Kolibrier ser färger som vi bara kan föreställa oss | Jorden

Hane bredsvansad kolibri. Forskare tränade fåglar som dessa för att utföra experiment som visade att fåglarna ser färger som är osynliga för mänskliga ögon. Bild via Noah Whiteman (UC-Berkeley)/ Princeton University.

Känner du till den gamla idén att hundar bara ser i grå nyanser? Studier har visat att det inte är sant. Hundar ser vissa färger, även om deras färgseende inte avslöjar en värld som är lika rikt eller intensivt färgad som den värld vi ser. Nu visar en ny studie av forskare, som denna månad publiceras i den granskade tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, att vår mänskliga färgseende inte kan konkurrera med vilda kolibrisars färgseende. Dessa flotta småfåglar uppfattar en värld som är mycket mer färgrik än vår, full av visuella signaler som vi människor aldrig lägger märke till, via färger som vi inte kan föreställa oss. Faktum är att evolutionsbiologen Mary (Cassie) Stoddard vid Princeton säger:

Människor är färgblinda jämfört med fåglar och många andra djur.

För andra kolibrier framstår den här hanens magenta halsfjädrar troligen som en ultraviolett+lila kombinationsfärg. Bild via David Inouye (U. of Maryland-College Park)/ Princeton University.

När det gäller färgseende kan du tacka koncellerna i ögats näthinna. Människor har tre typer av färgkottar, vilket gör oss känsliga för rött, grönt och blått ljus. Fåglar har en fjärde färgkägel som kan upptäcka ultraviolett ljus. De små kolibrierna ser också kombinationsfärger som ultraviolett+grönt och ultraviolett+rött, enligt den nya forskningen. Kolibrierna förlitar sig på sitt förhöjda färgkänsla för att hitta mat, blända partner, undkomma rovdjur och navigera i olika terräng, säger dessa forskare.

För att undersöka hur fåglar uppfattar färg utforskade Stoddard och hennes forskargrupp fåglarnas färgseende i en naturlig miljö. De arbetade vid Rocky Mountain Biological Laboratory i Gothic, Colorado, och tränade vilda bredsvansade kolibrier (Selasphorus platycercus) att delta i färgsynsexperiment. I forskarnas uttalande förklarade Stoddard:

De flesta detaljerade perceptuella experiment på fåglar utförs i laboratoriet, men vi riskerar att missa den större bilden av hur fåglar verkligen använder färgseende i sitt dagliga liv.

Klumpar är perfekta för att studera färgseende i naturen. Dessa sockerälskare har utvecklats för att reagera på blomfärger som annonserar en nektarbelöning, så de kan lära sig färgassociationer snabbt och med lite träning.

Teamet sade att de var särskilt intresserade av icke-spektrala färgkombinationer, som involverar nyanser från vitt skilda delar av färgspektrumet. Det är till skillnad från

… till blandningar av angränsande färger som t.ex. kricka (blågrönt) eller gult (grönrött). För människor är lila det tydligaste exemplet på en icke-spektral färg. Tekniskt sett ingår lila inte i regnbågen: den uppstår när våra blå (kortvågiga) och röda (långvågiga) kottar stimuleras, men inte gröna (medelvågiga) kottar.

Men medan människor bara har en icke-spektral färg – lila – kan fåglar teoretiskt sett se upp till fem: lila, ultraviolett+rött, ultraviolett+grönt, ultraviolett+gult och ultraviolett+lila.

Se större. | Infographic by the Stoddard Lab/ Princeton University.

Stoddard och hennes kollegor utformade en serie experiment för att testa om kolibrier kan se dessa icke-spektrala färger. De utförde utomhusförsök varje sommar under tre år och började med ett par specialanpassade LED-rör för ”fågelseende” som var programmerade för att visa ett brett spektrum av färger, inklusive icke-spektrala färger som ultraviolett+grönt. Därefter utförde de experiment på en alpin äng som ofta besöks av lokala kolibrier med bred svans. I deras uttalande stod det:

Varje morgon steg forskarna upp före gryningen och satte upp två foderautomater: den ena innehöll sockervatten och den andra vanligt vatten. Bredvid varje matare placerade de ett LED-rör. Röret bredvid sockervattnet avgav en färg, medan röret bredvid det vanliga vattnet avgav en annan färg. Forskarna bytte med jämna mellanrum platserna för de belönande och de obelönande rören, så att fåglarna inte bara kunde använda platsen för att hitta en söt godbit. De utförde också kontrollexperiment för att försäkra sig om att de små fåglarna inte använde lukten eller någon annan oavsiktlig ledtråd för att hitta belöningen. Under loppet av flera timmar lärde sig de vilda kolibrierna att besöka den belönande färgen. Med hjälp av denna uppställning registrerade forskarna över 6 000 foderbesök i en serie av 19 experiment.

