепы к красному, но видят ультрафиолетовый свет. Это означает, что ультрафиолетовый свет является их версией красного цвета (попробуйте представить). Это изменение цвета дает природе еще один способ развить свою маркетинговую кампанию и привлечь больше бизнеса. Например, цветы развились, чтобы обеспечить яркие ультрафиолетовые лепестки, окружающие темную область, контрастирующую, содержащую пылающую ультрафиолетовую пыльцу. Хотя мы не можем видеть это, пчелы должны найти это неотразимым!

От RL: Тот же цветок с человеческим зрением, только ультрафиолетовое зрение (яркое = УФ), имитированное зрение пчелы (УФ + G + B), имитированное зрение птицы (тетрахроматическое: УФ + R + G + B). (Фото: (c) Доктор Клаус Шмитт, Вайнхайм, Германия, uvir.eu )

На картинке выше показан цветок с разными световыми рецепторами. Первое изображение - это то, что видят люди. Второе изображение - только ультрафиолетовое излучение, и, как вы можете видеть, центральная цель значительно больше, чем та, которую мы видим, и вы можете различить слабое ультрафиолетовое свечение в центре. Будучи красно-слепыми, пчелы увидят третье изображение, которое состоит из УФ, синего и зеленого (УФ + В + Г).

Так почему природа выбрала для этого? Если ультрафиолетовые цвета и узоры в цветке помогают пчелам пыльцой, тогда больше цветов с ультрафиолетом будут размножаться. Но трава и листва также отражают много ультрафиолета. Как выделяется цветок? Доктор Клаус Шмитт из Вайнхайма, Германия, является экспертом в области тетрахроматической фотографии и сделал все фотографии в этой статье. Он объясняет: «Некоторые цветы нашли хитрый путь, они создают посадочную платформу для пчел и шмелей, состоящую из концентрических колец с ярким отражающим ультрафиолетовым излучением центром, выделенным контрастными лепестками вокруг него. Но почему все это невидимо для нас, людей? Просто, мы не опыляем цветы, поэтому у цветка есть эволюционный стимул, чтобы привлечь нас к своей пыльце ". Чтобы увидеть потрясающий вид концентрических колец в цветах, посмотрите финальную фотографию доктора Шмитта газания через зрение пчел в фотоконкурсе Carl Zeiss.

Но как насчет четвертого изображения со всеми четырьмя цветами (UV + B + G + R)? Оказывается, что некоторые виды, такие как птицы, наряду с большинством рептилий, имеют четыре типа фоторецепторов (УФ + R + G + B), что делает их тетрахроматами! Хотя было бы невозможно точно показать, как этот дополнительный рецептор влияет на то, как птица видит цветок, другие цвета можно использовать в качестве метафоры для ультрафиолетового излучения, чтобы произвести потрясающее моделирование тетрахроматического цветка в дальнем правом углу. Но для птиц этот дополнительный рецептор предназначен не только для еды, но и для спаривания. Как вы можете видеть на изображениях ниже, птицы, как и цветы, эволюционировали, чтобы показать потрясающий набор цветов, невидимых невооруженным глазом. Исследование, проведенное Bennett, Cuthill, Partridge и Lunau (1997), показало, что отражающее ультрафиолет оперение у скворцов оказало глубокое влияние на наблюдаемые предпочтения спаривания, в то время как оперение в видимом спектре человека не предсказывало выбор. Их ультрафиолетовые перья являются частью их спаривания! Даже яйца имеют УФ-окраску.

Птица (вверху) и яйцо (внизу), RL: через человеческое зрение (R + G + B), только ультрафиолетовое зрение (яркое = УФ), моделированное зрение птицы (тетрахроматическое: УФ + R + G + B) (яйцо на в правом нижнем углу видны не истинное зрение птицы, а зрение, имитирующее ультрафиолет (Фото: (c) Доктор Клаус Шмитт, Вайнхайм, Германия, uvir.eu )

У людей гены, которые диктуют настройку цвета фоторецептора, являются генами опсина типа 2, OPN1MW и OPN1MW2, и расположены на Х-хромосоме. Поскольку женщины имеют две разные Х-хромосомы в своих клетках, было высказано предположение, что некоторые из них могут нести вариантную конусную клетку, настроенную на длину волны между красным и зеленым, что обеспечивает тетрахоматическое зрение и различение на 100 миллионов различных цветов. Наличие большего количества цветовых рецепторов обеспечивает лучшую цветовую дискриминацию для быстрых решений относительно еды и спаривания. Хотя некоторые виды, такие как бабочки и голуби, имеют пять типов фоторецепторов и могут различать более 10 миллиардов цветов, преимущество в том, что большее количество рецепторов достигает потолка от трех до пяти. Фактически, у многих мужчин дальтонизм оставляет у них только два цветовых рецептора (дихроматия).

От этого нужно отказаться: наш сенсорный и перцептивный охват узок по сравнению со всей доступной нам энергией. Несмотря на наши ограничения, мы можем использовать такие инструменты, как камеры, в качестве сенсорной метафоры для расширения нашего обзора. И хотя мы не можем испытать эти физические явления из первых рук, мы можем использовать эти метафоры и рассуждения, чтобы экстраполировать наши чувства и получить образованное представление о физическом мире. И то, что мы находим там, может быть не только смиренным, но и убедительным, поскольку мы понимаем, что природа была создана не только для блага и удовольствия человечества.

Рекомендации:

Фотография: доктор Клаус Шмитт из Вайнхайма, Германия (http://photographyoftheinvisibleworld.blogspot.com/), (c) доктор Клаус Шмитт, Вайнхайм, Германия, uvir.eu

Bennett, D., Cuthill, IC, Partridge, LK (1997). Цвета ультрафиолетового оперения предсказывают предпочтения спаривания у скворцов. Proc. Natl. Акад. Sci. USA Vol 94, pp. 8618-8621

Emmerton, J. & Delhis, JD (1980). Различение длин волн в «видимом» и ультрафиолетовом спектрах голубями. Журнал сравнительной физиологии 141 (1).

Jameson, KA, Highnote, SM, & Wasserman, LM (2001). Более богатый цветовой опыт у наблюдателей с множественными фотопигментными генами опсина. Psychonomic Bulletin and Review 8 (2): 244–261.