How do animals see in the dark? - Anna Stöckl

Fordító: Eva Ballago Lektor: Zsuzsa Viola

To human eyes, the world at night is a formless canvas of grey.

Az emberi szem számára az éjszakai világ egy alaktalan, szürke vászon.

Many nocturnal animals, on the other hand,

Sok éjszakai állat azonban gazdag és változatos világot lát,

experience a rich and varied world bursting with details, shapes, and colors.

tele részlettel, alakokkal és színekkel.

What is it, then, that separates moths from men?

Mégis mi különbözteti meg a molylepkéket az emberektől?

Moths and many other nocturnal animals see at night

A molylepkék és más éjszakai állatok azért látnak éjszaka,

because their eyes are adapted to compensate for the lack of light.

mert szemük úgy fejlődött, hogy ellensúlyozza a fény hiányát.

All eyes, whether nocturnal or not,

Minden szem, akár éjjellátó, akár nem,

depend on photoreceptors in the retina to detect light particles,

a retina fényérzékelő sejtjei segítségével érzékeli a fény részecskéit,

known as photons.

melyeket fotonoknak nevezünk.

Photoreceptors then report information about these photons to other cells

A fényérzékelő sejtek ezután információt szolgáltatnak a fotonokról

in the retina and brain.

más, a retinában és az agyban található sejteknek.

The brain sifts through that information and uses it to build up an image

Az agy megszűri ezt az információt, és arra használja,

hogy képet alkosson a környezetről, melyet a szem lát.

of the environment the eye perceives.

The brighter the light is, the more photons hit the eye.

Minél erősebb a fény, annál több foton éri a szemet.

On a sunny day,

Egy napsütéses napon,

upwards of 100 million times more photons are available to the eye

több mint százmilliószor annyi foton érhető el a szem számára,

mint amennyi egy felhős, hold nélküli éjszakán.

than on a cloudy, moonless night.

Photons aren't just less numerous in darkness,

Fotonokból nemcsak kevesebb van sötétben,

but they also hit the eye in a less reliable way.

hanem az is kevésbé megbízható, hogyan érik el a szemet.

This means the information that photoreceptors collect

Emiatt a fényérzékelő sejtek által gyűjtött információ

will vary over time,

időről időre változik,

as will the quality of the image.

ahogy a megalkotott kép minősége is.

In darkness, trying to detect the sparse scattering of randomly arriving photons

Megpróbálni észlelni a véletlenszerűen érkező fotonok ritka szóródását a sötétben

is too difficult for the eyes of most daytime animals.

a legtöbb nappali állat szemének nehézséget okoz.

But for night creatures, it's just a matter of adaptation.

De az éjszakai lények számára ez csupán alkalmazkodás kérdése.

One of these adaptations is size.

Az egyik ilyen alkalmazkodás a méret.

Take the tarsier, whose eyeballs are each as big as its brain,

A koboldmakinak például mindkét szeme akkora, mint az agya,

giving it the biggest eyes compared to head size of all mammals.

így neki van az összes emlős között a legnagyobb szeme a fejéhez képest.

If humans had the same brain to eye ratio, our eyes would be the size of grapefruits.

Ha mi emberek ilyen agy-szem aránnyal bírnánk, grépfrút méretű szemünk lenne.

The tarsier's enlarged orbs haven't evolved to make it cuter, however,

A koboldmaki méretes szemei nem azért ilyenek, hogy cukibb legyen,

but to gather as much light as possible.

hanem hogy a lehető legtöbb fényt gyűjtsék.

Bigger eyes can have larger openings, called pupils,

A nagyobb szemeknek nagyobb nyílásai, azaz pupillái lehetnek,

and larger lenses,

illetve nagyobb lencséi,

allowing for more light to be focused on the receptors.

melyek révén több fény összpontosulhat a fényérzékelő sejteken.

While tarsiers scan the nocturnal scene with their enormous peepers,

Míg a koboldmakik hatalmas kukucskálóval fürkészik az éjszakai tájat,

cats use gleaming eyes to do the same.

addig a macskák ugyanezt világító szemmel teszik.

