Τρίτη, 28 Σεπτεμβρίου 2010

Τι βλέπουν τα πουλιά



Οι περισσότεροι άνθρωποι θεωρούν ότι το οπτικό σύστημα του ανθρώπου βρίσκεται στην κορυφή της εξελικτικής πυραμίδας. Μας επιτρέπει να αντιλαμβανόμαστε τις τρεις διαστάσεις του χώρου, να εντοπίζουμε αντικείμενα από απόσταση και να κινούμαστε με ασφάλεια. Μπορούμε να αναγνωρίζουμε τους άλλους ανθρώπους και να «διαβάζουμε» τα συναισθήματά τους με μια απλή ματιά στο πρόσωπό τους. Σε τέτοιο βαθμό είμαστε οπτικά ζώα, ώστε με δυσκολία μπορούμε να φανταστούμε την όψη του κόσμου που μπορεί να προσφέρουν τα αισθητήρια άλλων ζώων, τα οποία επεκτείνονται σε πεδία ξένα για μας, όπως η ικανότητα των νυχτερίδων να κυνηγούν μικρά έντομα με βάση την αντανάκλαση των υψίσυχνων κραυγών που οι ίδιες εκπέμπουν.
Η γνώση μας για την έγχρωμη όραση, όπως είναι φυσικό, βασίζεται κυρίως στο τι βλέπουμε εμείς οι άνθρωποι. Οι ερευνητές μπορούν εύκολα να κάνουν πειράματα με ανθρώπους για να ανακαλύψουν αν διάφορα μείγματα χρωμάτων τους φαίνονται ίδια ή διαφορετικά. Ετσι, μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1970 μας διέφευγε ότι πολλά σπονδυλωτά, κυρίως ζώα που δεν ανήκουν στην οικογένεια των θηλαστικών, βλέπουν χρώματα σε τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι αόρατο στον άνθρωπο και συγκεκριμένα στο εγγύς υπεριώδες. Μελέτες που ακολούθησαν από τότε μέχρι σήμερα έδειξαν ότι πέρα από πολλά έντομα, όλα τα πουλιά, οι σαύρες, οι χελώνες, αλλά και πολλά ψάρια έχουν υποδοχείς υπεριωδών ακτίνων στον αμφιβληστροειδή χιτώνα των ματιών τους. Ηταν φυσικό να γεννηθεί το ερώτημα: Γιατί τα θηλαστικά έχουν χειρότερη έγχρωμη όραση; Η αναζήτηση απάντησης σ' αυτό, ξεδίπλωσε μια συναρπαστική εξελικτική ιστορία και επέτρεψε να δούμε με νέο μάτι τις εκπληκτικές δυνατότητες έγχρωμης όρασης των πουλιών.

Αν και κανείς δεν ξέρει πώς βλέπουν τον κόσμο τα μάτια των πουλιών, μια ιδέα μας δίνουν αυτές οι δύο φωτογραφίες. Για τους ανθρώπους το κέντρο του λουλουδιού είναι ένας μικρός σκούρος δίσκος (αριστερά). Αλλά μια φωτογραφική μηχανή, που μπορεί να καταγράψει μόνο την υπεριώδη ακτινοβολία, «βλέπει» απρόσμενα σχέδια στα λουλούδια (δεξιά)


Κατ' αρχήν, μια συνηθισμένη παρανόηση είναι αυτή που γεννιέται από το γεγονός ότι τα αντικείμενα απορροφούν μερικά μήκη κύματος και ανακλούν το υπόλοιπο φως που πέφτει πάνω τους, με αποτέλεσμα τα χρώματα που βλέπουμε να σχετίζονται με τα μήκη κύματος του ανακλώμενου φωτός. Αν και όλα αυτά είναι σωστά, αυτό δε σημαίνει ότι το χρώμα είναι ιδιότητα του φωτός ή των αντικειμένων που ανακλούν το φως. Το χρώμα είναι η αίσθηση που γεννιέται στον εγκέφαλό μας όταν φτάνει σ' αυτόν ο άλφα ή ο βήτα συνδυασμός (ηλεκτρικών) ερεθισμάτων, σαν αποτέλεσμα των διεγέρσεων των κωνίων των ματιών μας από τα διαφορετικού μήκους κύματα, που ανακλούν τα αντικείμενα.

Τα κωνία των πουλιών έχουν διατηρήσει χαρακτηριστικά που λείπουν από τα κωνία των θηλαστικών. Το σημαντικότερο απ' αυτά για την έγχρωμη όραση, είναι οι κόκκινες, κίτρινες και σχεδόν άχρωμες (μέσα στους μαύρους κύκλους) ελαιώδεις σταγόνες. Οι χρωματιστές σταγόνες λειτουργούν σαν φίλτρα πάνω από τα κωνία, βελτιώνοντας και μετατοπίζοντας την ευαισθησία τους προς μεγαλύτερα διακριτά μήκη κύματος. Ετσι τα πουλιά βλέπουν ακόμα περισσότερα χρώματα απ' ό,τι θα έβλεπαν χωρίς τις σταγόνες.

