• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.01.2024, 10:54
Андрей Папиш
7,9 тыс

Биологи посмотрели на мир с точки зрения животных

❋ 4.5

Группа ученых создала прибор, позволяющий имитировать взгляд животных на объекты в естественной среде обитания. Система камер записывает изображение в спектре RGB и ультрафиолете. Эксперименты показали, что данные, полученные с прибора, соотносятся с реальным восприятием объектов животными. Новая методика может помочь экологам и кинематографистам лучше понять, как другие виды смотрят на мир не в статике, а в движении.

A. Самцы бабочки вида Colias eurytheme с окрасом в ультрафиолетовом спектре на внешней стороне крыльев, зависящим от угла зрения. B,C. Структура УФ-окраски бабочек видов Phoebis philea (B) и Anteos sp. (C) / © Vera Vasas et al. / Автор: Анастасия Кожевникова

Человеческий глаз воспринимает свет в сравнительно узком диапазоне — все, что между инфракрасным и ультрафиолетовым излучениями. Но науку давно интересует, как видят животные, ведь каждый вид смотрит на мир по-своему.

Например, аквариумные рыбки меченосцы улавливают ультрафиолет, что помогает им общаться и привлекать половых партнеров. Известно, что раки-богомолы различают круговую поляризацию света, а пчелы — линейную. Однако прежние эксперименты, доказывающие это, ограничиваются реакцией фоторецепторов, а зрительные стимуляции во многом зависят от освещенности, изменений среды и движения объектов.

Команда американских и британских исследователей создала инструмент, способный видеть цвета в динамике и расширяющий возможности сенсорной экологии. Научная работа об этом вышла в журнале PLOS Biology.

Биологи разработали систему камер, записывающих изображение в четырех диапазонах: ультрафиолетовом, синем, зеленом и красном. Корпус прибора распечатали на 3D-принтере. Система получилась гибкой, и при желании камеры можно перенастроить на инфракрасный спектр или поляризованный свет, отметили ученые. Полученные с объективов данные обрабатывает программа с открытым кодом, который могут выгрузить все желающие повторить эксперименты.

Для проверки инструмента исследователи сравнили квантовую эффективность фоторецепторов животных и квантовую эффективность системы камер. Квантовая эффективность показывает, какую конкретно долю фотонов соответствующего диапазона улавливают фоторецепторы в глазу. Тесты проводили при естественном, прямом и непрямом солнечном освещении, а также при свете металлогалогенной лампы. Модельными животными были медоносная пчела и условная птица, чувствительная к ультрафиолету.

Конструкция съемки новым прибором. Датчики захватывают видимый свет и УФ-лучи, затем преобразуют в данные квантовой эффективности и визуализируют, окрашивая изображение в соответствующий спектр / © Vera Vasas et al.

Ученые наблюдали хорошую согласованность полученных данных при эталонных цветах, но при съемке перьев, яиц, лепестков и листьев данные были чуть менее точными. Это несоответствие биологи объяснили тем, что воспринимаемый цвет зависит от множества факторов: формы объекта, текстуры, физического цвета и прочих.

«Современные методы сенсорной экологии позволяют нам сделать вывод о том, как животные могут увидеть статичные сцены, однако они часто принимают важные решения, ориентируясь на движущиеся объекты (например, обнаруживая объекты питания, оценивая демонстрацию потенциального партнера и так далее). Здесь мы представляем аппаратные и программные средства для экологов и кинематографистов, которые могут захватывать и отображать воспринимаемые животными цвета в движении», — отметил соавтор исследования Дэниел Хэнли.

Главным преимуществом нового прибора можно назвать то, что все цветовые каналы камеры записывают одновременно, имитируя тем самым взгляд животного. Помимо этого, такой метод съемки позволит ученым понять, как работает зрение животных в естественной среде обитания при переменчивой освещенности, бликах и преломлении света от объектов — к примеру, от радужной поверхности перьев или качающегося на ветру цветка.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

27 ноября, 09:22
ПНИПУ

Фотополимер — специальный пластик для высокоточной 3D-печати. Часто применяется в ювелирном деле, медицине и особенно в литейной промышленности, позволяя создавать сложные детали с внутренними каналами, например, турбинные лопатки. Однако в процессе термообработки до 450°C, необходимой для выжигания прототипа, материал расширяется, вызывая микротрещины в керамической форме. Это приводит к браку при заливке металлом. Применяемые сегодня расчетные модели не учитывают, что при нагреве меняется вязкоупругое поведение фотополимера — сочетание его упругости и способности течь, — что и вызывает ошибки прогнозирования и производственные дефекты. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали принципиально новую программу, которая принимает в расчет оба этих ключевых параметра и предсказывает поведение пластика на 97%.

26 ноября, 12:39
Игорь Байдов

Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.

21 ноября, 10:02
ПНИПУ

Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.

26 ноября, 16:18
ФизТех

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

26 ноября, 17:00
Курчатовский институт

Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.

20 ноября, 13:12
Полина Меньшова

Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно