새로운 카메라 시스템 기술은 생태학자와 영화 제작자가 자연 환경에서 다양한 동물의 색상 인식을 이해하고 시각화하는 방식을 변화시키도록 설정되었습니다.
이 연구는 Vera Vasas가 주도했습니다. 서식스 대학교영국 및 Hanley Color Laboratory의 동료 조지메이슨대학교우리.
동물은 어떻게 색깔을 보나요?
전통적으로, 다양한 종의 독특한 시각적 세계는 인간에게 대체로 미스터리로 남아 있었습니다. 꿀벌과 일부 동물과 같은 많은 동물 새들, 자외선 등 인간의 능력을 넘어서는 색상을 감지합니다.
이 차이는 눈에 있는 광수용체의 다양성에서 비롯됩니다. 이러한 색상 인식을 이해하는 것은 동물의 의사소통과 탐색에 대한 통찰력을 얻는 데 중요합니다.
가컬러 사진은 이 세계를 엿볼 수 있는 기회를 제공했지만 시간이 많이 걸리는 프로세스, 특정 조명 요구 사항, 동작을 캡처할 수 없는 등의 제한으로 인해 방해를 받았습니다.
이러한 과제를 해결하기 위해 연구팀은 자연광 조건에서 비디오 클립을 녹화하고 처리할 수 있는 고급 카메라와 소프트웨어 시스템을 개발했습니다.
카메라는 동물처럼 색상을 봅니다.
이 그림에서 볼 수 있듯이시스템은 파란색, 녹색, 빨간색, 자외선의 네 가지 색상 채널로 기록합니다. 그런 다음 이 데이터를 “지각 단위”로 변환합니다. 즉, 알려진 광수용체 데이터를 기반으로 동물의 시각을 복제하는 형식으로 변환합니다.
놀랍게도 기존의 분광 광도법과 비교할 때 이 새로운 시스템은 동물이 인지하는 색상을 92% 이상 정확하게 예측합니다.
이 혁신은 과학 연구에 전례 없는 지평을 열어줍니다. 과학자가 보는 역동적이고 다채로운 세계를 탐험할 수 있는 도구를 과학자에게 제공합니다. 다양한 방식.
또한 영화 제작자는 이제 작품에서 동물의 시각을 더욱 정확하고 매력적으로 표현할 수 있습니다.
이 시스템의 실용성은 모듈식 3D 프린팅 하우징에 내장된 쉽게 사용할 수 있는 상용 카메라로 구성되어 더욱 향상됩니다.
또한 함께 제공되는 소프트웨어는 오픈 소스이므로 연구 커뮤니티 내에서 추가 개발과 적응이 필요합니다.
예를 들어, 이 사진에서 카메라는 녹색 숲 속의 앵무새를 포착하지만 이 아름다운 자연 풍경을 보여줍니다. 새의 눈으로 본 것처럼.
인간과 동물의 간극을 메우다
수석 저자 Daniel Hanley는 프로젝트의 중요성을 설득력 있게 요약합니다.
“우리는 오랫동안 동물이 세상을 보는 방식에 매료되어 왔습니다. 감각 생태학의 새로운 기술을 통해 우리는 동물의 관점에서 정적인 장면을 추론할 수 있게 되었습니다. 그러나 움직이는 물체에 대한 동물의 인식을 이해하는 것은 먹이를 찾거나 탐색하는 것과 같은 활동에 매우 중요합니다. … 파트너 선택 – 그림자는 찾기 어렵습니다.
“우리의 개발은 생태학자와 영화 제작자가 동물이 움직일 때 인지하는 색상을 정확하게 포착하고 표시할 수 있는 도구를 제공하며, 이는 동물의 행동과 인지에 대한 연구에 있어 큰 발전을 의미합니다.”라고 그는 결론지었습니다.
결론은 이렇습니다 선구적인 카메라 시스템 이는 기술적 혁신을 의미할 뿐만 아니라 동물계에 대한 이해의 새로운 장을 의미하며 동물의 눈을 통해 세상을 경험하는 데 더 가까이 다가가게 해줍니다.
동물들이 색깔을 보는 방식을 보여주는 새로운 카메라
새의 시야에 보이는 북부 흉내지빠귀(Mimus polyglottos)
이 영상에서는 북부 흉내지빠귀 두 마리가 나무 위에서 거짓 색상으로 상호 작용하는 모습을 보여줍니다. 구체적으로 영상에서는 청록색과 빨간색 양자 트랩이 각각 파란색, 녹색, 빨간색으로 표시되고, UV 양자 트랩은 자홍색으로 겹쳐져 있습니다.
80mm 렌즈는 멀리 있는 피사체를 촬영하도록 설계되지 않았지만 시스템은 조감도 이미지를 잘 캡처하고 깃털의 “새 흰색”(스펙트럼의 가시 부분을 통한 UV 반사) 패치를 보여줍니다.
