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I serpenti vedono bene? Il mondo attraverso gli occhi degli animali

Un serpente è un animale del tipo cordato, classe Rettili, ordine Squamoso, sottordine dei serpenti (Serpentes). Come tutti i rettili, sono animali a sangue freddo, quindi la loro esistenza dipende dalla temperatura ambientale.

Serpente: descrizione, caratteristiche, struttura. Che aspetto ha un serpente?

Il corpo del serpente ha una forma allungata e può raggiungere una lunghezza da 10 centimetri a 9 metri, e il peso del serpente varia da 10 grammi a oltre 100 chilogrammi. I maschi sono più piccoli delle femmine, ma ne hanno di più coda lunga. La forma del corpo di questi rettili è varia: può essere corto e grosso, lungo e magro, e i serpenti marini hanno un corpo appiattito che ricorda un nastro. Ecco perché organi interni queste squamose hanno anche una struttura allungata.

Gli organi interni sono sostenuti da più di 300 paia di costole, collegate in modo mobile allo scheletro.

La testa triangolare del serpente ha mascelle con legamenti elastici, che consentono di ingoiare cibi di grandi dimensioni.

Molti serpenti sono velenosi e usano il veleno come mezzo di caccia e di autodifesa. Poiché i serpenti sono sordi, per navigare nello spazio, oltre alla vista, utilizzano la capacità di catturare onde vibrazionali e radiazioni termiche.

Il principale sensore di informazioni è la lingua biforcuta del serpente, che consente, con l'aiuto di speciali recettori all'interno del palato, di “raccogliere informazioni” su ambiente. Le palpebre del serpente sono pellicole trasparenti fuse, quindi scaglie che coprono gli occhi i serpenti non battono le palpebre e dormono anche con gli occhi aperti.

La pelle dei serpenti è ricoperta di squame, il cui numero e forma dipendono dal tipo di rettile. Una volta ogni sei mesi, il serpente cambia la sua vecchia pelle: questo processo è chiamato muta.

A proposito, il colore del serpente può essere monocromatico nelle specie che vivono nella zona temperata o variegato nei rappresentanti dei tropici. Il disegno può essere longitudinale, trasversalmente circolare o maculato.

Tipi di serpenti, nomi e fotografie

Oggi gli scienziati conoscono più di 3.460 specie di serpenti che vivono sul pianeta, tra cui le più famose sono vipere, vipere, serpenti marini, serpenti (non pericolosi per l'uomo), serpenti delle fosse, pseudopodi con entrambi i polmoni, nonché resti rudimentali di serpenti le ossa pelviche e gli arti posteriori.

Diamo un'occhiata a diversi rappresentanti del sottordine dei serpenti:

Cobra reale (amadriade) ( Ofiofago, Hannah)

Il più gigantesco serpente velenoso a terra. Alcuni rappresentanti crescono fino a 5,5 m, sebbene la dimensione media degli adulti di solito non superi i 3-4 m. Il veleno del cobra reale è una neurotossina letale, che causa la morte in 15 minuti. Il nome scientifico del cobra reale significa letteralmente "mangiatore di serpenti", perché è l'unica specie i cui rappresentanti si nutrono di serpenti della loro stessa specie. Le femmine hanno un istinto materno eccezionale, sorvegliano costantemente la covata delle uova e restano completamente senza cibo fino a 3 mesi. Il cobra reale vive nelle foreste tropicali dell'India, delle Filippine e delle isole dell'Indonesia. L’aspettativa di vita supera i 30 anni.

Mamba Nero ( Dendroaspis polylepis)

Il serpente velenoso africano, che cresce fino a 3 m, è uno dei serpenti più veloci, capace di muoversi ad una velocità di 11 km/h. Il veleno del serpente, altamente tossico, provoca la morte in pochi minuti, sebbene il mamba nero non sia aggressivo e attacchi gli esseri umani solo per legittima difesa. I rappresentanti della specie mamba nera hanno ricevuto il loro nome a causa della colorazione nera della cavità orale. La pelle del serpente è solitamente di colore olivastro, verde o marrone con una lucentezza metallica. Si nutre di piccoli roditori, uccelli e pipistrelli.

