Przełączanie między "ON" i "OFF" - widzenie ważek

Ważki widzą przez przełączanie neuronów między "ON" i "OFF" - odkrycie S. Wiederman i D. O'Carroll

Sposób widzenia ważek, a właściwie aktywność ich mózgu w obecności potencjalnego celu (do zjedzenia) stał się przedmiotem dociekliwych badań sympatycznie wyglądających naukowców z dalekiej Australii. Dlaczego? Ano, z powodu obiecującej prostoty tego "układu", który spece od robotów z pewnością chcieliby zastosować.
O ile poprzedni artykuł badaczy z grudnia 2012 został spolszczony, trochę przeredagowany i opublikowany na stronie Kopalnia Wiedzy (ja zrobiłam to po swojemu tutaj), o tyle kolejny z 15 sierpnia 2013 r. jakoś dotąd nie. Pozwoliłam sobie zatem przetłumaczyć go po swojemu przy niemałym udziale Google'owego Tłumacza, który to, niestety, jeszcze trochę musi się podszkolić (w tłumaczeniu), a ja, z pewnością - w neuronauce, biologii, anatomii, robotyce i czym tam jeszcze. Ale chęci miałam jak najlepsze  :-) .
Oto moja (nasza) wersja jego treści - czasem musiałam dodać coś od siebie, by opis odkrycia był bardziej zrozumiały, choćby dla mnie, nie mającej bladego pojęcia o jak wyrafinowanym przedmiocie i celu badań z dziedziny neuronauki wypowiadali się ww. badacze.
 

University of Adelaide badacze (z lewej) profesor nadzwyczajnyr David O'Carroll i dr Steven Wiederman z ważką pod mikroskopem w Adelaide Centre for Neuroscience Research.
Autor zdjęcia: Dale Caville.

 

Ważki widzą przez przełączanie neuronów między "ON" i "OFF"

Naukowcy z Uniwersytetu w Adelajdzie odkryli nową i kompleksową mapę obwodu wizualnego w mózgu ważki, która w przyszłości może przyczynić się do poprawy systemów wizyjnych stosowanych w robotach. Dr Steven Wiederman i profesor nadzwyczajny David O'Carroll z australijskiego Uniwersytetu w Adelajdzie z Wydziału Neuronauki zbadali podstawowe procesy widzenia owadów oraz możliwości zastosowania tej wiedzy w dziedzinie robotyki i sztucznych systemów wizyjnych.

Ich najnowsze odkrycie, opublikowane w sierpniu 2013 w „Journal of Neuroscience”, polega na stwierdzeniu, że w mózgach ważek występują połączone przeciwstawne ścieżki - zarówno „włączony i dostępny” (ON), jak i „wyłącznik” (OFF), biorące udział w przetwarzaniu informacji o prostych, ciemnych obiektach (chodzi o owady, na które polują).

Wybiórcza uwaga ważek

W trakcie moich fotograficznych sesji z udziałem ważek wielokrotnie miały miejsce króciutkie przerwy, w czasie których wielce pożądany obiekt znikał mi z pola widzenia, by niemal natychmiast wrócić w to samo lub bardzo blisko położone miejsce (różnica do 1-3 cm). Początkowo bałam się, że spłoszyłam ważkę lub mam pecha i ta, po prostu, odleciała w siną dal. Byłam więc bardzo zadowolona, gdy po chwilce mojej dezorientacji (odejść, by szukać ważki gdzie indziej, czy pozostać - a nuż wróci?), ważka meldowała się na miejscu i mogłam kontynuować jej obserwację i fotografowanie. Ale dlaczego ona w ogóle odlatywała - błyskawicznie zrywając się do lotu, a potem nieco spokojniej lądując?
 
Otóż jej nieobecność trwająca 2-4 sekundy była wystarczająca, by upolować jakiegoś maleńkiego owada przelatującego w pobliżu, którego ani ja, ani mój aparat nie zarejestrowaliśmy. O świetnym (acz z pewnymi ograniczeniami) wzroku ważki napiszę osobno. Wspomnieć jednak należy, że postrzeganie obrazu przez ważkę jest znacznie szybsze - co najmniej dziesięciokrotnie większe niż u człowieka. Zatem, nawet gdybym dostrzegła zawczasu przyszłą ofiarę ważki np. komara osiągająceo prędkość lotu ok. 5,5 km/h, czyli ponad 1,5 m/s, to ważka zobaczyłaby ślamazarę wlokąca się z prędkością jakichś 15 cm na sekundę (wg jej postrzegania).
Stwierdzono, że ważki są doskonałymi myśliwymi, dlatego niemal każdy powrót ważki na zajętą wcześniej pozycję (punkt patrolowy) graniczy z pewnością, że ów mały wypad był skuteczny.
A oto, co ciekawego znalazłam w sprawie niesamowitych wręcz zdolności ważek. Chodzi o selektywność uwagi, dotąd przypisywaną wyłącznie naczelnym.
Tę interesującą właściwość ilustruje ów króciutki filmik:

