Wydaje się, że małe ssaki mają sekretny zmysł podczerwieni

Jeśli oglądałeś to już wcześniej drapieżnikZauważyłem przewagę taktyczną, jaką dał obcemu wojownikowi dzięki swojej wizji cieplnej. W rzeczywistości, nawet mając potężny kamuflaż, Dutch i jego zespół wpadli w duże kłopoty.

Jednak w rzeczywistości wydaje się, że ofiarą mogą być osobniki posiadające zdolność wyczuwania w widmie podczerwonym. Badania wykazały obecnie, że ta wyjątkowa zdolność może być w całości dziełem człowieka. Do włosów na grzbiecie niektórych najmniejszych ssaków.

Nie z moimi włosami zaczesanymi do tyłu

Małe ssaki, takie jak ryjówki i gryzonie, mają futro, które łączy wiele rodzajów włosów w grubą, ochronną warstwę. Futro powinno zapewniać zwierzęciu stosunkowo ciepło i suchość oraz chronić je przed czynnikami naturalnymi. Ale co, jeśli mogłoby również chronić przed drapieżnikami? Pomiędzy tym futrem znajdują się specjalne „włosy ochronne”, które według badaczy działają jak precyzyjne czujniki podczerwieni.

Włosy ochronne stanowią od 1% do 3% futra. Włosy zwykle wystają prosto i w pewnym stopniu odstają od reszty futra. Włosy ochronne mają również tendencję do wykazywania nieco charakterystycznego wzoru pasm, niespotykanego u innych typów włosów ssaków.

Od lat naukowcy są zaintrygowani okresowymi wzorami pasków obserwowanymi na ochronnych włosach małych ssaków. Włókna te wykazują wewnętrzne pasma rozmieszczone w odstępach od 6 do 12 μm. Jeśli ostatnio przyglądałeś się spektrografowi elektromagnetycznemu, możesz zdać sobie sprawę, że odpowiada on w dużym stopniu długościom fal podczerwonych. Sugeruje to nierozpoznaną funkcję – być może zdolność wyczuwania światła podczerwonego. W rzeczywistości te długości fal pokrywają tę samą część widma podczerwieni, z której korzystają rakiety termowizyjne i kamery termowizyjne.

Ta cecha zapewniała oczywiste korzyści w zakresie przeżycia zwierząt nocnych i zwierząt wysoce drapieżnych. Może dać małemu stworzeniu zdolność wykrywania źródeł ciepłego ciepła – takich jak drapieżniki – zbliżających się od tyłu. Nie ma potrzeby umieszczania oczu z tyłu głowy ani ciągłego patrzenia na to, co jest za ramieniem. Jeśli Twoje zmysły termiczne wykryją coś ciepłego zbliżającego się od tyłu, pomocne może być wykonanie wypadu.

Naukowcy skupili się w swoich badaniach nad włosami ochronnymi na trzech typach: Myotom, TJest myszą domową Anchinus zwinny, Torbacz podobny do myszy Sorex Araneos, ryjówka zwyczajna. Pomimo wielu różnic między gatunkami, włosy ochronne mają pewne podobieństwa. Wyniki pokazały, że pomimo różnic ewolucyjnych obejmujących miliony lat, gatunki te mają bardzo podobne mikroskopijne struktury włosów, które wydają się być dostrojone do długości fal w zakresie 8–12 mikrometrów – co jest idealne do obrazowania termowizyjnego.