Serpente feroce (taipan del deserto) ( Oxyuranus microlepidotus)

Il più velenoso di serpenti di terra, il cui veleno è 180 volte più forte del veleno cobra Questa specie di serpente è comune nei deserti e nelle pianure aride dell'Australia. I rappresentanti della specie raggiungono una lunghezza di 2,5 m. Il colore della pelle cambia a seconda della stagione: con il caldo estremo è paglierino, quando fa più freddo diventa marrone scuro.

Vipera del Gabon (manioca) ( Bitis gabonica)

Il serpente velenoso che vive nelle savane africane è una delle vipere più grandi e spesse, lunga fino a 2 me con una circonferenza corporea di quasi 0,5 m. Tutti gli individui appartengono questa specie, hanno una caratteristica testa a forma triangolare con piccoli corni posti tra le narici. La vipera del Gabon ha un carattere calmo e raramente attacca le persone. Appartiene al tipo di serpenti vivipari, si riproduce una volta ogni 2-3 anni, portando da 24 a 60 prole.

Anaconda ( Eunectes murinus)

L'anaconda gigante (ordinaria, verde) appartiene alla sottofamiglia dei boa; in passato il serpente era chiamato boa d'acqua. Il corpo massiccio, lungo da 5 a 11 m, può pesare oltre 100 kg. Il rettile non velenoso si trova nei fiumi a basso flusso, nei laghi e nei torrenti della parte tropicale Sud America, dal Venezuela all'isola di Trinidad. Si nutre di iguane, caimani, uccelli acquatici e pesci.

Pitone ( Pitonidi)

Un rappresentante della famiglia dei serpenti non velenosi è diverso di dimensioni gigantesche da 1 a 7,5 m di lunghezza, e le femmine di pitone sono molto più grandi e potenti dei maschi. L'areale si estende in tutto l'emisfero orientale: foreste tropicali, paludi e savane del continente africano, dell'Australia e dell'Asia. La dieta dei pitoni è composta da mammiferi di piccola e media taglia. Gli adulti ingoiano leopardi, sciacalli e istrici interi, e poi li digeriscono a lungo. Le femmine di pitone depongono le uova e incubano la covata, contraendo i muscoli, aumentando la temperatura nel nido di 15-17 gradi.

Serpenti africani dalle uova (mangiatori di uova) ( Dasypeltis scabra)

Rappresentanti della famiglia dei serpenti che si nutrono esclusivamente di uova di uccelli. Vivono nelle savane e nei boschi della parte equatoriale del continente africano. Gli individui di entrambi i sessi non crescono più di 1 metro di lunghezza. Le ossa mobili del cranio del serpente permettono di spalancare la bocca e ingoiare uova molto grandi. In questo caso, le vertebre cervicali allungate passano attraverso l'esofago e, come un apriscatole, squarciano il guscio d'uovo, dopodiché il contenuto scorre nello stomaco e il guscio viene espulso con la tosse.

Serpente radioso ( Xenopeltis unicolor)

Serpenti non velenosi, la cui lunghezza in rari casi raggiunge 1 m. Il rettile ha preso il nome dalla tinta arcobaleno delle sue squame, che sono di colore marrone scuro. I serpenti scavatori vivono nei terreni sciolti delle foreste, dei campi coltivati e dei giardini in Indonesia, Borneo, Filippine, Laos, Tailandia, Vietnam e Cina. Piccoli roditori e lucertole vengono utilizzati come alimenti.

Serpente cieco simile a un verme ( Typhlops vermicularis)

Piccoli serpenti, lunghi fino a 38 cm, assomigliano in apparenza ai lombrichi. Rappresentanti assolutamente innocui si possono trovare sotto pietre, meloni e angurie, così come in boschetti di cespugli e su pendii rocciosi asciutti. Si nutrono di scarafaggi, bruchi, formiche e delle loro larve. L'areale di distribuzione si estende dalla penisola balcanica al Caucaso, Asia centrale e Afghanistan. I rappresentanti russi di questa specie di serpenti vivono in Daghestan.