Można tu zaobserwować selektywne zachowanie ważki, która wisząc nad wodą upatrzyła sobie maleńkiego owada na przekąskę. Mimo, iż chwilkę później nadleciał znacznie większy i smakowitszy kąsek, ta zignorowała go (nie wzięła go już pod uwagę) i nie zmieniła swych planów. Następnie w błyskawicznym zwrocie przecięła linię lotu maleńkiej muszki...

Nieważki sen ważki

Skąd biorą się uszkodzenia skrzydeł ważek i w jakich okolicznościach powstają? Spróbuję odpowiedzieć na te pytania, na podstawie własnych obserwacji i wyciągniętych z nich wniosków.
Uszkodzenia skrzydeł, określane jako "zlatane" podzieliłabym na przynajmniej dwa rodzaje.
Pierwsze to wystrzępienia, wytarcia i ubytki na dolnych krawędziach skrzydeł, o np. takie:

Ten szablak ma wystrzępione, pełne ubytków wszystkie skrzydła

Drugi rodzaj uszkodzeń to dziury (przebicia) powierzchni skrzydła, które niejednokrotnie, choć nie zawsze, przechodzą w rozdarcie ku dolnej krawędzi.

Skrzydła tego szablaka zostały przedziurawione i rozdarte aż do dolnego brzegu

Gdzie jest ważka?

Dziś parę słów o moich doświadczeniach związanych z fotografowaniem ważek.
W którymś wpisie już o tym pisałam, że ważki spotykałam w trzech miejscach: Na Łące Wschodniej oraz w Moim Lesie - zwykle na Ścieżce Ważek i nad niewielkim stawem w pobliżu lasu. Poza stawem pozostałe miejsca oceniłabym jako suche, a więc niezbyt przyjazne ważkom. Okazało się jednak, że oddalony o jakieś 200 m od leśnych ścieżek staw znajdował się wystarczająco blisko, by można było je tam spotkać. Z kolei łąka po dokładniejszych oględzinach okazała się bardziej rozległa niż mi się zdawało, pełna trudno dostępnych zakamarków oraz wilgotnych miejsc z nieco grząskim podłożem. Później przypomniałam sobie, że na jej drugim skraju znajduje się malutki (ale jednak!) obszar, gdzie z pewnością miesiącami utrzymuje się woda. To tam, gdzie rośnie pałka szerokolistna. Nie znam się jeszcze na biotopach sprzyjających rozmnażaniu się ważek, ale przypuszczam, że muszą być one dostateczne, skoro ważki występują na Łące Wschodniej.

Kolejną kwestię ilustrują zdjęcia. Tak, wiem, że są niewyraźne i właściwie niczego nie przedstawiają. Ale właśnie tak, a nawet gorzej (mniej wyraźnie) widać ważki na wyświetlaczu aparatu. Widzisz, że nadlatuje i gdzieś siada. Kierujesz aparat w jej stronę i nie możesz jej wyłuskać z gmatwaniny łąkowych roślin - po prostu jej nie widzisz! Aparat nie łapie ostrości na tym co trzeba, robisz więc zdjęcia na wyczucie. I koniecznie musisz się zbliżyć! Tylko jak?
Posiadam aparat kompaktowy z dość dużym wyświetlaczem LCD, który podobno jest bardzo dobry... jak na wyświetlacze w tego typu aparatach fotograficznych. Niestety, przy dużym nasłonecznieniu, a zwłaszcza, gdy promienie słońca padają na wyświetlacz, niestety, widzę niewiele. Dodatkowo, pewnie z powodu dotykania lub lekkiego zmatowienia powierzchni jego czytelność nie jest taka sama w każdym miejscu kadru.
Spotkać ważkę na łące, która przysiadła nieopodal i fotografować na oślep - jakież to frustrujące!

Jak śpią szablaki?

