How do animals see in the dark? - Anna Stöckl

Jak zwierzęta widzą w ciemności?

Tłumaczenie: Marta Otrząsek Korekta: Marta Konieczna

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

Dla ludzkiego oka świat nocą

jest jak niewyraźne, szare płótno.

Many nocturnal animals, on the other hand,

Z kolei wiele nocnych zwierząt

doświadcza świata bogatego w szczegóły, kształty i kolory.

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

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

Co więc odróżnia ćmy od ludzi?

Moths and many other nocturnal animals see at night

Ćmy i wiele innych zwierząt nocnych widzą nocą dzięki temu,

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

że ich oczy są przystosowane do małej ilości światła.

Oczy stworzeń o nocnym, jak i dziennym trybie życia,

All eyes, whether nocturnal or not,

depend on photoreceptors in the retina to detect light particles,

wykorzystują fotoreceptory na siatkówce oka,

aby wykrywać cząstki światła, zwane fotonami.

known as photons.

Photoreceptors then report information about these photons to other cells

Następnie fotoreceptory przesyłają

dane o fotonach do innych komórek na siatkówce i w mózgu.

in the retina and brain.

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

Mózg przesiewa te dane i używa ich do stworzenia

obrazu otoczenia, które widzi oko.

of the environment the eye perceives.

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

Im jaśniejsze światło, tym więcej fotonów dociera do oka.

On a sunny day,

W słoneczny dzień

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

ponad 100 milionów razy więcej fotonów jest dostępnych dla oka

niż w bezksiężycową, pochmurną noc.

than on a cloudy, moonless night.

Photons aren't just less numerous in darkness,

W ciemności fotonów jest nie tylko mniej,

ale też docierają do oka bardziej rozproszone.

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

This means the information that photoreceptors collect

Oznacza to, że ilość danych zbieranych przez fotoreceptory

will vary over time,

będzie ulegać zmianom,

as will the quality of the image.

tak samo jak jakość obrazu.

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

W ciemności wykrywanie nielicznych, rozproszonych fotonów

is too difficult for the eyes of most daytime animals.

jest zbyt trudne dla oczu

większości zwierząt funkcjonujących za dnia.

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

Ale dla zwierząt nocnych, to tylko kwestia adaptacji.

One of these adaptations is size.

Jedną z nich jest rozmiar.

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

Przykładem jest wyrak,

jego gałki oczne są tak duże, jak mózg.

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

Biorąc pod uwagę stosunek oczu do głowy,

wyrak ma największe oczy w świecie ssaków.

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

Gdyby ludzie mieli równie duże oczy,

byłyby one rozmiarów grejpfruta.

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

Oczy wyraka nie rozwinęły się do takich rozmiarów,

aby był bardziej uroczy,

but to gather as much light as possible.

ale żeby wychwytywały maksymalnie dużo światła.

Bigger eyes can have larger openings, called pupils,

Większe oczy mogą mieć większe otwory oka, czyli źrenice,

and larger lenses,

a także większe soczewki pozwalające na gromadzenie

allowing for more light to be focused on the receptors.

większej ilości światła w receptorach oka.

While tarsiers scan the nocturnal scene with their enormous peepers,

Wyraki lustrują nocne otoczenie

za pomocą ogromnych ślepiów,

cats use gleaming eyes to do the same.

koty robią to samo, korzystając z połyskujących oczu.

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

Oczy kota błyszczą dzięki strukturze zwanej błoną odblaskową,

that sits behind the photoreceptors.

znajdującą się za fotoreceptorami.

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

Tworzą ją warstwy komórek przypominających lustra,

w których znajdują się kryształy kierujące światło wpadające do oka

that send incoming light bouncing back towards the photoreceptors

wprost na fotoreceptory, a potem na zewnątrz oka.

and out of the eye.

This results in an eerie glow,

W efekcie tworzy się niesamowity blask,

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

a fotoreceptory mają możliwość ponownego wychwycenia fotonów.

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

To właśnie ten mechanizm

zainspirował "kocie oczka" stosowane na jezdni.

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

Ropuchy z kolei postawiły na powolność.

They can form an image

Tworzą obraz nawet wtedy,

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

kiedy tylko jeden foton na sekundę

dociera do jednego fotoreceptora.

They accomplish this with photoreceptors

Udaje im się to dzięki fotoreceptorom,

that are more than 25 times slower than human ones.

które są 25 razy wolniejsze od ludzkich.

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

Oznacza to, że oczy ropuchy pochłaniają fotony aż do 4 sekund,

allowing them to gather many more than our eyes do

co pozwala im widzieć więcej niż ludzkie oko

at each visual time interval.

w każdym okresie ekspozycji.

The downside is that this causes toads to react very slowly

Minusem tego rozwiązania jest bardzo powolne reagowanie.

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

Obraz jest aktualizowany tylko co 4 sekundy.

Fortunately, they're accustomed to targeting sluggish prey.

Na szczęście ropuchy są przystosowane do polowania na powolne ofiary.

Meanwhile, the night is also buzzing with insects,

Tymczasem noc rozbrzmiewa owadzim życiem.

such as hawk moths,

Nawet gwieździstą nocą stworzenia,

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

takie jak ćmy z rodziny zawisakowatych

widzą ulubione kwiaty w kolorach.

They achieve this by a surprising move -

To możliwe dzięki zaskakującemu posunięciu.

getting rid of details in their visual perception.

Pozbyciu się szczegółów z percepcji wizualnej.

Information from neighboring photoreceptors is grouped in their brains,

Dane z sąsiadujących fotoreceptorów są grupowane w mózgu.

so the photon catch of each group is higher

Zdolność wychwytu fotonów jest większa dla grupy

compared to individual receptors.

niż dla pojedynczego receptora.

However, grouping photoreceptors loses details in the image,

Ale grupowanie fotoreceptorów

skutkuje utratą szczegółów obrazu,

as fine details require a fine grid of photoreceptors,

jako że wymagają one

drobnej siatki fotoreceptorów, w której każdy wykrywa fotony

each detecting photons from one small point in space.

z jednego małego miejsca w przestrzeni.

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

Cała sztuka w tym, żeby zrównoważyć

zapotrzebowanie na fotony z utratą szczegółów

to still find their flowers.

i ciągle móc odnajdywać kwiaty.

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

Niezależnie od tego,

czy oczy są wolne, ogromne, błyszczące czy chropowate,

it's the combination of these biological adaptations

połączenie tych różnych sposobów przystosowania

that gives nocturnal animals their unique visual powers.

daje nocnym zwierzętom wyjątkowe zdolności wizualne.

Imagine what it might be like to witness through their eyes

Wyobraźcie sobie, czym byłoby spojrzenie ich oczami

the world that wakes up when the Sun goes down.

na świat budzący się, gdy zachodzi słońce.