Sinnesorgane der Schlangen. Wie kompensieren Schlangen eine schlechte Seh- und Hörentwicklung?

Reptilien. allgemeine Informationen

Reptilien haben einen schlechten Ruf und wenig Freunde unter den Menschen. Es gibt viele Missverständnisse in Bezug auf ihren Körper und Lebensstil, die bis heute bestehen bleiben. Tatsächlich bedeutet das Wort „Reptil“ „ein Tier, das kriecht“ und scheint an die weit verbreitete Vorstellung zu erinnern, dass Reptilien, insbesondere Schlangen, abscheuliche Kreaturen seien. Entgegen dem vorherrschenden Klischee sind nicht alle Schlangen giftig und viele Reptilien spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Zahl der Insekten und Nagetiere.

Die meisten Reptilien sind Raubtiere mit einem gut entwickelten Sinnessystem, das ihnen hilft, Beute zu finden und Gefahren zu vermeiden. Sie haben ein ausgezeichnetes Sehvermögen und Schlangen verfügen darüber hinaus über die besondere Fähigkeit, ihren Blick zu fokussieren, indem sie die Form der Linse verändern. Reptilien führend Nachtblick Lebewesen wie Geckos sehen alles in Schwarzweiß, aber die meisten anderen haben ein gutes Farbsehen.

Für die meisten Reptilien ist das Gehör nicht besonders wichtig und die inneren Strukturen des Ohrs sind meist nur schwach entwickelt. Den meisten Menschen fehlt auch das Außenohr, mit Ausnahme des Trommelfells oder „Tympanums“, das die durch die Luft übertragenen Vibrationen wahrnimmt. Vom Trommelfell werden sie über die Knochen des Innenohrs zum Gehirn weitergeleitet. Schlangen haben kein äußeres Ohr und können nur Vibrationen wahrnehmen, die über den Boden übertragen werden.

Reptilien werden als Kaltblüter charakterisiert, was jedoch nicht ganz korrekt ist. Ihre Körpertemperatur wird hauptsächlich durch ihre Umgebung bestimmt, in vielen Fällen können sie sie jedoch regulieren und bei Bedarf auf einer höheren Temperatur halten. hohes Level. Einige Arten sind in der Lage, im eigenen Körpergewebe Wärme zu erzeugen und zu speichern. Kaltblut hat gegenüber Warmblut einige Vorteile. Säugetiere müssen ihre Körpertemperatur innerhalb sehr enger Grenzen auf einem konstanten Niveau halten. Dazu benötigen sie ständig Nahrung. Reptilien hingegen vertragen eine Absenkung der Körpertemperatur sehr gut; Ihre Lebensspanne ist viel länger als die von Vögeln und Säugetieren. Daher können sie Orte besiedeln, die für Säugetiere nicht geeignet sind, beispielsweise Wüsten.

Sobald sie gefüttert sind, können sie die Nahrung im Ruhezustand verdauen. Bei einigen der größten Arten können zwischen den Mahlzeiten mehrere Monate vergehen. Große Säugetiere würde mit dieser Diät nicht überleben.

Anscheinend haben unter den Reptilien nur Eidechsen ein gut entwickeltes Sehvermögen, da viele von ihnen sich schnell bewegende Beute jagen. Wasserreptilien verlassen sich stark auf Sinne wie Geruch und Gehör, um Beute aufzuspüren, einen Partner zu finden oder die Annäherung eines Feindes zu erkennen. Ihre Vision spielt eine Hilfsrolle und wirkt nur weiter kurze Reichweite, visuelle Bilder sind verschwommen, es besteht keine Möglichkeit, über längere Zeit auf stationäre Objekte zu fokussieren. Die meisten Schlangen haben ein ziemlich schlechtes Sehvermögen und können normalerweise nur sich bewegende Objekte in der Nähe erkennen. Die Erstarrungsreaktion bei Fröschen, wenn sich beispielsweise eine Schlange ihnen nähert, ist ein guter Abwehrmechanismus, da die Schlange die Anwesenheit des Frosches erst erkennt, wenn sie eine plötzliche Bewegung ausführt. Wenn dies geschieht, können visuelle Reflexe es der Schlange ermöglichen, schnell damit umzugehen. Nur Baumschlangen, die sich um Äste winden und im Flug Vögel und Insekten fangen, haben ein gutes binokulares Sehvermögen.

Schlangen haben ein anderes Sinnessystem als andere hörende Reptilien. Da sie offenbar überhaupt nicht hören können, sind die Geräusche der Pfeife des Schlangenbeschwörers für sie unzugänglich; durch die Bewegungen dieser Pfeife geraten sie in einen Trancezustand. Sie haben weder ein äußeres Ohr noch ein Trommelfell, können aber möglicherweise einige sehr niederfrequente Schwingungen wahrnehmen, indem sie die Lunge als Sinnesorgane nutzen. Grundsätzlich erkennen Schlangen Beute oder ein sich näherndes Raubtier durch Vibrationen des Bodens oder einer anderen Oberfläche, auf der sie sich befinden. Der gesamte Körper der Schlange, der den Boden berührt, fungiert als ein großer Vibrationsdetektor.

Einige Schlangenarten, darunter Klapperschlangen und Grubenottern, erkennen Beute anhand der Infrarotstrahlung ihres Körpers. Unter ihren Augen haben sie empfindliche Zellen, die kleinste Temperaturänderungen bis auf Bruchteile eines Grads erkennen und die Schlangen so auf den Standort der Beute orientieren. Manche Boas verfügen auch über Sinnesorgane (an den Lippen entlang der Mundöffnung), die Temperaturveränderungen wahrnehmen können, diese sind jedoch weniger empfindlich als die von Klapperschlangen und Grubennattern.

Der Geschmacks- und Geruchssinn ist für Schlangen sehr wichtig. Die zitternde, gespaltene Zunge der Schlange, die manche als „Schlangenstachel“ bezeichnen, sammelt tatsächlich Spuren verschiedener Substanzen, die schnell in der Luft verschwinden, und trägt sie zu empfindlichen Vertiefungen im Inneren des Mauls. Im Gaumen (Jacobson-Organ) befindet sich ein spezielles Gerät, das über einen Ast des Riechnervs mit dem Gehirn verbunden ist. Ständiges Loslassen und Zurückziehen der Zunge ist effektive Methode Luftprobenahme für wichtige chemische Bestandteile. Im zurückgezogenen Zustand befindet sich die Zunge nahe am Jacobson-Organ und ihre Nervenenden nehmen diese Substanzen auf. Bei anderen Reptilien spielt der Geruchssinn eine wichtige Rolle und der für diese Funktion zuständige Teil des Gehirns ist sehr gut entwickelt. Die Geschmacksorgane sind meist weniger ausgeprägt. Wie Schlangen dient das Jacobson-Organ dazu, Partikel in der Luft aufzuspüren (bei einigen Arten mithilfe der Zunge), die einen Geruchssinn übertragen.

Viele Reptilien leben an sehr trockenen Orten, daher ist es für sie sehr wichtig, Wasser in ihrem Körper zu halten. Eidechsen und Schlangen halten Wasser besser zurück als alle anderen, aber nicht wegen ihrer schuppigen Haut. Sie verlieren über die Haut fast genauso viel Feuchtigkeit wie Vögel und Säugetiere.

Während bei Säugetieren die hohe Atemfrequenz zu einer hohen Verdunstung an der Lungenoberfläche führt, ist bei Reptilien die Atemfrequenz deutlich niedriger und dementsprechend ist der Wasserverlust über das Lungengewebe minimal. Viele Reptilienarten sind mit Drüsen ausgestattet, die Salze aus dem Blut und dem Körpergewebe reinigen und sie in Form von Kristallen freisetzen können, wodurch die Notwendigkeit der Trennung großer Urinmengen verringert wird. Andere unerwünschte Salze im Blut werden in Harnsäure umgewandelt, die mit minimalen Wassermengen aus dem Körper ausgeschieden werden kann.

Reptilieneier enthalten alles, was Sie brauchen sich entwickelnder Embryo. Hierbei handelt es sich um einen Nahrungsvorrat in Form eines großen Eigelbs, des im Eiweiß enthaltenen Wassers und einer mehrschichtigen Schutzhülle, die gefährliche Bakterien nicht passieren lässt, aber Luft atmen lässt.

Die innere Membran (Amnion), die den Embryo unmittelbar umgibt, ähnelt der gleichen Membran bei Vögeln und Säugetieren. Die Allantois ist eine dickere Membran, die als Lunge und Ausscheidungsorgan fungiert. Es sorgt für das Eindringen von Sauerstoff und die Freisetzung von Abfallstoffen. Das Chorion ist die Membran, die den gesamten Inhalt des Eies umgibt. Die Außenhülle von Eidechsen und Schlangen ist ledrig, bei Schildkröten und Krokodilen ist sie jedoch härter und verkalkt, wie die Eierschale von Vögeln.

Infrarot-Sehorgane von Schlangen

Das Infrarotsehen von Schlangen erfordert eine nicht-lokale Bildverarbeitung

Die Organe, die es Schlangen ermöglichen, Wärmestrahlung zu „sehen“, liefern ein extrem unscharfes Bild. Dennoch erzeugt die Schlange in ihrem Gehirn ein klares Wärmebild der sie umgebenden Welt. Deutsche Forscher haben herausgefunden, wie das sein kann.

Einige Schlangenarten haben die einzigartige Fähigkeit, Wärmestrahlung zu spüren und so sehen zu können. die Umwelt in absoluter Dunkelheit. Zwar „sehen“ sie Wärmestrahlung nicht mit ihren Augen, sondern mit speziellen wärmeempfindlichen Organen.

Der Aufbau einer solchen Orgel ist sehr einfach. Neben jedem Auge befindet sich ein Loch von etwa einem Millimeter Durchmesser, das in einen kleinen, etwa gleich großen Hohlraum führt. An den Wänden des Hohlraums befindet sich eine Membran, die eine Matrix aus etwa 40 mal 40 Zellen großen Thermorezeptorzellen enthält. Im Gegensatz zu den Stäbchen und Zapfen der Netzhaut reagieren diese Zellen nicht auf die „Helligkeit des Lichts“ von Wärmestrahlen, sondern auf die lokale Temperatur der Membran.

Diese Orgel funktioniert wie eine Camera obscura, ein Prototyp von Kameras. Ein kleines Warmblüter sendet vor einem kalten Hintergrund „Wärmestrahlen“ in alle Richtungen aus – Ferninfrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10 Mikrometern. Beim Durchgang durch das Loch erwärmen diese Strahlen lokal die Membran und erzeugen ein „Wärmebild“. Dank der höchsten Empfindlichkeit der Rezeptorzellen (Temperaturunterschiede von Tausendstel Grad Celsius werden erkannt!) und einer guten Winkelauflösung kann eine Schlange eine Maus in absoluter Dunkelheit aus größerer Entfernung erkennen.

Aus physikalischer Sicht gibt gerade die gute Winkelauflösung ein Rätsel auf. Die Natur hat dieses Organ so optimiert, dass es auch schwache Wärmequellen besser „sehen“ kann, das heißt, sie hat einfach den Einlass – die Öffnung – vergrößert. Aber je größer die Blende, desto unschärfer wird das Bild (wir sprechen, wie wir betonen, vom gewöhnlichsten Loch ohne Linsen). In einer Schlangensituation, in der Kameraöffnung und -tiefe ungefähr gleich sind, ist das Bild so unscharf, dass daraus nichts weiter als „irgendwo in der Nähe ist ein warmblütiges Tier“ extrahiert werden kann. Experimente mit Schlangen zeigen jedoch, dass sie die Richtung einer punktuellen Wärmequelle mit einer Genauigkeit von etwa 5 Grad bestimmen können! Wie schaffen es Schlangen, eine so hohe räumliche Auflösung mit einer so schrecklichen Qualität der „Infrarotoptik“ zu erreichen?