Było już po godzinie 17, gdy trafiłam na Łąkę Wschodnią. Owszem, mimo późnej pory liczyłam na to, że ważki będą jeszcze aktywne. Szczerze mówiąc, nie miałam pojęcia, kiedy rankiem budzą się do życia, jak i gdzie śpią, gdzie szukają schronienia? Obeszłam teren, na którym wcześniej je spotykałam, i nic. To było do przewidzenia. Słońce już za bardzo nie grzało, do tego wiał spory wiatr. Właśnie miałam opuścić łąkę, gdy zauważyłam coś znajomego pośród suchych już łodyg marchwi zwyczajnej. Wystarczyło uważnie się przypatrzeć i oto szablak z rozpostartymi skrzydłami uczepiony pod baldachem zaprosił mnie na sesję fotograficzną. Nie było łatwo (wiatr), ale nie poddawałam się. Byłam pewna, że ważka nie odfrunie. Jeśli nie spała (owady chyba także śpią, prawda?), to widocznie było już dla niej za późno, za zimno(?), by wyruszyć na poszukiwanie nowego schronienia. Zrobiłam kilkanaście niezbyt udanych zdjęć (wiatr kołyszący wszystkim, nisko położone słońce) i trwało to kilkanaście minut. W tym czasie zaczęłam nawet podejrzewać, że fotografuję martwy egzemplarz, ale wydało mi się to mało prawdopodobne. Ostatecznie, oceny tego mogłam dokonać później, oglądając zdjęcia na komputerze. Jednak okazało się, że jak najbardziej był żywy - zmieniał pozycję nóg.

Szablak L2013-09-18 samiec sfotografowany z prawej (godz. 17.05)

Szablak L2013-09-18[1] samiec sfotografowany z lewej strony. Mogłam go obejść ze wszystkich stron, wiedziałam, że nie ucieknie (godz. 17.15)

W końcu pozostawiłam szablaka w spokoju i ponownie zawróciłam na łąkę. Teraz wiedziałam gdzie powinnam szukać kolejnych obiektów. Już nie w powietrzu (latających), lecz uczepionych łodyg suchych roślin, np. marchwi lub wrotyczu (ale nie wiotkich traw). Niestety, bez rezultatu. Po kilku minutach, opuszczałam łąkę inną ścieżką i właśnie tam, na wysokim wrotyczu zobaczyłam drugą śpiącą ważkę. Od razu zastanowiło mnie to, że pierwszy szablak usadowił się na łodydze marchwi, ale tak, że był w jej... cieniu (można by rzec, iż patrzył w słońce). Druga ważka usadowiła się w tym samym kierunku, tyle, że wrotycz był już mocno zacieniony krzewami zasłaniającymi słońce.

Szablaki - kolor oczu

Na podstawie obejrzanych zdjęć oraz opisów dostępnych w internecie sporządziłam zestawienie kolorystyki oczu poszczególnych gatunków szablaka - odrębnie dla samców i samic. Kolory w tabeli, z uwagi na ubogość dostępnej palety w arkuszu, są nieco symboliczne, ale choć nie w pełni oddają wszystkie odcienie (ocena koloru oczu zależy też od światła), to z pewnością pomagają  w orientacji.
Dla jasności podaję, że olbrzymie w stosunku do wielkości głowy, oczy ważki są co najmniej dwubarwne - górna część jest w jednolitym kolorze od czarnego, poprzez różne odcienie brązu do wręcz różowego (w zależności od gatunku). W porównaniu do części dolnej wydaje się bardziej matowa, a ubarwienie jej jest jednorodne.
Natomiast dolną część oka określiłabym jako bardziej szklistą(?), mieniącą się barwami (np. zieloną i brązową) w zależności od kąta padania światła. Być może z tego powodu opisy nie są jednoznaczne i często obfitują w określenia np. zielonkawy, burobrązowy, brązowawy itp., które także stosuję. Poza tym, ta część oka zwykle jest usiana cętkami w ciemniejszym odcieniu.

Podobno kolor oczu zmienia się wraz z wiekiem szablaka. Najczęściej, a może zawsze jest tak, że młodziutki samiec swoim ubarwieniem ciała bardzo przypomina samicę. Jedyne co zdradza jego płeć to obecność wtórnego aparatu kopulacyjnego na drugim segmencie odwłoka (od spodu).
Ponadto wszystkie młode szablaki mają jaśniejsze, jaskrawsze, żywsze, kontrastujące ubarwienie, ale z wiekiem brązowieją, "płowieją" i tracą intensywne kolory.

