5 октомври 2019 г.


Опитайте да убиете муха и веднага ще разберете, че тя е по-бърза от вас. Много по-бърза. Как на малките твари с микроскопичен мозък им се отдава да избегнат опасността от размазване? Сигурно често си задаваме този въпрос, когато се опитваме да отпъдим досадните твари. И вероятно някои смятат, че мухите могат едва ли не да четат мислите ни.

Отговорът обаче е съвсем логичен и се състои в това, че в сравнение с човек, мухите виждат случващото се в забавен каданс.

Вгледайте се в секундарника на часовник. Стрелката се движи с определена скорост. Но за една костенурка тя ще „препуска“ четири пъти по-бързо. А за повечето видове мухи, напротив, отброяването на секундите ще се извършва около четири пъти по-бавно, спрямо вашето възприятие. На практика, всеки биологичен вид има свое възприятие за хода на времето.

Това се случва, защото всички живи същества, които притежават зрение, възприемат света като видео клип, но изображенията, предавани към мозъка се обединяват в една непрекъсната картина с различна честота на свързване на отделните кадри.


При човек тази „опорна“ честота средно е около 60 кадъра в секунда. При костенурките е 15 кадъра в секунда, а при мухите – 250 кадъра в секунда.
Скоростта, с която изображенията се обработват от мозъка ни, се нарича „честота на сливане“. Обикновено, колкото по-малък е даден вид, толкова по-висока е скоростта на предаване на светлинни импулси, затова и мухите успяват да се измъкнат от опитите ни да ги размажем.



Професор Роджър Харди от Кеймбриджския университет обяснява пред ВВС как работи окото на мухата.
„Честотата на сливане е просто скоростта, с която светлината трябва да се включва и изключва, преди да може да бъде видян или възприет като непрекъснато изображение“.
Професорът е имплантирал миниатюрни електроди в светочувствителните клетки на окото на мухи – фоторецепторите им. След това включва мигащи светодиодни индикатори, като постепенно увеличава честотата на примигване. Фоторецепторите реагират на всяко мигване на светодиода, формирайки електрически импулси, които с помощта на компютър се регистрират и записват от специализиран софтуер.

Тестовете показват, че при някои видове мухи рецепторите ясно реагират на 400 примигвания в секунда, която над шест пъти надвишава същия показател при човешкото око.

Муха-убиец
Рекордьор в това отношение е мухата-убиец – малко, хищно насекомо, разпространено из Европа, което ловува други видове мухи. И улавя жертвите си в полет.

В своята „лаборатория за мухи“ в Кеймбриджския университет доктор Палома Гонзалес-Белидо е заснела свръхбързата реакция на ловеца. Тя пуска в специална стъклена камера обикновени домашни мухи и самка на муха-убиец. Случващото се се заснема с помощта на скоростна видеокамера. Д-р Гонзалес-Белидо записва поведението на ловуваща муха и жертвата ѝ с честота от 1000 кадъра в секунда, а компютър записва видеото от последните 12 секунди.



Когато забележи, че в стъклената кутия нещо се случва, д-р Гонзалес-Белидо натиска бутона, с който спира записа. И така успява да види свръхбързите реакции на мухата-убиец. „Да реагираме ни отнема много време, затова, когато се опитаме да спрем записа в момента на случването на нещо вътре в стъклената камера, се оказва, че то вече се е случило. Излиза, че не сме в състояние дори да натиснем бутона навреме“.

На видеозаписите се вижда, че в началото мухата-убиец стои неподвижно. Но когато домашна муха прелети на разстояние около 7 см над нея, хищникът прави мълниеносен скок, а след това двете мухи се оказват на дъното на стъклената кутия.


Едва след преглеждане на заснетото с високоскоростните камери става ясно, какво точно се е случило: мухата-убиец излита, три пъти облита жертвата си, няколко пъти се опитва да я улови, преди да успее да я докопа с предните си лапи и чак тогава, когато вече я е зашеметила и са паднали на пода на камерата, да я „захапе“.
Целият епизод – от излитането, до разправата на дъното на кутията, се случва за секунда. За нашите очи това е кратък миг. И обратното – в очите на муха човешката ръка се движи със скоростта на тромав охлюв.

Невероятната скорост на реакция на мухата-убиец се дължи на митохондриите, които в очите на този хищник са много повече, отколкото при другите видове мухи. Митохондриите произвеждат енергията, която е необходима на рецепторите за светлина в окото. Бързото зрение изисква повече енергия, отколкото по-бавното, затова и хищническото поведение на мухите-убийци им осигурява нужната високоенергийна „месна диета“, чрез която да си набавят големите количества енергия за митохондриите.



Обаче, дори и човек да разполагаше със същото количество митохондрии в окото, пак нямаше да има същата висока скорост на зрението, защото светочувствителните клетки на мухите са много по-различно устроени от нашите.
Структурните различия са се появили в процеса на еволюцията. Развитието на очите при членестоногите и гръбначните видове е поело по съвсем различни пътища преди около 700-750 милиона години.

Професор Роджър Харди обяснява, че очите на мухите работят на принципа на механично предаване на импулсите – те реагират на светлината с помощта на хоризонтално разположени миниатюрни влакна, които предават сигнала като вибриращи струни.
Зрението на гръбначните е устроено по друг начин: при тях в окото се намират тръбовидни клетки, насочени към източника на светлина, в които има химически вещества, реагиращи на постъпващия сигнал.
„От гледна точка скоростта на формиране на реакция на малки количества светлина механизмът на членестоногите е по-чувствителен, а и скоростта на реакция е по-голяма, отколкото при тръбичките и конусите в очите на гръбначните животни“, разказва Роджър Харди


Съществуват няколко причини за по-високата чувствителност на механичната система за предаване на данни. Преди всичко, „струните“ позволяват да се ускорят невронните сигнали. Освен това, скоростта на предаване на невронните импулси си има пределни стойности, а благодарение на по-малките размери на нервите от окото до мозъка на членестоногите, в сравнение с по-едрите гръбначни животни, процесът на пренасяне на импулсите протича по-бързо.

Макар че и при някои гръбначни животни зрението е по-бързо от човешкото. Вероятно с бързото зрение е свързана и способността да се лети. Може би на летящите животни с малки размери им е необходима бързата реакция по време на полет, за да избягват препятствията по пътя си.

С най-бързо зрение сред гръбначните животни, в това число и птиците, могат да се похвалят онези, които ловят насекоми във въздуха. Шведски учени от университета в Упсала са установили, че птицата-мухоловка може да разпознава светлинни източници, които светват и изгасват 146 пъти в секунда. Този показател е малко над два пъти над средния за човек, но все пак не е толкова висок, колкото при средна муха.



Способността да „забавят хода на времето“ птиците-мухоловки също са развили в процеса на еволюция. Екземплярите, приспособили се да надхитрят плячката си, са се хранили по-добре, от което са се размножавали по-лесно и потомството им е наследявало от родителите си по-бързото зрение.

Обаче еволюционната „надпревара във въоръженията“ никога не спира. Мухите, които се превръщат в жертви на птиците с бързо зрение, също развиват скоростта си на реакция и т.н., и т.н.

Така че, следващият път, когато опитате без успех да размажете муха, не се ядосвайте. За това, че движенията на човек са толкова забавени и тромави за зрението на мухите, са виновни стотици милиони години еволюция и естествен отбор, през които мухите – без да бързат – са се научили да наблюдават за поведението на околния свят.
Времето за нас и мухите е много относително.

-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...