Dove vivono i serpenti?

L'areale di distribuzione dei serpenti non comprende solo l'Antartide, Nuova Zelanda e le isole dell'Irlanda. Molti di loro vivono a latitudini tropicali. In natura, i serpenti vivono nelle foreste, nelle steppe, nelle paludi, nei deserti caldi e persino nell'oceano. I rettili conducono uno stile di vita attivo sia di giorno che di notte. Le specie che vivono alle latitudini temperate vanno in letargo in inverno.

Cosa mangiano i serpenti in natura?

Quasi tutti i serpenti sono predatori, ad eccezione del serpente erbivoro messicano. I rettili possono mangiare solo poche volte all'anno. Alcuni serpenti si nutrono di roditori o anfibi grandi e piccoli, mentre altri preferiscono le uova di uccelli. Nella dieta serpenti marini entra il pesce. Esiste persino un serpente che mangia i serpenti: il cobra reale può mangiare i membri della sua stessa famiglia. Tutti i serpenti si muovono facilmente su qualsiasi superficie, piegando il corpo a onde; possono nuotare e “volare” da un albero all'altro, contraendo i muscoli;

Serpenti da riproduzione. Come si riproducono i serpenti?

Nonostante il fatto che i serpenti siano individui solitari nel loro stile di vita, durante il periodo dell'accoppiamento diventano piuttosto socievoli e "amorevoli". La danza dell'accoppiamento di due serpenti di sesso diverso a volte è così sorprendente e interessante da catturare sicuramente l'attenzione. Il serpente maschio è pronto a volteggiare per ore attorno alla sua “prescelta”, cercando il suo consenso alla fecondazione. I rettili dell'ordine dei serpenti sono ovipari e alcuni serpenti sono in grado di dare alla luce piccoli vivi. La dimensione della covata di un serpente varia da 10 a 120.000 uova, a seconda della specie di serpente e del suo habitat.

Dopo aver raggiunto la maturità sessuale all'età di due anni, i serpenti iniziano ad accoppiarsi. Il maschio cerca la sua "signora" con l'odore, avvolge il suo corpo attorno al collo della femmina, sollevandosi in alto sopra la superficie della terra. A proposito, in questo momento anche gli individui non velenosi possono essere molto aggressivi a causa dell'eccitazione e dell'eccitazione.

L'accoppiamento dei serpenti avviene in una palla, ma subito dopo la coppia si disperde e non si incontra mai più. I genitori del serpente non mostrano alcun interesse per i neonati.

Il serpente cerca di stringersi nel luogo più appartato possibile: radici di piante, fessure nelle pietre, ceppi marci: ogni angolo tranquillo è importante per la futura "madre". Le uova deposte si sviluppano abbastanza rapidamente - in appena un mese e mezzo o due. I serpenti appena nati e i cuccioli di serpente sono assolutamente indipendenti, gli individui velenosi hanno il veleno, ma questi bambini possono cacciare solo piccoli insetti. I rettili raggiungono la maturità sessuale nel secondo anno di vita. La durata media della vita di un serpente raggiunge i 30 anni.

Cos'è il veleno di serpente? Questa è la saliva prodotta dalle ghiandole salivari di individui velenosi. Le sue proprietà curative sono note da centinaia di anni: con l'aggiunta del veleno di serpente, i farmacisti realizzano preparati omeopatici, creme, unguenti e balsami. Questi rimedi aiutano con le malattie reumatiche delle articolazioni e l'osteocondrosi. Tuttavia, faccia morso velenoso Questo rettile in natura può essere non solo sgradevole e molto doloroso, ma anche mortale.

