As cobras são um dos habitantes mais misteriosos do nosso planeta. Caçadores primitivos, ao se depararem com qualquer cobra, corriam para fugir dela, sabendo que apenas uma mordida poderia condená-los à morte. O medo ajudou a evitar mordidas, mas impediu de aprender mais sobre essas criaturas misteriosas. E onde não havia conhecimento exato suficiente, as lacunas foram preenchidas com fantasias e conjecturas, que se tornaram cada vez mais sofisticadas ao longo dos séculos. E, apesar de muitos desses répteis já terem sido bem estudados, os antigos, transmitidos de geração em geração, rumores e lendas sobre cobras ainda dominam a mente das pessoas. Para quebrar de alguma forma esse círculo vicioso, reunimos os 10 mitos mais comuns sobre cobras e os refutamos.
Os órgãos que permitem que as cobras "vejam" a radiação térmica fornecem uma imagem extremamente embaçada. No entanto, uma imagem térmica clara do mundo circundante é formada no cérebro da cobra. Pesquisadores alemães descobriram como isso pode acontecer.
Algumas espécies de cobras têm uma capacidade única de captar a radiação térmica, permitindo-lhes "olhar" o mundo à sua volta na escuridão absoluta. É verdade que eles “veem” a radiação térmica não com os olhos, mas com órgãos especiais sensíveis ao calor (veja a figura).
A estrutura de tal órgão é muito simples. Perto de cada olho há um orifício de cerca de um milímetro de diâmetro, que leva a uma pequena cavidade de aproximadamente o mesmo tamanho. Nas paredes da cavidade existe uma membrana contendo uma matriz de células termorreceptoras de aproximadamente 40 por 40 células de tamanho. Ao contrário dos bastonetes e cones da retina, essas células não respondem ao "brilho da luz" dos raios de calor, mas a temperatura local membranas.
Esse órgão funciona como uma câmera escura, um protótipo de câmeras. Um pequeno animal de sangue quente contra um fundo frio emite "raios de calor" em todas as direções - radiação infravermelha distante com um comprimento de onda de cerca de 10 mícrons. Passando pelo orifício, esses raios aquecem localmente a membrana e criam uma "imagem térmica". Devido à maior sensibilidade das células receptoras (é detectada uma diferença de temperatura de milésimos de grau Celsius!) E à boa resolução angular, uma cobra pode perceber um rato na escuridão absoluta a uma distância bastante grande.
Do ponto de vista da física, apenas uma boa resolução angular é um mistério. A natureza otimizou este órgão para que seja melhor "ver" até fontes de calor fracas, ou seja, simplesmente aumentou o tamanho da entrada - a abertura. Porém, quanto maior a abertura, mais desfocada a imagem ficará ( nós estamos falando, destacamos, sobre o furo mais comum, sem nenhuma lente). Na situação com cobras, onde a abertura e a profundidade da câmera são aproximadamente iguais, a imagem fica tão borrada que nada além de “há um animal de sangue quente em algum lugar próximo” pode ser extraído dela. No entanto, experimentos com cobras mostram que elas podem determinar a direção de uma fonte pontual de calor com uma precisão de cerca de 5 graus! Como as cobras conseguem atingir uma resolução espacial tão alta com uma qualidade tão terrível de "ótica infravermelha"?
Uma vez que a “imagem térmica” real, dizem os autores, é muito embaçada, e a “imagem espacial” que aparece no cérebro do animal é bastante clara, isso significa que existe algum neuroaparato intermediário no caminho dos receptores para o cérebro, que, por assim dizer, ajusta a nitidez da imagem. Este aparato não deveria ser muito complicado, caso contrário a cobra "pensaria" por muito tempo sobre cada imagem recebida e reagiria aos estímulos com atraso. Além disso, de acordo com os autores, é improvável que este dispositivo use mapeamentos iterativos de vários estágios, mas é algum tipo de conversor rápido de uma etapa que funciona para sempre conectado em sistema nervoso programa.
Em seu trabalho, os pesquisadores provaram que tal procedimento é possível e bastante real. Eles realizaram modelagem matemática de como uma "imagem térmica" aparece e desenvolveram um algoritmo ideal para melhorar repetidamente sua clareza, apelidando-a de "lente virtual".
Apesar do grande nome, a abordagem que eles usaram, claro, não é algo fundamentalmente novo, mas apenas uma espécie de deconvolução - a restauração de uma imagem estragada pela imperfeição do detector. Isso é o inverso do desfoque de movimento e é amplamente usado no processamento de imagens de computador.
Na análise realizada, no entanto, nuance importante: a lei da deconvolução não precisava ser adivinhada, ela poderia ser calculada a partir da geometria da cavidade sensível. Em outras palavras, sabia-se de antemão que tipo de imagem uma fonte pontual de luz daria em qualquer direção. Graças a isso, uma imagem completamente desfocada pode ser restaurada com uma precisão muito boa (editores gráficos comuns com uma lei de deconvolução padrão não teriam lidado com essa tarefa nem de perto). Os autores também propuseram uma implementação neurofisiológica específica dessa transformação.
Se este trabalho disse alguma palavra nova na teoria do processamento de imagem é um ponto discutível. No entanto, certamente levou a descobertas inesperadas sobre a neurofisiologia da "visão infravermelha" em cobras. De fato, o mecanismo local da visão "normal" (cada neurônio visual capta informações de sua própria pequena área na retina) parece tão natural que é difícil imaginar algo muito diferente. Mas se as cobras realmente usam o procedimento de deconvolução descrito, então cada neurônio que contribui para toda a imagem do mundo circundante no cérebro recebe dados não de um ponto, mas de todo um anel de receptores que passa por toda a membrana. Só podemos imaginar como a natureza conseguiu construir uma "visão não local" que compensa os defeitos da óptica infravermelha com transformações matemáticas não triviais do sinal.
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Por alguma razão, parece-me que a transformação inversa de uma imagem borrada, desde que haja apenas uma matriz bidimensional de pixels, é matematicamente impossível. Meu entendimento é que os algoritmos de nitidez de computador simplesmente criam a ilusão subjetiva de uma imagem mais nítida, mas não podem revelar o que está desfocado em uma imagem.
Não é?
Além disso, a lógica da qual se segue que um algoritmo complexo faria a cobra pensar é incompreensível. Tanto quanto sei, o cérebro é um computador paralelo. Um algoritmo complexo nele não leva necessariamente a um aumento nos custos de tempo.
Parece-me que o processo de refinamento deveria ser diferente. Como foi determinada a precisão? olho infravermelho? Certamente, por alguma ação da cobra. Mas qualquer ação é longa e permite correção em seu processo. Na minha opinião, uma cobra pode "infraver" com a precisão que se espera e começar a se mover com base nessa informação. Mas então, no processo de movimento, refine-o constantemente e chegue ao final como se a precisão geral fosse maior.
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Eu respondo ponto a ponto.
1. A transformação inversa é uma aquisição de imagem nítida (que seria criada por um objeto com uma lente do tipo olho), com base na desfocada existente. Ao mesmo tempo, ambas as imagens são bidimensionais, não há problemas com isso. Se não houver distorções irreversíveis durante o desfoque (como uma barreira completamente opaca ou saturação de sinal em algum pixel), então o desfoque pode ser pensado como um operador reversível atuando no espaço de imagens bidimensionais.
Existem dificuldades técnicas com relação ao ruído, então o operador de deconvolução parece um pouco mais complicado do que o descrito acima, mas mesmo assim é derivável sem ambiguidade.
2. Algoritmos de computador melhoram a nitidez assumindo que o desfoque é gaussiano. Afinal, eles não conhecem em detalhes aquelas aberrações, etc., que a câmera de filmagem tinha. Programas especiais, no entanto, são capazes de mais. Por exemplo, se ao analisar imagens do céu estrelado
uma estrela entra no quadro e, com sua ajuda, você pode restaurar a nitidez melhor do que os métodos padrão.
3. Um algoritmo de processamento complexo - isso significava vários estágios. Em princípio, as imagens podem ser processadas iterativamente executando a imagem várias vezes na mesma cadeia simples. Assintoticamente, pode então tender a alguma imagem "ideal". Assim, os autores mostram que tal processamento, pelo menos, não é necessário.
4. Não conheço os detalhes dos experimentos com cobras, terei que lê-los.
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1. Eu não sabia disso. Pareceu-me que o desfoque (falta de nitidez) é uma transformação irreversível. Suponha que haja algum tipo de nuvem borrada objetivamente presente na imagem. Como o sistema sabe que essa nuvem não deve ser afiada e que esse é seu verdadeiro estado?
3. Na minha opinião, uma transformação iterativa pode ser implementada simplesmente fazendo várias camadas de neurônios conectados em série, e então a transformação ocorrerá em uma etapa, mas iterativa. Quantas iterações você precisa, tantas camadas para fazer.
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Aqui está um exemplo simples de desfoque. Dado um conjunto de valores (x1,x2,x3,x4).
O olho não vê este conjunto, mas o conjunto (y1,y2,y3,y4) obtido desta forma:
y1 = x1 + x2
y2 = x1 + x2 + x3
y3 = x2 + x3 + x4
y4 = x3 + x4
Obviamente, se você conhece a lei do desfoque com antecedência, ou seja, operador linear (matriz) da transição de x para y, então você pode contar matriz inversa transição (a lei da deconvolução) e para os jogadores dados restaurar x. Se, claro, a matriz for invertível, ou seja, não há distorções irreversíveis.
Sobre várias camadas - é claro, essa opção não pode ser descartada, mas parece tão antieconômica e tão facilmente violada que dificilmente se pode esperar que a evolução escolha esse caminho.
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"Obviamente, se você conhece a lei de desfoque com antecedência, ou seja, o operador linear (matriz) da transição de x para y, então você pode calcular a matriz de transição inversa (lei de deconvolução) e restaurar x do y dado. Se, de Claro, a matriz é invertível, ou seja, não há distorções irreversíveis." Não confunda matemática com medidas. O mascaramento da carga mais baixa pelos erros não é linear o suficiente para prejudicar o resultado da operação inversa.
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"3. Na minha opinião, uma transformação iterativa pode ser implementada simplesmente fazendo várias camadas de neurônios conectados em série e, em seguida, a transformação ocorrerá em uma etapa, mas será iterativa. Quantas iterações são necessárias, quantas camadas podem ser feito." Não. A próxima camada começa a processar APÓS a anterior. O pipeline não permite acelerar o processamento de uma determinada informação, exceto quando é utilizado para confiar cada operação a um executor especializado. Ele permite que você comece a processar o PRÓXIMO FRAME antes que o anterior seja processado.
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"1. A transformação inversa é uma imagem nítida (que seria criada por um objeto com uma lente do tipo olho), baseada na desfocada existente. Ao mesmo tempo, ambas as imagens são bidimensionais, não há problemas com Se não houver distorções irreversíveis durante o desfoque (como barreira completamente opaca ou saturação do sinal em algum pixel), então o desfoque pode ser pensado como um operador reversível atuando no espaço de imagens bidimensionais. Não. O desfoque é uma redução na quantidade de informações, é impossível criá-lo de novo. Você pode aumentar o contraste, mas se não se trata apenas de ajustar o gama, é apenas à custa do ruído. Ao desfocar, qualquer pixel é calculado em média sobre seus vizinhos. DE TODOS OS LADOS. Depois disso, não se sabe exatamente onde algo foi adicionado ao seu brilho. Ou para a esquerda, ou para a direita, ou de cima, ou de baixo, ou na diagonal. Sim, a direção do gradiente indica de onde veio o aditivo principal. Há exatamente tanta informação nisso quanto na imagem mais borrada. Ou seja, a resolução é baixa. E as pequenas coisas são apenas melhor mascaradas pelo ruído.
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Parece-me que os autores do experimento simplesmente "geraram entidades extras". Existe escuridão absoluta no habitat real das cobras? - até onde eu sei, não. E se não houver escuridão absoluta, então mesmo a "imagem infravermelha" mais embaçada é mais do que suficiente, toda a sua "função" é dar o comando para começar a caçar "aproximadamente em tal e tal direção", e então o mais comum visão entra em jogo. Os autores do experimento referem-se à precisão muito alta da escolha da direção - 5 graus. Mas é realmente uma grande precisão? Na minha opinião, em nenhuma condição - nem em um ambiente real, nem em um laboratório - a caça terá sucesso com tanta "precisão" (se a cobra apenas se orientar dessa maneira). Se falamos da impossibilidade de tal "precisão" devido a um dispositivo muito primitivo para processar a radiação infravermelha, então aqui, aparentemente, pode-se discordar dos alemães: a cobra tem dois desses "dispositivos", e isso lhe dá a oportunidade para "em movimento" para determinar "direita", "esquerda" e "reta" com posterior correção constante da direção até o momento do "contato visual". Mas mesmo que a cobra tenha apenas um desses "dispositivos", nesse caso ela determinará facilmente a direção - pela diferença de temperatura em diferentes partes da "membrana" (não é à toa, porque capta mudanças em milésimos de grau Celsius, para o qual - então é necessário!) Obviamente, um objeto localizado "diretamente" será "exibido" por uma imagem de intensidade mais ou menos igual, localizada "à esquerda" - por uma imagem com maior intensidade do "parte" direita, localizada "à direita" - por uma imagem com maior intensidade do lado esquerdo. Só e tudo. E nenhuma inovação alemã complicada é necessária na natureza da cobra desenvolvida ao longo de milhões de anos :)
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"Parece-me que o processo de precisão deveria ser diferente. Como foi estabelecida a precisão do trabalho dos olhos infravermelhos? Certamente, por alguma ação da cobra. Mas qualquer ação é de longo prazo e permite correção em seu processo. Na minha opinião, a cobra pode "infra-ver" com essa precisão, que é esperada e começar a se mover com base nessa informação. Mas então, no processo de movimento, refiná-la constantemente e chegar ao final como se a precisão geral fosse mais alto. " Isso é apenas uma mistura de um balômetro com uma matriz de registro de luz e, portanto, é muito inercial e, com o calor do mouse, diminui francamente. E o arremesso da cobra é tão rápido que a visão em cones e bastões não tem tempo. Bem, talvez não seja culpa direta dos cones, onde a acomodação da lente fica mais lenta e o processamento. Mas mesmo todo o sistema funciona mais rápido e ainda não tem tempo. A única solução possível com tais sensores é tomar todas as decisões com antecedência, aproveitando o fato de haver tempo suficiente antes do arremesso.
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"Além disso, a lógica não é clara, de onde se segue que um algoritmo complexo faria uma cobra pensar. Pelo que eu sei, o cérebro é um computador paralelo. Um algoritmo complexo nele não necessariamente leva a um aumento no custos de tempo." Para paralelizar um algoritmo complexo, você precisa de muitos nós, eles são de tamanho decente e já são lentos devido à passagem lenta dos sinais. Sim, isso não é motivo para abandonar o paralelismo, mas se os requisitos forem muito rígidos, a única maneira de cumprir o tempo de processamento de grandes arrays em paralelo é usar nós tão simples que não possam trocar resultados intermediários entre si. E isso requer endurecer todo o algoritmo, pois eles não poderão mais tomar decisões. E sequencialmente, também será possível processar muitas informações no único caso - se o único processador for rápido. E isso também requer um algoritmo rígido. O nível de implementação é difícil e por isso.
