Kolibrit näkevät värejä, joita voimme vain kuvitella | Maa

Kolibrimies. Tutkijat kouluttivat tällaisia lintuja kokeisiin, jotka paljastivat, että linnut näkevät ihmissilmille näkymättömiä värejä. Image via Noah Whiteman (UC-Berkeley)/ Princeton University.

Tiedättehän vanhan ajatuksen, että koirat näkevät vain harmaan sävyjä? Tutkimukset ovat osoittaneet, ettei se pidä paikkaansa. Koirat näkevät joitain värejä, vaikka niiden värinäkö ei paljasta yhtä runsasväristä ja intensiivistä maailmaa kuin me näemme. Nyt tutkijoiden uusi tutkimus, joka julkaistiin tässä kuussa vertaisarvioidussa Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä, osoittaa, että ihmisen värinäkö ei pärjää luonnonvaraisille kolibreille. Nämä pikkulinnut havaitsevat maailmaa, joka on paljon värikkäämpi kuin meidän maailmamme ja täynnä visuaalisia vihjeitä, joita ihmiset eivät koskaan huomaa, värien kautta, joita emme osaa kuvitellakaan. Itse asiassa, sanoi evoluutiobiologi Mary (Cassie) Stoddard Princetonin yliopistossa:

Ihminen on värisokea lintuihin ja moniin muihin eläimiin verrattuna.

Muille kolibreille tämän uroksen magentanpunaiset kurkkusulat näyttävät todennäköisesti ultravioletti+violetti -yhdistelmäväriltä. Image via David Inouye (U. of Maryland-College Park)/ Princetonin yliopisto.

Värinäöstäsi voit kiittää silmäsi verkkokalvon kartiosoluja. Ihmisillä on kolmenlaisia värikartioita, jotka tekevät meistä herkkiä punaiselle, vihreälle ja siniselle valolle. Linnuilla on neljäs värikartio, joka havaitsee ultraviolettivalon. Pikkuruiset kolibrit näkevät uuden tutkimuksen mukaan myös yhdistelmävärejä, kuten ultravioletti+vihreä ja ultravioletti+punainen. Kolibrit tukeutuvat kohonneeseen väriaistiinsa löytääkseen ruokaa, häikäistääkseen puolisonsa, paetakseen saalistajia ja suunnistaakseen erilaisissa maastoissa, nämä tutkijat kertoivat.

Tutkittaessa, miten linnut havaitsevat värejä, Stoddard ja hänen tutkimusryhmänsä tutkivat lintujen värinäköä luonnollisessa ympäristössä. He työskentelivät Rocky Mountain Biological Laboratory -laboratoriossa Gothicissa, Coloradossa, kouluttaen luonnonvaraisia leveähäntäisiä kolibreja (Selasphorus platycercus) osallistumaan värinäkökokeisiin. Tutkijoiden lausunnossa Stoddard selitti:

Lintujen yksityiskohtaisimmat havaintokokeet tehdään laboratoriossa, mutta vaarana on, että menetämme kokonaiskuvan siitä, miten linnut todella käyttävät värinäköä jokapäiväisessä elämässään.

Kolibrit sopivat täydellisesti värinäön tutkimiseen luonnossa. Nämä sokerihirmut ovat kehittyneet reagoimaan kukkien väreihin, jotka mainostavat nektaripalkkiota, joten ne voivat oppia väriyhdistelmiä nopeasti ja vähällä harjoittelulla.

Työryhmä kertoi, että se oli erityisen kiinnostunut ei-spektraalisista väriyhdistelmistä, joissa on mukana värisävyjä laajasti toisistaan erillään olevista värispektrin osista. Se on vastakohta, he sanoivat:

… naapurivärien sekoituksille, kuten teal (sinivihreä) tai keltainen (vihreä-punainen). Ihmiselle violetti on selkein esimerkki ei-spektraalisesta väristä. Teknisesti ottaen violetti ei kuulu sateenkaareen: se syntyy, kun sinisiä (lyhytaaltoisia) ja punaisia (pitkäaaltoisia) käpyjä stimuloidaan, mutta ei vihreitä (keskiaaltoisia) käpyjä.

Vaikka ihmisillä on vain yksi ei-spektraalinen väri – violetti – linnut näkevät teoriassa jopa viisi: violetti, ultravioletti+punainen, ultravioletti+vihreä, ultravioletti+keltainen ja ultravioletti+violetti.

Katso isommin. | Infographic by the Stoddard Lab/ Princeton University.

Stoddard ja hänen kollegansa suunnittelivat sarjan kokeita testatakseen, pystyvätkö kolibrit näkemään nämä ei-spektraaliset värit. He tekivät ulkoilmakokeita joka kesä kolmen vuoden ajan, alkaen parista räätälöidystä ”lintunäköön” tarkoitetusta LED-valoputkesta, jotka oli ohjelmoitu näyttämään laajaa värivalikoimaa, mukaan lukien ei-spektraaliset värit, kuten ultravioletti+vihreä. Seuraavaksi he tekivät kokeita alppiniityllä, jolla paikalliset leveähäntäiset kolibrit usein vierailevat. Heidän lausunnossaan sanottiin:

Joka aamu tutkijat nousivat ennen aamunkoittoa ja pystyttivät kaksi ruokintapistettä: toinen sisälsi sokerivettä ja toinen pelkkää vettä. Kummankin syöttölaitteen viereen he asettivat LED-putken. Sokeriveden vieressä oleva putki säteili yhtä väriä, kun taas pelkän veden vieressä oleva putki säteili eri väriä. Tutkijat vaihtoivat ajoittain palkitsevien ja palkitsemattomien putkien paikkoja, jotta linnut eivät yksinkertaisesti voineet paikantaa makeaa herkkua sijainnin perusteella. He tekivät myös kontrollikokeita varmistaakseen, että pikkulinnut eivät käyttäneet hajua tai muuta tahatonta vihjettä löytääkseen palkkion. Useiden tuntien aikana luonnonvaraiset kolibrit oppivat käymään palkitsevassa värissä. Tätä asetelmaa käyttäen tutkijat kirjasivat yli 6 000 ruokintakäyntiä 19 kokeen sarjassa.

