ทำไมผีเสื้อกลางคืนถึงมองเห็นดอกไม้ในคืนที่มีเพียงแสงดาวได้

สัตว์มองเห็นในความมืดได้อย่างไร - Anna Stöckl

จากช่อง : จงใฝ่รู้อยู่เสมอ — TED-Ed


ดูคำบรรยาย / View Transcript

00:00:0600:00:11 ในสายตาของมนุษย์ โลกยามวิกาล เป็นเหมือนแผ่นผ้าใบไร้รูปทรงสีเทา

00:00:1100:00:14 ในทางตรงข้าม สัตว์กลางคืนหลายชนิด

00:00:1400:00:19 ได้ดูโลกที่หลากหลายมีอะไรมากมาย มีรายละเอียด รูปร่าง และสี

00:00:1900:00:23 อะไรกันที่ทำให้ผีเสื้อกลางคืนต่างจากมนุษย์

00:00:2300:00:26 ผีเสื้อกลางคืนและสัตว์กลางคืนอื่น ๆ หลายชนิด มองเห็นยามค่ำคืน

00:00:2600:00:30 เพราะว่าตาของพวกมันปรับเปลี่ยนมา เพื่อให้เข้ากับบริเวณที่มีแสงน้อย

00:00:3000:00:32 ตาทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นของสัตว์กลางคืนหรือไม่

00:00:3200:00:36 ต้องพึ่งพาตัวรับแสงในจอตา ในการตรวจจับอนุภาคแสง

00:00:3600:00:38 ที่เรียกว่า โฟตอน

00:00:3800:00:42 ตัวรับแสงนี้จะรายงานข้อมูล เกี่ยวกับโฟตอนเหล่านี้ให้กับอีกเซลล์

00:00:4200:00:44 ในจอตาและสมอง

00:00:4400:00:48 สมองรับข้อมูลเหล่านี้ และใช้มันเพื่อสร้างภาพ

00:00:4800:00:50 ของสิ่งแวดล้อมที่ตามมองเห็น

00:00:5000:00:54 ยิ่งมีแสงมากเท่าไร โฟตอนก็ยิ่งกระทบตามากเท่านั้น

00:00:5400:00:55 ในวันที่แดดดี

00:00:5500:01:00 โฟตอนเข้ากระทบตาของเรา มากถึง 100 ล้านครั้ง

00:01:0000:01:02 มากกว่าคืนที่มีเมฆมาก และไร้แสงจันทร์

00:01:0200:01:05 โฟตอนไม่ได้แค่มีน้อยกว่าในที่มืด

00:01:0500:01:08 แต่พวกมันยังกระทบกับตา ในแบบที่แม่นยำน้อยกว่า

00:01:0800:01:11 นั่นหมายความว่าข้อมูล ที่ตัวรับแสงเก็บรวบรวมนั้น

00:01:1100:01:13 จะแตกต่างออกไปเมื่อเวลาผ่านไป

00:01:1300:01:15 เช่นเดียวกันกับคุณภาพของภาพที่ได้

00:01:1500:01:20 ในความมืด การพยายามตรวจจับโฟตอน ที่เข้ามาอย่างสุ่มและกระจัดกระจาย

00:01:2000:01:24 ยากเกินไปสำหรับตาของสัตว์กลางวันทั่วไป

00:01:2400:01:27 แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตกลางคืน มันเป็นเรื่องของการปรับตัว

00:01:2700:01:31 หนึ่งในการปรับตัวนั้นคือขนาด

00:01:3100:01:35 ลองดูตัวอย่างเช่น ทาร์เซียร์ ที่มีลูกตาแต่ละดวงใหญ่เท่าสมอง

00:01:3500:01:39 ทำให้มันมีตาที่ใหญ่ที่สุดเมื่อเทียบกับขนาด ของหัวของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด

00:01:3900:01:45 ถ้ามนุษย์มีอัตราส่วนสมองต่อตาเท่า ๆ กัน ตาของเราคงใหญ่เท่ากับเกรฟฟรุ๊ต

00:01:4500:01:48 ดวงตาขนาดใหญ่ของทาร์เซียร์ ไม่ได้วิวัฒนาการมาเพื่อให้ดูน่ารัก

00:01:4800:01:51 แต่เพื่อรับแสงให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

00:01:5100:01:55 ตาที่ใหญ่กว่าสามารถที่จะมีรูปเปิด ที่เรียกว่า พิวพิล ที่ใหญ่กว่า