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>Pesquisadores alemães descobriram como isso pode acontecer.
mas o carrinho, ao que parece, ainda está lá.
Você pode propor imediatamente alguns algoritmos que, talvez, resolvam o problema. Mas serão eles relevantes para a realidade?
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> Gostaria de pelo menos uma evidência indireta de que é assim, e não de outra forma.
Claro, os autores são cuidadosos em suas afirmações e não dizem que provaram que é assim que a infravisão funciona nas cobras. Eles apenas provaram que a resolução do "paradoxo da infravisão" não requer recursos computacionais muito grandes. Eles apenas esperam que o órgão das cobras funcione de maneira semelhante. Se isso é verdade ou não, os fisiologistas devem provar.
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> Existem os chamados. problema vinculativo, que é como uma pessoa e um animal entendem que as sensações em diferentes modalidades (visão, audição, calor, etc.) referem-se à mesma fonte.
Na minha opinião, no cérebro existe um modelo holístico do mundo real, e não fragmentos-modalidades separadas. Por exemplo, no cérebro de uma coruja existe um objeto "mouse", que possui, por assim dizer, campos correspondentes que armazenam informações sobre a aparência do mouse, como soa, como cheira e assim por diante. Durante a percepção, os estímulos são convertidos em termos desse modelo, ou seja, o objeto "rato" é criado, seus campos são preenchidos com guincho e aparência.
Ou seja, a questão não é como a coruja entende que tanto o guincho quanto o cheiro pertencem à mesma fonte, mas como a coruja entende CORRETAMENTE sinais separados?
Método de reconhecimento. Mesmo sinais da mesma modalidade não são tão fáceis de atribuir a um objeto. Por exemplo, um rabo de rato e orelhas de rato podem ser itens separados. Mas a coruja não os vê separadamente, mas como partes de um rato inteiro. O fato é que ela tem um protótipo de mouse na cabeça, com o qual compara as peças. Se as partes "encaixarem" no protótipo, elas constituem o todo, se não se encaixarem, não.
É fácil entender em próprio exemplo. Considere a palavra "CONHECIDO". Vamos olhar para isso com cuidado. Na verdade, é apenas uma coleção de cartas. Mesmo apenas uma coleção de pixels. Mas não podemos vê-lo. A palavra é familiar para nós e, portanto, a combinação de letras inevitavelmente evoca em nosso cérebro uma imagem integral, da qual é absolutamente impossível se livrar.
A coruja também. Ela vê um rabo de cavalo, vê orelhas, em uma determinada direção. Vê movimentos característicos. Ele ouve farfalhar e guinchos mais ou menos na mesma direção. Ele sente um cheiro especial daquele lado. E essa combinação familiar de estímulos, assim como a combinação familiar de letras para nós, evoca a imagem de um camundongo em seu cérebro. A imagem é integral, localizada na imagem integral do espaço envolvente. A imagem existe independentemente e, de acordo com as observações da coruja, pode ser muito refinada.
Acho que o mesmo vale para as cobras. E como em tal situação é possível calcular a precisão de apenas um analisador visual ou infravisual, eu não entendo.
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Parece-me que o reconhecimento de imagem é um processo diferente. Não se trata da reação da cobra à imagem de um camundongo, mas da transformação de manchas no infra-olho na imagem de um camundongo. Teoricamente, pode-se imaginar uma situação em que uma cobra não vê infra um rato, mas imediatamente corre em uma determinada direção se seu infra-olho vê círculos circulares de uma determinada forma. Mas isso parece improvável. Afinal, é o perfil do rato que a terra enxerga com seus olhos NORMAIS!
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Me parece que pode estar acontecendo o seguinte. Há uma imagem ruim na infra-retina. Ele se transforma em uma imagem vaga de um rato, o suficiente para que a cobra reconheça o rato. Mas não há nada de "maravilhoso" nessa imagem, ela é adequada às habilidades do infra-olho. A cobra inicia um arremesso aproximado. No processo de arremesso, sua cabeça se move, o infra-olho se desloca em relação ao alvo e geralmente se aproxima dele. A imagem na cabeça é constantemente complementada e sua posição espacial é especificada. E o movimento está constantemente sendo corrigido. Como resultado, o arremesso final parece ter sido baseado em informações incrivelmente precisas sobre a posição do alvo.
Isso me lembra de me observar, quando às vezes consigo pegar um copo caído como um ninja :) E o segredo é que só consigo pegar o copo que eu mesmo deixei cair. Ou seja, sei com certeza que o vidro terá que ser pego e começo o movimento com antecedência, corrigindo no próprio processo.
Também li que conclusões semelhantes foram tiradas de observações de uma pessoa em gravidade zero. Quando uma pessoa pressiona um botão na ausência de peso, ela deve errar para cima, pois as forças habituais para uma mão de pesagem são incorretas para a ausência de peso. Mas uma pessoa não erra (se estiver atenta), justamente porque a possibilidade de correção "na hora" está constantemente incorporada em nossos movimentos.
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“Existe o chamado problema de ligação, que é como uma pessoa e um animal entendem que as sensações em diferentes modalidades (visão, audição, calor, etc.) se referem à mesma fonte.
Existem muitas hipóteses http://www.dartmouth.edu/~adinar/publications/binding.pdf
mas o carrinho, ao que parece, ainda está lá.
Você pode propor imediatamente alguns algoritmos que, talvez, resolvam o problema. Mas eles serão relevantes para a realidade?" Mas parece. Não reaja a folhas frias, não importa como elas se movam e pareçam, mas se houver um rato quente em algum lugar, ataque algo que se pareça com um rato na ótica e quando isso se enquadra no escopo. Ou algum tipo de processamento muito selvagem é necessário. Não no sentido de um longo algoritmo sequencial, mas no sentido da capacidade de desenhar padrões nas unhas com uma vassoura de zelador. Alguns asiáticos até sabem como para que consigam fazer bilhões de transistores e mais aquele sensor.
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>no cérebro existe um modelo holístico do mundo real, e não fragmentos-modalidades separadas.
Aqui está outra hipótese.
Bem, que tal sem um modelo? Não há caminho sem um modelo, é claro, o reconhecimento simples em uma situação familiar também é possível. Mas, por exemplo, pela primeira vez ao entrar em uma oficina, onde milhares de máquinas estão trabalhando, uma pessoa consegue distinguir o som de uma determinada máquina.
O problema pode estar no fato de que pessoas diferentes usam algoritmos diferentes. E até mesmo uma pessoa pode usar diferentes algoritmos em diferentes situações. Com as cobras, aliás, isso também não está excluído. É verdade que esse pensamento sedicioso pode se tornar uma lápide para métodos estatísticos de pesquisa. O que a psicologia não pode suportar.
Na minha opinião, tais artigos especulativos têm o direito de existir, mas pelo menos precisam ser levados ao esquema de um experimento para testar uma hipótese. Por exemplo, com base no modelo, calcule as possíveis trajetórias da cobra. E que os fisiologistas os comparem com os reais. Se eles entenderem do que se trata.
Caso contrário, como com o problema de ligação. Quando leio outra hipótese infundada, só me causa um sorriso.
Responder
> Aqui está outra hipótese.
Estranho, não pensei que essa hipótese fosse nova.
De qualquer forma, tem confirmação. Por exemplo, amputados frequentemente afirmam ainda senti-los. Por exemplo, bons motoristas afirmam "sentir" as bordas de seus carros, a posição das rodas e assim por diante.
Isso sugere que não há diferença entre os dois casos. No primeiro caso, existe um modelo inato do seu corpo, e as sensações apenas o preenchem de conteúdo. Quando o membro é removido, o modelo do membro ainda existe por algum tempo e causa sensações. No segundo caso, existe um modelo de carro adquirido. Do carro, não há sinais diretos para o corpo, mas sinais indiretos. Mas o resultado é o mesmo: o modelo existe, tem conteúdo e é sentido.
Aqui, aliás, bom exemplo. Vamos pedir ao motorista para atropelar uma pedra. Ele vai bater com muita precisão e vai até dizer se acertou ou não. Isso significa que ele sente a roda por vibrações. Segue-se daí que existe algum tipo de algoritmo de "vibrolens virtual" que restaura a imagem da roda com base nas vibrações?
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É bastante curioso que, se a fonte de luz for 1 e bastante forte, a direção para ela é fácil de determinar mesmo com os olhos fechados - você precisa virar a cabeça até que a luz comece a brilhar igualmente em ambos os olhos, e então o a luz está na frente. Não há necessidade de inventar algumas redes neurais super-duper para restaurar a imagem - tudo é horrível e você mesmo pode verificar.
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Termolocadores de design diferente foram recentemente estudados em cobras. Esta descoberta merece mais detalhes.
No leste da URSS, desde a região do Cáspio Trans-Volga e as estepes da Ásia Central até Transbaikalia e Ussuri taiga, existem pequenos Serpentes venenosas, apelidados de focinhos: a cabeça é coberta no topo não por pequenas escamas, mas por grandes escudos.
As pessoas que observaram os focinhos de perto afirmam que essas cobras parecem ter quatro narinas. Em qualquer caso, nas laterais da cabeça (entre a narina real e o olho), duas fossas grandes (narinas maiores) e profundas são claramente visíveis nos focinhos.
Cottonmouths são parentes próximos da cascavel americana, que às vezes é chamada pelos locais de quadrúpede, ou seja, de quatro narizes. Isso significa que as cascavéis também têm caroços estranhos em seus rostos.
Todas as cobras com quatro "narinas" são combinadas pelos zoólogos em uma família dos chamados crotalídeos, ou com cabeça de fossa. Cobras pit são encontradas na América (Norte e Sul) e na Ásia. Em sua estrutura, eles são semelhantes às víboras, mas diferem deles nas covas mencionadas na cabeça.
Por mais de 200 anos, os cientistas resolveram um quebra-cabeça dado pela natureza, tentando determinar o papel que essas covas desempenham na vida das cobras. Que suposições foram feitas!
Eles pensaram que eram órgãos do olfato, tato, intensificadores da audição, glândulas que secretam lubrificante para a córnea dos olhos, armadilhas de vibrações sutis do ar (como a linha lateral dos peixes) e, finalmente, até sopradores de ar que entregar oxigênio para a cavidade oral, supostamente necessário para a formação de veneno.
Estudos cuidadosos realizados por anatomistas trinta anos atrás mostraram que as fossas faciais das cascavéis não estão conectadas nem com as orelhas, nem com os olhos, nem com os olhos.
por qualquer outra autoridade conhecida. São depressões na mandíbula superior. Cada orifício a uma certa profundidade da entrada é dividido por uma partição transversal (membrana) em duas câmaras - interna e externa.
A câmara externa fica na frente e se abre para fora com uma ampla abertura em forma de funil, entre o olho e as narinas (na área das escalas auditivas). A câmara traseira (interna) está completamente fechada. Só mais tarde foi possível perceber que ele se comunica com o meio externo por um canal estreito e comprido, que se abre na superfície da cabeça próximo ao canto anterior do olho com um poro quase microscópico. No entanto, o tamanho do poro, quando necessário, pode aparentemente aumentar significativamente: a abertura é provida de um músculo anular de fechamento.
A partição (membrana) que separa ambas as câmaras é muito fina (cerca de 0,025 mm de espessura). Densas tramas de terminações nervosas o permeiam em todas as direções.
Sem dúvida, as fossas faciais são os órgãos de alguns sentidos. Mas o que?
Em 1937, dois cientistas americanos - D. Noble e A. Schmidt publicaram um grande trabalho no qual relataram os resultados de seus muitos anos de experiência. Eles conseguiram provar, argumentaram os autores, que as fossas faciais são termolocalizadores! Eles captam os raios de calor e determinam a localização do corpo aquecido que emite esses raios por sua direção.
D. Noble e A. Schmidt fizeram experimentos com cascavéis privados artificialmente de todos os órgãos dos sentidos conhecidos pela ciência. Embrulhados em papel preto foram trazidos para as cobras lâmpadas. Enquanto as lâmpadas estavam frias, as cobras não prestavam atenção nelas. Mas então a lâmpada esquentou - a cobra imediatamente sentiu. Ela ergueu a cabeça, preocupada. A lâmpada está ainda mais perto. A cobra lançou um raio e mordeu a "vítima" quente. Eu não a vi, mas ela mordeu exatamente, sem errar.
Os pesquisadores descobriram que as cobras detectam objetos aquecidos, cuja temperatura é de pelo menos 0,2 graus Celsius acima do ar circundante (se forem aproximados do próprio focinho). Objetos mais quentes são reconhecidos a uma distância de até 35 centímetros.
Em uma sala fria, os termolocalizadores funcionam com mais precisão. Eles são obviamente adaptados para a caça noturna. Com a ajuda deles, a cobra procura pequenos animais e pássaros de sangue quente. Não cheiro, mas o calor do corpo trai a vítima! Afinal, as cobras têm visão e olfato ruins e audição completamente sem importância. Um sentimento novo e muito especial veio em seu auxílio - localização termal.
Nos experimentos de D. Noble e A. Schmidt, um indicador de que a cobra encontrou uma lâmpada quente foi seu arremesso. Mas afinal, a cobra, claro, antes mesmo de correr para o ataque, já sentia a aproximação de um objeto quente. Então, você precisa encontrar algum outro, mais sinais exatos, pelo qual seria possível julgar a sutileza do sentido de termolocalização da cobra.
Os fisiologistas americanos T. Bullock e R. Cowles conduziram pesquisas mais completas em 1952. Como sinal anunciando que o objeto foi detectado pelo termolocalizador da cobra, eles escolheram não a reação da cabeça da cobra, mas uma mudança nas biocorrentes no nervo que serve à fossa facial.
Sabe-se que todos os processos de excitação no corpo dos animais (e humanos) são acompanhados por correntes elétricas que surgem nos músculos e nervos. Sua voltagem é pequena - geralmente centésimos de volt. Estas são as chamadas "biocorrentes de excitação". As biocorrentes são fáceis de detectar com a ajuda de instrumentos elétricos de medição.
T. Bullock e R. Kauls anestesiaram cobras introduzindo uma certa dose de veneno curare. Eles limparam um dos nervos que se ramificam na membrana da fossa facial dos músculos e outros tecidos, retiraram-no e prenderam-no entre os contatos de um aparelho que mede biocorrentes. Em seguida, as fossas faciais foram submetidas a várias influências: foram iluminadas com luz (sem raios infravermelhos), aproximaram-se substâncias com cheiro forte e foram irritadas por sons fortes, vibrações e beliscões. O nervo não reagiu: não havia biocorrentes.
Mas valia a pena aproximar um objeto aquecido da cabeça da cobra, mesmo que apenas mão humana(a uma distância de 30 centímetros), à medida que surgia excitação no nervo - o aparelho registrava biocorrentes.
Iluminou as covas com raios infravermelhos - o nervo ficou ainda mais excitado. A reação mais fraca do nervo foi encontrada quando ele foi irradiado com raios infravermelhos com comprimento de onda de cerca de 0,001 milímetros. O comprimento de onda aumentou - o nervo estava mais excitado. A maior reação foi causada pelos raios infravermelhos de maior comprimento de onda (0,01 - 0,015 milímetros), ou seja, aqueles raios que carregam a energia térmica máxima emitida pelo corpo de animais de sangue quente.
