新しいカメラ システム テクノロジーは、生態学者や映画製作者が自然環境におけるさまざまな動物の色の認識を理解し、視覚化する方法を変えることになります。
この研究は、ベラ・ヴァサス氏によって主導されました。 サセックス大学、英国、およびHanley Color Laboratoryの同僚 ジョージ・メイソン大学、 私たちは。
動物はどのようにして色を認識しているのでしょうか？
伝統的に、さまざまな種の独特の視覚世界は、人間にとってほとんど謎のままでした。 ミツバチなどの多くの動物 鳥たち、 紫外線など、人間の能力を超えた色の知覚。
この違いは、彼らの目の光受容体の多様性に起因します。 これらの色の知覚を理解することは、動物のコミュニケーションとナビゲーションについての洞察を得るために重要です。
疑似カラー写真はこの世界を垣間見ることができましたが、時間のかかるプロセス、特定の照明要件、動きをキャプチャできないことなどの制限によって妨げられていました。
これらの課題に対処するために、研究チームは、自然光条件下でビデオ クリップを録画および処理できる高度なカメラとソフトウェア システムを開発しました。
カメラは動物と同じように色を認識します
この写真に示すようにこのシステムは、青、緑、赤、紫外線の 4 つのカラー チャネルで記録します。 次に、このデータを「知覚ユニット」に変換します。これは基本的に、それらを既知の光受容体のデータに基づいて動物の視覚を再現する形式に変換します。
印象的なことに、従来の分光測光法と比較した場合、この新しいシステムは動物が知覚する色の予測において 92% 以上正確です。
この革新は科学研究に前例のない地平を切り開きます。 科学者が見たとおりのダイナミックでカラフルな世界を探索するためのツールを科学者に提供します。 さまざまな種類。
さらに、映画制作者は、作品内で動物の視覚をより正確かつ魅力的に表現できるようになりました。
このシステムの実用性は、モジュール式 3D プリント ハウジングに収められた、すぐに入手できる市販のカメラから構築されることによってさらに強化されます。
さらに、付属のソフトウェアはオープンソースであるため、研究コミュニティ内でのさらなる開発と適応が求められています。
たとえば、この写真では、カメラは緑の森の中でマネシツグミを捉えていますが、この美しい自然の風景が示されています。 鳥の目から見るとこんな感じ。
人間と動物の間の溝を埋める
上級著者のダニエル・ハンリー氏は、このプロジェクトの重要性を雄弁に述べています。
「私たちは長い間、動物が世界をどのように見ているかに魅了されてきました。感覚生態学の新しい技術により、動物の視点から静的なシーンを推測できるようになりました。しかし、動物の動く物体の認識を理解することは、食べ物や食べ物を見つけるなどの活動にとって重要です。 … パートナーの選択 – とらえどころのない影。
「私たちの開発は、生態学者や映画製作者が、動物が動いているときに知覚する色を正確に捉えて表示するためのツールを提供します。これは、動物の行動と認知に関する私たちの研究における大きな進歩を表しています。」と彼は結論付けました。
結論はこれです 先駆的なカメラシステム これは技術的な進歩を意味するだけでなく、動物界の理解における新たな章を意味し、動物の目を通して世界を体験することに私たちを近づけます。
新しいカメラは動物が色をどのように認識するかを示します
鳥の視覚におけるオオマネシドリ (Mimus Polyglottos)
このビデオでは、2 羽のモッキンバードが木の中で偽色を使って交流しています。 具体的には、ビデオでは青緑と赤の量子トラップがそれぞれ青、緑、赤で表示され、UV 量子トラップがマゼンタで重ねられています。
80mm レンズは遠くの被写体を撮影するように設計されていませんが、このシステムは鳥の視界画像をうまく捉え、羽の「鳥の白」（スペクトルの可視部分を通して紫外線を反射する）の斑点を表示します。