Cats' eyes get their shine from a structure called the tapetum lucidum

A macskák szeme a tapetum lucidum nevű szerkezettől világít,

that sits behind the photoreceptors.

mely a fényérzékelő sejtek mögött található.

This structure is made from layers of mirror-like cells containing crystals

Ez a szerkezet kristályokat tartalmazó tükörszerű sejtrétegekből épül fel,

that send incoming light bouncing back towards the photoreceptors

melyek visszaverik a beérkező fényt a fényérzékelő sejtek irányába

and out of the eye.

és a szemből kifelé.

Ennek eredménye a kísérteties ragyogás,

This results in an eerie glow,

and it also gives the photoreceptors a second chance to detect photons.

mely a fényérzékelőknek újabb esélyt ad fotonok észlelésére.

In fact, this system has inspired the artificial cats' eyes we use on our roads.

Valójában ez a rendszer ihlette az utakon használt mesterséges macskaszemeket.

Toads, on the other hand, have adapted to take it slow.

Ezzel szemben a varangyosbékák a lassúsághoz alkalmazkodtak.

They can form an image

Akkor is képesek képet alkotni,

even when just a single photon hits each photoreceptor per second.

ha minden fényérzékelőt csak egyetlen foton ér másodpercenként.

They accomplish this with photoreceptors

Ezt olyan fényérzékelőkkel érik el,

that are more than 25 times slower than human ones.

melyek az emberénél 25-ször lassabbak.

This means toads can collect photons for up to four seconds,

Tehát a varangyok négy másodpercig gyűjthetnek fotonokat,

allowing them to gather many more than our eyes do

és így sokkal többet tudnak gyűjteni adott vizuális időtartam alatt,

at each visual time interval.

mint a mi szemünk.

The downside is that this causes toads to react very slowly

Ennek hátránya, hogy a varangyok nagyon lassan reagálnak,

because they're only receiving an updated image every four seconds.

mivel minden negyedik másodpercben kapnak csak friss képet.

Szerencsére ahhoz alkalmazkodtak, hogy lomha zsákmányra vadásszanak.

Fortunately, they're accustomed to targeting sluggish prey.

Meanwhile, the night is also buzzing with insects,

Emellett rovaroktól is zsong az éjszaka,

such as hawk moths,

például szenderektől,

which can see their favorite flowers in color, even on a starlit night.

melyek még egy csillagfényes éjszakán is színesnek látják kedvenc virágaikat.

Ezt meglepő húzással érik el –

They achieve this by a surprising move -

getting rid of details in their visual perception.

vizuális érzékelésük részletektől mentes.

Information from neighboring photoreceptors is grouped in their brains,

Agyuk csoportokba gyűjti a szomszédos fényérzékelőktől jövő információkat,

so the photon catch of each group is higher

így minden egyes csoport fotonészlelése magasabb,

compared to individual receptors.

mint az egyes fényérzékelőké.

However, grouping photoreceptors loses details in the image,

De a fényérzékelők csoportosítása miatt a kép részletei elvesznek,

as fine details require a fine grid of photoreceptors,

mivel az apró részletekhez fényérzékelők aprólékos hálózata szükséges,

each detecting photons from one small point in space.

melyben mindegyik egy apró pontból gyűjti a fotonokat.

The trick is to balance the need for photons with the loss of detail

A trükk, hogy egyensúlyt találjanak a fotonszükséglet

és a részletek elvesztése között, és megtalálják virágaikat.

to still find their flowers.

Whether eyes are slow, enormous, shiny, or coarse,

A szemek akár lassúak, hatalmasak, csillogók vagy durvák,

it's the combination of these biological adaptations

e biológiai változások kombinációja adja

that gives nocturnal animals their unique visual powers.

az éjszakai állatok különleges látási képességét.

Imagine what it might be like to witness through their eyes

Képzeljük el, milyen lenne a szemükön át megtapasztalni a világot,

the world that wakes up when the Sun goes down.

mely akkor ébred, mikor a Nap lenyugszik.