ハチドリは、私たちが想像するしかない色を見ている｜地球

広尾ハチドリのオス。 研究者がこのような鳥を訓練して実験を行ったところ、鳥は人間の目には見えない色を見ていることが明らかになった。 Image via Noah Whiteman (UC-Berkeley)/ Princeton University.

犬は灰色の濃淡でしか見えないという古い考えを知っているだろうか？ 研究によって、それは真実ではないことが明らかになりました。 犬はいくつかの色を見ていますが、その色覚は私たちが見ている世界ほど豊かで強烈な色の世界を明らかにするものではありません。 今月、米国科学アカデミー紀要に掲載された科学者の新しい研究によると、人間の色覚は野生のハチドリの色覚に及ばないことが明らかになった。 このハチドリの小鳥は、人間が気づかない視覚的な手がかりや、想像もつかないような色彩に満ちた、人間よりはるかに豊かな色彩の世界を知覚しているのだ。 実際、プリンストン大学の進化生物学者メアリー (キャシー) ストッダードによると、

人間は、鳥や他の多くの動物に比べて色盲なのだそうです。

他のハチドリには、このオスのマゼンタ色の喉羽は紫外線＋紫色の組み合わせ色に見えるようです。 Image via David Inouye (U. of Maryland-College Park)/ Princeton University.

色覚に関しては、目の網膜にある錐体細胞に感謝するとよいでしょう。 人間には3種類のカラーコーンがあり、赤、緑、青の光に敏感です。 鳥類は第4の色錐体を持っていて、紫外線を感知することができます。 また、小さなハチドリは、紫外線＋緑色、紫外線＋赤色などの組み合わせの色も見ているとのことです。 ハチドリは、食べ物を見つけ、仲間を幻惑し、捕食者から逃れ、多様な地形を移動するために、その高度な色彩感覚を利用していると、これらの科学者は述べています。

鳥が色を知覚する方法を調べるために、Stoddard氏と彼女の研究チームは、自然環境における鳥の色覚について調査しました。 彼らはコロラド州ゴシックにあるロッキーマウンテン生物学研究所で、野生のブロードテイルハチドリ (Selasphorus platycercus) を訓練して、色覚の実験に参加させる作業を行いました。 科学者たちの声明の中で、Stoddard は次のように説明しています：

鳥に関するほとんどの詳細な知覚実験は実験室で行われていますが、鳥が日常生活で実際にどのように色覚を使用しているかという大きな絵を見逃してしまう危険性があります。 この砂糖中毒の鳥は、蜜の報酬を宣伝する花の色に反応するように進化してきたため、少しの訓練で色の関連付けを迅速に学ぶことができます。

研究チームは、色スペクトルの大きく離れた部分の色合いを含む、非スペクトル色の組み合わせに特に興味があると述べています。 これは、ティール（青緑）やイエロー（緑赤）のような隣接する色のブレンドとは対照的であると、彼らは述べています：

… 人間にとって、紫は非スペクトル色の最も明確な例である。 技術的には、紫は虹の色ではありません。青（短波）と赤（長波）の錐体が刺激されたときに生じますが、緑（中波）の錐体は刺激されません。

人間の非スペクトル色は紫1色だけですが、鳥は理論上、紫、紫外線＋赤、紫外線＋緑、紫外線＋黄、紫外線＋紫の5色まで見えます。

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ストッダード氏らは、ハチドリがこれらの非スペクトル色を見ることができるかどうかを検証するために、一連の実験を計画しました。 彼らは3年間、毎年夏に屋外実験を行いました。まず、紫外線や緑色などの非スペクトル色を含む広範囲の色を表示するようにプログラムされた、カスタム「バードビジョン」LEDチューブのペアを使用しました。 次に、地元のハチドリがよく訪れる高山の草原で実験を行いました。 研究者らは毎朝、夜明け前に起床し、砂糖水と普通の水の入った2つの餌箱を設置しました。 それぞれの餌箱の横には、LEDチューブが置かれた。 砂糖水の横のチューブは1つの色に、普通の水の横のチューブは異なる色に発光した。 このとき、鳥が位置情報を利用して甘いものを見つけることができないように、定期的にLEDチューブの位置を入れ替えました。 また、小さな鳥が匂いや他の不用意な手がかりを使って報酬を見つけることがないように、対照実験も行いました。 数時間後、野生のハチドリはご褒美の色を見に行くことを覚えた。

