Да ли су боје само илузије које наш мозак ствара?

Колорни вид је способност разликовања различитих таласних дужина електромагнетног зрачења. Визија у боји ослања се на механизам перцепције мозга који светлост различитих таласних дужина третира као различите визуелне стимулусе (нпр. Боје). Уобичајени фоторецептори који не осећају боју (штапићи у људским очима) реагују само на присуство или одсуство светлости и не праве разлику између одређених таласних дужина.

Можемо тврдити да боје нису стварне - наш мозак их „синтетише“ да би разликовао светлост различитих таласних дужина. Док нам шипке дају способност да детектујемо присуство и интензитет светлости (и тако омогућујемо нашем мозгу да конструише слику света око нас), специфично откривање различитих таласних дужина кроз независне канале нашем погледу на свет даје додатну високу резолуцију. На пример, црвена и зелена боја изгледају као идентичне нијансе сиве на црно-белим фотографијама.

Животиња само са црно-белим видом неће моћи да прави разлику између, рецимо, зелене и црвене јабуке и неће знати која има бољи укус пре него што их обоје проба на основу боје. Еволуциони биолози верују да су људски преци развили визију у боји како би олакшали идентификацију зрелих плодова, што би очигледно обезбедило предност у конкурентном природном свету.

Зашто су одређене таласне дужине упарене са одређеним бојама остаје тајна. Технички гледано, боја је илузија коју ствара наш мозак. Стога није јасно да ли друге животиње виде боје на исти начин као ми њих. Вероватно је да, због заједничке еволуционе историје, други кичмењаци виде свет обојен слично ономе како га ми видимо. Али вид у боји је прилично чест у огромном животињском царству: инсекти, паучњаци и главоношци могу да разликују боје.

Какве боје ове животиње виде?

Људски вид у боји ослања се на три фоторецептора која откривају примарне боје - црвену, зелену и плаву. Међутим, неким људима недостају црвени фоторецептори (они су „бихромати“) или имају додатни фоторецептор који открива негде између црвене и зелене боје („тетрахромати“). Очигледно је да постојање само 3 фоторецептора не ограничава нашу способност разликовања других боја.

Сваки фоторецептор може да апсорбује прилично широк спектар таласних дужина светлости. Да би разликовао одређену боју, мозак упоређује и квантитативно анализира податке са сва три фоторецептора. И наш мозак то ради изузетно успешно - нека истраживања показују да можемо да разликујемо боје које одговарају таласним разликама од само 1 нанометар.

Ова шема делује углавном на исти начин код већине кичмењака са видом у боји. Иако се способност разликовања одређених нијанси значајно разликује међу врстама, с тим што људи имају једну од најбољих способности разликовања боја.

Међутим, бескичмењаци који су развили вид у боји (и вид уопште) потпуно независно од нас показују изузетно различите приступе откривању и обради боја. Ове животиње могу имати изузетно велики број рецептора за боју. На пример, козица богомољка има 12 различитих врста фоторецептора. Уобичајени лептир блуеботтле има још више - 15 рецептора.

Да ли то значи да ове животиње могу да виде додатне боје које су нама незамисливе? Можда да. Неки од њихових фоторецептора раде у прилично уском подручју светлосног спектра. На пример, могу да имају 4-5 фоторецептора осетљивих у зеленом пределу визуелног спектра. То значи да се за ове животиње различите нијансе зелене могу чинити онолико различито колико се нашим очима чине плаве и црвене боје! Опет, еволутивне предности таквих адаптација су очигледне за животиње које живе међу дрвећем и травама где је већина предмета, како их ми видимо, обојена у разним нијансама зелене боје.

Истраживачи су покушали да тестирају да ли компликованији скуп визуелних рецептора пружа било какве предности животињама када је у питању разликовање главних боја. Налази показују да то није нужно случај, бар не за козице богомољке. Упркос импресивном низу рецептора који детектују светлост у много ширем делу електромагнетног спектра у поређењу са људима, способност шкампа да разликује боје које су сјајне у поређењу са нама. Међутим, боје брзо одређују. Ово је вероватно важније у практичне сврхе, јер су козице предатице. Велики број фоторецептора омогућава њихово брзо активирање на одређеним таласним дужинама светлости и на тај начин директно комуницирају мозгу која је тачно таласна дужина откривена. У поређењу са тим, људи морају да процене и квантификују сигнале са сва три фоторецептора да би се одлучили за одређену боју. Ово захтева више времена и енергије.

Осим што користе различит број фоторецептора за детекцију светлости одређених таласних дужина, неке животиње могу да открију светлост коју ми људи у потпуности не можемо да видимо. На пример, многе птице и инсекти могу да виде у УВ делу спектра. Бумбари, на пример, имају три фоторецептора који апсорбују у УВ, плавом и зеленом делу спектра. То их чини трихроматима, попут људи, али са спектралном осетљивошћу помереном на плави крај спектра. Способност откривања УВ светлости објашњава зашто неки цветови имају узорке видљиве само у овом делу спектра. Ови обрасци привлаче инсекте опрашиваче који имају способност да виде у овом спектралном региону.

Бројне животиње могу да открију инфрацрвену светлост (зрачење дуге таласне дужине) коју емитују загрејани предмети и тела. Ова способност значајно олакшава лов на змије које обично траже мали топлокрвни плен. Њихово виђење преко ИР детектора рецептора је, дакле, одличан алат за споро гмизаве. Фоторецептори осетљиви на ИЦ зрачење змија налазе се не у њиховом оку већ у „јамским органима“ смештеним између очију и ноздрва. Резултат је и даље исти: змије могу да боје предмете у складу са површинском температуром.

Као што овај кратки чланак показује, ми људи можемо да видимо и анализирамо само мали део визуелних информација доступних другим створењима. Следећи пут када видите скромну муву, размислите колико различито доживљава исте ствари које гледате!

РЕФЕРЕНЦЕ

Скорупски П, Цхиттка Л (2010) Спектрална осетљивост фоторецептора код бумбара, Бомбус импатиенс (Хименоптера: Апидае). ПЛОС ОНЕ 5 (8): е12049. дои: 10.1371 / јоурнал.поне.0012049

Тхоен ХХ, Хов МЈ, Цхиоу ТХ, Марсхалл Ј. (2014) Различити облик вида у боји у шкампу богомољке. Наука 343 (6169): 411-3. дои: 10.1126 / наука.1245824

Цхен П-Ј, Авата Х, Матсусхита А, Ианг Е-Ц и Арикава К (2016) Екстремно спектрално богатство у оку обичног лептира Блуеботтле, Грапхиум сарпедон. Фронт. Ецол. Евол. 4:18. дои: 10.3389 / фево.2016.00018

Арикава, К., Иванага, Т., Вакакува, М., & Киносхита, М. (2017) Јединствени временски израз троструких опсега дуге таласне дужине у развоју очију лептира. Границе у неуронским круговима, 11, 96. дои: 10.3389 / фнцир.2017.00096

Овај гостујући чланак првобитно се појавио на награђиваном блогу о здрављу и науци и заједници тематизираној мозгом, БраинБлоггер: Како мозак перципира боје?