Un nuevo sistema de cámaras nos permite ver el mundo a través de los ojos de los pájaros y las abejas

¿Quién no se ha preguntado cómo perciben el mundo los animales, que muchas veces es diferente a cómo lo perciben los humanos? Hay varias formas en que los científicos, fotógrafos, cineastas y otros intentan reconstruir los colores que ve una abeja mientras caza una flor madura para polinizarla. Ahora, un equipo multidisciplinario ha desarrollado un innovador sistema de cámara que es más rápido y flexible en términos de condiciones de iluminación que los sistemas existentes, lo que le permite capturar imágenes en movimiento de animales en su hábitat natural, según Nuevo papel Publicado en la revista PLoS Biology.

«Durante mucho tiempo hemos estado fascinados por la forma en que los animales ven el mundo. Las nuevas técnicas en ecología sensorial nos permiten inferir cómo podrían verse las escenas estáticas para un animal». dijo el coautor Daniel Hanley, biólogo de la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia. «Sin embargo, los animales a menudo toman decisiones críticas sobre objetivos en movimiento (por ejemplo, detectar alimentos, evaluar la visualización de una pareja potencial, etc.). Aquí, proporcionamos herramientas de hardware y software para ecologistas y cineastas que pueden capturar y mostrar los colores que los animales perciben.” En movimiento.”

Según Hanley y sus coautores, las diferentes especies animales tienen conjuntos únicos de fotorreceptores que son sensibles a una amplia gama de longitudes de onda, desde ultravioleta hasta infrarroja, dependiendo de las necesidades ambientales específicas de cada animal. Algunos animales pueden incluso detectar la luz polarizada. Así, cada especie percibirá el color de forma un poco diferente. Por ejemplo, las abejas y los pájaros son sensibles a la radiación ultravioleta, que es invisible al ojo humano. «Dado que ni nuestros ojos ni las cámaras comerciales captan tales variaciones de luz, grandes franjas de campos visuales permanecen inexploradas», escribieron los autores. «Esto hace que las imágenes en falso color de la visión animal sean poderosas y convincentes».

Sin embargo, los autores enfatizan que las técnicas actuales para producir imágenes en colores falsos no pueden identificar los colores que los animales ven mientras se mueven, un factor importante porque el movimiento es crucial para la forma en que los diferentes animales se comunican y navegan por el mundo que los rodea a través de la aparición de colores y la detección de señales. . Por ejemplo, la espectrofotometría tradicional se basa en la luz reflejada por el cuerpo para estimar cómo los fotorreceptores de un animal determinado procesan esa luz, pero es un método que requiere mucho tiempo y se pierde mucha información espacial y temporal.

Las imágenes multiespectrales toman una serie de imágenes en diferentes longitudes de onda (incluidos ultravioleta e infrarrojos) y las combinan en diferentes canales de color para extraer mediciones de color independientes de la cámara. Este método cambia algo de resolución por mejor información espacial y es muy adecuado para estudiar señales de animales, por ejemplo, pero sólo funciona en objetos estacionarios, por lo que la información temporal no está disponible.

Esto es una desventaja porque «los animales proporcionan y reciben señales de formas complejas que proyectan sombras y generan luz», escribieron los investigadores. «Estas señales varían bajo iluminación y puntos de vista en constante cambio. La información sobre esta interacción entre el fondo, la iluminación y las señales dinámicas es escasa. Sin embargo, constituye un aspecto crítico de la forma en que los colores son utilizados, y por lo tanto percibidos, por personas que viven en libertad. organismos en ambientes naturales”.

Así que Hanley y sus colegas se propusieron desarrollar un sistema de cámara capaz de producir vídeos de animales en alta resolución, que capturen toda la complejidad de las señales visuales tal como las vería un animal en un entorno natural. Combinaron métodos existentes de imágenes multiespectrales con nuevos diseños de hardware y software. La cámara graba vídeo en cuatro canales de color simultáneamente (azul, verde, rojo y ultravioleta). Una vez que estos datos se procesan en «unidades de percepción», el resultado es un vídeo preciso de cómo diferentes animales perciben una escena coloreada, según lo que sabemos sobre los fotorreceptores que tienen. El sistema del equipo predice los colores percibidos con hasta un 92 por ciento de precisión. Las cámaras están disponibles comercialmente y el software es de código abierto para que otros puedan usarlo y desarrollarlo libremente.

El video en la parte superior de este artículo muestra los colores que ven las abejas melíferas mientras observan a otras abejas buscar comida e interactuar (incluso pelear) por las flores, un ejemplo de la capacidad de un sistema de cámara para capturar el comportamiento en un entorno natural. Abajo, Hanley se aplica protector solar que bloquea los rayos UV en el campo. Su piel de color claro parece más o menos similar a la visión humana y a la visión de colores falsos de las abejas «porque la reflectancia de la piel aumenta gradualmente en longitudes de onda más largas», escribieron los investigadores.