Katika usiku usio na mwezi, viwango vya mwanga vinaweza kuwa zaidi ya mara 100m kufifia kuliko mwangaza wa mchana. Lakini wakati sisi ni karibu vipofu na wanyonge gizani, paka ziko nje wakifuatilia mawindo, na nondo wanaruka kwa kasi kati ya maua kwenye balconi zetu.

Tunapolala, mamilioni ya wanyama wengine hutegemea mifumo yao ya kuona ili kuishi. Vivyo hivyo kwa wanyama ambao hukaa kwenye giza la milele la bahari kuu. Kwa kweli, wanyama wengi ulimwenguni wanafanya kazi kwa nuru nyepesi. Je! Utendaji wao wa kutisha unaonekanaje, haswa kwa wadudu, na macho na akili ndogo chini ya saizi ya mchele? Je! Wamebadilika mikakati gani ya macho na neva ili kuwaruhusu kuona vizuri katika mwangaza hafifu?

Ili kujibu maswali haya, tuligeuza mawazo yetu kwa wadudu wa usiku. Licha ya mifumo yao ya kupunguzwa ya kuona, inageuka kuwa wadudu wa usiku wanaona vizuri katika mwanga hafifu. Katika miaka ya hivi karibuni tumegundua kwamba wadudu wa usiku wanaweza kuepuka na kurekebisha vizuizi wakati wa kukimbia, kutofautisha rangi, gundua harakati dhaifu, jifunze alama za kuona na tumia kwa homing. Wanaweza hata kujielekeza kwa kutumia muundo dhaifu wa ubaguzi wa mbinguni zinazozalishwa na mwezi, na tembea kwa kutumia nyota za nyota angani.

Mara nyingi, utendaji huu wa kuona unaonekana kama kukaidi kile kinachowezekana kimwili. Kwa mfano, nyuki wa jasho wa Amerika ya Kati usiku, Megalopta genalis, inachukua fotoni tano tu (chembe nyepesi) ndani ya macho yake madogo wakati viwango vya nuru viko chini zaidi - a ishara ndogo ya kuona inayoonekana. Na bado, katika usiku wa manane, inaweza kusafiri kwenye msitu mnene na uliochanganyikana kwenye safari ya kutafuta chakula na kuirudisha salama kwenye kiota chake - fimbo isiyojulikana iliyofunikwa iliyosimamishwa ndani ya msitu wa msitu.

Ili kujua jinsi aina hii ya utendaji inavyowezekana, hivi karibuni tulianza kusoma hawkmoths za usiku. Wadudu hawa wazuri - ndege wa hummingbird wa ulimwengu ambao hawana uti wa mgongo - ni nondo mwepesi, anayeruka haraka ambao huwa macho kila wakati kwa maua yaliyojaa nekta. Mara tu maua yapatikanayo, nondo huyumba mbele yake, ikinyonya nekta nje kwa kutumia tundu lake, mrija unaofanana na mdomo.

Tembo wa Ulaya tembo hawkmoth, Deilephila elpenor, ni kiumbe mzuri aliyevikwa mizani yenye manyoya ya waridi na kijani kibichi na hufanya mkusanyiko wake wote katika usiku wa manane. Miaka kadhaa iliyopita tuligundua kwamba nondo huyu anaweza kutofautisha rangi usiku, mnyama wa kwanza wa usiku inayojulikana kufanya hivyo.

Lakini nondo huyu hivi karibuni alifunua siri yake nyingine: ujanja wa neva ambao hutumia kuona vizuri katika mwanga hafifu sana. Ujanja huu hakika hutumiwa na wadudu wengine wa usiku kama Megalopta. Kwa kusoma fiziolojia ya nyaya za neva katika vituo vya kuona vya ubongo, tuligundua hilo Deilephila inaweza kuona kwa uaminifu katika mwanga hafifu kwa kuongeza vyema picha ambazo imekusanya kutoka kwa sehemu tofauti katika nafasi na wakati.

Kwa muda, hii ni kama kuongeza muda wa shutter kwenye kamera kwenye mwanga hafifu. Kwa kuruhusu shutter kukaa wazi zaidi, nuru zaidi hufikia sensorer ya picha na picha nyepesi hutolewa. Ubaya ni kwamba kitu chochote kinachotembea kwa kasi- kama gari inayopita- haitatatuliwa na kwa hivyo mdudu hataweza kuiona.

Muhtasari wa Neural

Ili kuongeza pamoja photoni katika nafasi, saizi za kibinafsi za sensorer ya picha zinaweza kukusanywa pamoja ili kuunda "saizi kubwa" chache lakini kubwa (na nyepesi zaidi). Tena, ubaya wa mkakati huu ni kwamba ingawa picha inakuwa nyepesi, pia inakuwa blurrier na maelezo mazuri ya anga hupotea. Lakini kwa mnyama wa usiku anayesumbuka kuona gizani, uwezo wa kuona ulimwengu mkali ambao ni mkali na polepole kunaweza kuwa bora kuliko kuona kitu kabisa (ambayo ingekuwa mbadala pekee).

Kazi yetu ya kisaikolojia imefunua kuwa muhtasari huu wa neural wa picha kwa wakati na nafasi ni muhimu sana kwa usiku Deilephila. Kwa nguvu zote za mwangaza wa usiku, kutoka jioni hadi viwango vya mwangaza wa nyota, summation inaongeza sana DeilephilaUwezo wa kuona vizuri katika mwanga hafifu. Kwa kweli, shukrani kwa mifumo hii ya neva, Deilephila inaweza kuona kwa nguvu nyepesi karibu mara 100 kuwa nyepesi kuliko inavyoweza vinginevyo. Faida za summation ni kubwa sana kwamba wadudu wengine wa usiku, kama Megalopta, kuna uwezekano mkubwa kutegemea kuona vizuri katika mwanga hafifu pia.

Ulimwengu unaoonekana na wadudu wa usiku hauwezi kuwa mkali au pia kutatuliwa kwa wakati kama ile inayopatikana na jamaa zao wa siku. Lakini muhtasari unahakikisha kuwa ni mkali wa kutosha kugundua na kukatiza wenzi wawezao, kufuata na kukamata mawindo, kusafiri kwenda na kutoka kwenye kiota na kujadili vizuizi wakati wa kukimbia. Bila uwezo huu ingekuwa vipofu kama sisi wengine.

Kuhusu Mwandishi

Eric Warrant, Profesa wa Zoolojia, Chuo Kikuu cha Lund

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon