ทำไมผีเสื้อกลางคืนถึงมองเห็นดอกไม้ในคืนที่มีเพียงแสงดาวได้

สัตว์มองเห็นในความมืดได้อย่างไร - Anna Stöckl

จากช่อง : จงใฝ่รู้อยู่เสมอ — TED-Ed


ดูคำบรรยาย / View Transcript
00:00:0600:00:11ในสายตาของมนุษย์ โลกยามวิกาล เป็นเหมือนแผ่นผ้าใบไร้รูปทรงสีเทา
00:00:1100:00:14ในทางตรงข้าม สัตว์กลางคืนหลายชนิด
00:00:1400:00:19ได้ดูโลกที่หลากหลายมีอะไรมากมาย มีรายละเอียด รูปร่าง และสี
00:00:1900:00:23อะไรกันที่ทำให้ผีเสื้อกลางคืนต่างจากมนุษย์
00:00:2300:00:26ผีเสื้อกลางคืนและสัตว์กลางคืนอื่น ๆ หลายชนิด มองเห็นยามค่ำคืน
00:00:2600:00:30เพราะว่าตาของพวกมันปรับเปลี่ยนมา เพื่อให้เข้ากับบริเวณที่มีแสงน้อย
00:00:3000:00:32ตาทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นของสัตว์กลางคืนหรือไม่
00:00:3200:00:36ต้องพึ่งพาตัวรับแสงในจอตา ในการตรวจจับอนุภาคแสง
00:00:3600:00:38ที่เรียกว่า โฟตอน
00:00:3800:00:42ตัวรับแสงนี้จะรายงานข้อมูล เกี่ยวกับโฟตอนเหล่านี้ให้กับอีกเซลล์
00:00:4200:00:44ในจอตาและสมอง
00:00:4400:00:48สมองรับข้อมูลเหล่านี้ และใช้มันเพื่อสร้างภาพ
00:00:4800:00:50ของสิ่งแวดล้อมที่ตามมองเห็น
00:00:5000:00:54ยิ่งมีแสงมากเท่าไร โฟตอนก็ยิ่งกระทบตามากเท่านั้น
00:00:5400:00:55ในวันที่แดดดี
00:00:5500:01:00โฟตอนเข้ากระทบตาของเรา มากถึง 100 ล้านครั้ง
00:01:0000:01:02มากกว่าคืนที่มีเมฆมาก และไร้แสงจันทร์
00:01:0200:01:05โฟตอนไม่ได้แค่มีน้อยกว่าในที่มืด
00:01:0500:01:08แต่พวกมันยังกระทบกับตา ในแบบที่แม่นยำน้อยกว่า
00:01:0800:01:11นั่นหมายความว่าข้อมูล ที่ตัวรับแสงเก็บรวบรวมนั้น
00:01:1100:01:13จะแตกต่างออกไปเมื่อเวลาผ่านไป
00:01:1300:01:15เช่นเดียวกันกับคุณภาพของภาพที่ได้
00:01:1500:01:20ในความมืด การพยายามตรวจจับโฟตอน ที่เข้ามาอย่างสุ่มและกระจัดกระจาย
00:01:2000:01:24ยากเกินไปสำหรับตาของสัตว์กลางวันทั่วไป
00:01:2400:01:27แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตกลางคืน มันเป็นเรื่องของการปรับตัว
00:01:2700:01:31หนึ่งในการปรับตัวนั้นคือขนาด
00:01:3100:01:35ลองดูตัวอย่างเช่น ทาร์เซียร์ ที่มีลูกตาแต่ละดวงใหญ่เท่าสมอง
00:01:3500:01:39ทำให้มันมีตาที่ใหญ่ที่สุดเมื่อเทียบกับขนาด ของหัวของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด
00:01:3900:01:45ถ้ามนุษย์มีอัตราส่วนสมองต่อตาเท่า ๆ กัน ตาของเราคงใหญ่เท่ากับเกรฟฟรุ๊ต
00:01:4500:01:48ดวงตาขนาดใหญ่ของทาร์เซียร์ ไม่ได้วิวัฒนาการมาเพื่อให้ดูน่ารัก
00:01:4800:01:51แต่เพื่อรับแสงให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
00:01:5100:01:55ตาที่ใหญ่กว่าสามารถที่จะมีรูปเปิด ที่เรียกว่า พิวพิล ที่ใหญ่กว่า
00:01:5500:01:56และเลนส์ตาที่ใหญ่กว่า
00:01:5600:01:59ซึ่งทำให้แสงถูกโฟกัสไปที่ตัวรับแสงได้มากกว่า