Jeśli weźmiemy za doskonały przykład mysz domową, wąsy mają dobrze rozwiniętą strukturę. Uważa się, że szersze sekcje włosków ochronnych, zwane „tarczą”, działają jak pochłaniacze podczerwieni. Zawierają dwie rurki połączone membraną, z wnękami powietrznymi rozmieszczonymi w okresowych odstępach około 10 μm. W kierunku podstawy obszaru tarczy włos zwęża się i zamiast wgłębień powietrznych ma wyraźne ciemne pasma w podobnych odstępach. Uważa się, że wąskie sekcje pomagają skupić pochłoniętą energię podczerwieni u nasady włosów. Następnie następuje stosunkowo zmienna sekcja „chmury”, z ciemnymi półkulami rozmieszczonymi wokół osi włosa. Uważa się, że działa to jak „filtr widmowy” promieniujący długości fal spoza zakresu 8–12 mikrometrów. Obliczenia pokazują, że filtr chmur oznacza, że ​​energia podczerwieni w tym krytycznym zakresie długości fal stanowi 72% „sygnału” docierającego do nasady włosa, a nie tylko 33%. Ostatnia część kolumny ma delikatniejsze pasma oddalone od siebie o zaledwie 6 µm.

Uważa się, że włókna działają podobnie do anten na podczerwień, a ich sztywne, proste ułożenie i linie okresowe działają jak detektory termiczne. Same linie wydają się być wykonane z materiału biologicznego przezroczystego dla podczerwieni o różnych współczynnikach załamania światła. Naukowcy porównują to do stworzonego przez człowieka wynalazku zwanego siatką Fibre Bragg, w skrócie FBG. Urządzenie to wykorzystuje okresową zmianę współczynnika załamania światła światłowodu do utworzenia filtra dla określonej długości fali. Włosy ochronne mogłyby wykorzystywać biologiczną wersję tego samego mechanizmu do odfiltrowywania interesującej nas fali podczerwieni.

Jednocześnie zwierzę musi odebrać sygnał z czujnika znajdującego się u nasady włosa. W rzeczywistości naukowcy odkryli, że mysz domowa ma komórki Merkla, które są wyjątkowo umiejscowione u nasady włosów ochronnych, rozmieszczonych wokół tułowia myszy. Uważa się, że komórki te mogą być odpowiedzialne za odczuwanie podczerwieni, ponieważ same włosy działają jak anteny, skupiając na nich energię podczerwoną.

Naukowcy rozszerzyli także swoją działalność na badanie, czy drapieżniki również przystosowały się do tego. Warto zauważyć, że odkryli, że węże zimnokrwiste są prawie niewidoczne w zakresie podczerwieni termicznej. Podobnie koty charakteryzują się stosunkowo niską przednią emisją ciepła. Zatem oba mają przewagę w polowaniu na ssaki z mechanizmem obronnym wykorzystującym czujniki termiczne. Tak naprawdę, jak można się spodziewać, te stworzenia są szczególnie biegłe w polowaniu na myszy i inne małe ssaki!

Badania są wciąż na wczesnym etapie. Nadal pozostaje wiele pracy, aby potwierdzić prawdziwe przeznaczenie tych włosków ochronnych. Niezależnie od tego ich złożone mikrostruktury dostarczają przekonujących dowodów na to, że faktycznie funkcjonują jako anteny wychwytujące promieniowanie podczerwone do celów sensorycznych.

Odkrycie tych naturalnych czujników podczerwieni to nie tylko biologiczna ciekawostka. Może się to przydać nawet w dziedzinie fotoniki. Zdolność włókien wartowniczych do działania jak maleńkie anteny na podczerwień może posłużyć za inspirację dla nowych urządzeń optycznych lub ulepszeń istniejących technologii.

Ponadto badania te mogą mieć wpływ na biologię ewolucyjną, dostarczając nowych informacji na temat starożytnego pochodzenia sierści ssaków i torbaczy. Odporność włosów ochronnych przez miliony lat sugeruje, że odegrały one kluczową rolę w przetrwaniu wczesnych ssaków, być może datowanych na trzeciorzęd.

Jednak niektórym małym ssakom zawsze udało się uniknąć drapieżników, które zakradały się za nimi. Być może mamy teraz tajny wgląd w tę małą sztuczkę. Być może przyczyną nie były oczy ani silne wyczucie wibracji, ale raczej ukryty zmysł termiczny, który przez cały czas czaił się w futrze.

Przedstawiony obraz: „Mysz laboratoryjna mg 3263” przez [Rama]