Também descobriu-se que os termolocalizadores de cascavel detectam não apenas objetos mais quentes, mas também objetos mais frios do que o ar circundante. É importante apenas que a temperatura desse objeto seja pelo menos alguns décimos de grau maior ou menor que o ar circundante.
As aberturas em forma de funil das fossas faciais são direcionadas obliquamente para a frente. Portanto, o alcance do termolocalizador fica na frente da cabeça da cobra. Acima da horizontal, ocupa um setor de 45 e abaixo - a 35 graus. À direita e à esquerda do eixo longitudinal do corpo da cobra, o campo de ação do termolocalizador é limitado a um ângulo de 10 graus.
O princípio físico no qual se baseia o design dos termolocalizadores das cobras é completamente diferente do das lulas.
Muito provavelmente, nos olhos termoscópicos das lulas, a percepção de um objeto que irradia calor é obtida por meio de reações fotoquímicas. Aqui, provavelmente, ocorrem processos do mesmo tipo que na retina de um olho comum ou em uma placa fotográfica no momento da exposição. A energia absorvida pelo órgão leva à recombinação de moléculas fotossensíveis (em lulas - sensíveis ao calor), que atuam no nervo, causando a representação do objeto observado no cérebro.
Termolocadores de cobra agir de forma diferente - de acordo com o princípio de uma espécie de termoelemento. A membrana mais fina que separa as duas câmaras da fossa facial é exposta a lados diferentes exposto a duas temperaturas diferentes. A câmara interna se comunica com o ambiente externo através de um canal estreito, cuja entrada se abre em lado oposto do campo de trabalho do localizador.
Portanto, a temperatura ambiente é mantida na câmara interna, (indicador de nível neutro!) A câmara externa, com uma abertura ampla - uma armadilha de calor, é direcionada para o objeto em estudo. Os raios de calor que emite aquecem a parede frontal da membrana. De acordo com a diferença de temperatura nas superfícies interna e externa da membrana, percebida simultaneamente pelos nervos do cérebro, há a sensação de um objeto irradiando energia térmica.
Além de pit snakes, órgãos de termolocalização foram encontrados em pítons e jibóias (na forma de pequenas covas nos lábios). Os pequenos buracos acima das narinas na víbora africana, persa e algumas outras espécies parecem servir ao mesmo propósito.
Como exemplo, vamos considerar como um tubo de perfil quadrado com dimensões laterais de mm e uma espessura de parede de 6 mm, feito de aço SK é marcado: xx5 GOST / SK GOST Características operacionais e escopo de tubos quadrados.
As características operacionais dos tubos de aço de perfil quadrado são determinadas tanto pelo material de sua fabricação quanto pelas características de seu design, que é um perfil fechado formado por uma tira de metal. Padrão interestadual GOST. Perfis de aço dobrados soldados fechados quadrados e retangulares para estruturas de construção. GOST Chapa fina de aço carbono laminado de alta qualidade e qualidade comum para uso geral.
Especificações. GOST Folhas laminadas de aço de alta resistência. Especificações. GOST Aço laminado de maior resistência.
Especificações Gerais. GOST Chapas laminadas a quente. Ativo. GOST Grupo B NORMA INTERSTATE. Especificações GOST Aço laminado de maior resistência. Especificações gerais GOST Chapa laminada a quente. Sortimento GOST Produtos laminados para a construção de estruturas de aço. Home > Livros de referência > GOST, TU, STO > Tubos > Tubos de perfil > GOST GOST Download. Perfis de aço dobrados soldados fechados quadrados e retangulares para construções prediais.
Especificações. Seção quadrada e retangular soldada dobrada em aço para construção. especificações. GOST Aço carbono laminado grosso de qualidade comum. Especificações. GOST Máquinas, instrumentos e outros produtos técnicos. Versões para diferentes regiões climáticas. Categorias, condições de operação, armazenamento e transporte em termos de exposição fatores climáticos ambiente externo. GOST - Tubo de perfil retangular e quadrado.
O GOST regula os requisitos básicos para a fabricação de perfis soldados fechados para estruturas de edifícios. A gama de tubos quadrados de aço inclui as principais dimensões: Para um perfil quadrado: de 40x40x2 a xx14 mm. Aço carbono para uso geral. Aço de baixa liga de paredes espessas (de 3 mm e mais), de acordo com as Especificações Técnicas A rebarbação das costuras longitudinais é realizada do lado de fora da estrutura, são permitidos os seguintes desvios: 0,5 mm - com uma seção de paredes de perfil para cima a 0,4 cm.
Padrão interestadual GOST. Perfis de aço dobrados soldados fechados quadrados e retangulares para construções prediais. Especificações. Seção quadrada e retangular soldada dobrada em aço para construção. especificações. Data de introdução 1 Âmbito. Especificações GOST Produtos laminados de chapa fina feitos de aço de alta resistência. Especificações GOST Aço laminado de maior resistência.
Especificações gerais GOST Chapa laminada a quente. Sortimento GOST Produtos laminados para a construção de estruturas de aço. Tubo de perfil GOST, GOST Os tubos de perfil de seções quadrada, oval e retangular são feitos de acordo com o sortimento.
A variedade de tubos de perfil corresponde a: padrão GOST - (tubo de perfil para uso geral de aço carbono); - quadrado - GOST - (tubo quadrado de perfil); - retangular - GOST - (tubo retangular de perfil); - oval - GOST - (tubo oval em forma). Tubos perfilados soldados são usados na construção, produção de estruturas metálicas, engenharia mecânica e outras indústrias. Tubo de perfil GOST / Dimensões.
Grau de aço. Especificações. Designação: GOST Status: ativo. Classificador de normas estaduais → Metais e produtos metálicos → Aço carbono de qualidade comum → Barras e perfis laminados.
Classificador de produtos em toda a Rússia → Equipamentos para controle de tráfego, manutenção de máquinas agrícolas e meios auxiliares de comunicação, construção de estruturas metálicas → Construção de estruturas de aço.
categorias Pós-navegaçãoRépteis. Informação geral
Os répteis têm má reputação e poucos amigos entre os humanos. Existem muitos mal-entendidos relacionados ao corpo e ao estilo de vida que sobreviveram até hoje. De fato, a própria palavra "réptil" significa "animal que rasteja" e parece relembrar a ideia generalizada deles, especialmente as cobras, como criaturas nojentas. Apesar do estereótipo predominante, nem todas as cobras são venenosas e muitos répteis desempenham um papel significativo na regulação do número de insetos e roedores.
A maioria dos répteis são predadores com um sistema sensorial bem desenvolvido que os ajuda a encontrar presas e evitar o perigo. Eles têm uma visão excelente e as cobras, além disso, têm uma habilidade específica de focar os olhos, alterando o formato da lente. Répteis Líderes imagem noturna a vida, como lagartixas, vê tudo em preto e branco, mas a maioria dos outros tem boa visão de cores.
A audição para a maioria dos répteis não é de particular importância, e estruturas internas as orelhas geralmente são pouco desenvolvidas. A maioria também não tem ouvido externo, exceto pela membrana timpânica, ou "tímpano", que recebe as vibrações transmitidas pelo ar; do tímpano, eles são transmitidos através dos ossos do ouvido interno para o cérebro. As cobras não têm ouvido externo e podem perceber apenas as vibrações que são transmitidas ao longo do solo.