00:01:5500:01:56 และเลนส์ตาที่ใหญ่กว่า

00:01:5600:01:59 ซึ่งทำให้แสงถูกโฟกัสไปที่ตัวรับแสงได้มากกว่า

00:01:5900:02:04 ในขณะที่ทาร์เซียร์มองภาพยามวิกาล ด้วยตาขนาดใหญ่

00:02:0400:02:08 แมวใช้ตาที่แพรวพราวของมันทำในสิ่งเดียวกัน

00:02:0800:02:12 ตาของแมวได้ความเงามาจากโครงสร้าง ที่เรียกว่า เทปตัม ลูซิดัม

00:02:1200:02:14 ที่อยู่หลังตัวรับแสง

00:02:1400:02:18 โครงสร้างนี้ทำจากชั้นเซลล์ คล้ายกระจกที่มีคริสตัล

00:02:1800:02:22 ที่ส่งแสงที่เข้ามา ให้สะท้อนกลับไปยังตัวรับแสง

00:02:2200:02:24 และออกมานอกดวงตา

00:02:2400:02:25 นั่นเป็นผลให้เกิดการเรืองแสงที่ดูน่ากลัว

00:02:2500:02:30 และมันยังให้โอกาสกับตัวรับแสดงเป็นหนที่สอง ในการตรวจจับโฟตอน

00:02:3000:02:35 อันที่จริง ระบบนี้ได้ให้แรงบันดาลใจ ต่อตาจำลองของแมวซึ่งเราใช้กันบนถนน

00:02:3500:02:39 ตรงกันข้าม คางคกปรับตัวที่จะทำอะไรช้า ๆ

00:02:3900:02:41 พวกมันสามารถสร้างภาพขึ้นได้

00:02:4100:02:45 แม้ว่าจะมีโฟตอนเดียว กระทบกับตัวรับแสงในหนึ่งวินาที

00:02:4500:02:47 พวกมันทำได้ด้วยตัวรับแสง

00:02:4700:02:51 ที่ทำงานช้ากว่าตัวรับแสงของมนุษย์ มากกว่า 25 เท่า

00:02:5100:02:54 นี่หมายความว่าคางคกสามารถเก็บโฟตอน ได้นานถึงสี่วินาที

00:02:5400:02:57 ทำให้พวกมันรวบรวมได้ มากกว่าที่ตาของเราทำได้

00:02:5700:02:59 ในแต่ละช่วงเวลาการมองเห็น

00:02:5900:03:03 ข้อเสียก็คือ มันทำให้คางคก ตอบสนองได้ช้ามาก ๆ

00:03:0300:03:08 เพราะว่าพวกมันได้รับภาพใหม่ทุก ๆ สี่วินาที

00:03:0800:03:11 โชคดี พวกมันคุ้นเคยต่อการจับเหยื่อที่งุ่นง่าน

00:03:1100:03:14 ในขณะเดียวกัน กลางคืนยังเต็มไปด้วยแมลง

00:03:1400:03:16 เช่นผีเสื้อกลางคืนเหยี่ยว

00:03:1600:03:21 ซึ่งสามารถมองเห็นดอกไม้โปรด เป็นสี แม้ว่าในคืนที่มีแต่เพียงแสงดาว

00:03:2100:03:23 พวกมันทำเช่นนี้ได้โดยความมหัศจรรย์ -

00:03:2300:03:26 คือการกำจัดเอารายละเอียด ในการรับภาพของพวกมันออก

00:03:2600:03:29 ข้อมูลจากตัวรับแสงรอบ ๆ ถูกจัดวางเป็นกลุ่ม ในสมองของพวกมัน

00:03:2900:03:32 ฉะนั้นการจับโฟตอนในแต่ละกลุ่มจึงสูงขึ้น

00:03:3200:03:34 เมื่อเทียบกับตัวรับแสงตัวเดียว

00:03:3400:03:38 อย่างไรก็ตาม การจับกลุ่มตัวรับแสง สูญเสียรายละเอียดของภาพไป

00:03:3800:03:42 เนื่องจากรายละเอียดที่คมชัด ต้องการความคมชัดจากตัวรับแสง

00:03:4200:03:45 จากแต่ละการตรวจจับโฟตอน จากจุดเล็ก ๆ ในพื้นที่หนึ่ง

00:03:4500:03:49 เคล็ดลับก็คือเพื่อสร้างความสมดุล ความต้องการโฟตอนกับการสูญเสียรายละเอียด

00:03:4900:03:51 เพื่อยังจะสามารถหาดอกไม้ของพวกมันได้

00:03:5100:03:54 ไม่ว่าตาจะช้า ใหญ่ แพรวพราว หรือว่าขาดรายละเอียด

00:03:5400:03:57 มันเป็นการรวมกันของการปรับตัวทางชีววิทยา

00:03:5700:04:00 ที่ทำให้สัตว์กลางคืน มีพลังการมองเห็นที่เป็นเอกลักษณ์

00:04:0000:04:03 ลองนึกดูว่าจะเป็นอย่างไร ถ้าเราได้มองผ่านตาของมัน

00:04:0300:04:06 ดูโลกที่ตื่นขึ้นมาเมื่อดวงตะวันลับฟ้า