Vogels zien een heel andere wereld dan de wereld die wij kennen, en nu kunnen we een tipje van de sluier oplichten over hoe dat eruitziet dankzij een speciaal ontworpen camera die het gezichtsvermogen van vogels simuleert.
De resulterende beelden zijn niet alleen fascinerend, maar verklaren ook waarom vogels zo nauwkeurig door dicht gebladerte kunnen navigeren.
Gedragsbiologe Cynthia Tedore, voorheen verbonden aan de Lund University in Zweden, legt uit dat het team op zoek wilde gaan naar patronen in de natuur die vogels zien, maar waar wetenschappers nog niet aan hebben gedacht.
Zij kozen ervoor het zicht van vogels te onderzoeken omdat vogels zeer visueel georiënteerd zijn – ze gebruiken hun zicht om te foerageren en op voedsel te jagen – en in tegenstelling tot mensenogen kunnen vogelogen een vierde kleur waarnemen.
In onze ogen hebben we drie soorten kleurreceptoren, of kegeltjes – ze zijn gevoelig voor rode, blauwe en groene frequenties van licht. Vogels hebben een vierde receptor die per soort verschilt in het soort frequentie dat hij kan detecteren.
Bij sommige vogels, zoals de Australische honingeter, is de vierde kleurreceptor gevoelig voor violet licht; bij andere, zoals papegaaien, kunnen deze kegeltjes licht detecteren dat verder in het UV-gedeelte van het spectrum ligt.
Om uit te vinden hoe deze violet- en UV-gevoelige kegeltjes zich visueel vertalen, fotografeerden onderzoekers dichte boshabitats in zowel Zweden als Australië met behulp van een multispectrale camera met speciaal ontworpen filters om na te bootsen wat een vogel kan zien.
Wat ze ontdekten was nogal frappant.
De multispectrale beelden laten duidelijk zien hoe de UV-gevoeligheid een groter contrast detecteert tussen het boven- en onderoppervlak van bladeren, waardoor de positie en oriëntatie van elk blad op een zeer duidelijke, 3D-manier naar voren komen.
“Wat voor mensen een groene puinhoop lijkt, zijn voor vogels duidelijk van elkaar te onderscheiden bladeren. Niemand wist dit tot deze studie,” zei bioloog Dan-Eric Nilsson, ook van de Lund Universiteit.
Zowel het bovenste als het onderste bladoppervlak reflecteren vergelijkbare niveaus van UV-licht, dus de onderzoekers denken dat de verschillen te wijten zijn aan hoeveel UV de bladeren reflecteren versus uitzenden.
Het UV-licht werd meer dan 25 maal zoveel door de bladeren weerkaatst als er door de bladeren werd doorgelaten.
In vergelijking daarmee kunnen onze kraalogen het verschil niet zien omdat groen licht zowel wordt doorgelaten als gereflecteerd in ongeveer dezelfde hoeveelheid, waardoor er veel minder contrast is bij het kijken door groene frequenties.
“Waarschijnlijk helpt het de vogels om met grotere behendigheid door dicht gebladerte te vliegen en te springen,” vertelde Tedore aan ScienceAlert.
“Veel vogels zoeken naar insecten en spinnen die zich verbergen op de onderste oppervlakken van bladeren, en in staat zijn om deze oppervlakken snel te lokaliseren zou hun foerageerefficiëntie moeten verbeteren.”
Met behulp van computermodellen berekenden Nilsson en Tedore ook dat het maximale bladcontrast wordt waargenomen bij korte UV-golflengten in goed verlichte, open bladerdaken en bij langere UV-golflengten in lager verlichte, gesloten bladerdaken. Dit kan verklaren waarom de vierde kleur die vogels waarnemen varieert.
Natuurlijk is wat we zien in de gevisualiseerde UV-beelden slechts een simulatie van het zicht van vogels, omdat onze ogen helaas niet volledig tegen deze taak zijn opgewassen.
“Omdat vogels vier kegelklassen hebben (rood, groen, blauw en UV), en wij slechts drie (rood, groen, blauw), kunnen we slechts drie van de kegelkanalen van vogels tegelijk visualiseren,” legt Tedore uit. “Het is voor ons onmogelijk om een realistische voorstelling te genereren van hoe zicht met vier kegelkanalen eruit zou kunnen zien.”
Maar zelfs als we deze extra kleuren zelf niet echt kunnen zien, kunnen we nog steeds gebruik maken van het superkleurenzicht van vogels door middel van technologie.
“De verbeterde 3D-structuur in het UV zou gevisualiseerd kunnen worden door op afstand bestuurde of autonome voertuigen om hen te helpen beter door complexe bosomgevingen te navigeren zonder verstrikt te raken in bladeren,” suggereert Tedore.
Hoe geweldig het ook klinkt om in vier kleuren te zien, het heeft waarschijnlijk ook enkele nadelen.
“Een nadeel van het hebben van een vierde kegelklasse is dat het ruimte inneemt op het netvlies die bezet had kunnen worden door meer van de andere drie kegelklassen,” zegt Tedore. “Dit kan nadelige gevolgen hebben voor de resolutie en de gevoeligheid bij weinig licht.”
Tedore zegt dat de volgende stap in het begrijpen van het gezichtsvermogen van vogels zal zijn om te zien hoe hun voedselbronnen in UV worden weergegeven. En ze zouden ook verder kunnen onderzoeken hoe het zicht van vogels varieert tussen soorten en omgevingen.
“We hebben misschien het idee dat wat wij zien de werkelijkheid is, maar het is een zeer menselijke werkelijkheid. Andere dieren leven in andere realiteiten, en wij kunnen nu door hun ogen kijken en veel geheimen onthullen. Reality is in the eye of the beholder,” concludeert Nilsson.
Hun paper is gepubliceerd in Nature Communications.