Чаму для мухі час цячэ ў чатыры разы павольней, чым для чалавека
Паспрабуйце прыстукнуць муху і вы адразу зразумееце, што яна хутчэйшая за вас. Нашмат хутчэйшая. Як жа гэтым малюсенькім істотам з іх мікраскапічнымі мазгамі ўдаецца так лёгка абвесці нас вакол пальца?
Верагодна, вы задумваліся над гэтым, беспаспяхова ганяючыся з мухабойкай па пакоі за надакучлівым стварэннем. Як яны так удала ўхінаюцца? Няўжо яны ўмеюць чытаць нашы думкі?
Адказ заключаецца ў тым, што, у параўнанні з чалавекам, мухі бачаць усё, што адбываецца, у запаволеным тэмпе.
Зірніце на гадзіннік з секунднай стрэлкай. Ён цікае з пэўнай хуткасцю. Але чарапасе будзе здавацца, што стрэлка цікае ў чатыры разы хутчэй. А для большасці відаў мух, наадварот, адлік секунд будзе цягнуцца прыкладна ў чатыры разы павольней. Па сутнасці, у кожнага біялагічнага віда сваё ўспрыманне плыні часу.
Гэта адбываецца таму, што ўсе жывыя істоты, якія маюць зрок, успрымаюць навакольны свет як бесперапыннае відэа, але малюнак, які перадаецца з вачэй у мозг, яны зводзяць у асобныя кадры з рознай зададзенай частатой.
У чалавека зададзеная частата складае ў сярэднім 60 кадраў у секунду, у чарапах — 15, а ў мух — 250.
Час адносны
Хуткасць, з якой гэтыя выявы апрацоўваюцца мозгам, называецца «частатой зліцця мігценняў». Зазвычай чым меншы біялагічны від, тым вышэйшая хуткасць падачы светлавых імпульсаў, і таму мухі пастаянна ўцякаюць ад мухабойкі.
Прафесар Роджэр Хардзі з Кембрыджскага універсітэта дэманструе, як працуе вока мухі.
«Частата зліцця мільганняў - гэта проста хуткасць, з якой святло павінна ўключацца і выключацца, перш чым яго можна будзе ўбачыць або ўспрыняць як бесперапынны малюнак», - кажа прафесар Хардзі.
Ён ўжыўляе казуркам малюсенькія электроды ў жывыя святлоадчувальныя клеткі вачэй — фотарэцэптары — і ўключае святлодыёдныя індыкатары, якія мігцяць, паступова павялічваючы частату выбліскаў.
Фотарэцэптары рэагуюць на кожную выбліск святлодыёда электрычнымі імпульсамі, якія адлюстроўваюцца на экране кампутара.
Тэсты паказваюць, што ў некаторых мух рэцэптары выразна рэагуюць на мігценне да 400 разоў за секунду, больш чым у шэсць разоў хутчэйшае, чым можа ўспрыняць чалавечае вока.
Рэкардсменам лічыцца муха-забойца — маленечкая драпежная казурка, якая жыве ў Еўропе і палюе на іншых мух. І ловіць яна ахвяр проста ў палёце.
У сваёй «Мушынай лабараторыі» ў Кембрыджскім універсітэце доктар Палома Гансалес-Беліда дэманструе звышхуткую рэакцыю паляўнічага, запусціўшы звычайных пакаёвых мух у спецыяльную камеру да самкі мухі-забойцы.
З дапамогай хуткаснай відэакамеры Палома запісвае паводзіны паляўнічага і ахвяры з частатой 1000 кадраў у секунду. Кампутар пастаянна захоўвае апошнія 12 секунд відэазапісу.
Вось у камеры нешта адбываецца, і Палома націскае кнопку, каб спыніць запіс.
«Час нашай рэакцыі настолькі павольны, што, калі мы хочам спыніць запіс у момант падзеі, высвятляецца, што гэта падзея ўжо адбылася», — кажа доктар.
Выходзіць, мы нават не можам націснуць кнопку своечасова.
Муха супраць мухі
На відэазапісе бачна, што спачатку муха-забойца сядзіць нерухома. Але як толькі пакаёвая муха пралятае прыкладна за сем сантыметраў над ёй, паляўнічая здзяйсняе вокамгненны кідок, а затым абедзве аказваюцца на дне камеры.
Толькі пасля прагляду запаволенай здымкі на камп'ютары становіцца ясна, што адбылося: муха-забойца ўзляцела, тройчы абляцела ахвяру, некалькі разоў спрабуючы яе схапіць, перш чым ёй удалося гэта зрабіць пярэднімі лапамі, збіць на падлогу і ўчапіцца ў здабычу.
Увесь эпізод ад узлёту да пасадкі заняў адну секунду. У нашых вачах гэта імгненне. І наадварот - у вачах мухі чалавечая рука рухаецца з хуткасцю слімака.
Такую неверагодную хуткасць паводзін мусе-забойцы забяспечваюць мітахондрыі - біялагічныя клеткі, якіх у гэтага драпежніка ў вачах значна больш, чым у іншых відаў мух.
Гэтыя клеткі выпрацоўваюць энергію, неабходную светлавым рэцэптарам вачэй. Хуткі зрок спажывае больш энергіі, чым павольны, і платаядная дыета мухі-забойцы забяспечвае харчаванне энергаёмістых клетак.
Але нават калі б чалавек меў такую ж колькасць мітахондрый у вачах, у нас не было б такой высокай хуткасці зроку, бо святлоадчувальныя клеткі мух па канструкцыі моцна адрозніваюцца ад чалавечых.
Да гэтых структурных адрозненняў прывёў працэс эвалюцыі. Развіццё вачэй у членістаногіх і хрыбетных пайшло зусім рознымі шляхамі каля 700-750 мільёнаў гадоў таму.
Струнная тэорыя
Як кажа прафесар Роджэр Хардзі, вочы мух працуюць па прынцыпе механічнай перадачы імпульсаў - яны рэагуюць на святло з дапамогай гарызантальна размешчаных малюсенькіх валокнаў, якія перадаюць сігнал, як струны.
Зрок хрыбетных уладкаваны па-іншаму: у воку ў іх маюцца доўгія трубчастыя клеткі, звернутыя да крыніцы святла, з хімічнымі рэчывамі, якія рэагуюць на сігнал.
«З пункту гледжання магчымасці сфармаваць моцную рэакцыю на невялікую колькасць святла механізм членістаногіх больш адчувальны, да таго ж і хуткасць яго рэакцыі вышэйшая, чым у стрыжняў і конусаў у воку пазваночных», - тлумачыць ён.
Ёсць некалькі прычын больш высокай адчувальнасці механічнай сістэмы перадачы дадзеных.
Перш за ўсё «струны» дазваляюць паскорыць нейронавыя сігналы. Акрамя таго, у нейронавых імпульсаў існуе мяжа хуткасці, і дзякуючы меншай працягласці нерва ад вока да мозгу ў членістаногіх у параўнанні з больш буйнымі хрыбетнымі працэс перадачы дадзеных працякае хутчэй.
Зрэшты, і некаторыя хрыбетныя маюць значна хутчэйшы зрок, чым чалавек. Падобна на тое, што з хуткім зрокам узаемазлучаная здольнасць лётаць. Верагодна, што лятучым істотам невялікіх памераў неабходная хуткая рэакцыя падчас палёту, каб не ўрэзацца ў перашкоду.
Усё адносна
Сярод хрыбетных самы хуткі зрок сустракаецца ў жывёл і птушак, якія ловяць насякомых у паветры.
Шведскія навукоўцы з Упсальскага ўніверсітэта выявілі, што птушка валасянка здольная распазнаваць святло, якое ўспыхвае і згасае 146 разоў за секунду.
Гэты паказчык прыкладна ўдвая большы, чым у чалавека, хоць і не такі высокі, як у сярэдняй мухі.
Здольнасць «запавольваць час» развілася ў мухаловак у працэсе эвалюцыі. Асобіны, здольныя перахітрыць здабычу, сталі харчавацца лепш, прыносіць больш нашчадкаў і перадаваць ім у спадчыну хуткі зрок бацькоў.
Але эвалюцыйная «гонка ўзбраенняў» ніколі не сканчаецца. Мухі, за якімі ганяюцца птушкі з хуткім зрокам, таксама развіваюць хуткасць рэакцыі, і гэтак далей.
Увогуле, у наступны раз пасля няўдалай спробы прыстукнуць муху не падайце духам. У тым, што вашыя рухі такія павольныя і няўклюдныя, вінаватыя сотні мільёнаў гадоў натуральнага адбору, якія навучылі мух павольна назіраць за вамі.
Час паміж вамі і мухай вельмі адносны.
Байпол назваў імёны магчымых забойцаў Андрэя Зельцара. І заявіў, што сілавіка «Нірвану» застрэліў свой жа6
Каментары