Ein kürzlich erschienener Artikel der deutschen Physiker A. B. Sichert, P. Friedel und J. Leo van Hemmen, Physical Review Letters, 97, 068105 (9. August 2006), widmete sich der Untersuchung dieses speziellen Themas.

Da das tatsächliche „Wärmebild“, sagen die Autoren, sehr verschwommen ist und das „räumliche Bild“, das im Gehirn des Tieres erscheint, ziemlich klar ist, bedeutet dies, dass es auf dem Weg von den Rezeptoren zu einer Art neuronalem Zwischenapparat gibt das Gehirn, das sozusagen die Schärfe des Bildes anpasst. Dieser Apparat sollte nicht zu komplex sein, da die Schlange sonst sehr lange über jedes empfangene Bild „denken“ würde und verzögert auf Reize reagieren würde. Darüber hinaus ist es den Autoren zufolge unwahrscheinlich, dass dieses Gerät mehrstufige iterative Mappings verwendet, sondern vielmehr eine Art schneller Ein-Schritt-Konverter ist, der nach einem permanent fest verdrahteten Prinzip arbeitet nervöses System Programm.

Die Forscher haben in ihrer Arbeit nachgewiesen, dass ein solches Vorgehen möglich und durchaus realistisch ist. Sie führten eine mathematische Modellierung der Entstehung eines „Wärmebildes“ durch und entwickelten einen optimalen Algorithmus zur kontinuierlichen Verbesserung seiner Klarheit, den sie als „virtuelle Linse“ bezeichneten.

Trotz des großen Namens ist der von ihnen verwendete Ansatz natürlich nichts grundsätzlich Neues, sondern lediglich eine Art Entfaltung – die Wiederherstellung eines durch die Unvollkommenheit des Detektors verdorbenen Bildes. Dies ist die Umkehrung der Bildunschärfe und wird häufig in der Computerbildverarbeitung verwendet.

Es gab jedoch eine wichtige Nuance bei der Analyse: Das Entfaltungsgesetz musste nicht erraten werden, es konnte auf der Grundlage der Geometrie des empfindlichen Hohlraums berechnet werden. Mit anderen Worten: Es war im Voraus bekannt, welches konkrete Bild eine Punktlichtquelle in eine beliebige Richtung erzeugen würde. Dadurch konnte ein völlig unscharfes Bild mit sehr guter Genauigkeit wiederhergestellt werden (normale Grafikeditoren mit einem Standard-Entfaltungsgesetz wären dieser Aufgabe nicht einmal annähernd gewachsen). Die Autoren schlugen auch eine spezifische neurophysiologische Umsetzung dieser Transformation vor.

Ob diese Arbeit ein neues Wort in der Theorie der Bildverarbeitung enthielt, ist umstritten. Es führte jedoch sicherlich zu unerwarteten Erkenntnissen hinsichtlich der Neurophysiologie des „Infrarotsehens“ bei Schlangen. Tatsächlich scheint der lokale Mechanismus des „normalen“ Sehens (jedes visuelle Neuron nimmt Informationen aus seinem eigenen kleinen Bereich auf der Netzhaut) so natürlich zu sein, dass man sich kaum etwas ganz anderes vorstellen kann. Wenn Schlangen jedoch tatsächlich das beschriebene Entfaltungsverfahren anwenden, erhält jedes Neuron, das zum Gesamtbild der umgebenden Welt im Gehirn beiträgt, Daten überhaupt nicht von einem Punkt, sondern von einem ganzen Ring von Rezeptoren, die über die gesamte Membran verlaufen. Man kann sich nur fragen, wie die Natur es geschafft hat, ein solches „ nichtlokales Sehen", der Fehler in der Infrarotoptik durch nicht triviale mathematische Transformationen des Signals kompensiert.

Natürlich sind Infrarotdetektoren schwer von den oben diskutierten Thermorezeptoren zu unterscheiden. Der thermische Wanzendetektor Triatoma könnte in diesem Abschnitt besprochen werden. Einige Thermorezeptoren sind jedoch so darauf spezialisiert, entfernte Wärmequellen zu erkennen und deren Richtung zu bestimmen, dass es sich lohnt, sie gesondert zu betrachten. Die bekanntesten davon sind die Gesichts- und Schamlippengruben einiger Schlangen. Erste Hinweise deuten darauf hin, dass die Familie der Pseudopodenschlangen Boidae (Boas, Pythons usw.) und die Unterfamilie Grubennattern Crotalinae ( Klapperschlangen, darunter die Echte Klapperschlange Crotalus und der Buschmeister (oder Surukuku) Lachesis) verfügen über Infrarotsensoren, wurden aus einer Analyse ihres Verhaltens bei der Suche nach Opfern und der Bestimmung der Angriffsrichtung gewonnen. Die Infraroterkennung wird auch zur Verteidigung oder Flucht eingesetzt, die durch das Auftauchen eines wärmeabgebenden Raubtiers verursacht wird. Anschließend bestätigten elektrophysiologische Untersuchungen des Trigeminusnervs, der die Schamlippenhöhlen von Propopoden und die Gesichtshöhlen von Grubennattern (zwischen Augen und Nasenlöchern) versorgt, dass diese Aussparungen tatsächlich Infrarotrezeptoren enthalten. Infrarotstrahlung stimuliert diese Rezeptoren ausreichend, eine Reaktion kann jedoch auch durch Waschen der Fossa mit warmem Wasser ausgelöst werden.

Histologische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Tüpfel keine spezialisierten Rezeptorzellen enthalten, sondern nicht myelinisierte Enden des Trigeminusnervs, die eine breite, sich nicht überlappende Verzweigung bilden.

In den Gruben von Pseudopodien und Grubenschlangen reagiert die Oberfläche des Grubenbodens auf Infrarotstrahlung, und die Reaktion hängt von der Position der Strahlungsquelle relativ zum Rand der Grube ab.

Die Aktivierung von Rezeptoren sowohl bei Pseudopoden als auch bei Grubennattern erfordert eine Änderung des Infrarotstrahlungsflusses. Dies kann entweder durch die Bewegung eines wärmeabgebenden Objekts im „Sichtfeld“ relativ zur kälteren Umgebung oder durch die Abtastbewegung des Schlangenkopfes erreicht werden.

Die Empfindlichkeit reicht aus, um den Strahlungsfluss einer menschlichen Hand zu erfassen, die sich im „Sichtfeld“ in einer Entfernung von 40 - 50 cm bewegt, was bedeutet, dass der Schwellenreiz weniger als 8 x 10-5 W/cm 2 beträgt. Auf dieser Grundlage liegt der von den Rezeptoren erkannte Temperaturanstieg in der Größenordnung von 0,005 °C (d. h. etwa eine Größenordnung besser als die Fähigkeit des Menschen, Temperaturänderungen zu erkennen).

„Wärmebildende“ Schlangen

Experimente, die Wissenschaftler in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts mit Klapperschlangen und verwandten Grubenschlangen (Crotaliden) durchführten, zeigten, dass Schlangen tatsächlich die von einer Flamme abgegebene Wärme sehen können. Reptilien waren in der Lage, die von erhitzten Objekten abgegebene subtile Wärme über große Entfernungen wahrzunehmen, oder anders ausgedrückt, sie waren in der Lage, Infrarotstrahlung zu spüren, deren lange Wellen für den Menschen unsichtbar sind. Die Fähigkeit von Grubenschlangen, Wärme zu spüren, ist so groß, dass sie die von einer Ratte abgegebene Wärme aus beträchtlicher Entfernung wahrnehmen können. Schlangen haben Wärmesensoren in kleinen Vertiefungen an ihrer Schnauze, daher ihr Name – Grubenköpfe. Jede kleine, nach vorne gerichtete Grübchen zwischen Augen und Nasenlöchern hat ein winziges, nadelstichartiges Loch. Am Boden dieser Löcher befindet sich eine Membran, die in ihrer Struktur der Netzhaut des Auges ähnelt und die kleinsten Thermorezeptoren in Mengen von 500-1500 pro Quadratmillimeter enthält. Thermorezeptoren verfügen über 7.000 Nervenenden, die mit einem Ast des Trigeminusnervs am Kopf und an der Schnauze verbunden sind. Da sich die Sinneszonen beider Gruben überlappen, kann die Grubenschlange Wärme stereoskopisch wahrnehmen. Die stereoskopische Wärmewahrnehmung ermöglicht es der Schlange, durch die Erkennung von Infrarotwellen nicht nur Beute zu finden, sondern auch die Entfernung zu ihr abzuschätzen. Grubenschlangen kombinieren eine fantastische thermische Empfindlichkeit mit einer schnellen Reaktion, sodass Schlangen in weniger als 35 Millisekunden sofort auf ein thermisches Signal reagieren können. Es ist nicht verwunderlich, dass Schlangen mit dieser Reaktion sehr gefährlich sind.

Die Fähigkeit, Infrarotstrahlung zu erkennen, verleiht Grubenottern erhebliche Fähigkeiten. Sie können nachts jagen und in ihren unterirdischen Höhlen ihre Hauptbeute, Nagetiere, verfolgen. Obwohl diese Schlangen über einen hochentwickelten Geruchssinn verfügen, den sie auch zum Auffinden von Beute nutzen, wird ihr tödlicher Angriff durch wärmeempfindliche Gruben und zusätzliche Thermorezeptoren im Maul gesteuert.

Obwohl der Infrarotsinn anderer Schlangengruppen weniger gut verstanden ist, ist bekannt, dass auch Schlangenschlangen und Pythons wärmeempfindliche Organe haben. Anstelle von Gruben haben diese Schlangen mehr als 13 Thermorezeptorpaare, die sich um die Lippen herum befinden.

In den Tiefen des Ozeans herrscht Dunkelheit. Das Licht der Sonne gelangt nicht dorthin, und dort flackert nur das Licht, das die Tiefseebewohner des Meeres ausstrahlen. Wie Glühwürmchen an Land sind diese Lebewesen mit Organen ausgestattet, die Licht erzeugen.

Der Schwarze Malacoste (Malacosteus niger) besitzt ein riesiges Maul und lebt in völliger Dunkelheit in Tiefen von 915 bis 1830 m. Er ist ein Raubtier. Wie kann er in völliger Dunkelheit jagen?

Malacost ist in der Lage, das sogenannte ferne rote Licht zu sehen. Lichtwellen Im roten Teil des sogenannten sichtbaren Spektrums haben sie die längste Wellenlänge, etwa 0,73–0,8 Mikrometer. Obwohl dieses Licht für das menschliche Auge unsichtbar ist, können einige Fische, darunter der Schwarze Malacoste, es sehen.

An den Seiten der Augen eines Malacoste befinden sich zwei biolumineszierende Organe, die ein blaugrünes Licht aussenden. Die meisten anderen biolumineszierenden Lebewesen in diesem Reich der Dunkelheit strahlen ebenfalls ein bläuliches Licht aus und haben Augen, die für die blauen Wellenlängen des sichtbaren Spektrums empfindlich sind.