Experimenten avslöjade att kolibrier kan se en mängd icke-spektrala färger, inklusive lila, ultraviolett+grönt, ultraviolett+rött och ultraviolett+gult. Kolibrierna kunde till exempel lätt skilja ultraviolett+grönt från rent ultraviolett eller rent grönt, och de kunde skilja mellan två olika blandningar av ultraviolett+rött ljus – en rödare och en mindre röd.

Harold Eyster, doktorand vid UBC och medförfattare till studien, kommenterade:

Det var fantastiskt att se. Det ultravioletta+gröna ljuset och det gröna ljuset såg identiska ut för oss, men kolibrierna fortsatte att korrekt välja det ultravioletta+gröna ljuset i samband med sockervatten. Våra experiment gjorde det möjligt för oss att få en smygtitt på hur världen ser ut för en kolibri.

Även om kolibrier kan uppfatta icke-spektrala färger kan det vara svårt att uppskatta hur dessa färger ser ut för fåglar, säger forskarna. Ben Hogan, postdoktoral forskare vid Princeton och medförfattare till studien, kommenterade:

Det är omöjligt att verkligen veta hur fåglarna uppfattar dessa färger. Är ultraviolett+rött en blandning av dessa färger eller en helt ny färg? Vi kan bara spekulera.

Stoddard tillade:

Att föreställa sig en extra dimension av färgseende – det är spänningen och utmaningen med att studera hur fåglars perception fungerar. Lyckligtvis avslöjar kolibrierna att de kan se saker som vi inte kan se.

David Inouye, som är knuten till University of Maryland och centret där studien ägde rum, tillade:

Färgerna som vi ser i fälten med vilda blommor på vår studieplats, Colorados huvudstad för vilda blommor, är fantastiska för oss, men föreställ dig bara hur dessa blommor ser ut för fåglar som har den där extra sensoriska dimensionen.

Forskarna säger att det stora utbudet av icke-spektrala färger som är tillgängligt för fåglar är ett resultat av deras urgamla visuella system med fyra färgkoner. Stoddard förklarade:

Tetrakromatism – att ha fyra typer av färgkottar – utvecklades hos tidiga ryggradsdjur. Detta färgseende system är normen för fåglar, många fiskar och reptiler, och det fanns nästan säkert hos dinosaurierna. Vi tror att förmågan att uppfatta många icke-spektrala färger inte bara är en bedrift hos kolibrier utan ett utbrett inslag i djurens färgseende.

Forskarlaget studerade kolibrier vid Rocky Mountain Biological Laboratory i Gothic, Colorado. Den högt belägna platsen, på en höjd av nästan 3 000 meter (10 000 fot), är hemvist för många bredsvansade kolibrier. Forskargruppen bestod av (från vänster): Professor Mary ”Cassie” Stoddard, Cole Morokhovich från årskurs 2020, Harold Eyster, doktorand vid University of British Columbia, och forskarassistent Ben Hogan. Stoddard, Eyster och Hogan är författare till den artikel som denna vecka publiceras i PNAS. Foto via Princeton University.

Bottom line: En ny serie experiment visar att vilda kolibrier uppfattar en värld som är mycket mer färgrik än vår, full av visuella signaler som människor aldrig kan uppfatta via färger som vi inte kan föreställa oss.

Källa: Vilda kolibrier urskiljer icke-spektrala färger

Via Princeton University

Deborah Byrd skapade radioserien EarthSky 1991 och grundade EarthSky.org 1994. I dag fungerar hon som chefredaktör för denna webbplats. Hon har vunnit en galax av utmärkelser från radio- och vetenskapsvärlden, bland annat har en asteroid fått namnet 3505 Byrd till hennes ära. Byrd har varit vetenskapskommunikatör och utbildare sedan 1976 och tror på vetenskapen som en kraft för det goda i världen och ett viktigt verktyg för 2000-talet. ”Att vara redaktör för EarthSky är som att vara värd för en stor global fest för coola naturälskare”, säger hon.