• Thursday May 23,2019

Springende Spinnen verwenden verschwommenes Sehen, um die Entfernung zu beurteilen

Anonim

Wir mögen kein verschwommenes Sehen, und wir tun alles, um es mit Brille und Kontaktlinsen zu korrigieren. Aber manche Tiere sind nicht so pingelig. Die springende Spinne toleriert nicht nur unscharfe Bilder, sie produziert sie auch gezielt.

Springende Spinnen springen, wie der Name schon sagt, aus der Ferne auf ihre Beute. Sie beurteilen ihre Sprünge anhand der zwei großen (und ziemlich schönen) Augen auf der Vorderseite ihrer Gesichter. Um festzustellen, wie weit ihre Ziele entfernt sind, verwenden sie spezielle Netzhaut, die gleichzeitig scharfe Bilder und unscharfe Bilder erzeugt.

Andere Tiere haben viele verschiedene Möglichkeiten, die Tiefe zu beurteilen, aber keine davon gilt für springende Spinnen. Die Menschen verlassen sich meistens auf unsere beiden Augen. Jeder hat eine etwas andere Sicht auf die Welt und unser Gehirn nutzt diese Unterschiede, um die Entfernung zu Objekten vor uns zu triangulieren. Diese "binokulare Sicht" funktioniert jedoch nur, wenn die beiden Augen Teile der Welt überlappen. Die von springenden Spinnen nicht.

Chamäleons können die Entfernung beurteilen, indem sie ablesen, wie sehr sie ihre Augen fokussieren müssen, um ein Objekt scharf zu stellen. Aber springende Spinnen haben keine Möglichkeit, ihre Augen aktiv zu fokussieren. Schließlich beurteilen einige Insekten die Entfernung, indem sie den Kopf hin und her schütteln, wodurch sich Objekte in der Nähe weiter aus ihrem Sichtfeld bewegen als ferne. Aber springende Spinnen können sich präzise auf ihre Beute stürzen, ohne ihren Kopf zu bewegen.

Wie konnten sie ohne eine dieser drei Methoden ihre genauen Todesstöße mit irgendeiner Genauigkeit abschätzen? Takashi Nagata von der Osaka City University hat die Antwort.

Jedes der Vorderaugen hat eine einzigartige treppenförmige Netzhaut mit vier übereinander liegenden Schichten lichtempfindlicher Zellen. Im Gegensatz dazu haben unsere Netzhäute nur eine solche Schicht. Wissenschaftler wissen seit den achtziger Jahren von den Treppenhausnetzen, aber Nagata hat endlich genau gezeigt, was sie tun. Er fand heraus, dass die beiden obersten Schichten für ultraviolettes Licht am empfindlichsten sind. Die beiden auf der Unterseite haben eine Vorliebe für Grün.

Und das ist ein bisschen seltsam. Durch das Stapeln der Ebenen fokussiert grünes Licht immer nur scharf auf die unterste (Schicht 1). Blaues Licht fokussiert auf das darüber liegende (Schicht 2), aber diese Zellen sind nicht blauempfindlich. Stattdessen sehen sie die Welt in unscharfem, unscharfem Grün.

Nagata glaubt, dass diese unscharfe Vision kein Bug ist; Es ist eine Funktion. Der Grad der Unschärfe hängt von der Entfernung eines Objekts vom Auge der Spinne ab. Je näher es ist, desto unschärfer ist es auf der zweiten Netzhaut. Mittlerweile bekommt die erste Netzhaut immer ein scharfes Bild. Durch den Vergleich der Bilder auf beiden Ebenen kann die Spinne die Tiefe mit einem einzelnen, unbeweglichen Auge messen.

Um diese Idee zu testen, platzierte Nagata Adansons Hausspringer in einer speziellen Arena, in der sie auf Beute springen mussten. Wenn die Arena mit grünem Licht überflutet wurde, machten die Spinnen präzise Sprünge. Wenn Nagata rotes Licht gleicher Helligkeit verwendete, verfehlten sie die Marke. Nagata erstellte sogar ein mathematisches Modell für das Auge der Spinne, um vorherzusagen, wie weit sie ihren Sprung unter verschiedenen Lichtwellenlängen verpassen würde. Die Vorhersagen des Modells stimmten mit dem tatsächlichen Verhalten des Tieres überein.

Menschen machen tatsächlich etwas Ähnliches. Wir können die Unschärfe von Hintergrundbildern nutzen, um ein Gefühl der Entfernung zu erhalten, selbst wenn alle anderen Markierungen entfernt werden. In der Tat verwenden Fotografen oft unscharfe Hintergründe, um eine tiefere Tiefe zu erzeugen. Dies ist jedoch nur einer der Tricks, mit denen wir die Tiefe beurteilen können, und vielleicht einen kleineren. Für die springende Spinne scheint es der einzige Trick im Spielbuch zu sein.

Referenz: Nagata, Koyanagi, Tsukamoto, Saeki, Isono, Shichida, Tokunaga, Kinoshita, Arikawa und Terakita. 2011. Tiefenwahrnehmung von Image Defocus in einer springenden Spinne. Wissenschaft //dx.doi.org/10.1126/science.1211667

Foto von Alex Wild

Die Augen haben es - eine Tour durch die atemberaubende Welt der Tieraugen



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