Das zweite Paar biolumineszierender Organe des Schwarzen Malacoste befindet sich unterhalb seiner Augen und erzeugt ein entferntes rotes Licht, das für andere Menschen in den Tiefen des Ozeans unsichtbar ist. Diese Organe verschaffen dem Schwarzen Malacoste einen Vorteil gegenüber seinen Rivalen, da das Licht, das er aussendet, ihm hilft, Beute zu erkennen und mit anderen Artgenossen zu kommunizieren, ohne seine Anwesenheit zu verraten.

Aber wie sieht der schwarze Malacoste fernes rotes Licht? Gemäß dem Sprichwort „Du bist, was du isst“ erhält es diese Gelegenheit tatsächlich, indem es winzige Ruderfußkrebse frisst, die sich wiederum von Bakterien ernähren, die tiefrotes Licht absorbieren. Im Jahr 1998 entdeckte ein Team von Wissenschaftlern im Vereinigten Königreich, darunter Dr. Julian Partridge und Dr. Ron Douglas, dass die Netzhaut der Augen des schwarzen Malacoste eine modifizierte Version des bakteriellen Chlorophylls enthält, eines Photopigments, das dunkelrote Strahlen erkennen kann Licht.

Dank des tiefroten Lichts können manche Fische in Wasser sehen, das für uns schwarz erscheint. Der blutrünstige Piranha in den trüben Gewässern des Amazonas beispielsweise nimmt das Wasser als dunkelrot wahr, eine Farbe, die durchscheinender als Schwarz ist. Das Wasser erscheint aufgrund rot gefärbter Vegetationspartikel, die sichtbares Licht absorbieren, rot. Es dringen nur weit entfernte rote Lichtstrahlen durch schlammiges Wasser, und der Piranha kann sie sehen. Infrarotstrahlen ermöglichen es ihr, Beute zu sehen, selbst wenn sie in völliger Dunkelheit jagt. Genau wie Piranhas, Karausche in ihrem natürliche Orte In unseren Lebensräumen ist das Süßwasser oft trüb und mit Vegetation überfüllt. Und sie passen sich daran an, indem sie in der Lage sind, tiefrotes Licht zu erkennen. Tatsächlich übertrifft ihre Sichtweite (Ebene) die der Piranhas, da sie nicht nur im fernen Rotlicht, sondern auch im echten Infrarotlicht sehen können. Ihr Favorit ist also hausgemacht Goldfisch Sie können viel mehr sehen, als Sie denken, einschließlich der „unsichtbaren“ Infrarotstrahlen, die von herkömmlichen elektronischen Haushaltsgeräten wie Fernsehfernbedienungen und Sicherheitsalarmanlagen ausgestrahlt werden.

Schlangen greifen ihre Beute blind an

Es ist bekannt, dass viele Schlangenarten, selbst wenn ihnen das Sehvermögen fehlt, in der Lage sind, ihre Opfer mit unheimlicher Genauigkeit zu treffen.

Die rudimentäre Natur ihrer Wärmesensoren macht es schwierig zu argumentieren, dass die Fähigkeit, die Wärmestrahlung von Beutetieren wahrzunehmen, allein diese erstaunlichen Fähigkeiten erklären kann. Eine Studie von Wissenschaftlern der Technischen Universität München zeigt, dass es wahrscheinlich vor allem darum geht, dass Schlangen über eine einzigartige „Technologie“ zur Verarbeitung visueller Informationen verfügen, berichtet Newscientist.

Viele Schlangen verfügen über empfindliche Infrarotdetektoren, die ihnen die Navigation im Weltraum erleichtern. Unter Laborbedingungen wurden die Augen von Schlangen mit Klebeband abgedeckt, und es stellte sich heraus, dass sie eine Ratte infizieren konnten. sofortiger Schlag giftige Zähne in den Hals des Opfers oder hinter die Ohren. Diese Genauigkeit lässt sich nicht allein durch die Fähigkeit der Schlange erklären, den Hitzefleck zu erkennen. Offensichtlich liegt der springende Punkt in der Fähigkeit von Schlangen, das Infrarotbild irgendwie zu verarbeiten und es von Störungen zu „reinigen“.

Wissenschaftler haben ein Modell entwickelt, das sowohl thermisches „Rauschen“, das von sich bewegenden Beutetieren ausgeht, als auch alle Fehler im Zusammenhang mit der Funktion der Detektormembran selbst berücksichtigt und filtert. Im Modell verursacht ein Signal von jedem der zweitausend Wärmerezeptoren die Erregung seines Neurons, aber die Intensität dieser Erregung hängt vom Input an jede der anderen Nervenzellen ab. Durch die Integration von Signalen interagierender Rezeptoren in die Modelle konnten die Wissenschaftler auch bei hohem Fremdrauschen sehr klare Wärmebilder erhalten. Aber auch relativ kleine Fehler beim Betrieb von Membrandetektoren können das Bild völlig zerstören. Um solche Fehler zu minimieren, sollte die Dicke der Membran 15 Mikrometer nicht überschreiten. Und es stellte sich heraus, dass die Membranen von Grubenschlangen genau diese Dicke haben, berichtet cnews. ru.

So konnten Wissenschaftler die erstaunliche Fähigkeit von Schlangen nachweisen, selbst Bilder zu verarbeiten, die alles andere als perfekt sind. Nun geht es darum, das Modell durch Studien an echten Schlangen zu bestätigen.

Es ist bekannt, dass viele Schlangenarten (insbesondere aus der Gruppe der Grubenschlangen) in der Lage sind, ihre Opfer auch ohne Sehkraft mit übernatürlicher „Präzision“ zu treffen. Die rudimentäre Natur ihrer Wärmesensoren macht es schwierig zu argumentieren, dass die Fähigkeit, die Wärmestrahlung von Beutetieren wahrzunehmen, allein diese erstaunlichen Fähigkeiten erklären kann. Eine Studie von Wissenschaftlern der Technischen Universität München zeigt, dass möglicherweise alles auf das Vorhandensein einer einzigartigen „Technologie“ zur Verarbeitung visueller Informationen bei Schlangen zurückzuführen ist, berichtet Newscientist.

Es ist bekannt, dass viele Schlangen über empfindliche Infrarotdetektoren verfügen, die ihnen bei der Navigation im Weltraum und beim Aufspüren von Beute helfen. Unter Laborbedingungen wurde Schlangen vorübergehend das Sehvermögen entzogen, indem man ihre Augen mit einem Pflaster bedeckte, und es stellte sich heraus, dass sie eine Ratte mit einem sofortigen Schlag giftiger Zähne treffen konnten, der auf den Hals des Opfers hinter den Ohren zielte – wo die Ratte war konnte sich mit seinen scharfen Schneidezähnen nicht wehren. Diese Genauigkeit lässt sich nicht allein durch die Fähigkeit der Schlange erklären, einen vagen Hitzefleck zu erkennen.

An den Seiten der Vorderseite des Kopfes haben Grubennattern Vertiefungen (die der Gruppe ihren Namen geben), in denen sich wärmeempfindliche Membranen befinden. Wie „fokussiert“ eine Thermomembran? Es wurde angenommen, dass diese Orgel nach dem Prinzip einer Camera obscura funktioniert. Allerdings ist der Durchmesser der Löcher zu groß, um dieses Prinzip umzusetzen, und dadurch kann nur ein sehr unscharfes Bild erhalten werden, das nicht in der Lage ist, die einzigartige Genauigkeit eines Schlangenwurfs zu erreichen. Offensichtlich liegt der springende Punkt in der Fähigkeit von Schlangen, das Infrarotbild irgendwie zu verarbeiten und es von Störungen zu „reinigen“.

So konnten Wissenschaftler die erstaunliche Fähigkeit von Schlangen nachweisen, selbst Bilder zu verarbeiten, die alles andere als perfekt sind. Es bleibt nur noch, das Modell durch Studien an echten, nicht „virtuellen“ Schlangen zu bestätigen.

Von all den vielen verschiedenen Tieren, die auf der Erde leben, sind die Augen einer Schlange in der Lage, Farben und Schattierungen zu unterscheiden. Das Sehen einer Schlange spielt eine große Rolle im Leben, obwohl es nicht der Hauptsinn für das Kennenlernen ist Außenwelt. Die Zahl der Schlangen auf unserem Planeten beträgt etwa . Wie viele aus der Schule wissen, gehören Schlangen zur Ordnung der Squamaten. Ihr Lebensraum sind Gebiete mit warmen bzw gemäßigtes Klima. .

Wie funktionieren Schlangenaugen?

Das Schlangenauge hat im Gegensatz zu anderen Tieren keine Sehschärfe. Dies liegt daran, dass ihre Augen mit einem dünnen, ledrigen Film bedeckt sind, sie sind stark getrübt, was die Sicht stark beeinträchtigt. Während der Häutung wirft die Schlange ihre alte Haut und damit auch den Film ab. Daher sind Schlangen nach der Häutung besonders „großäugig“. Ihre Sicht wird für mehrere Monate schärfer und klarer. Aufgrund des Films auf den Augen verleihen Menschen seit der Antike dem Blick der Schlange eine besondere Kälte und hypnotische Kraft.

Die meisten Schlangen, die in der Nähe von Menschen leben, sind harmlos und stellen keine Gefahr für den Menschen dar. Es gibt aber auch giftige. Schlangengift wird zur Jagd und zum Schutz eingesetzt.

Je nach Jagdart – tagsüber oder nachts – verändert sich die Form der Pupille von Schlangen. Beispielsweise ist die Pupille rund und Schlangen, die in der Dämmerung jagen, haben vertikale und längliche Augen mit langen Schlitzen.

Aber die ungewöhnlichsten Augen haben die Arten der Peitschenschlangen. Ihr Auge ist einem horizontal angeordneten Schlüsselloch sehr ähnlich. Aufgrund dieser ungewöhnlichen Struktur der Augen nutzt die Schlange geschickt ihr binokulares Sehen – das heißt, jedes Auge bildet ein vollständiges Bild der Welt.

Aber das wichtigste Sinnesorgan der Schlangen ist immer noch der Geruchssinn. Dieses Organ ist das Hauptorgan für die Thermolokalisierung von Vipern und Pythons. Der Geruchssinn ermöglicht es einem, die Wärme seiner Opfer in völliger Dunkelheit zu spüren und ihren Standort ziemlich genau zu bestimmen. Schlangen, die nicht giftig sind, erwürgen ihre Beute oder wickeln ihren Körper um sie, und es gibt auch Schlangen, die ihre Beute bei lebendigem Leib verschlingen. Meistens haben es Schlangen getan kleine Größen, nicht mehr als einen Meter. Während einer Jagd konzentrieren sich die Augen der Schlange auf einen Punkt und ihre gespaltene Zunge spürt dank des Jacobson-Organs die subtilsten Gerüche in der Luft auf.

Einführung................................................. ....................................................... ............. ............3

1. Es gibt viele Möglichkeiten zu sehen – alles hängt von den Zielen ab................................. ..4

2. Reptilien. Allgemeine Informationen................................................ ........................................8

3. Infrarot-Sehorgane von Schlangen................................................. ........ ................12

4. „Wärmebildende“ Schlangen................................................. ........ ........................................17

5. Schlangen greifen ihre Beute blind an................................................. ........ ......................20

Abschluss................................................. ................................................. ...... ......22

Referenzliste................................................ .............................................24

Einführung

Sind Sie sicher, dass die Welt um uns herum genau so aussieht, wie sie uns erscheint? Aber Tiere sehen das ganz anders.

Hornhaut und Linse haben beim Menschen und bei höheren Tieren den gleichen Aufbau. Der Aufbau der Netzhaut ist ähnlich. Es enthält lichtempfindliche Zapfen und Stäbchen. Zapfen sind für das Farbsehen zuständig, Stäbchen für das Sehen im Dunkeln.