Cosa fare se morsi da un serpente? Pronto soccorso

Se sei stato morso da un serpente, e non sai se fosse velenoso o non velenoso, in ogni caso dovresti rimuovere la saliva del serpente dalla microferita! Puoi succhiare e sputare rapidamente il veleno, puoi spremerlo, ma tutte queste manipolazioni saranno efficaci solo per il primo minuto e mezzo dopo il morso.
La persona che è stata morsa deve assolutamente essere portata urgentemente in una struttura medica (ospedale).
Allo stesso tempo, è consigliabile ricordare visivamente l'aspetto del serpente, perché la sua appartenenza a una determinata specie è molto importante per i medici che prescriveranno il siero anti-serpente alla vittima.
Se un arto (braccio, gamba) viene morso, non è necessario stringerlo: questa manipolazione non localizza la diffusione del veleno di serpente, ma può portare all'asfissia tossica dei tessuti colpiti.
Mai panico! Un aumento della frequenza cardiaca dovuto all'eccitazione accelera la circolazione del sangue in tutto il corpo, facilitando così la diffusione del sangue veleno di serpente in tutto il corpo.
Fornire alla persona morsa riposo assoluto, liquidi caldi e portarla da professionisti medici il prima possibile.

Gli scienziati osservano da tempo il comportamento dei serpenti. Gli organi principali per la lettura delle informazioni sono la sensibilità termica e l'olfatto.

L'olfatto è l'organo principale. Il serpente lavora costantemente con la sua lingua biforcuta, prelevando campioni di aria, suolo, acqua e oggetti che lo circondano.

Sensibilità termica. Un organo sensoriale unico che hanno i serpenti. permette di “vedere” i mammiferi durante la caccia anche nel buio più completo. Nella vipera si tratta di recettori sensoriali situati in profonde scanalature sul muso. Un serpente come un serpente a sonagli ha due grandi macchie sulla testa. Il serpente a sonagli non solo vede la preda a sangue caldo, ma conosce la distanza e la direzione del movimento.
Gli occhi del serpente sono coperti da palpebre trasparenti completamente fuse. Visione diversi tipi Il serpente può variare, ma serve principalmente a seguire il movimento della preda.

Tutto questo è interessante, ma per quanto riguarda l'udito?

È assolutamente noto che i serpenti non hanno organi uditivi nel senso comune del termine. Sono completamente assenti il timpano, gli ossicini uditivi e la coclea, che trasmettono il suono al cervello attraverso le fibre nervose.

Tuttavia i serpenti possono sentire, o meglio sentire, la presenza di altri animali. La sensazione viene trasmessa attraverso le vibrazioni del terreno. È così che i rettili cacciano e si nascondono dai pericoli. Questa capacità di percepire il pericolo è chiamata sensibilità alle vibrazioni. La vibrazione del serpente viene percepita da tutto il corpo. Anche le frequenze sonore molto basse vengono trasmesse al serpente attraverso la vibrazione.

Di recente, è apparso un articolo sensazionale di zoologi dell'Università danese di Aarhus (Università di Aarhus, Danimarca) che hanno studiato l'effetto sui neuroni del cervello del pitone da un altoparlante acceso nell'aria. Si è scoperto che il pitone sperimentale ha le basi dell'udito: c'è un orecchio interno ed uno esterno, ma non c'è il timpano: il segnale viene trasmesso direttamente al cranio. È stato anche possibile registrare le frequenze “sentite” dalle ossa del pitone: 80-160 Hz. Si tratta di una gamma di basse frequenze estremamente ristretta. È noto che l'uomo sente 16-20.000 Hz. Tuttavia, non è ancora noto se altri serpenti abbiano abilità simili.

