Wenn Sie sich jemals gewünscht haben, die Welt mit den Augen eines anderen Tieres sehen zu können, haben wir gute Nachrichten für Sie. Das haben wir uns auch gefragt und als auf Farbsehen spezialisierte Wissenschaftler eine Lösung geschaffen: ein Kamerasystem und ein Softwarepaket, mit dem Sie Videos aufnehmen können in Tierfarben.
Viele Tiere, darunter Bienen, Vögel und sogar Säugetiere wie Rentiere und Mäuse können ultraviolettes Licht wahrnehmen. Tatsächlich ist die mangelnde UV-Empfindlichkeit des Menschen eher eine Ausnahme als die Regel. Am anderen Ende des sichtbaren Lichtspektrums verfügen die menschlichen Augen über Rezeptoren, die auf Rot reagieren, während viele Tiere – darunter Bienen, Mäuse und Hunde – für Rot genauso blind sind wie wir für ultraviolettes Licht.
Selbst wenn es um Blau- und Grüntöne geht, Farben, die im gesamten Tierreich wahrgenommen werden, ist die genaue Wellenlänge des Lichts, die ein Tier als „reines Blau“ oder „reines Grün“ empfinden würde, spezifisch für die Art. Dadurch sehen keine zwei Arten die Welt in den gleichen Farben.
Wir laden Sie ein, in den Himmel zu starren und zu erkennen, dass sein Blau das gemeinsame Produkt der Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre und Ihres eigenen Sinnessystems ist. Die Farbe, die Sie sehen, ist spezifisch für Sie – tatsächlich ist der Himmel bei vielen Tieren ultraviolett gefärbt.
Senken Sie nun langsam Ihren Blick und versuchen Sie sich vorzustellen, wie der Rest der Landschaft für andere Arten aussehen könnte. Mit unserem neuen Kamerasystem sind wir dem Verständnis dieser wundervollen, seltsamen Welt, in der andere Tiere leben, einen Schritt näher gekommen.
Die Welt in Bewegung einfangen
Während wir uns unmöglich vorstellen können, wie ultraviolettes Licht den Tieren erscheint, die es wahrnehmen können, können wir es mithilfe von Falschfarbenbildern visualisieren. Beispielsweise können wir bei Honigbienen, die auf drei Arten von Licht (Ultraviolett, Blau und Grün) empfindlich reagieren, ihre wahrnehmbaren Farben in den für den Menschen sichtbaren Bereich verschieben, sodass Ultraviolett als Blau, Blau zu Grün und Grün zu Rot dargestellt wird.
Bisher konnten wir dieses Verfahren nur auf unbewegliche Objekte anwenden. Bei der Falschfarbenfotografie wird eine Reihe von Fotos durch eine Reihe optischer Filter aufgenommen und anschließend überlagert. Diese sequentielle Methode bedeutet, dass sich auf allen Fotos alles an der exakt gleichen Position befinden muss.
Dies ist ein schwerwiegender Nachteil. Dies ist ein mühsamer Prozess, der die Anzahl der Objekte, die realistisch abgebildet werden können, begrenzt. Um beispielsweise eine schillernde Pfauenfeder aus hundert verschiedenen Winkeln zu fotografieren, müsste man jeden Filter hundertmal auf- und abschrauben.
Schlimmer noch, alle bewegungsbezogenen Informationen werden verworfen. Doch die Welt der Lebewesen ist ständig in Bewegung: Bäume wiegen sich im Wind, Blätter flattern, Vögel hüpfen an Ästen entlang und suchen nach Insekten, die im Unterholz umherhuschen. Wir brauchten eine Möglichkeit, all diese Bewegungen zu visualisieren.
Die erste Herausforderung bestand darin, eine Kamera zu entwickeln, die gleichzeitig im ultravioletten und sichtbaren Licht aufzeichnet. Die Lösung war ein Strahlteiler. Dieses spezielle optische Gerät reflektiert ultraviolettes Licht wie ein Spiegel, lässt jedoch sichtbares Licht durch, genau wie klares Glas.
Wir haben zwei Kameras (nichts allzu Ausgefallenes, die gleiche Art, die man in Geschäften und online kaufen kann, aber mit einer modifizierten, um im ultravioletten Bereich aufzunehmen) in einem 3D-gedruckten Gehäuse positioniert, so dass die modifizierte Kamera reflektiertes ultraviolettes Licht empfing, während eine Standardkamera empfangen wurde durchgelassenes sichtbares Licht. Wir haben die Aufnahmen dieser beiden Kameras überlagert und synchronisiert und anhand einer Reihe von Konvertierungsschritten konnten wir die Lichtmenge berechnen, die die Sensoren jeder Kamera erreicht hatte.
Daraus konnten wir die Lichtmenge abschätzen, die das Auge eines Tieres eingefangen hätte, wenn es die Szene aus dem Blickwinkel unserer Kamera gesehen hätte.
Versuch es selber
Wir haben alles gemacht Codes notwendig für die Umsetzung der Videokonvertierungen und der Pläne des Kamerasystems kostenlos online verfügbar, zusammen mit unserem besten Versuch, zu erklären, wie man die Kamera von Grund auf baut.
Unser Ziel ist es, dass andere Forscher ihre eigenen Kameras bauen und damit ihre eigenen Fragen darüber beantworten, wie andere Arten die Welt sehen. Es gibt so viele Möglichkeiten.
Wir können die Tänze von Pfauen aufzeichnen und sehen, wie blendend ihre Federn auf Pfauenhühner wirken. Das Schillern dieser Federn reicht bis ins Ultraviolett – unsere Aufnahmen zeigen, dass die Federn für ihre Zielgruppe noch farbenfroher erscheinen als für uns.
Wir können genau beschreiben, wie die erschreckenden Darstellungen von Raupen ihren Raubvögeln erscheinen, und verstehen, warum das unerwartete Aufblitzen bunter Muster sie abschreckt. Wir können Fragen dazu stellen, wie sich Tiere zwischen Stellen auf dem Waldboden bewegen, um ihre Farben zu zeigen oder zu verbergen.
Wir können auch Bildaufzeichnungen von Schmetterlingen und anderen Insekten aus Museumssammlungen erstellen und als Teil einer digitalen Bibliothek Konvertierungen aus Tieransichten anbieten. Und wir können dafür sorgen, dass Glasfassaden für Vögel, die andernfalls mit ihnen kollidieren könnten, ausreichend sichtbar sind.
Aber die spannendsten Fragen werden diejenigen sein, über die wir uns noch Gedanken machen müssen. Erst jetzt, da wir damit begonnen haben, Videos der natürlichen Welt in den Farben aufzunehmen, die Tiere sehen, fangen wir an zu bemerken, wie viele Informationen da draußen sind. Entdeckungen erwarten Sie in Ihrem eigenen Garten.
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