Os répteis são caracterizados como animais de sangue frio, mas isso não é totalmente preciso. Sua temperatura corporal é determinada principalmente pelo ambiente, mas em muitos casos eles podem regulá-la e, se necessário, mantê-la por mais tempo. alto nível. Algumas espécies são capazes de gerar e reter calor dentro de seus próprios tecidos corporais. O sangue frio tem algumas vantagens sobre o sangue quente. Os mamíferos precisam manter a temperatura corporal em um nível constante dentro de limites muito estreitos. Para fazer isso, eles precisam constantemente de comida. Os répteis, ao contrário, toleram muito bem a diminuição da temperatura corporal; seu intervalo de vida é muito mais amplo do que o das aves e mamíferos. Portanto, eles são capazes de povoar lugares que não são adequados para mamíferos, por exemplo, desertos.
Depois de comer, eles podem digerir os alimentos em repouso. Em algumas das maiores espécies, vários meses podem passar entre as refeições. Grandes mamíferos não sobreviveriam com essa dieta.
Aparentemente, entre os répteis, apenas os lagartos têm visão bem desenvolvida, já que muitos deles caçam presas em movimento rápido. Os répteis aquáticos dependem mais dos sentidos do olfato e da audição para rastrear presas, encontrar um companheiro ou detectar um inimigo que se aproxima. Sua visão desempenha um papel secundário e atua apenas de perto, as imagens visuais são vagas e não há capacidade de focar em objetos estacionários por muito tempo. A maioria das cobras tem visão bastante fraca, geralmente apenas capaz de detectar objetos em movimento que estão próximos. A resposta entorpecente em rãs, quando abordadas por, por exemplo, uma cobra, é um bom mecanismo de defesa, pois a cobra não perceberá a presença da rã até que faça um movimento brusco. Se isso acontecer, então reflexos visuais permitirá que a cobra lide rapidamente com isso. Apenas as cobras das árvores, que se enrolam em galhos e agarram pássaros e insetos em vôo, têm boa visão binocular.
As cobras têm um sistema sensorial diferente de outros répteis auditivos. Aparentemente, eles não ouvem nada, então os sons do cachimbo do encantador de serpentes são inacessíveis para eles, eles entram em estado de transe com os movimentos desse cachimbo de um lado para o outro. Eles não têm ouvido externo ou tímpano, mas podem captar algumas vibrações de frequência muito baixa usando seus pulmões como órgãos dos sentidos. Basicamente, as cobras detectam a presa ou um predador que se aproxima por meio de vibrações no solo ou em outra superfície em que estejam. O corpo da cobra, que está totalmente em contato com o solo, funciona como um grande detector de vibração.
Algumas espécies de cobras, incluindo cascavéis e víboras, detectam presas por radiação infravermelha de seu corpo. Sob os olhos, eles têm células sensíveis que detectam as menores mudanças de temperatura em frações de grau e, assim, orientam as cobras até a localização da vítima. Algumas boas também têm órgãos sensoriais (nos lábios ao longo da abertura da boca) que podem detectar mudanças de temperatura, mas são menos sensíveis do que as cascavéis e jararacas.
Para as cobras, os sentidos do paladar e do olfato são muito importantes. A língua trêmula e bifurcada de uma cobra, que algumas pessoas chamam de "picada de cobra", na verdade coleta vestígios de várias substâncias que desaparecem rapidamente no ar e os transporta para depressões sensíveis no interior da boca. Existe um dispositivo especial (órgão de Jacobson) no céu, que é conectado ao cérebro por um ramo do nervo olfativo. A constante liberação e retração da língua é método eficaz amostragem de ar para componentes químicos importantes. Quando retraída, a língua fica próxima ao órgão de Jacobson, e suas terminações nervosas detectam essas substâncias. Em outros répteis, o olfato desempenha um grande papel, e a parte do cérebro responsável por essa função é muito bem desenvolvida. Os órgãos do paladar são geralmente menos desenvolvidos. Assim como as cobras, o órgão de Jacobson é usado para detectar partículas no ar (em algumas espécies com a ajuda da língua) que carregam o olfato.
Muitos répteis vivem em locais muito secos, por isso manter a água em seus corpos é muito importante para eles. Lagartos e cobras são os melhores conservadores de água, mas não por causa de sua pele escamosa. Através da pele, eles perdem quase tanta umidade quanto pássaros e mamíferos.
Enquanto nos mamíferos uma alta taxa respiratória leva a uma grande evaporação da superfície dos pulmões, nos répteis a taxa respiratória é muito menor e, portanto, a perda de água através do tecido pulmonar é mínima. Muitas espécies de répteis são dotadas de glândulas capazes de purificar o sangue e os tecidos corporais dos sais, excretando-os na forma de cristais, reduzindo assim a necessidade de urinar em grandes volumes. Outros sais indesejados no sangue são convertidos em ácido úrico, que pode ser eliminado do corpo com o mínimo de água.
Os ovos de répteis contêm tudo o que é necessário para um embrião em desenvolvimento. Este é um suprimento de comida na forma de uma gema grande, água contida na proteína e uma casca protetora multicamada que não deixa entrar bactérias perigosas, mas permite que o ar respire.
A concha interna (âmnio), que envolve imediatamente o embrião, é semelhante à mesma concha em aves e mamíferos. O alantóide é uma membrana mais poderosa que atua como pulmão e órgão excretor. Ele fornece a penetração de oxigênio e a liberação de substâncias residuais. Chorion é a casca que envolve todo o conteúdo do ovo. As cascas externas de lagartos e cobras são coriáceas, mas as de tartarugas e crocodilos são mais duras e mais calcificadas, como cascas de ovos em pássaros.
Os órgãos de visão infravermelha de cobras
A visão infravermelha em cobras requer imagens não locais
Os órgãos que permitem que as cobras "vejam" a radiação térmica fornecem uma imagem extremamente embaçada. No entanto, uma imagem térmica clara do mundo circundante é formada no cérebro da cobra. Pesquisadores alemães descobriram como isso pode acontecer.
Algumas espécies de cobras têm uma capacidade única de captar radiação térmica, o que lhes permite olhar o mundo ao seu redor em escuridão absoluta... É verdade que elas “vêem” a radiação térmica não com os olhos, mas com órgãos especiais sensíveis ao calor.
A estrutura de tal órgão é muito simples. Perto de cada olho há um orifício de cerca de um milímetro de diâmetro, que leva a uma pequena cavidade de aproximadamente o mesmo tamanho. Nas paredes da cavidade existe uma membrana contendo uma matriz de células termorreceptoras de aproximadamente 40 por 40 células de tamanho. Ao contrário dos bastonetes e cones da retina, essas células não respondem ao "brilho da luz" dos raios de calor, mas à temperatura local da membrana.
Esse órgão funciona como uma câmera escura, um protótipo de câmeras. Um pequeno animal de sangue quente em um fundo frio emite "raios de calor" em todas as direções - radiação infravermelha distante com um comprimento de onda de cerca de 10 mícrons. Passando pelo orifício, esses raios aquecem localmente a membrana e criam uma "imagem térmica". Devido à maior sensibilidade das células receptoras (é detectada uma diferença de temperatura de milésimos de grau Celsius!) E à boa resolução angular, uma cobra pode perceber um rato na escuridão absoluta a uma distância bastante grande.
Do ponto de vista da física, apenas uma boa resolução angular é um mistério. A natureza otimizou este órgão para que seja melhor "ver" até fontes de calor fracas, ou seja, simplesmente aumentou o tamanho da entrada - abertura. Mas quanto maior a abertura, mais embaçada fica a imagem (estamos falando, enfatizamos, do buraco mais comum, sem lentes). Na situação com cobras, onde a abertura e a profundidade da câmera são aproximadamente iguais, a imagem fica tão borrada que nada além de “há um animal de sangue quente em algum lugar próximo” pode ser extraído dela. No entanto, experimentos com cobras mostram que elas podem determinar a direção de uma fonte pontual de calor com uma precisão de cerca de 5 graus! Como as cobras conseguem atingir uma resolução espacial tão alta com uma qualidade tão terrível de "ótica infravermelha"?