00:01:5900:02:04ในขณะที่ทาร์เซียร์มองภาพยามวิกาล ด้วยตาขนาดใหญ่
00:02:0400:02:08แมวใช้ตาที่แพรวพราวของมันทำในสิ่งเดียวกัน
00:02:0800:02:12ตาของแมวได้ความเงามาจากโครงสร้าง ที่เรียกว่า เทปตัม ลูซิดัม
00:02:1200:02:14ที่อยู่หลังตัวรับแสง
00:02:1400:02:18โครงสร้างนี้ทำจากชั้นเซลล์ คล้ายกระจกที่มีคริสตัล
00:02:1800:02:22ที่ส่งแสงที่เข้ามา ให้สะท้อนกลับไปยังตัวรับแสง
00:02:2200:02:24และออกมานอกดวงตา
00:02:2400:02:25นั่นเป็นผลให้เกิดการเรืองแสงที่ดูน่ากลัว
00:02:2500:02:30และมันยังให้โอกาสกับตัวรับแสดงเป็นหนที่สอง ในการตรวจจับโฟตอน
00:02:3000:02:35อันที่จริง ระบบนี้ได้ให้แรงบันดาลใจ ต่อตาจำลองของแมวซึ่งเราใช้กันบนถนน
00:02:3500:02:39ตรงกันข้าม คางคกปรับตัวที่จะทำอะไรช้า ๆ
00:02:3900:02:41พวกมันสามารถสร้างภาพขึ้นได้
00:02:4100:02:45แม้ว่าจะมีโฟตอนเดียว กระทบกับตัวรับแสงในหนึ่งวินาที
00:02:4500:02:47พวกมันทำได้ด้วยตัวรับแสง
00:02:4700:02:51ที่ทำงานช้ากว่าตัวรับแสงของมนุษย์ มากกว่า 25 เท่า
00:02:5100:02:54นี่หมายความว่าคางคกสามารถเก็บโฟตอน ได้นานถึงสี่วินาที
00:02:5400:02:57ทำให้พวกมันรวบรวมได้ มากกว่าที่ตาของเราทำได้
00:02:5700:02:59ในแต่ละช่วงเวลาการมองเห็น
00:02:5900:03:03ข้อเสียก็คือ มันทำให้คางคก ตอบสนองได้ช้ามาก ๆ
00:03:0300:03:08เพราะว่าพวกมันได้รับภาพใหม่ทุก ๆ สี่วินาที
00:03:0800:03:11โชคดี พวกมันคุ้นเคยต่อการจับเหยื่อที่งุ่นง่าน
00:03:1100:03:14ในขณะเดียวกัน กลางคืนยังเต็มไปด้วยแมลง
00:03:1400:03:16เช่นผีเสื้อกลางคืนเหยี่ยว
00:03:1600:03:21ซึ่งสามารถมองเห็นดอกไม้โปรด เป็นสี แม้ว่าในคืนที่มีแต่เพียงแสงดาว
00:03:2100:03:23พวกมันทำเช่นนี้ได้โดยความมหัศจรรย์ -
00:03:2300:03:26คือการกำจัดเอารายละเอียด ในการรับภาพของพวกมันออก
00:03:2600:03:29ข้อมูลจากตัวรับแสงรอบ ๆ ถูกจัดวางเป็นกลุ่ม ในสมองของพวกมัน
00:03:2900:03:32ฉะนั้นการจับโฟตอนในแต่ละกลุ่มจึงสูงขึ้น
00:03:3200:03:34เมื่อเทียบกับตัวรับแสงตัวเดียว
00:03:3400:03:38อย่างไรก็ตาม การจับกลุ่มตัวรับแสง สูญเสียรายละเอียดของภาพไป
00:03:3800:03:42เนื่องจากรายละเอียดที่คมชัด ต้องการความคมชัดจากตัวรับแสง
00:03:4200:03:45จากแต่ละการตรวจจับโฟตอน จากจุดเล็ก ๆ ในพื้นที่หนึ่ง
00:03:4500:03:49เคล็ดลับก็คือเพื่อสร้างความสมดุล ความต้องการโฟตอนกับการสูญเสียรายละเอียด
00:03:4900:03:51เพื่อยังจะสามารถหาดอกไม้ของพวกมันได้
00:03:5100:03:54ไม่ว่าตาจะช้า ใหญ่ แพรวพราว หรือว่าขาดรายละเอียด
00:03:5400:03:57มันเป็นการรวมกันของการปรับตัวทางชีววิทยา
00:03:5700:04:00ที่ทำให้สัตว์กลางคืน มีพลังการมองเห็นที่เป็นเอกลักษณ์
00:04:0000:04:03ลองนึกดูว่าจะเป็นอย่างไร ถ้าเราได้มองผ่านตาของมัน
00:04:0300:04:06ดูโลกที่ตื่นขึ้นมาเมื่อดวงตะวันลับฟ้า