Das Auge ist ein erstaunliches Organ des menschlichen Körpers, ein lebendes optisches Gerät. Dank ihm können wir Tag und Nacht sehen, Farben und Bildvolumen unterscheiden. Das Auge ist wie eine Kamera gestaltet. Seine Hornhaut und seine Linse brechen und fokussieren wie eine Linse das Licht. Die den Augenhintergrund auskleidende Netzhaut fungiert als empfindlicher fotografischer Film. Es besteht aus speziellen lichtempfangenden Elementen – Zapfen und Stäbchen.

Wie funktionieren die Augen unserer „kleineren Brüder“? Tiere, die nachts jagen, haben mehr Stäbchen in ihrer Netzhaut. Diejenigen Vertreter der Fauna, die nachts lieber schlafen, haben in ihrer Netzhaut nur Zapfen. Am wachsamsten in der Natur sind tagaktive Tiere und Vögel. Das ist verständlich: Ohne scharfes Sehen werden sie einfach nicht überleben. Aber auch nachtaktive Tiere haben ihre Vorteile: Selbst bei minimaler Beleuchtung nehmen sie kleinste, kaum wahrnehmbare Bewegungen wahr.

Im Allgemeinen sieht der Mensch klarer und besser als die meisten Tiere. Tatsache ist, dass es im menschlichen Auge einen sogenannten gelben Fleck gibt. Es befindet sich in der Mitte der Netzhaut auf der optischen Achse des Auges und enthält nur Zapfen. Sie empfangen Lichtstrahlen, die beim Durchgang durch Hornhaut und Linse am wenigsten verzerrt werden.

„Gelber Fleck“ – spezifisches Merkmal Der Sehapparat des Menschen ist allen anderen Arten entzogen. Gerade weil dieses wichtige Gerät fehlt, sehen Hunde und Katzen schlechter als wir.

1. Es gibt viele Möglichkeiten zu sehen – alles hängt von Ihren Zielen ab

Jede Art hat im Laufe der Evolution ihre eigenen visuellen Fähigkeiten entwickelt. so viel, wie für seinen Lebensraum und seine Lebensweise erforderlich ist. Wenn wir das verstehen, können wir sagen, dass alle lebenden Organismen auf ihre Weise eine „ideale“ Vision haben.

Ein Mensch sieht unter Wasser schlecht, aber die Augen eines Fisches sind so konstruiert, dass sie, ohne ihre Position zu verändern, Objekte unterscheiden können, die für uns „außerhalb“ unserer Sicht bleiben. Am Boden lebende Fische wie Flunder und Wels haben Augen oben am Kopf, um Feinde und Beute zu erkennen, die normalerweise von oben auftauchen. Übrigens können sich die Augen eines Fisches unabhängig voneinander in verschiedene Richtungen drehen. Sie sehen unter Wasser klarer als andere Raubfisch sowie Bewohner der Tiefe, die sich von den kleinsten Lebewesen ernähren - Plankton und Bodenorganismen.

Das Sehvermögen der Tiere wird an ihre vertraute Umgebung angepasst. Maulwürfe zum Beispiel sind kurzsichtig – sie sehen nur aus der Nähe. In der völligen Dunkelheit ihrer unterirdischen Höhlen ist jedoch keine andere Sicht erforderlich. Fliegen und andere Insekten haben Schwierigkeiten, die Umrisse von Objekten zu erkennen, können sie aber in einer Sekunde erkennen große Nummer separate „Bilder“. Ungefähr 200 im Vergleich zu 18 beim Menschen! Es handelt sich also um eine flüchtige Bewegung, die wir kaum wahrnehmen, denn eine Fliege wird in viele Einzelbilder „zerlegt“ – wie Einzelbilder auf einem Film. Dank dieser Eigenschaft finden Insekten sofort ihren Weg, wenn sie ihre Beute im Flug fangen oder vor Feinden (einschließlich Menschen mit einer Zeitung in der Hand) fliehen müssen.

Die Augen von Insekten sind eines der schönsten erstaunliche Kreationen Natur. Sie sind gut entwickelt und besetzt am meisten Oberfläche des Kopfes des Insekts. Sie bestehen aus zwei Typen – einfach und komplex. Normalerweise gibt es drei einfache Augen, die in Form eines Dreiecks auf der Stirn angeordnet sind. Sie unterscheiden zwischen Licht und Dunkelheit, und wenn ein Insekt fliegt, folgt es der Horizontlinie.

Facettenaugen bestehen aus vielen kleinen Augen (Facetten), die wie konvexe Sechsecke aussehen. Jedes Auge ist mit einer einzigartigen, einfachen Linse ausgestattet. Facettenaugen erzeugen ein Mosaikbild – jede Facette „passt“ nur zu einem Fragment eines Objekts im Sichtfeld.

Interessanterweise sind bei vielen Insekten einzelne Facetten in Facettenaugen vergrößert. Und ihr Standort hängt vom Lebensstil des Insekts ab. Wenn es sich mehr für das interessiert, was darüber geschieht, befinden sich die größten Facetten im oberen Teil des Facettenauges, und wenn es darunter liegt, im unteren Teil. Wissenschaftler haben immer wieder versucht zu verstehen, was Insekten genau sehen. Erscheint die Welt um sie herum wirklich in Form eines magischen Mosaiks vor ihren Augen? Auf diese Frage gibt es noch keine eindeutige Antwort.

Besonders viele Experimente wurden mit Bienen durchgeführt. Bei den Experimenten stellte sich heraus, dass diese Insekten Sehvermögen benötigen, um sich im Raum zu orientieren, Feinde zu erkennen und mit anderen Bienen zu kommunizieren. Bienen können im Dunkeln nicht sehen (oder fliegen). Aber sie unterscheiden einige Farben sehr gut: Gelb, Blau, Blaugrün, Lila und eine bestimmte „Bienen“-Farbe. Letzteres ist das Ergebnis der „Mischung“ von Ultraviolett, Blau und Gelb. Im Allgemeinen können Bienen in ihrer Sehschärfe problemlos mit Menschen konkurrieren.

Nun, wie kommen Lebewesen zurecht, die ein sehr schlechtes Sehvermögen haben oder denen es völlig fehlt? Wie navigieren sie im Weltraum? Manche Menschen „sehen“ auch – nur nicht mit den Augen. Die einfachsten Wirbellosen und Quallen, die zu 99 Prozent aus Wasser bestehen, verfügen über lichtempfindliche Zellen, die ihre üblichen Sehorgane perfekt ersetzen.

Die Vision der Fauna, die unseren Planeten bewohnt, birgt noch viele erstaunliche Geheimnisse, die auf ihre Forscher warten. Eines ist jedoch klar: Die Vielfalt der Augen in der belebten Natur ist das Ergebnis der langen Evolution jeder Art und hängt eng mit ihrer Lebensweise und ihrem Lebensraum zusammen.

Menschen

Wir können Objekte aus der Nähe klar erkennen und feinste Farbnuancen unterscheiden. Im Zentrum der Netzhaut befinden sich die Zapfen der „Makula“, die für die Sehschärfe und die Farbwahrnehmung verantwortlich sind. Ansicht - 115-200 Grad.

Auf der Netzhaut unseres Auges wird das Bild verkehrt herum aufgenommen. Doch unser Gehirn korrigiert das Bild und verwandelt es in das „richtige“.

Katzen

Breit eingestellt Katzenaugen geben einen Blick von 240 Grad. Die Netzhaut des Auges ist hauptsächlich mit Stäbchen ausgestattet, die Zapfen sind in der Mitte der Netzhaut (dem Bereich des scharfen Sehens) gesammelt. Nachtsicht ist besser als Tagessicht. Im Dunkeln sieht eine Katze zehnmal besser als wir. Ihre Pupillen weiten sich und die reflektierende Schicht unter der Netzhaut schärft ihr Sehvermögen. Und die Katze kann Farben schlecht unterscheiden – nur wenige Schattierungen.

Hunde

Lange Zeit glaubte man, dass ein Hund die Welt in Schwarzweiß sieht. Caniden können jedoch immer noch Farben unterscheiden. Diese Informationen sind für sie einfach nicht sehr aussagekräftig.

Das Sehvermögen von Hunden ist 20–40 % schlechter als das von Menschen. Ein Gegenstand, den wir in einer Entfernung von 20 Metern erkennen können, „verschwindet“ für einen Hund, wenn er mehr als 5 Meter entfernt ist. Aber die Nachtsicht ist ausgezeichnet – drei- bis viermal besser als bei uns. Hund - Jäger der Nacht: Sie sieht weit in der Dunkelheit. Im Dunkeln kann ein Wachhund ein sich bewegendes Objekt in einer Entfernung von 800-900 Metern sehen. Ansicht - 250-270 Grad.

Vögel

Vögel halten den Rekord für die Sehschärfe. Sie können Farben gut unterscheiden. Die Sehschärfe der meisten Greifvögel ist um ein Vielfaches höher als die des Menschen. Falken und Adler erkennen sich bewegende Beute aus einer Höhe von zwei Kilometern. Kein einziges Detail entgeht der Aufmerksamkeit eines in 200 Metern Höhe schwebenden Falken. Seine Augen „vergrößern“ den zentralen Teil des Bildes um das 2,5-fache. Das menschliche Auge verfügt nicht über eine solche „Lupe“: Je höher wir sind, desto schlechter sehen wir, was sich darunter befindet.

Schlangen

Die Schlange hat keine Augenlider. Ihr Auge ist mit einer transparenten Membran bedeckt, die bei der Häutung durch eine neue ersetzt wird. Die Schlange fokussiert ihren Blick, indem sie die Form der Linse verändert.

Die meisten Schlangen unterscheiden Farben, aber die Umrisse des Bildes sind unscharf. Die Schlange reagiert hauptsächlich auf ein sich bewegendes Objekt und nur dann, wenn es sich in der Nähe befindet. Sobald sich das Opfer bewegt, erkennt das Reptil es. Wenn Sie erstarren, wird die Schlange Sie nicht sehen. Aber es kann angreifen. Rezeptoren in der Nähe der Augen der Schlange fangen die von einem Lebewesen ausgehende Wärme ein.

Fisch

Das Fischauge hat eine sphärische Linse, die ihre Form nicht verändert. Um ihren Blick zu fokussieren, bewegen die Fische mithilfe spezieller Muskeln die Linse näher oder weiter von der Netzhaut weg.

In klarem Wasser sieht der Fisch durchschnittlich 10-12 Meter und deutlich - in einer Entfernung von 1,5 Metern. Aber der Blickwinkel ist ungewöhnlich groß. Fische fixieren Objekte in einem Bereich von 150 Grad vertikal und 170 Grad horizontal. Sie unterscheiden Farben und nehmen Infrarotstrahlung wahr.

Bienen

„Bienen mit Tagessicht“: Worauf sollte man nachts im Bienenstock achten?

Das Auge der Biene nimmt ultraviolette Strahlung wahr. Sie sieht eine weitere Biene in violetter Farbe und wie durch eine Optik, die das Bild „komprimiert“ hat.

Das Auge der Biene besteht aus 3 einfachen und 2 komplexen zusammengesetzten Ocelli. Komplexe unterscheiden zwischen sich bewegenden Objekten und den Umrissen stationärer Objekte während des Fluges. Ganz einfach: Bestimmen Sie den Grad der Lichtintensität. Bienen haben keine Nachtsicht“: Worauf sollte man nachts im Bienenstock achten?