또한 하늘은 대부분 자외선으로 채색되어 있음(예: 보라색으로 나타남)은 더 짧은 파장이 증가된 레일리 산란에 노출되기 때문이라는 것을 보여줍니다. 따라서 하늘은 우리 눈에는 파란색으로 보일 수 있지만 다른 많은 유기체에게는 자외선 파란색으로 보일 수 있습니다.
4가지 동물의 눈을 통해 본 무지개 빛깔의 공작새 깃털.
카메라 시스템은 무지개빛과 같은 각도에 따른 구조적 색상을 측정할 수 있습니다. 이것은 매우 무지개 빛깔의 공작의 비디오와 함께 여기에 설명되어 있습니다.파보 크리스타토스) 깃털.
이 비디오의 색상은 (a) 공작을 나타냅니다. 파보 크리스타토스 양자 캐치가 파란색, 녹색, 빨간색으로 각각 파란색, 녹색, 빨간색으로 표시되고 UV가 마젠타색으로 덮이는 거짓 색상입니다.
흥미롭게도 무지개 빛깔은 (b) 인간(표준 색상), (c) 꿀벌 또는 (d) 개보다 공작새에서 더 두드러집니다.
포식자와 싸우는 애벌레 전시 아피스 비전.
이 영상은 검은색 호랑나비를 보여줍니다 파필리오 폴릭센 애벌레는 osmeteria를 표시합니다. 과학자들은 이 비디오를 꿀벌의 가짜 색상으로 시연하는데, UV, 파란색, 녹색 빛의 양자 포착이 각각 파란색, 녹색, 빨간색으로 표시됩니다.
노란색(인간) 삼투압과 애벌레 등을 따라 있는 노란색 점은 UV에서 강하게 반사되고 색상이 꿀벌의 거짓 색상(예: 꿀벌의 UV 민감성 및 녹색 민감성 광수용체의 강한 반응)으로 바뀔 때 보라색으로 나타납니다. 파란색으로 표시됩니다. 및 각각 빨간색).
많은 애벌레 포식자들은 자외선을 보기 때문에 이러한 착색은 효과적인 위치 신호가 될 수 있습니다.
동물, 카메라 및 색각에 대한 추가 정보
위에서 논의한 것처럼 동물이 색을 인식하는 방식은 인간의 시각을 넘어서는 세계로의 매혹적인 여행입니다. 인간과 달리 많은 동물은 우리가 거의 상상할 수 없는 스펙트럼의 색상을 봅니다.
인간은 일반적으로 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 기본 색상을 인식합니다. 그러나 이것은 동물계의 색상 스펙트럼 중 작은 부분일 뿐입니다.
예를 들어, 벌과 새는 우리에게 보이지 않는 자외선을 볼 수 있습니다. 이 능력은 생존에 중요한 역할을 하며, 먹이를 찾고 환경을 탐색하는 데 도움이 됩니다.
인간의 이해를 넘어서
알려진 가장 복잡한 시각 시스템 중 하나를 가진 해양 생물인 사마귀 새우를 예로 들어 보겠습니다.
편광된 빛을 감지할 수 있으며 12~16가지 유형의 색광수용체 세포(인간은 3가지)를 가지고 있습니다.
이 탁월한 시력은 복잡한 수중 세계에서 먹이, 포식자 및 짝을 찾아내는 데 도움이 됩니다.
동물의 색각은 다양한 색상을 보는 것에만 국한되지 않습니다. 생존에 관한 것입니다. 예를 들어, 일부 뱀은 적외선 시각을 사용하여 어둠 속에서 온혈 먹이를 사냥합니다.
반면 순록은 자외선 시각을 사용하여 반사되는 눈 덮인 풍경에서 포식자를 탐지합니다. 이는 혹독한 기후에서 생존하는 데 중요한 기술입니다.
인간은 통찰력을 얻는다
진화는 색각의 다양성에서 중요한 역할을 합니다. 동물들은 환경적 필요와 생존의 어려움에 따라 독특한 색각 능력을 발전시켜 왔습니다.
이러한 진화 과정은 동물계 전반에 걸쳐 시각적 능력의 풍부한 태피스트리를 가져왔습니다.
오늘날 기술의 발전으로 인간은 동물이 세상을 보는 방식을 이해하고 시각화하기 시작했습니다.
이러한 이해는 자연의 복잡성에 대한 우리의 인식을 심화시킬 뿐만 아니라 생태학, 행동 연구, 심지어 자연의 독창성에서 영감을 얻은 기술 설계에 대한 새로운 지평을 열어줍니다.
간단히 말해서, 동물의 색각의 세계는 생생하고 복잡하며, 인간의 능력을 훨씬 뛰어넘는 만화경을 제공합니다.
이러한 관점을 계속 탐구하고 이해하면서 우리는 자연 세계와 그 안에 서식하는 다양한 생물에 대해 더 깊은 감사를 얻게 됩니다.
전체 연구는 저널에 게재되었습니다. PLoS 생물학.
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