Το ένα είδος φωτοευαίσθητων κυττάρων στον αμφιβληστροειδή, τα ραβδία, περιέχουν την πρωτεΐνη ροδοψίνη και διεγείρονται περισσότερο από φως με μήκος κύματος περίπου στη μέση του οπτικού φάσματος. Τα ραβδία αν και «τυφλά» στα χρώματα, είναι ευαίσθητα σε χαμηλό φωτισμό. Η έγχρωμη όραση στα σπονδυλωτά αρχίζει στα κύτταρα των κωνίων. Κάθε κωνίο περιέχει μια χρωστική, που είναι παραλλαγή της πρωτεΐνης οψίνη. Οταν η χρωστική απορροφήσει φωτόνια, αλλάζει το σχήμα ενός μικρού μορίου που είναι συνδεδεμένο με αυτή, πυροδοτώντας μια ακολουθία μοριακών αλληλεπιδράσεων, που τελικά οδηγούν στον ερεθισμό του κωνίου. Αυτός ο ερεθισμός μεταδίδεται σε παρακείμενα νευρικά κύτταρα και τελικά μέσω του οπτικού νεύρου φτάνει σαν ηλεκτρικός παλμός στον εγκέφαλο μεταφέροντας την πληροφορία για το φως που έφτασε στο μάτι.
Οσο εντονότερο είναι το φως, τόσο περισσότερα φωτόνια απορροφώνται και τόσο πιο ισχυρός είναι ο παλμός που φτάνει στον εγκέφαλο μεταφραζόμενος σε λαμπρότητα. Αλλά η πληροφορία που μπορεί να μεταφέρει ένα κωνίο είναι περιορισμένη: από μόνο του το κύτταρο δεν μπορεί να πει στον εγκέφαλο ποιο μήκος κύματος προκάλεσε τη διέγερσή του. Ορισμένα μήκη κύματος απορροφώνται καλύτερα από άλλα και κάθε χρωστική χαρακτηρίζεται από ένα διάγραμμα που δείχνει πώς μεταβάλλεται η απορρόφηση σαν συνάρτηση του μήκους κύματος. Μια χρωστική μπορεί να απορροφά δύο διαφορετικά μήκη κύματος το ίδιο καλά, αλλά δεν μπορεί να τα διακρίνει επειδή και τα δύο τη διεγείρουν. Το μόνο που μπορεί να κάνει ένα κωνίο, είναι να «μετρήσει» τα φωτόνια που απορροφά. Ετσι, ένα κωνίο μπορεί να διεγερθεί το ίδιο από ένα έντονο φως όχι έντονα απορροφώμενου μήκους κύματος, όπως και από ένα αδύναμο φως έντονα απορροφώμενου μήκους κύματος.
Το συμπέρασμα είναι ότι ο εγκέφαλος για να δει χρώμα πρέπει να συγκρίνει τις αντιδράσεις δύο ή περισσότερων κατηγοριών κωνίων που περιέχουν διαφορετικές οπτικές χρωστικές. Η παρουσία περισσότερων των δύο τύπων κωνίων στον αμφιβληστροειδή επιτρέπει μεγαλύτερη χρωματική αντιληπτική ικανότητα. Τα πουλιά έχουν τέσσερις τύπους κληρονομημένους από καθεμιά από τις τέσσερις εξελικτικές γραμμές της ζωής στη Γη. Τα περισσότερα από τα θηλαστικά έχουν μόνο δύο τύπους (οι άλλοι δύο χάθηκαν στο Μεσοζωικό αιώνα, στο διάστημα πριν από 245 έως 65 εκατομμύρια χρόνια, όπως επεξηγείται στη λεζάντα της μεγάλης εικόνας), ενώ ο άνθρωπος και τα άλλα πρωτεύοντα θηλαστικά έχουν τρεις τύπους κωνίων.
Ο τεράστιος χρωματικός πλούτος της όρασης των πουλιών και ιδιαίτερα η ικανότητά τους να βλέπουν το εγγύς υπεριώδες, έχει επίδραση στην ικανότητά τους να ξεχωρίζουν το αντίθετο φύλο (πουλιά που σε μας φαίνονται πανομοιότυπα είναι πολύ διαφορετικά όταν τα «δει» κανείς στο υπεριώδες) και στην ικανότητά τους να διακρίνουν ένα υγιές και εύρωστο ταίρι από ένα λιγότερο υγιές ή εύρωστο (τα πούπουλα των δυνατότερων πουλιών ανακλούν περισσότερη υπεριώδη ακτινοβολία). Η ύπαρξη στα μάτια υποδοχέα για τις υπεριώδεις ακτίνες, προσφέρει πλεονέκτημα και στην αναζήτηση τροφής. Οι κηρώδεις επιφάνειες πολλών φρούτων και μούρων ανακλούν έντονα τις ακτίνες υπεριώδους φωτός. Στα αρπακτικά ο υποδοχέας υπεριωδών προσφέρει σχεδόν μαγικές ικανότητες. Τα γεράκια μπορούν να δουν από ψηλά το ίχνος που αφήνουν οι διάφορες εκκρίσεις των τρωκτικών, επειδή αυτές ανακλούν πιο έντονα το υπεριώδες φως.

Επιμέλεια: Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

5 σχόλια:

  1. Εδω κι ενα μηνα ειμαι στην Γερμανια, οπου εχω παθει πλακα απο τις πολλες φασες.
    Υπαρχουν παντου, χτες πατησαμε μια με το αυτοκινητο στην πολη.
    Εχω πολυ υλικο και θα το δημοσιευσω συντομα.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Βασίλη έχω τραβήξει και εγώ πάρα πολλές φωτογραφίες με φάσσες στην Γερμανία (πρώην ανατολική). Είναι πιο ήμερες από τα δικά μας περιστέρια αφού δεν τις ενοχλεί κανείς.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Πολύ ενδιαφέρον κείμενο, νομίζω και τα έντομα, (μέλισσες κλπ) ανήκουν στην ίδια κατηγορία....

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. Και μόλις έρθουν στην Ελλάδα οι φάσες,αλλάζουν συμπεριφορά.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  5. Βάλε Βασίλη φωτό με φάσσες να τις χαρούμε...γιατί όταν έρθουν Ελλάδα όπως λέει και ο Ανέστης τις βλέπουμε με τα κιάλια!!!

    ΑπάντησηΔιαγραφή