Но там, где фотографы видят проблему, некоторые морские существа видят возможность.
Новое исследование, проведенное в соавторстве группой отца и сына Кристофера и Александра Стаббсов, предполагает, что хроматическая аберрация может объяснить, как головоногие моллюски – класс животных, в который входят кальмары, осьминоги и каракатицы – могут демонстрировать такие замечательные способности к маскировке. несмотря на то, что можно видеть только в черно-белом. Исследование описано в статье от 4 июля 2016 г. в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Существует давний парадокс того, что (головоногие моллюски) проявляют это яркое хроматическое поведение», – сказал Кристофер Стаббс, Сэмюэл С. Мончер, профессор физики и астрономии, сказал. "Это привело бы любого наблюдателя, даже непрофессионала, к выводу, что они должны уметь делать выводы о окраске."
«Я всегда был очарован этими животными, и у меня была возможность наблюдать, как они выполняют маскировку, проводя полевые работы в Индонезии», – сказал Александр Стаббс, аспирант Беркли и ведущий автор исследования. "Мы считаем, что нашли элегантный механизм, который может позволить этим головоногим моллюскам определять цвет своего окружения, несмотря на наличие единственного зрительного пигмента в их сетчатке."
Но что заставило бы гарвардского физика посвятить время и энергию одной из самых стойких загадок биологии?? Для Стаббса ответ прост – его сын.
«Он преследовал меня с идеей, которую он придумал, и чем больше мы говорили об этом, тем больше смысла она имела», – сказал он. "Я благодарен моему соавтору за то, что он здесь."
Этот момент, сказал Кристофер Стаббс, был осознанием того, что головоногие моллюски потенциально могут определять цвет, регулируя фокусное положение своих глаз, чтобы обнаруживать разные длины волн света, а затем объединять их в "цветное" изображение своего мира.
«Вы можете думать об этом, как о цифровой камере, которая движется вперед и назад, чтобы найти самое четкое изображение», – сказал он. "Что действительно убедительно в этом аргументе, так это то, что…зрачки у этих животных имеют форму буквы U вне оси, что на самом деле максимизирует эту хроматическую подпись за счет резкости изображения. Так что на самом деле похоже, что на форму их зрачков оказывалось избирательное эволюционное давление, чтобы максимизировать это явление."
Чтобы понять, как головоногие моллюски могут воспользоваться хроматической аберрацией, Кристофер Стаббс обратился к коду, который он ранее написал для астрофизических исследований, и создал компьютерную модель того, как работают глаза животных.
«Люди провели множество физиологических исследований оптических свойств линз у этих животных», – пояснил он. "Мы написали компьютерный код, который по сути берет тестовые шаблоны и перемещает сетчатку вперед и назад, накладывает их на изображение, а затем измеряет контраст."
Хотя это не окончательное свидетельство того, как головоногие моллюски понимают цвет, Кристофер Стаббс сказал, что механизм, описанный в исследовании, действительно согласуется с более ранними исследованиями глаз головоногих.
«Я не биолог, но я думаю, что в некотором смысле это такой элегантный механизм, что было бы обидно, если бы природа не воспользовалась им», – сказал он.
В конечном итоге, сказал Александр Стаббс, есть надежда, что это исследование предложит другим исследователям направление для исследований в поисках окончательного ответа на вопрос, как кальмары и осьминоги стали мастерами маскировки.
"Это совершенно другая схема, чем многоцветные визуальные пигменты, которые распространены у людей и многих других животных. Глаза линз с высокой остротой зрения у осьминогов, кальмаров и каракатиц представляют собой полностью независимую эволюцию сложных глаз позвоночных, поэтому в некотором смысле нам не обязательно ожидать, что эта линия решит такие проблемы, как цветовое зрение, таким же образом.
Эти организмы, похоже, обладают механизмами цветового зрения, но не так, как мы раньше представляли."
Александр Стаббс сказал. «Мы также провели углубленный обзор предшествующей литературы, в которой оценивали противоречивые данные о цветовом зрении, и обнаружили, что предыдущие поведенческие исследования, предполагающие, что отсутствие цветового зрения, представляют собой особые случаи и согласуются с нашей моделью. Мы надеемся, что это исследование подтолкнет сообщество головоногих к дополнительным поведенческим экспериментам."