2. Reptilien. allgemeine Informationen

Die meisten Reptilien sind Raubtiere mit einem gut entwickelten Sinnessystem, das ihnen hilft, Beute zu finden und Gefahren zu vermeiden. Sie haben ein ausgezeichnetes Sehvermögen und Schlangen verfügen darüber hinaus über die besondere Fähigkeit, ihren Blick zu fokussieren, indem sie die Form der Linse verändern. Nachtaktive Reptilien wie Geckos sehen alles in Schwarzweiß, die meisten anderen haben jedoch ein gutes Farbsehen.

Reptilien werden als Kaltblüter charakterisiert, was jedoch nicht ganz korrekt ist. Ihre Körpertemperatur wird hauptsächlich durch ihre Umgebung bestimmt, in vielen Fällen können sie sie jedoch regulieren und bei Bedarf auf einem höheren Niveau halten. Einige Arten sind in der Lage, im eigenen Körpergewebe Wärme zu erzeugen und zu speichern. Kaltblut hat gegenüber Warmblut einige Vorteile. Säugetiere müssen ihre Körpertemperatur innerhalb sehr enger Grenzen auf einem konstanten Niveau halten. Dazu benötigen sie ständig Nahrung. Reptilien hingegen vertragen eine Absenkung der Körpertemperatur sehr gut; Ihre Lebensspanne ist viel länger als die von Vögeln und Säugetieren. Daher können sie Orte besiedeln, die für Säugetiere nicht geeignet sind, beispielsweise Wüsten.

Anscheinend haben unter den Reptilien nur Eidechsen ein gut entwickeltes Sehvermögen, da viele von ihnen sich schnell bewegende Beute jagen. Wasserreptilien verlassen sich stark auf Sinne wie Geruch und Gehör, um Beute aufzuspüren, einen Partner zu finden oder die Annäherung eines Feindes zu erkennen. Ihr Sehvermögen spielt eine Nebenrolle und funktioniert nur im Nahbereich, visuelle Bilder sind verschwommen und es fehlt ihnen die Fähigkeit, sich über längere Zeit auf stationäre Objekte zu konzentrieren. Die meisten Schlangen haben ein ziemlich schlechtes Sehvermögen und können normalerweise nur sich bewegende Objekte in der Nähe erkennen. Die Erstarrungsreaktion bei Fröschen, wenn sich beispielsweise eine Schlange ihnen nähert, ist ein guter Abwehrmechanismus, da die Schlange die Anwesenheit des Frosches erst erkennt, wenn sie eine plötzliche Bewegung ausführt. Wenn dies geschieht, können visuelle Reflexe es der Schlange ermöglichen, schnell damit umzugehen. Nur Baumschlangen, die sich um Äste winden und im Flug nach Vögeln und Insekten greifen, haben eine gute binokulare Sicht.

Der Geschmacks- und Geruchssinn ist für Schlangen sehr wichtig. Die zitternde, gespaltene Zunge der Schlange, die manche als „Schlangenstachel“ bezeichnen, sammelt tatsächlich Spuren verschiedener Substanzen, die schnell in der Luft verschwinden, und trägt sie zu empfindlichen Vertiefungen im Inneren des Mauls. Im Gaumen (Jacobson-Organ) befindet sich ein spezielles Gerät, das über einen Ast des Riechnervs mit dem Gehirn verbunden ist. Das ständige Ausstrecken und Zurückziehen der Zunge ist eine wirksame Methode, um die Luft auf wichtige chemische Bestandteile zu prüfen. Im zurückgezogenen Zustand befindet sich die Zunge nahe am Jacobson-Organ und ihre Nervenenden nehmen diese Substanzen auf. Bei anderen Reptilien spielt der Geruchssinn eine wichtige Rolle und der für diese Funktion zuständige Teil des Gehirns ist sehr gut entwickelt. Die Geschmacksorgane sind meist weniger ausgeprägt. Wie Schlangen dient das Jacobson-Organ dazu, Partikel in der Luft aufzuspüren (bei einigen Arten mithilfe der Zunge), die einen Geruchssinn übertragen.

Reptilieneier enthalten alles, was ein sich entwickelnder Embryo braucht. Hierbei handelt es sich um einen Nahrungsvorrat in Form eines großen Eigelbs, des im Eiweiß enthaltenen Wassers und einer mehrschichtigen Schutzhülle, die gefährliche Bakterien nicht passieren lässt, aber Luft atmen lässt.

4. Infrarot-Sehorgane von Schlangen

Das Infrarotsehen von Schlangen erfordert eine nicht-lokale Bildverarbeitung

Einige Schlangenarten verfügen über die einzigartige Fähigkeit, Wärmestrahlung einzufangen, die es ihnen ermöglicht, die Welt um sie herum in absoluter Dunkelheit zu betrachten. Sie „sehen“ Wärmestrahlung jedoch nicht mit ihren Augen, sondern mit speziellen wärmeempfindlichen Organen.

Da das tatsächliche „Wärmebild“, sagen die Autoren, sehr verschwommen ist und das „räumliche Bild“, das im Gehirn des Tieres erscheint, ziemlich klar ist, bedeutet dies, dass es auf dem Weg von den Rezeptoren zu einer Art neuronalem Zwischenapparat gibt das Gehirn, das sozusagen die Schärfe des Bildes anpasst. Dieser Apparat sollte nicht zu komplex sein, da die Schlange sonst sehr lange über jedes empfangene Bild „denken“ würde und verzögert auf Reize reagieren würde. Darüber hinaus verwendet dieses Gerät den Autoren zufolge kaum mehrstufige iterative Zuordnungen, sondern ist vielmehr eine Art schneller Ein-Schritt-Konverter, der nach einem Programm arbeitet, das fest im Nervensystem verankert ist.

Ob diese Arbeit ein neues Wort in der Theorie der Bildverarbeitung enthielt, ist umstritten. Es führte jedoch sicherlich zu unerwarteten Erkenntnissen hinsichtlich der Neurophysiologie des „Infrarotsehens“ bei Schlangen. Tatsächlich scheint der lokale Mechanismus des „normalen“ Sehens (jedes visuelle Neuron nimmt Informationen aus seinem eigenen kleinen Bereich auf der Netzhaut) so natürlich zu sein, dass man sich kaum etwas ganz anderes vorstellen kann. Wenn Schlangen jedoch tatsächlich das beschriebene Entfaltungsverfahren anwenden, erhält jedes Neuron, das zum Gesamtbild der umgebenden Welt im Gehirn beiträgt, Daten überhaupt nicht von einem Punkt, sondern von einem ganzen Ring von Rezeptoren, die über die gesamte Membran verlaufen. Man kann sich nur fragen, wie es der Natur gelungen ist, ein solches „nicht-lokales Sehen“ zu konstruieren, das die Mängel der Infrarotoptik durch nicht triviale mathematische Transformationen des Signals ausgleicht.

Natürlich sind Infrarotdetektoren schwer von den oben diskutierten Thermorezeptoren zu unterscheiden. Der thermische Wanzendetektor Triatoma könnte in diesem Abschnitt besprochen werden. Einige Thermorezeptoren sind jedoch so darauf spezialisiert, entfernte Wärmequellen zu erkennen und deren Richtung zu bestimmen, dass es sich lohnt, sie gesondert zu betrachten. Die bekanntesten davon sind die Gesichts- und Schamlippengruben einiger Schlangen. Erste Hinweise deuten darauf hin, dass die Familie der Pseudopoden Boidae (Boa constrictors, Pythons usw.) und die Unterfamilie der Grubenottern Crotalinae (Klapperschlangen, einschließlich der echten Klapperschlange Crotalus und der Buschmeister (oder Surukuku) Lachesis) über Infrarotsensoren verfügen eine Analyse ihres Verhaltens bei der Suche nach Opfern und der Bestimmung der Angriffsrichtung. Die Infraroterkennung wird auch zur Verteidigung oder Flucht eingesetzt, die durch das Auftauchen eines wärmeabgebenden Raubtiers verursacht wird. Anschließend bestätigten elektrophysiologische Untersuchungen des Trigeminusnervs, der die Schamlippenhöhlen von Propopoden und die Gesichtshöhlen von Grubennattern (zwischen Augen und Nasenlöchern) versorgt, dass diese Aussparungen tatsächlich Infrarotrezeptoren enthalten. Infrarotstrahlung stimuliert diese Rezeptoren ausreichend, eine Reaktion kann jedoch auch durch Waschen der Fossa mit warmem Wasser ausgelöst werden.

Die Empfindlichkeit reicht aus, um den Strahlungsfluss einer menschlichen Hand zu erfassen, die sich im „Sichtfeld“ in einer Entfernung von 40 - 50 cm bewegt, was bedeutet, dass der Schwellenreiz weniger als 8 x 10-5 W/cm2 beträgt. Auf dieser Grundlage liegt der von den Rezeptoren erkannte Temperaturanstieg in der Größenordnung von 0,005 °C (d. h. etwa eine Größenordnung besser als die Fähigkeit des Menschen, Temperaturänderungen zu erkennen).

5. Hitzesehende Schlangen

Der Schwarze Malacoste (Malacosteus niger) besitzt ein riesiges Maul und lebt in völliger Dunkelheit in Tiefen von 915 bis 1830 m. Er ist ein Raubtier. Wie kann er in völliger Dunkelheit jagen?

Malacost ist in der Lage, das sogenannte ferne rote Licht zu sehen. Lichtwellen im roten Teil des sogenannten sichtbaren Spektrums haben die längste Wellenlänge, etwa 0,73–0,8 Mikrometer. Obwohl dieses Licht für das menschliche Auge unsichtbar ist, können einige Fische, darunter der Schwarze Malacoste, es sehen.

Dank des tiefroten Lichts können manche Fische in Wasser sehen, das für uns schwarz erscheint. Der blutrünstige Piranha in den trüben Gewässern des Amazonas beispielsweise nimmt das Wasser als dunkelrot wahr, eine Farbe, die durchscheinender als Schwarz ist. Das Wasser erscheint aufgrund rot gefärbter Vegetationspartikel, die sichtbares Licht absorbieren, rot. Nur die fernen roten Lichtstrahlen dringen durch das trübe Wasser und können von den Piranhas gesehen werden. Infrarotstrahlen ermöglichen es ihm, Beute zu sehen, selbst wenn er in völliger Dunkelheit jagt. Karausche haben in ihren natürlichen Lebensräumen oft trübes Süßwasser, das mit Vegetation überfüllt ist. Und sie passen sich daran an, indem sie in der Lage sind, tiefrotes Licht zu erkennen. Tatsächlich übertrifft ihre Sichtweite (Ebene) die der Piranhas, da sie nicht nur im fernen Rotlicht, sondern auch im echten Infrarotlicht sehen können. So kann Ihr Goldfisch als Haustier viel mehr sehen, als Sie denken, einschließlich der „unsichtbaren“ Infrarotstrahlen, die von gewöhnlichen Haushaltselektronikgeräten wie der TV-Fernbedienung und Sicherheitsalarmanlagen ausgestrahlt werden.

5. Schlangen greifen ihre Beute blind an

Es ist bekannt, dass viele Schlangenarten, selbst wenn ihnen das Sehvermögen fehlt, in der Lage sind, ihre Opfer mit unheimlicher Genauigkeit zu treffen.

Viele Schlangen verfügen über empfindliche Infrarotdetektoren, die ihnen die Navigation im Weltraum erleichtern. Unter Laborbedingungen wurden die Augen von Schlangen mit Klebeband abgedeckt, und es stellte sich heraus, dass sie eine Ratte töten konnten, indem sie mit giftigen Zähnen sofort auf den Hals oder hinter die Ohren des Opfers schlugen. Diese Genauigkeit lässt sich nicht allein durch die Fähigkeit der Schlange erklären, den Hitzefleck zu erkennen. Offensichtlich liegt der springende Punkt in der Fähigkeit von Schlangen, das Infrarotbild irgendwie zu verarbeiten und es von Störungen zu „reinigen“.

