Птицы видят цвета, которые человек может только представить
Чтобы находить пищу, привлекать партнёров, избегать хищников и ориентироваться на местности, птицы полагаются на своё превосходное цветовое зрение.
"По сравнению с птицами и многими другими животными люди — дальтоники", — сказала Мэри Кэсуэлл Стоддард, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Принстонского университета. У людей в глазах три типа колбочек, чувствительных к красному, зелёному и синему свету, но у птиц есть четвёртый тип, чувствительный к ультрафиолетовому свету. "Наличие четвёртого типа колбочек не только расширяет диапазон видимых птицами цветов до УФ-спектра, но и потенциально позволяет им воспринимать комбинированные цвета, такие как ультрафиолет+зелёный и ультрафиолет+красный, — но это было сложно проверить", — отметила Стоддард.
Чтобы исследовать, как птицы воспринимают свой красочный мир, Стоддард и её команда создали новую полевую систему для изучения цветового зрения птиц в естественных условиях. Работая в лаборатории биологии Скалистых гор (RMBL) в Готике, штат Колорадо, исследователи обучили диких широкохвостых колибри (Selasphorus platycercus) участвовать в экспериментах.
Команду особенно интересовали "неспектральные" цветовые комбинации, которые включают оттенки из удалённых друг от друга частей цветового спектра (в отличие от смесей соседних цветов, таких как бирюзовый или жёлтый). Для людей самым ярким примером неспектрального цвета является фиолетовый. Технически фиолетового нет в радуге: он возникает, когда стимулируются наши синие (коротковолновые) и красные (длинноволновые) колбочки, но не зелёные (средневолновые).
В то время как у людей есть только один неспектральный цвет — фиолетовый, птицы теоретически могут видеть до пяти: фиолетовый, ультрафиолет+красный, ультрафиолет+зелёный, ультрафиолет+жёлтый и ультрафиолет+фиолетовый.
Стоддард и её коллеги разработали серию экспериментов, чтобы проверить, могут ли колибри видеть эти неспектральные цвета. Их результаты опубликованы 15 июня в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи построили пару специальных LED-трубок с "птичьим зрением", запрограммированных на отображение широкого диапазона цветов, включая неспектральные, такие как ультрафиолет+зелёный. Эксперименты проводились в альпийском лугу. Рядом с двумя кормушками (с сахарной и простой водой) размещали трубки, излучающие разные цвета. Периодически меняя положение "вкусной" и "пустой" кормушек, учёные заставили птиц ориентироваться именно на цвет. Были проведены контрольные эксперименты, чтобы исключить использование птицами запаха или других случайных сигналов. За время экспериментов было зафиксировано более 6000 посещений кормушек.
Эксперименты показали, что колибри могут видеть различные неспектральные цвета, включая фиолетовый, ультрафиолет+зелёный, ультрафиолет+красный и ультрафиолет+жёлтый. Например, колибри легко отличали ультрафиолет+зелёный от чистого ультрафиолета или чистого зелёного и различали две разные смеси ультрафиолет+красный — одну более красную, другую менее.
"Для нас ультрафиолет+зелёный и зелёный свет выглядели одинаково, но колибри продолжали безошибочно выбирать ультрафиолет+зелёный, связанный с сахарной водой. Наши эксперименты позволили нам заглянуть в то, как мир выглядит для колибри", — сказал соавтор исследования Гарольд Истер.
Далее исследовательская группа проанализировала набор данных из 3315 цветов перьев и растений. Они обнаружили, что птицы, вероятно, воспринимают многие из этих цветов как неспектральные, в отличие от людей. Широкое разнообразие неспектральных цветов, доступных птицам, является результатом их древней четырёхкомпонентной зрительной системы.
"Тетрахроматия — наличие четырёх типов цветовых колбочек — развилась у ранних позвоночных", — сказала Стоддард. "Эта система цветового зрения является нормой для птиц, многих рыб и рептилий и почти наверняка существовала у динозавров. Мы считаем, что способность воспринимать многие неспектральные цвета — это не только особенность колибри, но и широко распространённая черта цветового зрения животных".