Pada malam tanpa bulan, tahap cahaya dapat 100 juta kali lebih rendah daripada pada waktu siang yang terang. Dan jika kita secara praktikal buta dan tidak berdaya dalam kegelapan, kucing berjaya mengesan mangsa, dan kupu-kupu dengan pantas melayang di antara bunga di balkoni kita. Semasa kita tidur, berjuta-juta haiwan lain bergantung pada sistem visualnya untuk bertahan hidup. Hal yang sama dapat dikatakan untuk haiwan yang hidup di kegelapan abadi di laut dalam. Lebih-lebih lagi, sebahagian besar haiwan di dunia kebanyakannya aktif dalam cahaya redup. Bagaimana mereka berjaya menggunakan ciri-ciri visual yang kuat, terutama serangga, dengan mata dan otaknya yang kecil daripada sebiji beras? Apa strategi optik dan saraf yang mereka kembangkan untuk melihat dengan baik dalam cahaya redup?
Untuk menjawab soalan-soalan ini, mari kita perhatikan serangga nokturnal. Walaupun sistem visualnya kecil, serangga nokturnal dapat dilihat dengan sempurna dalam cahaya redup. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kami mendapati bahawa serangga nokturnal dapat menghindari dan terkunci pada rintangan semasa penerbangan, membezakan warna, mengesan pergerakan samar, belajar isyarat visual, dan menggunakannya untuk pulang. Mereka bahkan dapat menavigasi menggunakan gambar samar dari polarisasi bintang yang dibuat oleh Bulan dan menavigasi menggunakan rasi bintang di langit.
Dalam banyak kes, persembahan visual ini benar-benar mengganggu apa yang mungkin secara fizikal. Sebagai contoh, lebah malam Amerika Tengah, Megalopta genalis, hanya menyerap lima foton dengan mata kecilnya ketika tahap cahaya berada pada tahap paling rendah, isyarat visual yang benar-benar sukar difahami. Namun, di tengah malam, ia dapat menavigasi hutan hujan yang lebat dan kusut sambil mencari makan dan selamat kembali ke sarangnya - tongkat berlubang yang tidak mencolok yang digantung di bawah sikat.
Untuk mengetahui bagaimana ini mungkin berlaku, para saintis mula mengkaji rama-rama elang. Serangga yang indah ini - burung kolibri dari dunia invertebrata - diwakili oleh rama-rama terbang cepat yang anggun, yang sentiasa mencari bunga dengan nektar. Setelah bunga itu dijumpai, rama-rama itu melayang di hadapannya, menghisap nektar melalui probosisnya, sebuah tiub oral.
Ngengat malam Eropah, Deilephila elpenor adalah makhluk cantik yang bersembunyi di sisik berwarna merah jambu dan hijau, mengumpulkan nektar di tengah malam. Beberapa tahun yang lalu, para saintis mendapati bahawa kupu-kupu ini dapat membezakan warna pada waktu malam, haiwan malam pertama yang terkenal dengan ini.
Rama-rama ini baru-baru ini mengungkapkan rahsia lain: muslihat saraf yang digunakannya untuk melihat dengan baik dalam cahaya yang sangat redup. Trik ini tentu saja digunakan oleh serangga nokturnal lain seperti Megalopta. Dengan mengkaji fisiologi rangkaian saraf di pusat visual otak, para saintis mendapati bahawa Deilephila dapat melihat dengan baik dalam cahaya redup, dengan berkesan menyusun foton yang dikumpulkannya pada titik yang berbeza dalam ruang dan waktu.
Ini agak seperti meningkatkan kelajuan rana pada kamera dalam cahaya rendah. Sekiranya anda membiarkan pengatup terbuka lebih lama, lebih banyak cahaya akan sampai ke sensor gambar dan mendapat gambar yang lebih terang. Kelemahannya ialah apa sahaja yang bergerak dengan cepat - seperti kereta yang lewat - tidak akan mendapat izin, jadi serangga itu tidak akan melihatnya.
Video promosi:
Penjumlahan saraf
Untuk menggabungkan foton di ruang angkasa, piksel individu sensor gambar dapat dikumpulkan untuk membuat "superpixel" yang lebih kecil tetapi lebih besar. Sekali lagi, kelemahan strategi ini ialah walaupun pada kecerahan tinggi, gambar akan kabur dan kurang terperinci. Tetapi bagi haiwan nokturnal yang berusaha hidup dalam kegelapan, dapat melihat terang, tetapi tanpa perincian dan dunia perlahan akan lebih baik daripada tidak melihat apa-apa (satu-satunya alternatif).
Ahli fisiologi telah membuktikan bahawa penjumlahan foton neural dalam masa dan ruang sangat bermanfaat untuk deylephila pada waktu malam. Pada setiap intensiti cahaya malam, dari senja hingga bintang, penjumlahan itu secara signifikan meningkatkan kemampuan deilephil untuk melihat dengan baik dalam cahaya redup. Sebenarnya, berkat mekanisme saraf ini, deilephilas dapat melihat cahaya yang lebih malap 100 kali daripada yang sebaliknya. Manfaat penjumlahan sangat besar sehingga serangga nokturnal lain juga sangat bergantung padanya untuk penglihatan malam yang baik.
Dunia yang dilihat oleh serangga nokturnal mungkin tidak begitu pedih atau diselesaikan dengan baik seperti yang dilihat oleh saudara-mara mereka yang aktif diurnal. Tetapi menumpuk memastikan bahawa cukup terang untuk memintas mangsa, terbang ke sarang dan mengelakkan halangan. Tanpa kemampuan ini, mereka akan buta seperti kita semua.
ILYA KHEL
