Pada malam tanpa bulan, tingkat cahaya bisa 100 juta kali lebih rendah daripada siang hari yang cerah. Dan jika kita hampir buta dan benar-benar tidak berdaya dalam kegelapan, kucing cukup berhasil melacak mangsanya, dan kupu-kupu dengan gesit terbang di antara bunga di balkon kita. Saat kita tidur, jutaan hewan lain mengandalkan sistem visual mereka untuk bertahan hidup. Hal yang sama berlaku untuk hewan yang hidup di kegelapan abadi di laut dalam. Terlebih lagi, sebagian besar hewan di dunia sebagian besar aktif dalam cahaya redup. Bagaimana mereka bisa menggunakan karakteristik visual yang begitu kuat, terutama serangga, dengan mata dan otak yang kecil kurang dari sebutir beras? Strategi optik dan saraf apa yang telah mereka kembangkan untuk melihat dengan baik dalam cahaya redup?
Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, mari kita perhatikan serangga nokturnal. Meskipun sistem visualnya kecil, serangga nokturnal melihat dengan sempurna dalam cahaya redup. Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah menemukan bahwa serangga nokturnal dapat menghindari dan mengunci rintangan selama penerbangan, membedakan warna, mendeteksi gerakan samar, mempelajari isyarat visual, dan menggunakannya untuk homing. Mereka bahkan dapat menavigasi menggunakan gambar samar polarisasi bintang yang dibuat dan dinavigasi oleh Bulan menggunakan konstelasi bintang di langit.
Dalam banyak kasus, penampilan visual ini tampaknya benar-benar mengganggu apa yang mungkin dilakukan secara fisik. Misalnya, lebah malam Amerika Tengah, Megalopta genalis, hanya menyerap lima foton dengan mata kecilnya saat tingkat cahaya paling rendah, sinyal visual yang sangat sulit dipahami. Namun, di malam yang dalam, ia dapat menjelajahi hutan hujan yang lebat dan kusut sambil mencari makan dan dengan aman kembali ke sarangnya - tongkat berlubang yang tidak mencolok yang tergantung di semak-semak.
Untuk mengetahui bagaimana ini mungkin, para ilmuwan mulai mempelajari ngengat elang. Serangga cantik ini - burung kolibri dunia invertebrata - diwakili oleh kupu-kupu anggun dan terbang cepat, yang terus mencari bunga dengan nektar. Begitu bunga ditemukan, ngengat melayang di depannya, menghisap nektar melalui belalainya, sebuah tabung oral.
Ngengat elang malam Eropa Deilephila elpenor adalah makhluk indah yang bersembunyi dalam sisik berbulu merah muda dan hijau, mengumpulkan nektar di tengah malam. Beberapa tahun yang lalu, para ilmuwan menemukan bahwa kupu-kupu ini dapat membedakan warna pada malam hari, hewan nokturnal pertama yang dikenal dengan ini.
Kupu-kupu ini baru-baru ini mengungkapkan rahasianya yang lain: trik saraf yang digunakannya untuk melihat dengan baik dalam cahaya yang sangat redup. Trik ini tentunya juga digunakan oleh serangga nokturnal lainnya seperti Megalopta. Dengan mempelajari fisiologi sirkuit saraf di pusat visual otak, para ilmuwan menemukan bahwa Deilephila dapat melihat dengan baik dalam cahaya redup, secara efektif menyusun foton yang terkumpul di berbagai titik dalam ruang dan waktu.
Ini seperti meningkatkan kecepatan rana pada kamera dalam cahaya redup. Jika Anda membiarkan rana terbuka lebih lama, lebih banyak cahaya akan mencapai sensor gambar dan mendapatkan gambar yang lebih cerah. Sisi negatifnya adalah apa pun yang bergerak cepat - seperti mobil yang lewat - tidak akan mendapat izin, sehingga serangga tidak akan melihatnya.
Video promosi:
Penjumlahan saraf
Untuk menggabungkan foton dalam ruang, piksel individual dari sensor gambar dapat digabungkan untuk membuat "superpiksel" yang lebih kecil tetapi lebih besar. Sekali lagi, kerugian dari strategi ini adalah bahkan pada kecerahan tinggi, gambar akan menjadi buram dan tidak memiliki detail yang tajam. Tetapi untuk hewan nokturnal yang mencoba untuk hidup dalam kegelapan, dapat melihat dunia yang cerah, tetapi tanpa detail dan lambat akan lebih baik daripada tidak melihat apapun sama sekali (dan ini adalah satu-satunya alternatif).
Ahli fisiologi telah menunjukkan bahwa penjumlahan saraf foton dalam ruang dan waktu sangat bermanfaat bagi deylephila nokturnal. Pada intensitas cahaya malam apa pun, dari senja hingga bintang-bintang, penjumlahan secara signifikan meningkatkan kemampuan deilephil untuk melihat dengan baik dalam cahaya redup. Faktanya, berkat mekanisme saraf ini, deilephilas dapat melihat dalam cahaya 100 kali lebih redup daripada yang seharusnya. Manfaat penjumlahan sangat besar sehingga serangga nokturnal lainnya juga sangat bergantung padanya untuk penglihatan malam yang baik.
Dunia yang dilihat oleh serangga nokturnal mungkin tidak begitu pedih atau terselesaikan seperti yang terlihat oleh kerabat aktif mereka diurnal. Tetapi penumpukan memastikan bahwa cahaya cukup terang untuk mencegat mangsa, terbang ke sarang, dan menghindari rintangan. Tanpa kemampuan ini, mereka akan buta seperti kita semua.
ILYA KHEL