Um artigo recente dos físicos alemães A. B. Sichert, P. Friedel, J. Leo van Hemmen, Physical Review Letters, 97, 068105 (9 de agosto de 2006) foi dedicado ao estudo dessa questão específica.
Uma vez que a “imagem térmica” real, dizem os autores, é muito embaçada, e a “imagem espacial” que aparece no cérebro do animal é bastante clara, isso significa que existe algum neuroaparato intermediário no caminho dos receptores para o cérebro, que, por assim dizer, ajusta a nitidez da imagem. Este aparato não deveria ser muito complicado, caso contrário a cobra "pensaria" por muito tempo sobre cada imagem recebida e reagiria aos estímulos com atraso. Além disso, de acordo com os autores, é improvável que este dispositivo use mapeamentos iterativos de vários estágios, mas é algum tipo de conversor rápido de uma etapa que funciona de acordo com um programa permanentemente conectado ao sistema nervoso.
Em seu trabalho, os pesquisadores provaram que tal procedimento é possível e bastante real. Eles realizaram modelagem matemática de como uma "imagem térmica" aparece e desenvolveram um algoritmo ideal para melhorar repetidamente sua clareza, apelidando-a de "lente virtual".
Apesar do nome alto, a abordagem usada por eles, claro, não é algo fundamentalmente novo, mas apenas uma espécie de deconvolução - a restauração de uma imagem estragada pela imperfeição do detector. Isso é o inverso do desfoque de movimento e é amplamente usado no processamento de imagens de computador.
É verdade que havia uma nuance importante na análise realizada: a lei de deconvolução não precisava ser adivinhada, ela poderia ser calculada com base na geometria da cavidade sensível. Em outras palavras, sabia-se de antemão que tipo de imagem uma fonte pontual de luz daria em qualquer direção. Graças a isso, uma imagem completamente desfocada pode ser restaurada com uma precisão muito boa (editores gráficos comuns com uma lei de deconvolução padrão não teriam lidado com essa tarefa nem de perto). Os autores também propuseram uma implementação neurofisiológica específica dessa transformação.
Se este trabalho disse alguma palavra nova na teoria do processamento de imagem é um ponto discutível. No entanto, certamente levou a descobertas inesperadas sobre a neurofisiologia da "visão infravermelha" em cobras. De fato, o mecanismo local da visão "normal" (cada neurônio visual capta informações de sua própria pequena área na retina) parece tão natural que é difícil imaginar algo muito diferente. Mas se as cobras realmente usam o procedimento de deconvolução descrito, então cada neurônio que contribui para toda a imagem do mundo circundante no cérebro recebe dados não de um ponto, mas de todo um anel de receptores que passa por toda a membrana. Só podemos imaginar como a natureza conseguiu construir uma "visão não local" que compensa os defeitos da óptica infravermelha com transformações matemáticas não triviais do sinal.
Os detectores infravermelhos são, obviamente, difíceis de distinguir dos termorreceptores discutidos acima. O detector térmico de percevejos Triatoma também pode ser considerado nesta seção. No entanto, alguns termorreceptores tornaram-se tão especializados em detectar fontes distantes de calor e determinar a direção delas que vale a pena considerá-las separadamente. Os mais famosos deles são as fossas faciais e labiais de algumas cobras. As primeiras indicações de que a família de cobras pseudopernas Boidae (jibóias, pítons, etc.) e a subfamília de cobras com cabeça de caroço Crotalinae ( cascavéis, incluindo cascavéis reais Crotalus e bushmaster (ou surukuku) Lachesis) têm sensores infravermelhos, foram obtidos a partir da análise de seu comportamento ao procurar vítimas e determinar a direção do ataque. A detecção infravermelha também é usada para defesa ou fuga, causada pelo aparecimento de um predador que irradia calor. Posteriormente, estudos eletrofisiológicos do nervo trigêmeo, que inerva as fossas labiais de cobras com pseudopernas e as fossas faciais de jararacas (entre os olhos e as narinas), confirmaram que essas depressões realmente contêm receptores infravermelhos. A radiação infravermelha é um estímulo adequado para esses receptores, embora uma resposta também possa ser gerada lavando a fossa com água morna.
Estudos histológicos demonstraram que as fossetas não contêm células receptoras especializadas, mas terminações nervosas trigeminal não mielinizadas, formando uma ampla ramificação não sobreposta.
Nas covas de cobras com pseudopernas e cabeças de cova, a superfície do fundo da fossa reage à radiação infravermelha, e a reação depende da localização da fonte de radiação em relação à borda da fossa.
A ativação de receptores em prolegs e pit vipers requer uma mudança no fluxo de radiação infravermelha. Isso pode ser obtido como resultado do movimento de um objeto que irradia calor no "campo de visão" de um ambiente relativamente mais frio ou pela varredura do movimento da cabeça da cobra.
A sensibilidade é suficiente para detectar o fluxo de radiação de uma mão humana movendo-se no "campo de visão" a uma distância de 40 - 50 cm, o que implica que o estímulo limiar é inferior a 8 x 10-5 W/cm 2 . Com base nisso, o aumento de temperatura detectado pelos receptores é da ordem de 0,005°C (ou seja, cerca de uma ordem de grandeza melhor do que a capacidade humana de detectar mudanças de temperatura).
Cobras "vedoras de calor"
Experimentos realizados na década de 30 do século XX por cientistas com cascavéis e víboras relacionadas (crotalídeos) mostraram que as cobras podem realmente ver o calor emitido pela chama. Os répteis eram capazes de detectar a grande distância o calor sutil emitido por objetos aquecidos, ou seja, podiam sentir a radiação infravermelha, cujas longas ondas são invisíveis para os humanos. A capacidade das jararacas de sentir calor é tão grande que elas podem detectar o calor emitido por um rato a uma distância considerável. Os sensores de calor estão localizados nas cobras em pequenos buracos no focinho, daí o nome - pitheads. Cada pequena fossa voltada para a frente, localizada entre os olhos e as narinas, tem um pequeno orifício, como uma alfinetada. No fundo desses orifícios existe uma membrana de estrutura semelhante à retina do olho, contendo os menores termorreceptores na quantidade de 500-1500 por milímetro quadrado. Termorreceptores de 7.000 terminações nervosas estão conectados ao ramo do nervo trigêmeo localizado na cabeça e no focinho. Como as zonas de sensibilidade de ambas as fossas se sobrepõem, a jararaca pode perceber o calor estereoscopicamente. A percepção estereoscópica do calor permite que a cobra, ao detectar ondas infravermelhas, não apenas encontre a presa, mas também estime a distância até ela. A fantástica sensibilidade térmica das víboras é combinada com um tempo de reação rápido, permitindo que as cobras respondam instantaneamente, em menos de 35 milissegundos, a um sinal térmico. Não é de surpreender que as cobras com essa reação sejam muito perigosas.
A capacidade de capturar a radiação infravermelha dá aos pit vipers capacidades significativas. Eles podem caçar à noite e seguir suas principais presas - roedores em suas tocas subterrâneas. Embora essas cobras tenham um olfato altamente desenvolvido, que também usam para procurar presas, sua corrida mortal é dirigida por fossas sensíveis ao calor e termorreceptores adicionais localizados dentro da boca.
Embora o sentido infravermelho de outros grupos de cobras seja menos compreendido, jibóias e pítons também são conhecidos por terem órgãos sensíveis ao calor. Em vez de caroços, essas cobras possuem mais de 13 pares de termorreceptores localizados ao redor dos lábios.
