Hogyan láss, mint egy madár

Hogyan láss, mint egy madár

A berill-spanglis tanager az egyik legnagyobb énekesmadár-családhoz tartozik, amely elsősorban Közép- és Dél-Amerikában él. Ez a faj, amelyet a Moore Zoology laboratórium gyűjtött össze, Dél-Amerika északi Andokban él. Fedezze fel az interaktív 3D-s modellt a Sketchfab-on. Hitel: Joshua Medina / A Moore Lab

Ez a történet a Jennifer Ackerman „The Genius of Birds” című könyvéről szóló nyári Könyvklub-beszélgetésünk része. Szeretne részt venni? Iratkozz fel hírlevelünkre vagy küldje el nekünk gondolatait a MolecularConceptor VoxPop alkalmazás.


Első pillantásra a berill-szengett tanager tollazata finom halványkéknek tűnhet. De más szemszögből nézve a dél-amerikai énekesmadár elektromos türkizben csillog arany csillogásokkal. Ezt a színátalakító jelenséget irizálódásnak nevezik.



„Sok igazán gyönyörű madarat láttam gyönyörű képeken, de rájöttem, hogy a képek készítésével lemaradsz erről a nagyon hátborzongató jelenségről” – mondja. Joshua Medina , 3D művész és digitalizálásra szakosodott a Moore Állattani Laboratórium a Los Angeles-i Occidental College-ban. 'És ezt csak egy háromdimenziós modellben tudod megismételni.'

A Moore Lab egy több mint 65 000 madárpéldányból álló gyűjtemény, amelyet többnyire Mexikóban és Dél-Amerikában gyűjtöttek 1933 és 1955 között. Műszaki művészként Medina 3D modelleket fejleszt, hogy az emberek láthassák a madártollazat színeit, mintáit és trükkös vizuális jelzéseit. ami nehezen vizualizálható tanulmányozáshoz.

„Olyan, mintha a példány ott lenne előtted” – mondja John McCormack , a Moore Lab madarakkal és emlőseivel foglalkozó igazgatója és kurátora. „Közelebbre juthat, és még részletesebben láthatja a madarat, mintha szabad szemmel nézné.”

Moore Lab Tanagers (és egy vendég, narancssárga homlokú papagáj) készítette Joshua Medina és a Moore Lab tovább Sketchfab .

Joshua Medina vizuális effektus-művész 3D-s képet készít egy bojtos szajkóról, a Cyanocorax dickeyiről. A 3D fotogrammetria folyamatának lépésenkénti útmutatóját olvassa el Medina blogbejegyzése a SketchFab-on .Hitel: Joshua Medina / A Moore Lab

A Medina a fotogrammetriának nevezett 3D technikát alkalmazza. Kezdetben egyetemistaként a kollégiumában volt, egy kitömött madárpéldánnyal ellátott lemezjátszót és számos asztali lámpát használt. („A besétáló emberek bizonyára azt gondolták, hogy nagyon hátborzongatóan néz ki.”) Manuálisan „DJ-ként” dolgozott az asztalon, és több száz digitális fényképet készített különböző szögekből, miközben a madár forog. Azóta elhagyta a DJ-zést és a kollégiumi szobát, és egy teljesen automatizált lemezjátszóvá vált, amely a kamera minden kattintására megpörgeti a madarat. Egy modell akár 288 fotót is tartalmazhat három különböző szögből, amelyeket házilag készített nyílt forráskódú programok dolgoznak fel.

„Elég vad” – mondja McCormack. 'Elveheti azt a 3D-s modellt, és lényegében kicipzározhatja, és egy négyzetre lapíthatja, amely lényegében az egész modell minden egyes pixelméretű darabját tartalmazza.' A kutató ezután ki tudja bontani és elemezni a madárpéldányokon talált minden egyes színt, ami hasznos lehet a különböző madárfajok tollazatszínének alakulásában.

Különböző beolvasott tanagerfajok színmintái, amelyeket a Moore Lab a tollazat színelemzésére használ. Balról jobbra (kattintson a nagy felbontásért): berill-spangled tanager , foltos tanager , aranycsuklyás tanager . Hitel: Joshua Medina / A Moore Lab

A madaraknak sokféle okból van színük. A vöröses, foltos barna tollazat álcázhatja a madarat a ragadozók elől, míg a világosabb színű tollazat segíthet lehűteni a madarakat. Az olyan rikító színek, mint az irizáló tollazat a kolibri torkán, mutatós reklámot jelenthetnek a társak számára.

„Ezek néha hihetetlenül bonyolult kijelzők mindenféle színnel és mintával, amelyet a nőstény madarak általában látnak, feldolgoznak, és döntéseket hoznak a párzásról” – mondja McCormack. – Ez bekerül a madárintelligenciába.

A látás a madár legfontosabb érzéke, magyarázza McCormack, és a nagy mennyiségű vizuális információ feldolgozásához a madarak nagy optikai lebenyekkel rendelkeznek.

Válogatott sármányfajok a Passerina nemzetségben, színes hímek és barna nőstények egyaránt láthatók a Moore Lab madárgyűjteményében. Hitel: John McCormack/The Moore Lab

„Körülbelül 20 évvel ezelőtt eléggé köztudott lett, hogy a madarak másképp látnak, mint mi” – mondja. Allison Shultz , a Los Angeles megyei Természettudományi Múzeum ornitológiai kurátora, jelenleg a tanagerek tollazatát tanulmányozza. – Hozzánk képest egyfajta jobb látásmódjuk van.