Kolor oczu u szablaków (samce i samice) - zestawienie

Gatunek szablaka	Samiec Kolor oczu	góra	dół	Samica Kolor oczu	góra	dół
szablak czarny (szkocki)   Sympetrum danae	Ciemnobrązowe, czarne - Zielone, zielonkawe			Brązowo-czerwone (ciepły brąz) - Żółtozielone, jasnozielone (mniej jaskrawe)
szablak krwisty    Sympetrum sanguineum	Brązowe (czekoladowe) - Zielonawe, brązowawe			Ciepłobrązowe - Zielonawe
szablak południowy   Sympetrum meridionale	Brązowo-czerwone - Brązowe   L			Brązowe  - Beżowy brąz, rudawobrązowe L
szablak późny (podobny)   Sympetrum striolatum	Brązowe (czekoladowe) -  Zgniłozielone, burobrązowe L			Brązowe - Zielonawe, szarozielone L
szablak przepasany (górski)  Sympetrum pedemontanum	Jasnobrązowe (młody), brązowe  - Zielonożółte (młody), zielone, brązowe (podobnie do krwistego)			Ciemnobrązowe - Brązowe
szablak przypłaszczony    Sympetrum depressiusculum	Czerwone, czerwonobrązowe - Zielone, żółtozielone			Czerwone - czerwonobrązowe Zielone, żółtozielone
szablak wędrowny (wiosenny)   Sympetrum fonscolombii	Jasnoczerwone, różowoczerwone, jasnobrązowe (młody) - Niebieskie L			Różowo-czerwone, różowe, malinowoczerwone - Niebieskie L
szablak zwyczajny    Sympetrum vulgatum	Brązowe  - Zielonkawe (młody), brązowawe L			Brązowe - Zielone, bure, brązowe L
szablak żółty   Sympetrum flaveolum	Rudobrązowe - Zielonkawe, zielono-rudawe L			Brązowe, brązowo-czerwone   - Żółtozielone, zielone L

Szablak krwisty posiada szew!

A to sensacja!! Mój szablak krwisty,  który ma "dyskwalifikujący" szew między okiem a czołem okazał się być... szablakiem krwistym Sympetrum sanguineum.  
Otóż okazuje się, że błąd może przytrafić się każdemu, albo nie zawsze zrozumiałe jest dla czytającego co autor miał na myśli. Jednym z moich źródeł wiedzy jest strona wazki.pl, gdzie o głowie samca szablaka krwistego napisano:  
 
      Czoło i oczy dojrzałego samca Sympetrum sanguineum są malinowoczerwone. Na „twarzy” ważki nie ma czarnych szwów, ani znaków. 
  
Przyjrzałam się zdjęciu i wydało mi się, że na ciemnoczerwonej twarzy ważki dostrzegam szwy. Obejrzałam zatem sporo innych, dostępnych w internecie, zdjęć ważek opisanych jako szablak krwisty i między okiem a czołem występował szew! Więc coś tu było nie tak!
Przy opisie samicy opis (na stronie wazki.pl) jest następujący: 
  
      Oczy samicy są brązowo-zielone. Czoło, nadustek, wargi i żuwaczki są jasne, żółtawe. Szew między okiem a czołem czarny, dobrze widoczny.  

Przy zdjęciu młodocianego samca opis jest mniej więcej taki:  
 
      Młodociany samiec szablaka krwistego jest jeszcze niewybarwiony — w tym okresie jest on bardzo podobny do samicy.  Tylko cechy płciowe - narządy analne oraz wtórny aparat kopulacyjny odróżniają go od samicy. 
   
I co z tego wynika? Jak to możliwe, że samica i młodociany samiec posiadają szew między okiem a czołem, a dorosły samiec nie?? Z tym pytaniem zwróciłam się mailowo do autorki strony, która dość szybko odpowiedziała następująco:  
 
Dziękuję Pani za zwrócenie uwagi na moje niefortunne sformułowanie tekstu przy głowie samca S. sanguineum. Chodziło mi o to, że nie ma szwów między nadustkiem a wargą górną, ani nie są szwem oddzielone nadustek i czoło. Szwy między okiem a czołem oczywiście są - ma Pani rację. Tekst w najbliższym czasie poprawię.

A zatem moja klasyfikacja z poprzedniego wpisu musi ulec zmianie, co zresztą podejrzewałam.
Bowiem jedynym szablakiem, który nie posiada szwu między okiem a czołem jest żółtonogi szablak późny, którego także posiadam w swej kolekcji zdjęć.

Dla porządku, ponownie przedstawiam PRAWIDŁOWĄ klasyfikację szablaków pod względem obecności szwu między okiem a czołem.