Odkrycia dokonano badając gatunek ptaka z rodziny kolibrowatych – rudaczka szerokosternego (Selasphorus platycercus). Naukowcy przyjrzeli się osobnikom żyjącym na wolności w Kolorado w Stanach Zjednoczonych. Wyniki przeprowadzonego eksperymentu sugerują, że widzenie barwne u kolibrów może odgrywać istotną rolę w zachowaniach obejmujących łączenie się w pary, żerowanie czy unikanie drapieżników.

W przeciwieństwie do ludzi, którzy mają trzy rodzaje czopków (komórek odpowiedzialnych za widzenie kolorów), badane ptaki mają cztery rodzaje czopków, które pomagają im dostrzegać bardziej subtelne różnice między kolorami.

Dzięki trzem stożkom ludzkie oczy dostrzegają tak zwany kolor trójchromatyczny, złożony z neuronalnej mieszanki czerwonego, zielonego i niebieskiego światła. Dzięki temu procesowi nasze mózgi mogą postrzegać nie-spektralny kolor fioletowy (ponieważ jest to kombinacja niebieskiego i czerwonego).

Ale kolibry z dodatkowym czopkiem siatkówki mogą widzieć jeszcze większe spektrum kolorów, ponieważ są wrażliwe na więcej rodzajów fal świetlnych. To daje im możliwość dostrzegania kombinacji kolorów, których my nie widzimy, a nawet nie potrafimy sobie wyobrazić.

– Ludzie są ślepi na kolory w porównaniu z ptakami i wieloma innymi zwierzętami – mówi biolog ewolucyjny Mary Caswell Stoddard z Princeton University.

– Czopek czwartego koloru nie tylko rozszerza zakres widocznych dla ptaków kolorów na UV, ale potencjalnie pozwala ptakom dostrzec kombinację kolorów takich jak ultrafiolet + zieleń i ultrafiolet + czerwony. Ale to bardzo trudne do sprawdzenia – dodaje Caswell.

Uważa się, że ptaki wyposażone w dodatkowe fotoreceptory oka mogą postrzegać aż pięć kolorów nie-spektralnych, w tym fioletowy, ultrafioletowy+czerwony, ultrafioletowy+zielony, ultrafioletowy+żółty i ultrafioletowy+fioletowy.

Aby to sprawdzić, Caswell i jej zespół skonfigurowali „ptasie” lampy LED zaprogramowane do wyświetlania wielu kolorów – w tym kolorów, których ludzie nie dostrzegają. Następnie lampy umieścili obok poideł dla kolibrów. Niektóre poidła zawierały wodę z cukrem, uwielbianą przez kolibry, a inne zwykłą wodę. Przy poidłach zamontowano lampy emitujące różne kolory, a gdy ptaki zapoznały się z ich zawartością, zmieniono ustawienie karmników, żeby sprawdzić, czy ptaki mogą posłużyć się kolorem, aby rozpoznać, które poidło zawierało wodę z cukrem.

 

Trzy lata badań

Seria randomizowanych eksperymentów trwała trzy lata i  objęła tysiące sesji karmienia. W ten sposób zespół chciał sprawdzić, czy kolibry preferują poidła, którym towarzyszy kombinacje kolorów ultrafioletowych – co potwierdzałoby, że ptaki mogą zobaczyć te barwy, nawet jeśli ludzie nie mogą.

Jak się okazało, zwierzęta łatwo rozróżniały różne rodzaje nie-spektralnych kolorów, które zapewniały im dostęp do słodkiej wody.

– Światło ultrafioletowe+zielone i światło zielone wyglądały dla nas identycznie, ale kolibry nadal wybierały ultrafiolet+zieleń, wskazujący wodę z cukrem. Nasze eksperymenty pozwoliły nam rzucić okiem na to, jak wygląda świat kolibra – mówi współautor badań, doktorant Harold Eyster z University of British Columbia.

W innym eksperymencie naukowcy przeanalizowali prawie 1000 różnych rodzajów upierzenia ptaków i prawie 2400 różnych rodzajów roślin i stwierdzili, że kolory około jednej trzeciej badanego materiału będą postrzegane przez kolibry jako kolor nie-spektralny. To wskazuje, jak bardzo zdolność widzenia barwnego może wpływać na interakcje ptaków ze światem.

„Wyniki te są zgodne z twierdzeniem, że ptaki są tetrachromatami, tak że ptasia widzialność barw reprezentuje szeroki zakres kolorów istotnych behawioralnie i ekologicznie, których wielu ludzi nawet sobie nie wyobraża” – wyjaśniają naukowcy w swoim artykule.

„Wykazanie, że ptaki potrafią rozróżniać różnorodne n-e spektralne kolory, stanowi krok naprzód w naszym zrozumieniu wymiarów widzenia ptaków” – dodają.

 

Niedostrzegalne dla człowieka

Naukowcy twierdzą, że wyniki ich badań – choć imponujące – nie dowodzą, że ptaki posiadają tetrachromatyczny układ wzrokowy. W przyszłości bardziej rygorystyczne eksperymenty z większą ilością kolorów mogą pomóc w dalszym testowaniu granic postrzegania kolorów przez ptaki.

Nawet wtedy wciąż nie będziemy wiedzieć wszystkiego o mechanizmach neuronalnych, które umożliwiają mózgom zwierząt dostrzeganie tych kolorów. Nie wspominając już o tym „bardziej filozoficznym” zagadnieniu – jak naprawdę wyglądają kolory niespektralne widziane przez kolibry?

„Czy UV+zieleń wydaje się ptakom mieszanką tych kolorów, czy wysublimowanym nowym kolorem? Nie umiemy stwierdzić” –  piszą autorzy.

Ostatecznie, dla ptaków najistotniejszy jest sygnał, jaki niesie za sobą dany kolor – informacje o pożywieniu, partnerze lub zagrożeniu.

Badania opublikowane zostały w czasopiśmie PNAS.

 

Katarzyna Grzelak