A színek feldolgozásához az emberek szemében háromféle kúpkúp található, magyarázza Shultz, vagyis a vörösre, zöldre és kékre érzékeny fotoreceptorok. De a madaraknak négy kúpjuk van – a negyedik kúp a látási spektrumon túlra terjeszti ki látásukat. Míg az ember 400-700 nanométeres hullámhosszon látja a színeket, addig a madarak belemerülnek az ultraibolya spektrum egy részébe, és 300-700 nanométert látnak.

„A madarak látnak néhány ultraibolya színt, amelyeket nem is tudunk leírni” – mondja McCormack. „Nem is tudjuk, mik ezek a színek. Nincsenek szavaink rájuk, mert soha nem fogjuk látni őket, de a madarak látják őket.'

Kapcsolódó cikk

Shakespeare Seregélyek és a város

Különféle tanagerfajok, egy közép- és dél-amerikai énekesmadár, amelyet a Moore Labban őriztek. Hitel: John McCormack/The Moore Lab

A madaraknak nemcsak több fajta kúpja van, mint az embernek, de tobozsejtjeik is precíz színszűrők. Mindegyikben vannak kis olajcseppek, amelyek korlátozzák az egyes kúpokat érő fény mennyiségét, ami lehetővé teszi a madarak számára, hogy különbséget tudjanak tenni a hasonló színek között, amelyeket az emberi szem nem vesz észre, mondja Shultz.

Shultz szerint például a Tanagers, egy fajcsalád, amely Közép- és Dél-Amerikában él, szinte a teljes színspektrumot lefedi a madarakban. A kutatók eredetileg úgy gondolták, hogy a körülbelül 370 faj 50%-a kétszínű, ahol a hímek és a nőstények tollazata eltérő. Amikor azonban Shultz és kollégája, Kevin Burns megmérték a színeket egy madárlátó modellből, becslések szerint a tanagerek valójában 93%-ban dikromatikusak .

„Sok variáció van, amit a szemünkkel hiányolunk” – mondja Shultz.

Shultz a reflexiós spektrofotométer száloptikai szondáját működteti múzeumi példányokon. Köszönetnyilvánítás: Allison Shultz/Los Angeles megyei Természettudományi Múzeum

Shultz és McCormack olyan módszereket dolgoz ki, amelyek segítségével a kutatók láthatják, amit a madarak látnak. A jelenlegi technikák reflexiós spektrofotométert igényelnek, egy olyan eszközt, amely száloptikai szondát használ, amely xenon fényimpulzusokat küld – a teljes spektrumot lefedő fényt – egy tárgyra. A visszaverődő fény megmondja a kutatóknak, hogy milyen színek vannak jelen a madár tollazatában, beleértve a madár jellemzői csak az ultraibolya spektrumban láthatók . „A reflexiós spektrofotometria nagyszerű. Ezután alkalmazhatjuk a madárlátás modelljét ezekre az adatokra, de valójában egy madár pontjairól van szó” – mondja Shultz – de a szonda pontpontos rögzítése nagyobb mintázatfoltokat hagy ki.

Ezért dolgozik Shultz, McCormack és Medina egy UV-kamera felállításán. „Nagyon fontos lesz, hogy a Moore Lab technikáját UV-kamerával és digitális kamerával is tudjuk használni, hogy 3D-s térben érzékeltessük a madármintázatot” – mondja Shultz.

Medina már készíti a saját szoftverét a labor számára, és készíti annak nyílt forráskódú verzióját 3D fotogrammetriai eljárás hogy bárki alkalmazhassa a technikákat. Típusú Példatartó fiók a Moore Labban készítette Joshua Medina és a Moore Lab tovább Sketchfab .


Jelenleg a Moore Lab összes példánya
online katalogizálva , de csak néhányat fényképeznek le, és néhány értékes fajt nem lehet eltávolítani a laborból. A csapat racionalizálja a folyamatot a teljes gyűjtemény 3D-s digitalizálására, így a kutatók a világ minden tájáról hozzáférhetnek a madárpéldányokhoz, és kapcsolatba léphetnek velük. Az emberek nemcsak a színek alapos elemzésére lesznek képesek, hanem megvizsgálhatják a textúrát, az átlátszóságot és a tükröződő felületeket is – mondja Medina.

„Az az érdekes, hogy e rétegek mindegyike leggyakrabban adatként jelenik meg a tudományban és a digitalizálásban” – mondja. 'De úgy gondolom, hogy amikor ezeket az adatokat vizualizálod, sokkal kézzelfoghatóbb művészi és érdekesebbé válik.'

Külön köszönet Joshua Medinának és a Moore Labnak a kiegészítő 3D-s látványelemek megosztásáért és létrehozásáért. Fedezzen fel további 3D madármodelleket a Moore Lab gyűjteményéből Medina Sketchfabja .


Adományozzon a tudománynak pénteken

Fektessen be a minőségi tudományos újságírásba azáltal, hogy adományoz a Science Friday számára.