Kolibry widzą całą gamę kolorów niewidocznych dla ludzi.

David Inouye/University of Maryland-College Park

Są one znane jako kolory niespektralne, lub odcienie, które pochodzą z w dużej mierze oddzielnych części spektrum kolorów. Ludzie mogą zobaczyć jeden nie-spektralny kolor, który jest fioletowy.

Ale nie jest on częścią tęczy. Widzimy purpurę, gdy stymulowane są krótkofalowe stożki niebieskie i długofalowe czerwone w naszych oczach, ale nie trzeci, zielony stożek średniofalowy.

Ptaki mają jednak czwarty stożek, który może wykryć światło ultrafioletowe. Ich czterokolorowe widzenie stożkowe określane jest jako tetrachromatyczne.

W nowym badaniu naukowcy przeprowadzili eksperyment terenowy, aby sprawdzić, jak dzikie kolibry szerokopalczaste reagują na te kolory.

"Chociaż biolodzy od dawna zakładali, że ptaki mogą rozróżniać wiele różnorodnych kolorów niespektralnych, nasze wyniki potwierdzają, że rzeczywiście tak jest w przypadku kolibrów" - powiedziała w e-mailu Mary Caswell Stoddard, autorka badania i adiunkt w departamencie ekologii i biologii ewolucyjnej Uniwersytetu Princeton. "Nasze wyniki są zgodne z ideą, że ptaki mają tetrachromatyczne (cztery kolorowe stożki) widzenie i mogą zobaczyć ogromną gamę kolorów, które my ludzie możemy sobie tylko wyobrazić".

Naukowcy pracowali w Rocky Mountain Biological Laboratory w Gothic, Colorado i ustawili eksperymenty na świeżym powietrzu i przeszkolili kolibry, aby z nich korzystały. Te konkretne kolibry lubią rozmnażać się na wysoko położonej alpejskiej łące, która została wykorzystana w eksperymencie. Eksperymenty odbywały się latem i w ciągu trzech lat.

Rozróżniające oko

Użyli oni niestandardowego urządzenia LED do wyświetlania dwóch różnych kolorów na okrągłych powierzchniach obok karmników dla kolibrów. Jeden karmnik zawierał nagrodę, np. wodę z cukrem, a drugi zawierał zwykłą wodę.

Przed świtem badacze ustawiali jeden karmnik zawierający każdy z nich, a obok niego lampę LED. Każda z nich emitowała inny kolor. Badacze regularnie zmieniali położenie kolorowych rurek, aby kolibry nie kojarzyły jednego koloru z nagrodą. Za każdym razem, w ciągu zaledwie kilku godzin, kolibry uczyły się, który kolor kojarzy się z nagrodą.

Urządzenia LED wyświetlały szereg kolorów, w tym kolory niespektralne, takie jak ultrafiolet+zielony, czyli jak badacze określają tę kombinację składników światła, którą widzą kolibry. Kiedy badacze patrzyli na kolor zielony w porównaniu z ultrafioletem+zielonym, kolory wydawały im się takie same.

Ale kolibry były w stanie odróżnić kolory niespektralne, takie jak fioletowy, ultrafioletowy+zielony, ultrafioletowy+czerwony i ultrafioletowy+żółty. Potrafiły nawet odróżnić dwie różne mieszanki ultrafiolet+czerwony, lub odróżnić je od ich składników, jak czysty ultrafiolet czy czysta czerwień.

"Osobiście było to porywające obserwować, jak kolibry uczą się rozróżniać dwa różne kolory, które dla nas wydawały się identyczne" - powiedział Stoddard. "Kolibry to inteligentne, dociekliwe ptaki - bardzo szybko uczyły się nowych skojarzeń kolorystycznych. To ma sens, ponieważ ewoluowały, aby reagować na kolory kwiatów, które posiadają słodkie nagrody w postaci nektaru."

Naukowcy przeanalizowali również 3 315 kolorów piór i roślin i stwierdzili, że 30% kolorów piór i 35% kolorów roślin prawdopodobnie wydaje się kolibrom niespektralne - nawet jeśli ludzie nie potrafią tego rozróżnić.

"Kolory, które widzimy na polach dzikich kwiatów w naszym miejscu badań, stolicy dzikich kwiatów Kolorado, są dla nas oszałamiające, ale wyobraźmy sobie, jak te kwiaty wyglądają dla ptaków z tym dodatkowym wymiarem sensorycznym", powiedział David Inouye, współautor badań i emerytowany profesor na wydziale biologii University of Maryland College Park, w oświadczeniu.

Widzenie w czterech kolorowych stożkach

Dla kolibrów to spektakularne widzenie jest normalne, a kolory ujawniają informacje o kolegach, drapieżnikach i pożywieniu, powiedział Stoddard. Zrozumienie ptaków i tego, jak wyczuwają i przetwarzają świat, może również pomóc w wysiłkach na rzecz ich ochrony.

"Badamy teraz, jak kolibry używają kolorów, aby znaleźć kwiaty i zaimponować kolegom - i jak na te zachowania mogą wpłynąć zmiany klimatyczne" - powiedział Stoddard.

Naukowcy chcą również sprawdzić, czy kolibry uczą się w tym samym tempie i czy na ich naukę wpływa kwitnienie kwiatów. Ostatnio badali zaloty wykonywane przez samce kolibrów szerokodziobych, które pokazują swoje opalizujące pióra gardłowe podczas przelotu z prędkością 40 mil na godzinę, powiedział Stoddard.