また、より短い波長はレイリー散乱の増加にさらされるため、空は主に紫外線で色付けされている (つまり、紫色に見える) ことも示しています。 したがって、空は私たちの目には青く見えるかもしれませんが、他の多くの生物にとっては紫外青に見えるかもしれません。
4 つの異なる動物の目を通して見た虹色に輝く孔雀の羽。
このカメラ システムは、虹色などの角度依存の構造色を測定できます。 これは、非常に虹色に輝くクジャクのビデオで説明されています (パボ・クリスタトス）羽。
このビデオの色は (a) クジャクを表しています。 パボ・クリスタトス 疑似カラー。量子キャッチがそれぞれ青、緑、赤で描かれ、UV がマゼンタで覆われます。
興味深いことに、孔雀の虹色は、(b) 人間 (標準色)、(c) ミツバチ、または (d) 犬よりも顕著です。
捕食者と戦うためのキャタピラの展示 アピス ビジョン。
このビデオはクロアゲハを示しています アゲハ 毛虫はオスメテリアを示します。 科学者たちはこのビデオをミツバチの擬似色でデモンストレーションしており、UV、青、緑の光の量子捕捉がそれぞれ青、緑、赤で示されています。
黄色（人間）の浸透圧とイモムシの背中にある黄色の斑点は紫外線を強く反射し、色がミツバチの偽色（ミツバチの紫外線感受性と緑色感受性の光受容体の強い反応のように）に変化すると紫色に見えます（ミツバチの紫外線感受性と緑色感受性の光受容体の強い反応のように）。と赤、それぞれ）。
多くの幼虫の捕食者は紫外線を認識するため、この色は効果的な位置信号である可能性があります。
動物、カメラ、色覚についての詳細
上で説明したように、動物の色の認識方法は、人間の視覚を超えた世界への興味深い旅です。 人間とは異なり、多くの動物は私たちがほとんど想像できないスペクトルで色を認識します。
人間は通常、赤、緑、青の 3 原色を認識します。 しかし、これは動物界の色のスペクトルのほんの一部にすぎません。
たとえば、ミツバチや鳥は、私たちには見えない紫外線を見ることができます。 この能力は彼らの生存に重要な役割を果たし、食べ物を見つけたり環境をナビゲートしたりするのに役立ちます。
人間の理解を超えた
シャコは海に生息し、知られている中で最も複雑な視覚システムの 1 つを持っています。
偏光を知覚することができ、12～16種類の色の視細胞を持っています（人間には3つあります）。
この優れた視覚は、複雑な水中世界の中で獲物、捕食者、仲間を見つけるのに役立ちます。
動物の色覚は、さまざまな色を見ることに限定されません。 それは生存に関するものです。 たとえば、一部のヘビは赤外線視覚を使用して、暗闇の中で温血の獲物を狩ります。
一方、トナカイは、紫外線視覚を使用して、反射する雪の風景の中で捕食者を検出します。これは、厳しい気候で生き残るために重要なスキルです。
人間は洞察力を得る
進化は、この色覚の多様性において重要な役割を果たしています。 動物は、環境のニーズと生存の課題に基づいて、独自の色覚能力を発達させてきました。
この進化のプロセスにより、動物界全体に視覚能力の豊かなタペストリーが生まれました。
今日、技術の進歩により、人間は動物が世界をどのように見ているかを理解し、視覚化さえし始めています。
この理解は、自然の複雑さに対する認識を深めるだけでなく、生態学、行動研究、さらには自然の創意工夫に触発された技術設計においても新たな地平を切り開きます。
つまり、動物の色覚の世界は鮮やかかつ複雑で、人間の能力をはるかに超えた万華鏡のような視点を提供します。
これらの視点を探求し、理解することを続けるにつれて、私たちは自然界とそこに生息する多様な生物に対する理解を深めます。
研究全体は雑誌に掲載されました PLoS 生物学。
自然の中でカメラがどのように機能するかを示すビデオについては、 ここをクリック…
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