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Espetacular vista aérea? Beija-flores veem cores diversas que os humanos só podem imaginar
Os humanos têm três tipos de cones sensíveis à cor em seus olhos - sintonizados com a luz vermelha, verde e azul -, mas os pássaros têm um quarto tipo, sensível à luz ultravioleta .
Por Universidade de Princeton - 15/06/2020


Enquanto os humanos têm três cones coloridos na retina sensíveis à luz vermelha, verde
e azul, os pássaros têm um quarto cone colorido que pode detectar a luz ultravioleta.
Uma equipe de pesquisa liderada por Mary Caswell Stoddard, de Princeton, treinou
beija-flores selvagens, como este beija-flor-de-cauda-larga, para realizar uma
série de experimentos que revelaram que os passarinhos também veem cores
combinadas como ultravioleta + verde e ultravioleta + vermelho. As penas da
garganta magenta do macho são provavelmente percebidas pelos pássaros
como uma combinação de cor ultravioleta + roxo. Crédito: Noah Whiteman,
tirado no Laboratório Biológico das Montanhas Rochosas

Para encontrar comida, deslumbrar parceiros, escapar de predadores e navegar em terrenos diversos, os pássaros contam com sua excelente visão de cores.

"Os seres humanos são daltônicos em comparação com pássaros e muitos outros animais", disse Mary Caswell Stoddard, professora assistente do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade de Princeton. Os humanos têm três tipos de cones sensíveis à cor em seus olhos - sintonizados com a luz vermelha, verde e azul -, mas os pássaros têm um quarto tipo, sensível à luz ultravioleta . "Não só ter um quarto tipo de cone de cor estende a gama de cores visíveis para os pássaros até os UV, como potencialmente permite que os pássaros percebam cores combinadas como ultravioleta + verde e ultravioleta + vermelho - mas isso tem sido difícil de testar", disse Stoddard .

Para investigar como os pássaros percebem seu mundo colorido, Stoddard e sua equipe de pesquisa estabeleceram um novo sistema de campo para explorar a visão das cores dos pássaros em um ambiente natural. Trabalhando no Laboratório Biológico das Montanhas Rochosas (RMBL), em Gothic, Colorado, os pesquisadores treinaram beija-flores selvagens de cauda larga (Selasphorus platycercus) para participar de experimentos de visão de cores.

"Os experimentos perceptivos mais detalhados sobre aves são realizados no laboratório, mas corremos o risco de perder a imagem maior de como as aves realmente usam a visão de cores em suas vidas diárias", disse Stoddard. "Os beija-flores são perfeitos para estudar a visão de cores em estado selvagem. Esses viciados em açúcar evoluíram para responder às cores das flores que anunciam uma recompensa de néctar, para que possam aprender associações de cores rapidamente e com pouco treinamento".

A equipe de Stoddard estava particularmente interessada em combinações de cores "não espectrais", que envolvem tons de partes amplamente separadas do espectro de cores, em oposição a misturas de cores vizinhas, como azul-petróleo (verde-azul) ou amarelo (verde-vermelho). Para os seres humanos, o roxo é o exemplo mais claro de uma cor não espectral. Tecnicamente, o roxo não está no arco-íris: surge quando nossos cones azuis (ondas curtas) e vermelhos (ondas longas) são estimulados, mas não os cones verdes (ondas médias).

Enquanto os humanos têm apenas uma cor não espectral - o roxo, os pássaros podem teoricamente ver até cinco: roxo, ultravioleta + vermelho, ultravioleta + verde, ultravioleta + amarelo e ultravioleta + roxo.
 
Stoddard e seus colegas projetaram uma série de experimentos para testar se os beija-flores podem ver essas cores não espectrais. Seus resultados aparecem em 15 de junho nos Anais da Academia Nacional de Ciências .

A equipe de pesquisa, que incluiu cientistas de Princeton, Universidade da Colúmbia Britânica (UBC), Universidade de Harvard, Universidade de Maryland e RMBL, realizou experimentos ao ar livre a cada verão por três anos. Primeiro, eles construíram um par de tubos LED personalizados para "visão de pássaros" programados para exibir uma ampla gama de cores, incluindo cores não espectrais como ultravioleta + verde. Em seguida, eles realizaram experimentos em um prado alpino frequentemente visitado por beija-flores de cauda larga locais, que se reproduzem no local de grande altitude.

