В темную безлунную ночь освещенность может быть в тысячи раз ниже, чем в дневное время. Но пока мы спим в своих кроватях, у большинства живых существ начинается активная фаза суток. Как же им удается ориентироваться в полной темноте?
Как пример, возьмем ночных насекомых — размер их зрительных органов зачастую не превышает спичечную головку, но они отлично ориентируются на местности в тусклом свете, ловко избегают препятствия и обнаруживают даже слабые движения вокруг.
Представьте, что вы очутились ночью в тропическом лесу, под кроны которого не проникает свет луны и звезд. Вам покажется, что вокруг нет вообще ни единого источника света. Но это будет верно лишь для нашего несовершенного зрительного аппарата — на самом деле пространство вокруг будет наполнено одиночными фотонами. Для человеческого глаза их количества будет явно недостаточно, чтобы получить хотя бы тусклую картинку окружающего мира.
Однако органы зрения ночных насекомых и животных намного чувствительнее. Например, органы зрения ночной тропической пчелы вида Megalopta genalis поглощают всего несколько фотонов, но этого достаточно, чтобы ориентироваться в запутанном и густом тропическом лесу даже когда уровни освещенности находится на предельно низких значения. Подобным поведением отличается и ночная европейская бабочка вида Deilephia elpenor из семейства бражников. Это было бы невозможно без определенных хитростей со стороны насекомого.
На примере бражника ученые изучили работы зрительных центров мозга насекомого и выяснили, что благодаря определенной работе нейронов бабочка умеет складывать в единую картинку одиночные фотоны, которые уловила в разных точках пространства и времени. По мере улавливания все большего числа фотонов, картинка мира в голове Deilephia elphenor становится все ярче — это можно сравнить с длинной выдержкой камеры при фотографировании.
Правда, при этом не удастся добиться высокой четкости изображения, но зато насекомое может сформировать представление об окружающем мире и даже увидеть его в цвете!
Этой способностью, которая называется «нейронным суммированием», обладают и другие ночные насекомые. Конечно, итоговое изображение будет далеким от идеала — не будут, например, зафиксированы быстро движущиеся объекты, но подобный способ визуализации мира говорит о том, как сложно и изобретательно устроен зрительный центр даже маленьких существ.