Kokeet paljastivat, että kolibrit näkevät erilaisia ei-spektraalisia värejä, mukaan lukien violetti, ultravioletti+vihreä, ultravioletti+punainen ja ultravioletti+keltainen. Kolibrit erottivat esimerkiksi helposti ultravioletti+vihreä -värin puhtaasta ultravioletista tai puhtaasta vihreästä, ja ne erottivat kaksi erilaista ultravioletti+punainen -valon sekoitusta – toisen punaisemman ja toisen vähemmän punaisen.

Harold Eyster, UBC:n tohtorikoulutettava ja tutkimuksen toinen tekijä, kommentoi:

Se oli hämmästyttävää katsella. Ultravioletti+vihreä valo ja vihreä valo näyttivät meistä identtisiltä, mutta kolibrit valitsivat jatkuvasti oikein sokeriveteen liittyvän ultravioletti+vihreän valon. Kokeidemme avulla pääsimme kurkistamaan, miltä maailma näyttää kolibrin silmissä.

Vaikka kolibrit pystyvätkin havaitsemaan ei-spektraalisia värejä, voi olla vaikeaa arvostaa sitä, miten nämä värit näkyvät linnuille, tutkijat kertoivat. Princetonin yliopiston postdoc-tutkijana työskentelevä Ben Hogan, joka on tutkimuksen toinen kirjoittaja, kommentoi:

On mahdotonta todella tietää, miten linnut havaitsevat nämä värit. Onko ultravioletti+punainen näiden värien sekoitus vai kokonaan uusi väri? Voimme vain spekuloida.”

Stoddard lisäsi:

Värinäön ylimääräisen ulottuvuuden kuvitteleminen – siinä on se jännitys ja haaste, kun tutkitaan, miten lintujen havainto toimii. Onneksi kolibrit paljastavat, että ne näkevät asioita, joita me emme näe.

David Inouye, joka kuuluu Marylandin yliopistoon ja tutkimuskeskukseen, jossa tutkimus tehtiin, lisäsi:

Värit, joita näemme tutkimuskohteemme, Coloradon luonnonkukkien pääkaupungin luonnonkukkapeltojen väreissä, ovat meidän silmissämme häikäisevän upeat, mutta kuvittelepa, miltä nuo kukat näyttävät lintujen silmissä, kun niillä on tuo ylimääräinen aistimuksen ulottuvuus.

Tutkijoiden mukaan lintujen käytettävissä olevien ei-spektraalisten värien laaja kirjo on seurausta niiden ikivanhasta neljän värikennon näköjärjestelmästä. Stoddard selitti:

Tetrakromaattisuus – neljän värikartiotyypin omaaminen – kehittyi varhaisilla selkärankaisilla. Tämä värinäköjärjestelmä on normaali linnuille, monille kaloille ja matelijoille, ja se oli lähes varmasti olemassa dinosauruksilla. Uskomme, että kyky hahmottaa monia ei-spektraalisia värejä ei ole vain kolibrien saavutus, vaan eläinten värinäön laajalle levinnyt ominaisuus.

Tutkimusryhmä tutki kolibreja Rocky Mountain Biological Laboratory -laboratoriossa Gothicissa, Coloradossa. Korkealla, lähes 3 000 metrin (10 000 jalan) korkeudessa sijaitsevassa paikassa asuu paljon leveähäntäisiä kolibreja. Tutkimusryhmään kuuluivat (vasemmalta): Professori Mary ”Cassie” Stoddard, Cole Morokhovich vuoden 2020 luokasta, Harold Eyster, tohtoriopiskelija Brittiläisen Kolumbian yliopistosta, ja väitöskirjatutkija Ben Hogan. Stoddard, Eyster ja Hogan ovat tällä viikolla PNAS-lehdessä julkaistavan artikkelin kirjoittajia. Kuva Princetonin yliopiston kautta.

Alarivi: Uusi koesarja osoittaa, että luonnonvaraiset kolibrit havaitsevat maailmaa, joka on paljon väririkkaampi kuin meidän maailmamme ja täynnä visuaalisia vihjeitä, joita ihmiset eivät voi koskaan havaita värien kautta, joita emme voi kuvitella.

Lähde: Wild hummingbirds discriminate non-spectral colors

Via Princeton University

Deborah Byrd loi EarthSky-radiosarjan vuonna 1991 ja perusti EarthSky.org-sivuston vuonna 1994. Nykyään hän toimii tämän verkkosivuston päätoimittajana. Hän on saanut lukuisia palkintoja yleisradio- ja tiedeyhteisöiltä, muun muassa asteroidi 3505 Byrd on nimetty hänen kunniakseen. Byrd on toiminut tiedeviestijänä ja kouluttajana vuodesta 1976, ja hän uskoo, että tiede on maailman hyvää edistävä voima ja 21. vuosisadan elintärkeä työkalu. ”EarthSkyn toimittajana toimiminen on kuin isännöisi suuria maailmanlaajuisia juhlia siisteille luonnonystäville”, hän sanoo.