Enquanto os humanos têm três cones coloridos na retina sensíveis à luz vermelha, verde
e azul, os pássaros têm um quarto cone colorido que pode detectar a luz ultravioleta.
Uma equipe de pesquisa liderada por Mary Caswell Stoddard, de Princeton, treinou
beija-flores selvagens, como este beija-flor-de-cauda-larga, para realizar uma série
de experimentos que revelaram que os passarinhos também veem cores combinadas
como ultravioleta + verde e ultravioleta + vermelho. As penas da garganta magenta
do macho são provavelmente percebidas pelos pássaros como uma combinação
de cor ultravioleta + roxo. Crédito: David Inouye, Departamento de Biologia,
University of Maryland-College Park

Todas as manhãs, os pesquisadores se levantavam antes do amanhecer e criavam dois alimentadores: um contendo água com açúcar e o outro com água pura. Ao lado de cada alimentador, eles colocaram um tubo de LED. O tubo ao lado da água açucarada emitia uma cor, enquanto o tubo próximo à água comum emitia uma cor diferente. Os pesquisadores trocavam periodicamente as posições dos tubos recompensadores e não recompensadores, para que os pássaros não pudessem simplesmente usar o local para identificar um doce. Eles também realizaram experimentos de controle para garantir que os passarinhos não usassem cheiro ou outra sugestão inadvertida para encontrar a recompensa. Ao longo de várias horas, os beija-flores selvagens aprenderam a visitar a cor gratificante. Usando essa configuração, os pesquisadores registraram mais de 6.000 visitas de alimentadores em uma série de 19 experimentos.

Os experimentos revelaram que os beija-flores podem ver uma variedade de cores não espectrais, incluindo roxo, ultravioleta + verde, ultravioleta + vermelho e ultravioleta + amarelo. Por exemplo, os beija-flores distinguiam prontamente o ultravioleta + o verde do ultravioleta puro ou o verde puro, e discriminavam entre duas misturas diferentes de ultravioleta + luz vermelha - um vermelho, um a menos.

"Foi incrível assistir", disse Harold Eyster, Ph.D. da UBC. aluno e co-autor do estudo. "A luz ultravioleta + verde e a luz verde pareciam idênticas a nós, mas os beija-flores continuavam escolhendo corretamente a luz ultravioleta + verde associada à água com açúcar. Nossas experiências nos permitiram dar uma espiada no que o mundo parece com um beija - flor ".

Mesmo que os beija-flores possam perceber cores não espectrais, é difícil avaliar como essas cores aparecem nos pássaros. "É impossível saber realmente como os pássaros percebem essas cores. O ultravioleta + o vermelho são uma mistura dessas cores ou uma cor totalmente nova? Só podemos especular", disse Ben Hogan, pesquisador de pós-doutorado em Princeton e co-pesquisador. autor do estudo.

"Imaginar uma dimensão extra da visão de cores - essa é a emoção e o desafio de estudar como a percepção aviária funciona", disse Stoddard. "Felizmente, os beija-flores revelam que podem ver coisas que não podemos".

"As cores que vemos nos campos de flores silvestres em nosso local de estudo, a capital de flores silvestres do Colorado, são impressionantes para nós, mas imagine como essas flores se parecem com pássaros com essa dimensão sensorial extra", disse o co-autor David Inouye. , que é afiliado à Universidade de Maryland e ao RMBL.

Finalmente, a equipe de pesquisa analisou um conjunto de dados de 3.315 cores de penas e plantas. Eles descobriram que os pássaros provavelmente percebem muitas dessas cores como não espectrais, enquanto os humanos não. Dito isto, os pesquisadores enfatizam que cores não espectrais provavelmente não são particularmente especiais em relação a outras cores. A grande variedade de cores não espectrais disponíveis para os pássaros é o resultado de seu antigo sistema visual de quatro cores.

"A tetracromacia - com quatro tipos de cone colorido - evoluiu nos primeiros vertebrados", disse Stoddard. "Esse sistema de visão de cores é a norma para pássaros, muitos peixes e répteis, e quase certamente existia em dinossauros. Acreditamos que a capacidade de perceber muitas cores não espectrais não é apenas uma façanha de beija-flores, mas uma característica generalizada da visão de cores de animais".

 

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