Abschluss

Referenzliste

1. Anfimova M.I. Schlangen in der Natur. - M, 2005. - 355 S.

2. Vasiliev K.Yu. Reptiliensicht. - M, 2007. - 190 S.

3. Yatskov P.P. Schlangenrasse. - St. Petersburg, 2006. - 166 S.

Reptilienaugen weisen auf ihre Lebensweise hin. U verschiedene Typen Wir beobachten eine eigentümliche Struktur der Sehorgane. Um ihre Augen zu schützen, „weinen“ einige, andere setzen Augenlider auf und wieder andere „tragen eine Brille“.
Reptiliensicht Ebenso wie die Artenvielfalt ist sie sehr unterschiedlich. Die Position der Augen auf dem Kopf eines Reptils bestimmt weitgehend, wie viel das Tier sieht. Wenn die Augen auf beiden Seiten des Kopfes angebracht sind, überschneiden sich die Gesichtsfelder der Augen nicht. Solche Tiere sehen alles, was auf beiden Seiten von ihnen passiert, gut, aber ihr räumliches Sehvermögen ist sehr eingeschränkt (sie können nicht mit beiden Augen dasselbe Objekt sehen). Wenn die Augen eines Reptils an der Vorderseite seines Kopfes angebracht sind, kann das Tier mit beiden Augen dasselbe Objekt sehen. Diese Position der Augen hilft Reptilien, den Standort der Beute und die Entfernung dazu genauer zu bestimmen. IN Landschildkröten und viele Eidechsen haben Augen auf beiden Seiten ihres Kopfes, sodass sie alles, was sie umgibt, klar sehen können. Die Schnappschildkröte verfügt über ein ausgezeichnetes räumliches Sehvermögen, da ihre Augen vorne am Kopf sitzen. Die Augen von Chamäleons können, wie Kanonen in Verteidigungstürmen, unabhängig voneinander horizontal um 180° und vertikal um 90° gedreht werden – sie können hinter sich sehen.

Wie zeigen Schlangen ihre Wärmequelle?.
Das wichtigste Sinnesorgan einer Schlange ist die Zunge in Kombination mit dem Jacobson-Organ. Allerdings verfügen Reptilien auch über andere Anpassungen, die für eine erfolgreiche Jagd notwendig sind. Um Beute zu erkennen, brauchen Schlangen mehr als nur ihre Augen. Manche Schlangen können die vom Körper des Tieres abgegebene Wärme spüren.
Grubenkopfschlangen, zu denen auch die echten Grubenschlangen zählen, erhielten ihren Namen aufgrund der Tatsache, dass sie über ein paarweise angeordnetes Sinnesorgan in Form von Gesichtsgruben verfügen, die sich zwischen den Nasenlöchern und dem Auge befinden. Mit Hilfe dieses Organs können Schlangen warmblütige Tiere anhand des Unterschieds in der Körpertemperatur wahrnehmen Außenumgebung mit einer Genauigkeit von 0,2 °C. Die Größe dieses Organs beträgt nur wenige Millimeter, aber es kann die von potenziellen Beutetieren ausgesendeten Infrarotstrahlen erkennen und die empfangenen Informationen über Nervenenden an das Gehirn weiterleiten. Das Gehirn nimmt diese Informationen wahr und analysiert sie, sodass die Schlange eine klare Vorstellung davon hat, auf welche Art von Beute sie auf ihrem Weg gestoßen ist und wo sie sich genau befindet. Verschiedene Reptilienarten sehen und nehmen die Welt um sie herum sehr unterschiedlich wahr. Das Gesichtsfeld, seine Ausdruckskraft und die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden, hängen von der Augenstellung des Tieres, von der Form der Pupillen sowie von der Anzahl und Art der lichtempfindlichen Zellen ab. Bei Reptilien hängt das Sehvermögen auch mit ihrem Lebensstil zusammen.
Farbsehen
Viele der Echsen können Farben perfekt unterscheiden, was für sie ein wichtiges Kommunikationsmittel ist. Manche von ihnen erkennen scharlachrote Giftinsekten vor schwarzem Hintergrund. In der Netzhaut der Augen tagaktiver Eidechsen befinden sich spezielle Elemente des Farbsehens – Glühbirnen. Riesenschildkröten sind farbempfindlich und einige reagieren besonders gut auf rotes Licht. Man geht sogar davon aus, dass sie Infrarotlicht sehen können, das das menschliche Auge nicht unterscheiden kann. Krokodile und Schlangen sind farbenblind.
Amerikanische Nachteidechsen reagieren nicht nur auf die Form, sondern auch auf die Farbe. Allerdings enthält ihre Netzhaut immer noch mehr Stäbchen als Zapfen.
Reptiliensicht
Zur Klasse der Reptilien oder Reptilien gehören Krokodile, Alligatoren, Schildkröten, Schlangen, Geckos und Eidechsen wie die Hatterien. Das Reptil muss genaue Informationen über die Größe und Farbe seiner potenziellen Beute erhalten. Darüber hinaus muss das Reptil erkennen und schnell reagieren, wenn sich andere Tiere nähern und feststellen, wer es ist – ein potenzieller Partner, ein Jungtier derselben Art oder ein Feind, der es angreifen könnte. Reptilien, die unter der Erde oder im Wasser leben, haben eher kleine Augen. Diejenigen von ihnen, die auf der Erde leben, sind stärker auf die Sehschärfe angewiesen. Die Augen dieser Tiere sind genauso aufgebaut wie die menschlichen Augen. Ihr eigentlicher Teil ist der Augapfel mit dem Sehnerv. Davor befindet sich die Hornhaut, die Licht durchlässt. Die Hornhaut ist die Iris. In ihrem Zentrum befindet sich die Pupille, die sich zusammenzieht oder erweitert und so eine bestimmte Lichtmenge auf die Netzhaut durchlässt. Unter der Pupille befindet sich eine Linse, durch die Strahlen auf die lichtempfindliche Rückwand des Augapfels – die Netzhaut – treffen. Die Netzhaut besteht aus Schichten licht- und farbempfindlicher Zellen, die über die Sehnerven mit dem Gehirn verbunden sind, wo alle Signale gesendet werden und ein Bild eines Objekts entsteht.
Augenschutz
Einige Reptilienarten verwenden Augenlider, um ihre Augen zu schützen, genau wie Säugetiere. Die Augenlider von Reptilien unterscheiden sich jedoch von den Augenlidern von Säugetieren dadurch, dass das untere Augenlid größer und beweglicher ist als das obere.
Der Blick der Schlange wirkt glasig, da ihre Augen mit einem durchsichtigen Film bedeckt sind, der aus den miteinander verbundenen oberen und unteren Augenlidern besteht. Diese Schutzschicht ist eine Art „Brille“. Während der Häutung löst sich dieser Film zusammen mit der Haut. Eidechsen tragen auch „Brillen“, aber nur einige. Geckos haben keine Augenlider. Um ihre Augen zu reinigen, benutzen sie ihre Zunge, strecken sie aus ihrem Mund und lecken die Augenmuschel. Andere Reptilien haben ein „Parietalauge“. Dies ist ein Lichtfleck auf dem Kopf eines Reptils; er kann wie ein normales Auge bestimmte Lichtreize wahrnehmen und Signale an das Gehirn weiterleiten. Einige Reptilien schützen ihre Augen mithilfe von Tränendrüsen vor Verschmutzung. Wenn Sand oder andere Ablagerungen in die Augen solcher Reptilien gelangen, lösen die Tränendrüsen ein Sekret aus große Menge eine Flüssigkeit, die die Augen des Tieres reinigt und das Reptil so erscheinen lässt, als würde es „weinen“. Suppenschildkröten verwenden diese Methode.
Schülerstruktur

Die Pupillen von Reptilien zeigen ihren Lebensstil an. Einige von ihnen, zum Beispiel Krokodile, Pythons, Geckos, Hatterien und Schlangen, führen einen nächtlichen oder dämmernden Lebensstil und nehmen tagsüber ein Sonnenbad. Sie haben vertikale Pupillen, die sich im Dunkeln erweitern und im Licht verengen. Bei Geckos sind in den verengten Pupillen punktförmige Löcher sichtbar, die jeweils ein eigenständiges Bild auf die Netzhaut fokussieren. Zusammen sorgen sie für die nötige Schärfe und das Tier sieht ein klares Bild.

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Einige Schlangenarten verfügen über die einzigartige Fähigkeit, Wärmestrahlung einzufangen, wodurch sie die Welt um sich herum in völliger Dunkelheit „sehen“ können. Zwar „sehen“ sie Wärmestrahlung nicht mit ihren Augen, sondern mit speziellen wärmeempfindlichen Organen (siehe Abbildung).

Da das tatsächliche „Wärmebild“, sagen die Autoren, sehr verschwommen ist und das „räumliche Bild“, das im Gehirn des Tieres erscheint, ziemlich klar ist, bedeutet dies, dass es auf dem Weg von den Rezeptoren zu einer Art neuronalem Zwischenapparat gibt das Gehirn, das sozusagen die Schärfe des Bildes anpasst. Dieser Apparat sollte nicht zu komplex sein, da die Schlange sonst sehr lange über jedes empfangene Bild „denken“ würde und verzögert auf Reize reagieren würde. Darüber hinaus verwendet dieses Gerät den Autoren zufolge kaum mehrstufige iterative Zuordnungen, sondern ist vielmehr eine Art schneller Ein-Schritt-Konverter, der nach einem Programm arbeitet, das fest im Nervensystem verankert ist.

Ob diese Arbeit ein neues Wort in der Theorie der Bildverarbeitung enthielt, ist umstritten. Es führte jedoch sicherlich zu unerwarteten Erkenntnissen hinsichtlich der Neurophysiologie des „Infrarotsehens“ bei Schlangen. Tatsächlich scheint der lokale Mechanismus des „normalen“ Sehens (jedes visuelle Neuron nimmt Informationen aus seinem eigenen kleinen Bereich auf der Netzhaut) so natürlich zu sein, dass man sich kaum etwas ganz anderes vorstellen kann. Wenn Schlangen jedoch tatsächlich das beschriebene Entfaltungsverfahren anwenden, erhält jedes Neuron, das zum Gesamtbild der umgebenden Welt im Gehirn beiträgt, Daten überhaupt nicht von einem Punkt, sondern von einem ganzen Ring von Rezeptoren, die über die gesamte Membran verlaufen. Man kann sich nur fragen, wie es der Natur gelungen ist, ein solches „nicht-lokales Sehen“ zu konstruieren, das die Mängel der Infrarotoptik durch nicht triviale mathematische Transformationen des Signals ausgleicht.

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Aus irgendeinem Grund scheint es mir, dass die umgekehrte Transformation eines verschwommenen Bildes mathematisch unmöglich ist, sofern nur eine zweidimensionale Pixelanordnung vorhanden ist. Soweit ich weiß, erzeugen Computer-Schärfungsalgorithmen lediglich die subjektive Illusion eines schärferen Bildes, sie können jedoch nicht erkennen, was im Bild unscharf ist.

Ist es nicht?

Darüber hinaus ist die Logik, aus der folgt, dass ein komplexer Algorithmus eine Schlange zum Denken zwingen würde, unverständlich. Soweit ich weiß, ist das Gehirn ein Parallelcomputer. Ein darin enthaltener komplexer Algorithmus führt nicht unbedingt zu einer Erhöhung des Zeitaufwands.

