La capacità di percepire molti colori non spettrali potrebbe essere diffusa anche in altri animali
Mary Caswell Stoddard, del Department of ecology and evolutionary Biology della Princeton University, spiega che «Gli esseri umani sono daltonici rispetto agli uccelli e a molti altri animali. Gli esseri umani hanno nei loro occhi tre tipi di coni sensibili al colore – in sintonia con la luce rossa, verde e blu – ma gli uccelli hanno un quarto tipo, sensibile alla luce ultravioletta. Il quarto cono del colore non estende solo la gamma di colori visibili agli uccelli nell’ultravioletto ma, potenzialmente, consente agli uccelli di percepire colori combinati come ultravioletti + verde e ultravioletti + rosso, ma questo è stato difficile da testare». Ci è riuscito lo studio “Wild hummingbirds discriminate nonspectral colors”, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences da un team di ricercatori statunitensi e canadesi guidati proprio dalla Stoddard: Harold Eyster, Benedict Hogan, Dylan Morris, Edward Soucy e David Inouye.
Per studiare come gli uccelli percepiscono i colori, la Stoddard e il suo team di ricerca hanno creato un nuovo sistema per capire come gli uccelli vedono i colori degli uccelli in un ambiente naturale. Lavorando al Rocky Mountain Biological Laboratory (RMBL) di Gothic, in Colorado, hanno addestrato dei colibrì codalarga (Selasphorus platycercus) selvatici a partecipare a degli esperimenti sulla visione dei colori.
La Stoddard spiega ancora: «Gli esperimenti percettivi più dettagliati sugli uccelli vengono eseguiti in laboratorio, ma rischiamo di perdere il quadro più ampio di come gli uccelli usano davvero la visione dei colori nella loro vita quotidiana. I colibrì sono perfetti per studiare la visione dei colori in natura. Questi diavoletti dello zucchero si sono evoluti per rispondere ai colori dei fiori che reclamizzano una ricompensa in nettare, in modo che possono imparare le associazioni dei colori rapidamente e con poca formazione».
Gli scienziati erano particolarmente interessati alle combinazioni di colori “non spettrali”, che coinvolgono tonalità delle parti dello spettro dei colori ampiamente separate, al contrario dei mix di colori vicini come verde acqua (blu-verde) o giallo (verde-rosso). Per gli esseri umani, il viola è l’esempio più chiaro di un colore non spettrale. Tecnicamente, il viola non è nell’arcobaleno: nasce quando vengono stimolati i nostri coni blu (onde corte) e rossi (onde lunghe), ma non quelli verdi (onde medie). Ma, mentre gli esseri umani hanno un solo colore non spettrale: il viola, gli uccelli possono teoricamente vederne fino a cinque: viola, ultravioletto + rosso, ultravioletto + verde, ultravioletto + giallo e ultravioletto + viola. Stoddard e i suoi colleghi hanno progettato una serie di esperimenti per verificare se i colibrì possono vedere questi colori non spettrali.
Il team di ricerca, che comprendeva scienziati delle università di Princeton, British Columbia, Harvard, Maryland e del RMBL, ha condottto per tre estati esperimenti sul campo, Per prima cosa i ricercatori hanno costruito una coppia di tubi LED appositi per la “bird vision” programmati per visualizzare una vasta gamma di colori, compresi i colori non spettrali come l’ultravioletto + verde . Poi hanno eseguito esperimenti in un prato montano che viene visitato spesso dai colibrì codalarga, che si riproducono in quel sito di alta quota.
Tutte le mattine i ricercatori si alzavano prima dell’alba per realizzare due mangiatoie: una con acqua e l’altra con acqua zuccherata. Accanto a ciascun alimentatore, posizionavano un tubo a LED. Il tubo accanto all’acqua zuccherata emetteva un colore, mentre quello vicino all’acqua pura emetteva un colore diverso. I ricercatori scambiavano periodicamente le posizioni dei tubi gratificanti e non gratificanti, quindi gli uccelli non potevano semplicemente usare la posizione per individuare una dolce ricompensa. Gli scienziati hanno anche eseguito esperimenti di controllo per assicurarsi che i minuscoli uccelli non stessero utilizzando l’odorato o un altro spunto involontario per trovare la ricompensa. Ai i colibrì selvatici sono bastate alcune ore per imparare a visitare la mangiatoia con il colore gratificante. Usando questa impostazione, i ricercatori hanno registrato oltre 6.000 visite all’alimentatore in una serie di 19 esperimenti e ora dicono che «Gli esperimenti hanno rivelato che i colibrì possono vedere una varietà di colori non spettrali, tra cui viola, ultravioletto + verde, ultravioletto + rosso e ultravioletto + giallo. Ad esempio, i colibrì hanno prontamente distinto l’ultravioletto + verde dall’ultravioletto puro o dal verde puro, e hanno discriminato tra due diverse miscele di ultravioletto + luce rossa – uno più rosso, uno meno».
Eyster, dell’università della British Columbia, dice che «E’ stato fantastico da vedere. A noi la luce ultravioletta + verde e la luce verde sembravano identiche, ma i colibrì hanno continuato a scegliere correttamente la luce ultravioletta + verde associata all’acqua zuccherata. I nostri esperimenti ci hanno permesso di dare una sbirciatina a come sembra il mondo a un colibrì».
Hogan, della Princeton, aggiunge che »Anche se i colibrì possono percepire i colori non spettrali, può essere difficile apprezzare il modo in cui questi colori appaiono agli uccelli. E’ impossibile sapere davvero come gli uccelli percepiscono questi colori. L’ultravioletto + rosso è un mix di quei colori o un colore completamente nuovo? Possiamo solo fare delle speculazioni».
La Stoddard sottolinea che «Immaginare una dimensione extra della visione dei colori – questo è il brivido e la sfida di studiare come funziona la percezione dell’avifauna. Fortunatamente, i colibrì rivelano che possono vedere cose che noi non possiamo» E Inouye, dell’università del Maryland e del RMBL, conferma: «I colori che vediamo nei campi di fiori selvatici nel nostro sito di studio, la capitale dei fiori selvatici del Colorado, ci stupiscono, ma immaginatevi come sono quei fiori per degli uccelli con quella dimensione extra sensoriale».
Infine, il team di ricerca ha analizzato un dataset di 3.315 colori di piume e piante, scoprendo che, al contrario degli esseri umani, gli uccelli probabilmente percepiscono molti di questi colori come non spettrali e questo li ha portati a alla conclusione che «I colori non spettrali probabilmente non sono particolarmente speciali rispetto ad altri colori. L’ampia varietà di colori non spettrali disponibili per gli uccelli è il risultato del loro antico sistema visivo a quattro coni di colore».
La Stoddard conclude: «La tetracromia – con quattro tipi di coni di colore – si è evoluta nei primi vertebrati. Questo sistema di visione a colori è la norma per gli uccelli, per molti pesci e rettili ed è quasi certamente esistito nei dinosauri. Pensiamo che la capacità di percepire molti colori non spettrali non sia solo un’impresa dei colibrì, ma una caratteristica diffusa della visione dei colori degli animali».
17 giugno 2020
(Fonte Green report.it – Aree protette e biodiversità | Scienze e ricerca)