Occhi di rettile indicare il loro modo di vivere. In diverse specie osserviamo una struttura unica degli organi visivi. Per proteggere gli occhi alcuni “piangono”, altri hanno le palpebre, altri ancora “portano gli occhiali”.
Visione dei rettili , come la diversità delle specie, è molto diversa. Il modo in cui sono posizionati gli occhi sulla testa di un rettile determina in gran parte quanto vede l'animale. Quando gli occhi sono posizionati su entrambi i lati della testa, i campi visivi degli occhi non si intersecano. Tali animali vedono bene tutto ciò che accade su entrambi i lati, ma la loro visione spaziale è molto limitata (non possono vedere lo stesso oggetto con entrambi gli occhi). Quando gli occhi di un rettile sono posizionati davanti alla testa, l'animale può vedere lo stesso oggetto con entrambi gli occhi. Questa posizione degli occhi aiuta i rettili a determinare con maggiore precisione la posizione della preda e la distanza da essa. IN tartarughe terrestri e molte lucertole hanno gli occhi posti su entrambi i lati della testa, così possono vedere chiaramente tutto ciò che le circonda. La tartaruga azzannatrice ha un'eccellente visione spaziale perché i suoi occhi sono posizionati nella parte anteriore della testa. Gli occhi dei camaleonti, come i cannoni nelle torri difensive, possono ruotare indipendentemente di 180° in orizzontale e di 90° in verticale: possono vedere dietro di loro.

In che modo i serpenti mostrano la loro fonte di calore?.
L'organo sensoriale più importante di un serpente è la lingua in combinazione con l'organo di Jacobson. Tuttavia, i rettili possiedono anche altri adattamenti necessari per una caccia di successo. Per identificare la preda, i serpenti hanno bisogno di qualcosa di più dei semplici occhi. Alcuni serpenti possono percepire il calore emesso dal corpo dell'animale.
I serpenti dalla testa a fossa, che includono i veri serpenti a fossa, hanno preso il nome dal fatto che hanno un organo di senso accoppiato sotto forma di fosse facciali situate tra le narici e l'occhio. Con l'aiuto di questo organo, i serpenti possono percepire gli animali a sangue caldo dalla differenza di temperatura corporea e ambiente esterno con una precisione di 0,2 ° C. La dimensione di questo organo è di pochi millimetri, ma può rilevare i raggi infrarossi emessi da potenziali prede e trasmettere le informazioni ricevute attraverso le terminazioni nervose al cervello. Il cervello percepisce queste informazioni e le analizza, così il serpente ha un'idea chiara di che tipo di preda ha incontrato sul suo cammino e dove si trova esattamente. Vari tipi i rettili sono visti e percepiti in modo molto diverso il mondo intorno a noi. Il campo visivo, la sua espressività e la capacità di distinguere i colori dipendono da come sono posizionati gli occhi dell'animale, dalla forma delle pupille, nonché dal numero e dal tipo di cellule fotosensibili. Nei rettili la vista è legata anche al loro stile di vita.
Visione dei colori
Molte lucertole distinguono perfettamente i colori, il che rappresenta per loro un importante mezzo di comunicazione. Alcuni di loro riconoscono insetti velenosi scarlatti su uno sfondo nero. Nella retina degli occhi delle lucertole diurne ci sono elementi speciali di visione dei colori: i bulbi. Le tartarughe giganti sono sensibili al colore e alcune rispondono particolarmente bene alla luce rossa. Si ritiene addirittura che siano in grado di vedere la luce infrarossa, che l'occhio umano non è in grado di distinguere. Coccodrilli e serpenti sono daltonici.
Le lucertole notturne americane reagiscono non solo alla forma, ma anche al colore. Tuttavia, la loro retina contiene ancora più bastoncelli che coni.
Visione dei rettili
La classe dei rettili, o rettili, comprende coccodrilli, alligatori, tartarughe, serpenti, gechi e lucertole come la hatteria. Il rettile ha bisogno di ricevere informazioni accurate sulla dimensione e sul colore della sua potenziale preda. Inoltre, il rettile deve rilevare e reagire rapidamente quando altri animali si avvicinano e determinare chi è: un potenziale partner, un giovane animale della stessa specie o un nemico che potrebbe attaccarlo. I rettili che vivono sottoterra o nell'acqua hanno occhi piuttosto piccoli. Quelli di loro che vivono sulla terra dipendono maggiormente dall'acuità visiva. Gli occhi di questi animali sono strutturati allo stesso modo degli occhi umani. La loro vera parte è il bulbo oculare con il nervo ottico. Di fronte c'è la cornea, che permette il passaggio della luce. La cornea è l'iride. Al suo centro si trova la pupilla, che si contrae o si dilata, permettendo ad una certa quantità di luce di passare sulla retina. Sotto la pupilla c'è una lente attraverso la quale i raggi colpiscono la parete posteriore sensibile alla luce del bulbo oculare: la retina. La retina è costituita da strati di cellule sensibili alla luce e al colore collegate dai nervi ottici al cervello, dove vengono inviati tutti i segnali e dove viene creata l'immagine di un oggetto.
Protezione degli occhi
Alcune specie di rettili usano le palpebre per proteggere gli occhi, proprio come i mammiferi. Tuttavia, le palpebre dei rettili differiscono da quelle dei mammiferi in quanto la palpebra inferiore è più grande e più mobile di quella superiore.
Lo sguardo del serpente appare vitreo perché i suoi occhi sono ricoperti da una pellicola trasparente formata dalle palpebre superiore e inferiore fuse. Questo rivestimento protettivo è una sorta di “occhiali”. Durante la muta, questa pellicola si stacca insieme alla pelle. Anche le lucertole portano gli “occhiali”, ma solo alcuni. I gechi non hanno palpebre. Per pulirsi gli occhi usano la lingua, tirandola fuori dalla bocca e leccando il guscio dell'occhio. Altri rettili hanno un "occhio parietale". Si tratta di un punto luminoso sulla testa di un rettile; come un normale occhio, può percepire determinati stimoli luminosi e trasmettere segnali al cervello. Alcuni rettili proteggono i propri occhi dall'inquinamento utilizzando le ghiandole lacrimali. Quando la sabbia o altri detriti entrano negli occhi di questi rettili, le ghiandole lacrimali secernono una grande quantità di liquido che pulisce gli occhi dell'animale, facendo sembrare che il rettile "pianga". Le tartarughe zuppe usano questo metodo.
Struttura della pupilla