A escuridão reina nas profundezas do oceano. A luz do sol não chega lá, e lá pisca apenas a luz emitida pelos habitantes do mar profundo. Como vaga-lumes em terra, essas criaturas são equipadas com órgãos que geram luz.
O malakost preto (Malacosteus niger), que tem uma boca enorme, vive na escuridão total em profundidades de 915 a 1830 m e é um predador. Como ele pode caçar na escuridão total?
Malacoste é capaz de ver a chamada luz vermelha distante. As ondas de luz na parte vermelha do chamado espectro visível têm o maior comprimento de onda, cerca de 0,73-0,8 micrômetros. Embora essa luz seja invisível ao olho humano, ela é visível para alguns peixes, incluindo o malakost preto.
Nas laterais dos olhos do Malacoste há um par de órgãos bioluminescentes que emitem uma luz verde-azulada. A maioria das outras criaturas bioluminescentes neste reino da escuridão também emite luz azulada e tem olhos sensíveis a comprimentos de onda azuis no espectro visível.
O segundo par de órgãos bioluminescentes do malakost preto está localizado abaixo de seus olhos e emite uma luz vermelha distante que é invisível para outros que vivem nas profundezas do oceano. Esses órgãos dão ao Malacoste Negro uma vantagem sobre os rivais, pois a luz que emite o ajuda a ver suas presas e permite que ele se comunique com outros membros de sua espécie sem trair sua presença.
Mas como o malacost preto vê a luz vermelha distante? De acordo com o ditado "Você é o que você come", ele realmente consegue essa oportunidade comendo minúsculos copépodes, que por sua vez se alimentam de bactérias que absorvem a luz vermelha distante. Em 1998, um grupo de cientistas do Reino Unido, que incluía o Dr. Julian Partridge e o Dr. Ron Douglas, descobriu que a retina do malakost preto continha uma versão modificada da clorofila bacteriana, um fotopigmento capaz de capturar raios de luz vermelha distante.
Graças à luz vermelha distante, alguns peixes podem ver na água que pareceria preta para nós. Uma piranha sanguinária nas águas turvas da Amazônia, por exemplo, percebe a água como um vermelho escuro, uma cor mais penetrante do que o preto. A água parece vermelha por causa das partículas de vegetação vermelha que absorvem a luz visível. Apenas feixes de luz vermelha distante passam pela água lamacenta e podem ser vistos pela piranha. Feixes infravermelhos permitem que ela veja a presa, mesmo se ela caçar na escuridão total. Assim como as piranhas, as carpas em seus habitats naturais água fresca muitas vezes lamacento, superlotado de vegetação. E eles se adaptam a isso por terem a capacidade de ver a luz vermelha distante. De fato, seu alcance visual (nível) excede o das piranhas, pois elas podem ver não apenas no vermelho distante, mas também na luz infravermelha verdadeira. Portanto, seu peixinho dourado favorito pode ver muito mais do que você pensa, incluindo os raios infravermelhos "invisíveis" emitidos por dispositivos eletrônicos domésticos comuns, como controles remotos de TV e feixes de alarme anti-roubo.
Cobras atacam presas cegamente
Sabe-se que muitas espécies de cobras, mesmo quando privadas de sua visão, são capazes de atingir suas vítimas com precisão sobrenatural.
A natureza rudimentar de seus sensores térmicos não sugere que apenas a capacidade de perceber a radiação térmica das vítimas possa explicar essas incríveis habilidades. Um estudo realizado por cientistas da Universidade Técnica de Munique mostra que é provável que as cobras tenham uma "tecnologia" única para processar informações visuais, relata o Newscientist.
Muitas cobras têm detectores infravermelhos sensíveis que as ajudam a navegar no espaço. No laboratório, os olhos das cobras foram selados com um band-aid e descobriram que conseguiram acertar um rato. com um golpe instantâneo dentes venenosos no pescoço da vítima ou atrás das orelhas. Essa precisão não pode ser explicada apenas pela capacidade da cobra de ver o ponto de calor. Obviamente, é tudo sobre a capacidade das cobras de processar de alguma forma a imagem infravermelha e "limpá-la" de interferências.
Os cientistas desenvolveram um modelo que leva em consideração e filtra tanto o "ruído" térmico da presa em movimento quanto quaisquer erros associados ao funcionamento da própria membrana do detector. No modelo, um sinal de cada um dos 2.000 receptores térmicos causa a excitação de seu próprio neurônio, mas a intensidade dessa excitação depende da entrada em cada uma das outras células nervosas. Ao integrar os sinais dos receptores interativos nos modelos, os cientistas conseguiram obter imagens térmicas muito claras, mesmo com um alto nível de ruído estranho. Mas mesmo erros relativamente pequenos associados à operação das membranas do detector podem destruir completamente a imagem. Para minimizar tais erros, a espessura da membrana não deve exceder 15 micrômetros. E descobriu-se que as membranas das víboras têm exatamente essa espessura, diz cnews. ru.
Assim, os cientistas conseguiram provar a incrível capacidade das cobras de processar até mesmo imagens que estão muito longe de serem perfeitas. Agora cabe a validação do modelo por estudos de cobras reais.
Sabe-se que muitas espécies de cobras (em particular do grupo das pitheads), mesmo privadas de visão, são capazes de atingir suas vítimas com "precisão" sobrenatural. A natureza rudimentar de seus sensores térmicos não sugere que apenas a capacidade de perceber a radiação térmica das vítimas possa explicar essas incríveis habilidades. Um estudo realizado por cientistas da Universidade Técnica de Munique sugere que pode ser porque as cobras têm uma "tecnologia" única para processar informações visuais, relata o Newscientist.
Muitas cobras são conhecidas por terem detectores infravermelhos sensíveis que os ajudam a navegar e localizar presas. Em condições de laboratório, as cobras ficaram temporariamente cegas com o engessamento dos olhos e descobriram que conseguiram acertar um rato com um golpe instantâneo de dentes venenosos direcionados ao pescoço da vítima, atrás das orelhas - onde o rato não consegue para lutar com seus incisivos afiados. Essa precisão não pode ser explicada apenas pela capacidade da cobra de ver um ponto de calor embaçado.
Nas laterais da frente da cabeça, as jararacas apresentam depressões (que deram o nome a esse grupo) nas quais estão localizadas membranas sensíveis ao calor. Como a membrana térmica é "focada"? Supunha-se que esse corpo funcionasse com base no princípio de uma câmera escura. No entanto, o diâmetro dos orifícios é muito grande para implementar esse princípio e, como resultado, apenas uma imagem muito borrada pode ser obtida, o que não é capaz de fornecer a precisão única de um arremesso de cobra. Obviamente, é tudo sobre a capacidade das cobras de processar de alguma forma a imagem infravermelha e "limpá-la" de interferências.
Os cientistas desenvolveram um modelo que leva em consideração e filtra tanto o "ruído" térmico da presa em movimento quanto quaisquer erros associados ao funcionamento da própria membrana do detector. No modelo, um sinal de cada um dos 2.000 receptores térmicos causa a excitação de seu próprio neurônio, mas a intensidade dessa excitação depende da entrada em cada uma das outras células nervosas. Ao integrar os sinais dos receptores interativos nos modelos, os cientistas conseguiram obter imagens térmicas muito claras, mesmo com um alto nível de ruído estranho. Mas mesmo erros relativamente pequenos associados à operação das membranas do detector podem destruir completamente a imagem. Para minimizar tais erros, a espessura da membrana não deve exceder 15 micrômetros. E descobriu-se que as membranas das jararacas têm exatamente essa espessura.
Assim, os cientistas conseguiram provar a incrível capacidade das cobras de processar até mesmo imagens que estão muito longe de serem perfeitas. Resta apenas confirmar o modelo com estudos de cobras reais, não "virtuais".