Mir scheint, dass der Verfeinerungsprozess anders sein sollte. Wie wurde die Genauigkeit von Infrarotaugen bestimmt? Wahrscheinlich aufgrund einer Aktion der Schlange. Aber jede Aktion ist von langer Dauer und ermöglicht eine Korrektur in ihrem Prozess. Meiner Meinung nach kann eine Schlange mit der erwarteten Genauigkeit „infrasehen“ und sich auf der Grundlage dieser Informationen zu bewegen beginnen. Aber dann, im Verlauf der Bewegung, verfeinern Sie es ständig und kommen am Ende so, als ob die Gesamtgenauigkeit höher wäre.

Antwort

Ich antworte Punkt für Punkt.
1. Inverse Transformation ist die Erzeugung eines scharfen Bildes (wie es ein Objekt mit einer Linse, beispielsweise ein Auge, erzeugen würde), basierend auf dem vorhandenen verschwommenen Bild. Darüber hinaus sind beide Bilder zweidimensional, hier gibt es keine Probleme. Wenn während der Unschärfe keine irreversiblen Verzerrungen auftreten (z. B. ein völlig undurchsichtiger Bildschirm oder eine Signalsättigung in einigen Pixeln), kann man sich die Unschärfe als einen reversiblen Operator vorstellen, der im Raum zweidimensionaler Bilder wirkt.
Es gibt technische Schwierigkeiten bei der Berücksichtigung von Rauschen, daher sieht der Entfaltungsoperator etwas komplizierter aus als oben beschrieben, ist aber dennoch eindeutig abgeleitet.
2. Computeralgorithmen verbessern die Schärfe unter der Annahme, dass die Unschärfe eine Gaußsche Unschärfe war. Sie wissen nicht im Detail, welche Aberrationen usw. die Kamera, die filmte, aufwies. Spezielle Programme können jedoch noch mehr. Zum Beispiel bei der Analyse von Bildern des Sternenhimmels
Wenn ein Stern in den Rahmen gelangt, können Sie mit seiner Hilfe die Schärfe besser wiederherstellen als mit Standardmethoden.
3. Komplexer Verarbeitungsalgorithmus – das bedeutete mehrstufig. Im Prinzip können Bilder iterativ verarbeitet werden, indem das Bild immer wieder entlang derselben einfachen Kette ausgeführt wird. Asymptotisch kann es dann zu einem „idealen“ Bild konvergieren. Die Autoren zeigen also, dass eine solche Verarbeitung zumindest nicht notwendig ist.
4. Ich kenne die Details der Experimente mit Schlangen nicht, ich muss sie lesen.

Antwort
- 1. Das wusste ich nicht. Es schien mir, dass Unschärfe (unzureichende Schärfe) eine irreversible Transformation sei. Nehmen wir an, es gibt objektiv gesehen eine verschwommene Wolke im Bild. Woher weiß das System, dass diese Wolke nicht geschärft werden sollte und dass dies ihr wahrer Zustand ist?
  3. Meiner Meinung nach kann eine iterative Transformation implementiert werden, indem einfach mehrere nacheinander verbundene Schichten von Neuronen erstellt werden. Die Transformation erfolgt dann in einem Schritt, ist jedoch iterativ. Wie viele Iterationen sind erforderlich, wie viele Ebenen müssen erstellt werden?
  
  Antwort
  - Hier ist ein einfaches Beispiel für Unschärfe. Gegeben sei eine Reihe von Werten (x1,x2,x3,x4).
    Das Auge sieht nicht diese Menge, sondern die Menge (y1,y2,y3,y4), was sich folgendermaßen ergibt:
    y1 = x1 + x2
    y2 = x1 + x2 + x3
    y3 = x2 + x3 + x4
    y4 = x3 + x4
    Wenn Sie das Unschärfegesetz im Voraus kennen, d. h. Wenn Sie einen linearen Operator (Matrix) des Übergangs von X zu Y verwenden, können Sie die inverse Übergangsmatrix (Entfaltungsgesetz) berechnen und die X aus den gegebenen Y wiederherstellen. Wenn die Matrix natürlich invertierbar ist, d.h. es gibt keine irreversiblen Verzerrungen.
    Über mehrere Schichten – natürlich ist diese Option nicht von der Hand zu weisen, aber sie scheint so unwirtschaftlich und so leicht zu brechen, dass man kaum erwarten kann, dass die Evolution diesen Weg wählt.
    
    Antwort
    
    „Wenn Sie das Gesetz der Unschärfe im Voraus kennen, d. h. den linearen Operator (Matrix) des Übergangs von X zu Y, können Sie natürlich die inverse Übergangsmatrix (Entfaltungsgesetz) berechnen und die X aus den gegebenen Y wiederherstellen. Wenn: Natürlich ist die Matrix invertierbar, d. h. es gibt keine irreversiblen Verzerrungen.“ Verwechseln Sie Mathematik nicht mit Messungen. Das Maskieren der niedrigsten Ladung mit Fehlern ist nichtlinear genug, um das Ergebnis der umgekehrten Operation zu verfälschen.
    
    Antwort

„3. Meiner Meinung nach kann eine iterative Transformation einfach durch die Erstellung mehrerer nacheinander verbundener Schichten von Neuronen implementiert werden, und dann erfolgt die Transformation in einem Schritt, aber je mehr Iterationen erforderlich sind, desto mehr Schichten können erstellt werden.“ .“ Nein. Nächste Schicht beginnt mit der Verarbeitung NACH der vorherigen. Der Förderer ermöglicht keine Beschleunigung der Verarbeitung einer bestimmten Information, außer in Fällen, in denen jeder Vorgang einem spezialisierten Ausführenden anvertraut wird. Damit können Sie mit der Verarbeitung des NÄCHSTEN FRAME beginnen, bevor der vorherige verarbeitet wird.

Antwort

„1. Bei der umgekehrten Transformation handelt es sich um die scharfe Erzeugung eines Bildes (das von einem Objekt mit einer Linse wie einem Auge erzeugt würde) auf der Grundlage des vorhandenen unscharfen Bildes. Darüber hinaus sind beide Bilder zweidimensional, hier gibt es keine Probleme. Wenn während der Unschärfe keine irreversiblen Verzerrungen auftreten (z. B. ein völlig undurchsichtiger Bildschirm oder eine Signalsättigung in einigen Pixeln), kann man sich die Unschärfe als einen invertierbaren Operator vorstellen, der im Raum zweidimensionaler Bilder arbeitet.“ Nein. Unter Unschärfe versteht man eine Reduzierung der Informationsmenge; es ist unmöglich, sie erneut zu erzeugen. Sie können den Kontrast erhöhen, aber wenn dies nicht auf die Anpassung des Gammas hinausläuft, dann nur auf Kosten des Rauschens. Beim Verwischen wird jedes Pixel über seine Nachbarn gemittelt. VON ALLEN SEITEN. Es ist nicht bekannt, wo genau danach etwas zu seiner Helligkeit hinzugefügt wurde. Entweder von links oder von rechts oder von oben oder von unten oder diagonal. Ja, die Richtung des Gradienten verrät uns, woher der Hauptzusatzstoff stammt. Darin stecken genau so viele Informationen wie im verschwommensten Bild. Das heißt, die Auflösung ist niedrig. Und kleine Dinge werden durch Lärm nur besser maskiert.

Antwort

Es scheint mir, dass die Autoren des Experiments einfach „unnötige Entitäten produziert“ haben. Herrscht im realen Lebensraum der Schlangen absolute Dunkelheit? - Soweit ich weiß, nein. Und wenn es keine absolute Dunkelheit gibt, dann ist selbst das verschwommenste „Infrarotbild“ mehr als genug, seine gesamte „Funktion“ besteht darin, den Befehl zu geben, mit der Jagd „ungefähr in die eine oder andere Richtung“ zu beginnen, und dann das Alltäglichste Vision kommt ins Spiel. Die Autoren des Experiments verweisen auf die zu hohe Genauigkeit der Richtungswahl – 5 Grad. Aber ist das wirklich eine große Genauigkeit? Meiner Meinung nach wird eine Jagd unter keinen Umständen – weder in der realen Umgebung noch im Labor – mit einer solchen „Präzision“ gelingen (wenn die Schlange nur auf diese Weise ausgerichtet ist). Wenn wir über die Unmöglichkeit einer solchen „Präzision“ aufgrund des zu primitiven Geräts zur Verarbeitung von Infrarotstrahlung sprechen, dann kann man den Deutschen offenbar nicht zustimmen: Die Schlange verfügt über zwei solcher „Geräte“, und das gibt ihr die Möglichkeit dazu „im Flug“ „definieren „rechts“, „links“ und „gerade“ mit weiterer ständiger Richtungskorrektur bis zum Moment des „Sichtkontakts“. Aber selbst wenn die Schlange nur ein solches „Gerät“ hat, kann sie auch in diesem Fall leicht die Richtung bestimmen – anhand des Temperaturunterschieds verschiedene Bereiche„Membran“ (nicht umsonst nimmt sie Änderungen in Tausendstel Grad Celsius auf, sie wird für etwas benötigt!) Offensichtlich wird ein „direkt“ lokalisiertes Objekt durch ein Bild von mehr oder weniger gleicher Intensität „dargestellt“, und Bei einer Position „links“ handelt es sich um ein Bild mit einer höheren Intensität des rechten „Teils“, und bei einer Position „rechts“ handelt es sich um ein Bild mit einer höheren Intensität des linken Teils. Das ist alles. Und es bedarf keiner aufwändigen deutschen Innovationen in der über Jahrmillionen gewachsenen Schlangennatur :)

Antwort

„Es scheint mir, dass der Präzisionsprozess anders sein sollte. Sicherlich ist jede Aktion langlebig und ermöglicht eine Korrektur , kann eine Schlange mit der erwarteten Genauigkeit „infrasehen“ und die Bewegung auf der Grundlage dieser Informationen beginnen, sie dann aber im Verlauf der Bewegung ständig verfeinern und zum Ende kommen, als ob die Gesamtgenauigkeit höher wäre. " Aber die Mischung eines Balometers mit einer Lichtaufzeichnungsmatrix ist bereits sehr träge und die Hitze der Maus verlangsamt sie ehrlich gesagt. Und der Wurf der Schlange ist so schnell, dass das Zapfen- und Stäbchensehen nicht mithalten kann. Nun, vielleicht liegt es nicht an den Zapfen selbst, wo die Akkommodation der Linse und die Verarbeitung verlangsamt werden. Aber auch das ganze System arbeitet schneller und kann trotzdem nicht mithalten. Das einzige Mögliche Lösung Mit solchen Sensoren werden alle Entscheidungen im Voraus getroffen und ausgenutzt, dass vor dem Wurf genügend Zeit bleibt.

Antwort

„Außerdem ist die Logik unverständlich, woraus folgt, dass ein komplexer Algorithmus eine Schlange zum Nachdenken bringen würde. Soweit ich weiß, ist das Gehirn ein Parallelcomputer, der nicht unbedingt zu einer Zeitverlängerung führt.“ Kosten." Um einen komplexen Algorithmus zu parallelisieren, benötigt man viele Knoten; diese sind ausreichend groß und werden aufgrund der langsamen Signalübertragung langsamer. Ja, das ist kein Grund, auf Parallelität zu verzichten, aber wenn die Anforderungen sehr streng sind, besteht die einzige Möglichkeit, die Frist bei der parallelen Verarbeitung großer Arrays einzuhalten, darin, Knoten zu verwenden, die so einfach sind, dass sie nicht miteinander Zwischenergebnisse austauschen können andere. Und dazu muss der gesamte Algorithmus gehärtet werden, da er keine Entscheidungen mehr treffen kann. Und es wird auch möglich sein, viele Informationen im Einzelfall sequentiell zu verarbeiten – wenn der einzige Prozessor schnell arbeitet. Und das erfordert auch eine Härtung des Algorithmus. Der Grad der Umsetzung ist schwierig und so weiter.

