מציאת אוכל בחושך דורשת מיומנות מסוימת, במיוחד אם אתה חוף ים. חרקים אלה מחליקים את צוף הפרחים עם חלק הפה הארוך הדומה לקש ענקי מכופף - וכל זאת תוך כדי ריחוף באמצע כאשר מקורות המזון שלהם מתנדנדים ברוח.
תוכן קשור
- הכנפיים המדהימות של לונה מוש השליכות את התקפות העטלפים
"לעשות את כל זה ברמות אור בהן לא הייתי יכול לראות את היד מול הפרצוף שלי, זו התנהגות די מדהימה עבור חיה עם מוח בהרבה קטן מאפונה, " אומר סימון ספונברג, נוירומכניקאי בבית הספר ג'ורג'יה טק. כעת, ספונברג ועמיתיו גילו כי אנשי הוקמוטים אימצו טריק יוצא דופן כדי להשיג הישג כזה של החושים: בתנאי אור נמוכים, החרקים יכולים למעשה להאט את האופן בו מוחם מעבד אור. אמנם זה מגיע בעלות - זמן תגובה איטי יותר - אך החרקים ניזונים בעיקר מפרחים שזזים במהירות הנכונה.
"הם למעשה נמנעים מחילופי דברים, מכיוון שהם מקבלים את הרגישות הנוספת של האטת מערכות הראייה שלהם, אבל הם לא מאטים את זה למקום בו הם היו עושים בצורה גרועה במעקב אחר הפרחים הטבעיים שאכפת להם מהם", מסביר ספונברג. . "הם מאוד מכוונים לסביבתם."
להוקמות יש עיניים מורכבות המורכבות מהיבטים המכונים אוממטידיה. אלה מכוסים בנדנים שכופפים אורכי גל ספציפיים של אור כדי לפגוע בצרורות קטנות של תאי עצב חזותי, אשר לאחר מכן שולחים אותות למוח. המוח אוסף פסיפס מעושר האותות ליצירת דימוי. בחושך נדן מושך לאחור, והעין סופגת כמה שיותר אורכי גל.
"המנגנון שונה, אך האפקט דומה להרחבת צמצם המצלמה", אומר ספונברג, "הוא אוסף אור על שטח גדול יותר בחלל, " מה שמביא לתמונה בהירה יותר. עם זאת, השפעה זו אינה מספיקה בכדי לאפשר לעש לראות באמת בחושך. "זה מאפשר לעשנים לראות פי אלף יותר טוב ממה שהם בדרך כלל היו מסוגלים לראות מבחינת רגישות לאור. אבל זה לא מספיק כדי שיוכלו לראות בלילה, "אומר ספונברג.
כמה מדעני המוח הציעו כי החרקים, שעושים את מרבית האכלתם בשעת בין ערביים, עשויים להאט את תפיסת האור שלהם - קצת כמו להאט את מהירות התריס במצלמה כדי לחשוף תמונה יותר. "החיה הייתה משלבת אור למשך זמן ארוך יותר כך שהיא תוכל לאסוף יותר אור ולהיות רגיש יותר לחפצים מוארים עמומים", אומר ספונברג.
כדי לחקור, המעבדה של ספונברג בנתה פרחים רובוטיים שיכולים להתנדנד במהירות מבוקרת. הצוות פיקח על אופן הגיבתם של פרחי Hawkmoth לפרחים הנעים במהירויות שונות וברמות אור משתנות. על ידי חישוב זמני התגובה של החרקים, החוקרים ראו כי תנועות העש תואמות מודלים מתמטיים של עיבוד מוח איטי יותר. בממוצע, העשים הגיבו לתנועה פרחונית איטית של 17 אחוז בחושך. יכולתם של העשים לעקוב אחר הפרחים המתנדנדים נראית ככפול ב 2 הרץ, או שתי מתנדנדות בשנייה. כל דבר גבוה יותר והם פספסו את היעד שלהם, מדווח הצוות היום במדע .
נראה מלמעלה נץ זז עם פרח רובוטי מתנדנד בזמן שהוא ניזון. הקליפ האט 4 פעמים בכדי לראות טוב יותר את תנועת העש. (מעבדת ספונברג, ג'ורג'יה טק) החוקרים לא בדיוק בטוחים אילו נוירונים מאטים במוחם של החרקים. העשים לא משנים את אופן תנועתם, לכן התאמות המהירות חייבות להתרחש בחלק המוח ששולט בראייה. "זה לא רק כמה מהר הם יכולים לראות, אלא כמה מהר הם יכולים להאיץ קדימה ואחורה - השילוב של פיזיקת המוח שלהם וגם של הפיזיקה של הגוף שלהם, " אומר ספונברג.
אז האם מהירות המהירות של העשים היא שרירותית, או שיש לה השלכות בפועל בטבע? הצוות בחר פרחים שביקרו בהם הוקמוטים. בחוץ הקליטו קטעי וידאו של הפרחים הנעים ומעקב אחר מהירותם. פרחים לא רק מתנדנדים במהירות קבועה ויציבה. עם זאת, הצוות מצא כי בין אם הם נושבים לצד אחד או נעים קדימה ואחורה, הפרחים לא זזו מהר יותר מ- 2 הרץ לפחות 90 אחוז מהזמן.
הפעם נראה מהצד עוקב אחר פרחים רובוטיים תחת אור עמום. פרחים זזים איטי יותר התגלו כקלים יותר עבור העשבים להתחקות אחר העשים. (מעבדת ספונברג, ג'ורג'יה טק) כאשר העשים הללו מחליקים את צוף הם גם מאביקים את הצמח. במשחק האבקה המראות והריחות של צמחים מסוימים התפתחו לרוב מכווננים היטב לחושי המאביק המועדף עליהם. בעבודה החדשה עולה כי תנועה עשויה להיות מתואמת באותה מידה. אך בין אם זה הפרח או החרק שמגביל גבולות לזוגיות זו, לא ברור. "יהיה קשה להוכיח, כך או כך, " מציין אריק וורנט, זואולוג מאוניברסיטת לונד בשבדיה, שכתב גם קטע פרספקטיבי על המחקר.
בהמשך לקו, הבנת הראייה והטיסה של Hawkmoth יכולות להיות בעלות יישומים בתחום הרובוטיקה, מציין נח קוואן, מהנדס מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס. הממצאים עשויים "לספק רמזים כיצד לבנות מערכת בקרה טובה יותר או מערכת טיסה", הוא מסביר.
ומנקודת מבט בסיסית של ביולוגיה, "העובדה שהעש מאטים מספיק כדי עדיין להגיב למהירות תנועת הפרחים היא ממש מגניבה, והיא מראה עד כמה מוח העש מותאם לסביבתו", מוסיפה ג'סיקה פוקס, מדעי המוח בקייזר ווסטרן רזרב שלא היה קשור למחקר. שפע חרקים אחרים נאלצים לנווט בסביבות אור מגוונות - מזבובי פרי ועד דבורים ליליות וצרעות. למרות שאולי באגים אלה לא התאימו את העיבוד החזותי שלהם בדיוק באותו אופן, ייתכן כי בעלי חיים אחרים משתמשים באסטרטגיות דומות.
"המוקמה היא החיה הראשונה בה ראינו את האסטרטגיה הזו, " אומר פוקס, "אבל אני בטוח שזה לא יהיה האחרון."