実験の結果、ハチドリは、紫、紫外線+緑、紫外線+赤、紫外線+黄色など、さまざまな非スペクトル色を見ることができることがわかりました。 たとえば、ハチドリは紫外線+緑色を純粋な紫外線や純粋な緑色と容易に区別し、紫外線+赤色の光の2つの異なる混合物を、一方はより赤く、一方はそれほどでもないと識別していました。 紫外線＋緑色の光と緑色の光は、私たちには同じように見えましたが、ハチドリは砂糖水に関連する紫外線＋緑色の光を正しく選び続けていたのです。 私たちの実験により、ハチドリにとって世界がどのように見えるかをこっそり覗き見ることができました」

ハチドリは非スペクトル色を知覚することができますが、これらの色が鳥にとってどのように見えるかを評価することは困難であると、科学者は述べています。 プリンストン大学の博士研究員で、この研究の共同執筆者であるベン・ホーガンは、次のようにコメントしています：

鳥がこれらの色をどのように知覚しているかを実際に知ることは不可能です。 紫外線＋赤は、これらの色の混合物なのか、それともまったく新しい色なのでしょうか。

Stoddard は次のように付け加えています：

色覚の新たな側面を想像すること、それは鳥類の知覚がどのように働くかを研究するスリルと挑戦です。 幸運なことに、ハチドリは、私たちが見ることのできないものを見ることができることを明らかにしました」

研究が行われたメリーランド大学のセンターに所属するデビッド・イノウエ氏は、次のように付け加えています：

我々の研究場所である、ワイルドフラワーの都コロラドの野草畑で見る色は、私たちにとって驚くべきものですが、感覚を余分に備えた鳥にとってそれらの花はどう見えるかを想像してみてください。

科学者たちは、鳥が利用できる多種多様な非スペクトル色は、古代の4色錐体視覚システムの結果であると述べています。 Stoddardは次のように説明しています：

四色性-4つの色錐タイプを持つ-は、初期の脊椎動物で進化しました。 この色覚系は鳥類、多くの魚類、爬虫類では標準的であり、恐竜にもほぼ確実に存在した。 多くの非スペクトル色を知覚する能力は、ハチドリだけの技ではなく、動物の色覚に広く見られる特徴だと考えています。

研究チームは、コロラド州ゴシックにあるロッキーマウンテン生物学研究所でハチドリを研究しています。 標高1万フィート（3,000メートル）近い高地にあるこの研究所には、多くのヒメハチドリが生息しています。 研究チームのメンバーは（左から）。 Mary “Cassie” Stoddard教授、2020年卒のCole Morokhovichさん、ブリティッシュ・コロンビア大学博士課程のHarold Eysterさん、博士研究員のBen Hoganさん（左から）。 ストッダード、アイスター、ホーガンの3人は、今週『PNAS』に掲載された論文の著者である。 Photo via Princeton University.

Bottom line: 野生のハチドリは、私たちの世界よりもはるかに豊かな色の世界を知覚しており、私たちが想像もつかない色を通して、人間が決して知覚できない視覚的な手がかりに満ちていることが、一連の新しい実験によって示されました。

Source: 野生のハチドリは非スペクトルの色を識別する

Via Princeton University

デボラ・バード氏は 1991 年に EarthSky ラジオシリーズを開始し、1994 年に EarthSky.org を設立しました。 現在、本サイトの編集長を務める。 放送界や科学界から数々の賞を受賞しており、小惑星は彼女にちなんで3505 Byrdと命名された。 1976年以来、科学コミュニケーターおよび教育者として活躍するByrd氏は、科学が世界を良くする力であり、21世紀にとって不可欠なツールであると信じています。 「アーススカイの編集者は、自然を愛する人たちが集う世界規模の大きなパーティを主催しているようなものです」と語っています。