Antwort

>Deutsche Forscher haben herausgefunden, wie das sein kann.

aber der Wagen scheint noch da zu sein.
Sie können sofort ein paar Algorithmen vorschlagen, die das Problem lösen könnten. Aber werden sie für die Realität relevant sein?

Antwort

> Ich hätte gerne zumindest eine indirekte Bestätigung, dass es genau so ist und nicht anders.
Natürlich sind die Autoren in ihren Aussagen vorsichtig und sagen nicht, dass sie bewiesen hätten, dass Infravision bei Schlangen genau so funktioniert. Sie haben lediglich bewiesen, dass die Lösung des „Infravision-Paradoxons“ nicht allzu viele Rechenressourcen erfordert. Sie hoffen nur, dass das Organ der Schlangen ähnlich funktioniert. Ob dies wahr ist oder nicht, müssen Physiologen beweisen.

Antwort

> Es gibt ein sogenanntes Bindungsproblem, bei dem eine Person und ein Tier verstehen, dass Empfindungen unterschiedlicher Modalitäten (Sehen, Hören, Wärme usw.) auf dieselbe Quelle zurückzuführen sind.
Meiner Meinung nach gibt es im Gehirn ein ganzheitliches Modell der realen Welt und keine einzelnen Modalfragmente. Beispielsweise gibt es im Gehirn einer Eule ein Objekt „Maus“, das sozusagen über entsprechende Felder verfügt, die Informationen darüber speichern, wie die Maus aussieht, wie sie klingt, wie sie riecht und so weiter. Bei der Wahrnehmung werden Reize in Begriffe dieses Modells umgewandelt, das heißt, es entsteht ein „Maus“-Objekt, dessen Felder mit Quietschen und Aussehen gefüllt sind.
Das heißt, es stellt sich nicht die Frage, wie die Eule versteht, dass sowohl das Quietschen als auch der Geruch zur gleichen Quelle gehören, sondern wie die Eule einzelne Signale RICHTIG versteht?
Erkennungsmethode. Selbst Signale gleicher Modalität lassen sich nicht so einfach demselben Objekt zuordnen. Beispielsweise könnten der Schwanz und die Ohren einer Maus leicht getrennte Objekte sein. Doch die Eule sieht sie nicht einzeln, sondern als Teile einer ganzen Maus. Die Sache ist, dass sie einen Prototyp einer Maus im Kopf hat, mit dem sie die Teile vergleicht. Wenn die Teile auf den Prototyp „passen“, dann bilden sie das Ganze; wenn sie nicht passen, dann nicht.
Dies ist anhand Ihres eigenen Beispiels leicht zu verstehen. Betrachten Sie das Wort „ANERKENNUNG“. Schauen wir es uns genau an. Tatsächlich handelt es sich lediglich um eine Ansammlung von Briefen. Sogar nur eine Ansammlung von Pixeln. Aber wir können es nicht sehen. Das Wort ist uns vertraut und daher ruft die Buchstabenkombination unweigerlich ein festes Bild in unserem Gehirn hervor, das einfach nicht mehr loszuwerden ist.
So ist die Eule. Sie sieht den Schwanz, sie sieht die Ohren, ungefähr in einer bestimmten Richtung. Sieht charakteristische Bewegungen. Er hört ein Rascheln und Quietschen aus ungefähr derselben Richtung. Spürt einen besonderen Geruch von dieser Seite. Und diese vertraute Reizkombination ruft, genau wie bei uns eine vertraute Buchstabenkombination, das Bild einer Maus in ihrem Gehirn hervor. Das Bild ist integral und befindet sich im integralen Bild des umgebenden Raums. Das Bild existiert unabhängig und kann, wie die Eule beobachtet, stark verfeinert werden.
Ich denke, das Gleiche passiert auch mit einer Schlange. Und wie es in einer solchen Situation möglich ist, die Genauigkeit nur eines visuellen oder infrasensorischen Analysators zu berechnen, ist mir nicht klar.

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- Es scheint mir, dass das Erkennen eines Bildes ein anderer Prozess ist. Dabei geht es nicht um die Reaktion der Schlange auf das Bild einer Maus, sondern um die Umwandlung von Flecken im Infraauge in das Bild einer Maus. Theoretisch kann man sich eine Situation vorstellen, in der eine Schlange die Maus überhaupt nicht infrarot sieht, sondern sofort in eine bestimmte Richtung stürmt, wenn ihr Infraauge Ringkreise einer bestimmten Form sieht. Aber das scheint unwahrscheinlich. Schließlich sieht die Erde mit gewöhnlichen Augen genau das Profil der Maus!
  
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  - Es scheint mir, dass Folgendes passieren könnte. Auf der Infrarotretina erscheint ein schlechtes Bild. Es verwandelt sich in ein vages Bild einer Maus, das ausreicht, damit die Schlange die Maus erkennen kann. Aber es gibt nichts „Wunderbares“ in diesem Bild; es entspricht den Fähigkeiten des Infraauges. Die Schlange beginnt einen ungefähren Ausfallschritt. Während des Wurfs bewegt sich ihr Kopf, ihr Infraauge bewegt sich relativ zum Ziel und kommt diesem im Allgemeinen näher. Das Bild im Kopf wird ständig ergänzt und seine räumliche Lage verdeutlicht. Und die Bewegung wird ständig angepasst. Dadurch sieht der letzte Wurf so aus, als ob der Wurf auf unglaublich genauen Informationen über die Position des Ziels beruhte.
    Das erinnert mich daran, mich selbst zu beobachten, wenn ich manchmal wie ein Ninja ein heruntergefallenes Glas auffangen kann :) Und das Geheimnis ist, dass ich nur das Glas auffangen kann, das ich selbst fallen gelassen habe. Das heißt, ich weiß genau, dass das Glas eingefangen werden muss und starte die Bewegung im Voraus und korrigiere sie dabei.
    Ich habe auch gelesen, dass ähnliche Schlussfolgerungen aus Beobachtungen einer Person in der Schwerelosigkeit gezogen wurden. Wenn ein Mensch in der Schwerelosigkeit einen Knopf drückt, muss er nach oben fliegen, da die für eine wiegende Hand üblichen Kräfte für die Schwerelosigkeit falsch sind. Aber ein Mensch verfehlt nichts (wenn er aufmerksam ist), gerade weil die Möglichkeit einer Korrektur „im laufenden Betrieb“ ständig in unsere Bewegungen eingebaut ist.
    
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„Es gibt ein sogenanntes Bindungsproblem, das darin besteht, wie Mensch und Tier verstehen, dass Empfindungen unterschiedlicher Modalitäten (Sehen, Hören, Wärme usw.) auf dieselbe Quelle zurückzuführen sind.
Es gibt viele Hypothesen http://www.dartmouth.edu/~adinar/publications/binding.pdf
aber der Wagen scheint noch da zu sein.
Sie können sofort ein paar Algorithmen vorschlagen, die das Problem lösen könnten. Aber werden sie mit der Realität in Zusammenhang stehen?“ Aber das ist ähnlich. Reagieren Sie nicht auf kalte Blätter, egal wie sie sich bewegen oder aussehen, sondern wenn irgendwo dort eine warme Maus ist, greifen Sie etwas an, das in der Optik wie eine Maus aussieht und so Oder es ist eine sehr wilde Verarbeitung erforderlich. Nicht im Sinne eines langen sequentiellen Algorithmus, sondern im Sinne der Fähigkeit, mit einem Hausmeisterbesen Muster auf die Nägel zu zeichnen so dass es ihnen gelingt, Milliarden von Transistoren herzustellen.

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>Im Gehirn gibt es ein ganzheitliches Modell der realen Welt und keine einzelnen Fragment-Modalitäten.
Hier ist eine weitere Hypothese.
Wie wäre es ohne Model? Ohne Modell geht es natürlich auch nicht. Einfaches Erkennen in einer vertrauten Situation. Aber wenn man zum Beispiel zum ersten Mal eine Werkstatt betritt, in der Tausende von Maschinen arbeiten, kann man das Geräusch einer bestimmten Maschine heraushören.
Das Problem kann darin liegen, dass verschiedene Personen unterschiedliche Algorithmen verwenden. Und sogar eine Person kann unterschiedliche Algorithmen verwenden verschiedene Situationen. Bei Schlangen ist das übrigens auch möglich. Es stimmt, dieser aufrührerische Gedanke könnte zum Grabstein für statistische Forschungsmethoden werden. Was die Psychologie nicht tolerieren kann.

Meiner Meinung nach haben solche spekulativen Artikel eine Daseinsberechtigung, aber es ist notwendig, sie zumindest in die Planung eines Experiments einzubringen, um die Hypothese zu testen. Berechnen Sie beispielsweise anhand des Modells die möglichen Flugbahnen der Schlange. Lassen Sie Physiologen sie mit echten vergleichen. Wenn sie verstehen, wovon wir reden.
Andernfalls liegt ein Bindungsproblem vor. Wenn ich eine weitere nicht unterstützte Hypothese lese, muss ich nur lächeln.

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> Hier ist eine andere Hypothese.
Seltsam, ich dachte nicht, dass diese Hypothese neu sei.
Auf jeden Fall hat sie eine Bestätigung. Beispielsweise behaupten Menschen mit amputierten Gliedmaßen oft, dass sie diese weiterhin spüren. Gute Autofahrer behaupten beispielsweise, dass sie die Kanten ihres Autos, die Position der Räder usw. „fühlen“.
Dies deutet darauf hin, dass zwischen den beiden Fällen kein Unterschied besteht. Im ersten Fall gibt es ein angeborenes Modell Ihres Körpers, und Empfindungen füllen ihn nur mit Inhalt. Wenn ein Glied entfernt wird, bleibt das Modell des Glieds noch einige Zeit bestehen und sorgt für Aufsehen. Im zweiten Fall handelt es sich um ein gekauftes Automodell. Der Körper empfängt keine direkten Signale vom Auto, sondern indirekte Signale. Aber das Ergebnis ist dasselbe: Das Modell existiert, ist mit Inhalt gefüllt und spürbar.
Hier ist übrigens ein gutes Beispiel. Bitten wir den Autofahrer, über einen Kieselstein zu fahren. Er wird Sie sehr präzise treffen und Ihnen sogar sagen, ob er Sie geschlagen hat oder nicht. Das bedeutet, dass er das Rad durch Vibrationen spürt. Folgt daraus, dass es eine Art „virtuelle Vibrationslinse“-Algorithmus gibt, der das Bild des Rades anhand von Vibrationen rekonstruiert?

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Es ist ziemlich merkwürdig, dass, wenn es nur eine Lichtquelle gibt, und zwar ziemlich stark, die Richtung dorthin auch mit geschlossenen Augen leicht zu bestimmen ist – Sie müssen Ihren Kopf drehen, bis das Licht in beiden Augen gleichmäßig zu leuchten beginnt, und dann ist das Licht vorne. Es ist nicht nötig, sich bei der Bildwiederherstellung irgendwelche Super-Neuronalen Netze auszudenken – alles ist einfach furchtbar einfach und Sie können es selbst überprüfen.

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