Як тварини бачать у темряві?

І якщо ми практично сліпі і зовсім безпомічні в темряві, кішки цілком успішно вистежують видобуток, а метелики швидко пурхають між квітами на наших балконах. Поки ми спимо, мільйони інших тварин покладаються на свої зорові системи, щоб виживати. Те ж саме можна сказати про тварин, що мешкають у вічній темряві глибокого моря. Більше того, переважна більшість тварин у світі в основному активно при тьмяному світлі. Як їм вдається користуватися такими потужними зоровими характеристиками, особливо комах, з їх крихітними очима і мозком менше рисового зернятка? Які оптичні та нейронні стратегії вони розвинули, щоб добре бачити при тьмяному світлі?

Щоб відповісти на ці питання, давайте звернемо увагу на нічних комах. Незважаючи на їх мініатюрні зорові системи, нічні комахи прекрасно бачать в тьмяному світлі. В останні роки ми виявили, що нічні комахи можуть уникати і фіксуватися на перешкодах під час польоту, розрізняти кольори, виявляти слабкі руху, вивчати візуальні орієнтири і використовувати їх для самонаведення. Вони можуть навіть орієнтуватися, використовуючи слабку картину зоряної поляризації, яку створює Місяць, і переміщатися, використовуючи сузір'я зірок на небі.
У багатьох випадках ця візуальна продуктивність здається абсолютно порушує те, що фізично можливо. Наприклад, нічна центральноамериканська бджола Megalopta genalis поглинає всього п'ять фотонів своїми крихітними очима, коли рівні світла знаходяться на гранично низькому рівні — абсолютно невловимий візуальний сигнал. І, тим не менш глибокої ночі вона може переміщатися по густому і заплутаному тропічному лісі під час нагулу і безпечно повертатися у своє гніздо — непомітну видовбану палицю, підвішену в підліску.
Щоб дізнатися, як взагалі таке можливо, вчені почали вивчати бражников. Ці прекрасні комахи — колібрі безхребетного світу — представлені витонченими, швидко літаючими метеликами, які постійно шукають квіти з нектаром. Як тільки квітка знайдений, моль висить перед ним, висмоктуючи нектар з допомогою хоботка, ротовидной трубки.
Нічний європейський бражник Deilephila elpenor — це прекрасна істота, яка ховається в пернатих рожевих і зелених лусочках, що збирає нектар глибокої ночі. Кілька років тому вчені виявили, що ця метелик може розрізняти кольори вночі, перша нічна тварина, цим відоме.
Нещодавно ця метелик розкрила ще одну зі своїх таємниць: нейронні трюки, які вона використовує, щоб добре бачити при дуже тьмяному світлі. Ці трюки, звичайно, використовуються і іншими нічними комахами, такими як Megalopta. Вивчивши фізіологію нервових ланцюгів в зорових центрах мозку, вчені виявили, що Deilephila може добре бачити в тьмяному світлі, ефективно складаючи фотони, які збирає в різних точках простору і часу.

Це трохи схоже на збільшення витримки на камері при слабкому освітленні. Якщо дозволити затвору залишатися відкритим довше, більше світла досягне датчика зображення і отримає більш яскраве зображення. Недоліком є те, що все, що рухається швидко — як проїжджає автомобіль, — не отримає дозволу, тому комаха його не побачить.