Le pupille dei rettili indicano il loro stile di vita. Alcuni di loro, ad esempio coccodrilli, pitoni, gechi, hatteria, serpenti, conducono uno stile di vita notturno o crepuscolare e prendono il sole durante il giorno. Hanno pupille verticali che si dilatano al buio e si restringono alla luce. Nei gechi, sulle pupille ristrette sono visibili fori puntiformi, ognuno dei quali focalizza un'immagine indipendente sulla retina. Insieme creano la nitidezza necessaria e l'animale vede un'immagine chiara.

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Gli organi che consentono ai serpenti di “vedere” la radiazione termica forniscono un’immagine estremamente sfocata. Tuttavia, il serpente forma nel suo cervello un'immagine termica chiara del mondo circostante. I ricercatori tedeschi hanno capito come può essere.

Alcune specie di serpenti hanno la capacità unica di catturare la radiazione termica, permettendo loro di “vedere” il mondo che li circonda nella completa oscurità. È vero, "vedono" la radiazione termica non con gli occhi, ma con speciali organi sensibili al calore (vedi figura).

La struttura di un tale organo è molto semplice. Accanto a ciascun occhio c'è un foro di circa un millimetro di diametro, che conduce a una piccola cavità approssimativamente della stessa dimensione. Sulle pareti della cavità è presente una membrana contenente una matrice di cellule termorecettrici di circa 40 x 40 cellule. A differenza dei bastoncelli e dei coni della retina, queste cellule non rispondono alla “luminosità della luce” dei raggi di calore, ma a temperatura locale membrane.

Questo organo funziona come una camera oscura, un prototipo di macchina fotografica. Un piccolo animale a sangue caldo su uno sfondo freddo emette "raggi di calore" in tutte le direzioni: radiazioni infrarosse lontane con una lunghezza d'onda di circa 10 micron. Passando attraverso il foro, questi raggi riscaldano localmente la membrana e creano una “immagine termica”. Grazie alla massima sensibilità delle cellule recettrici (vengono rilevate differenze di temperatura di millesimi di grado Celsius!) e alla buona risoluzione angolare, un serpente può notare un topo nell'oscurità assoluta da una distanza abbastanza lunga.

Dal punto di vista fisico è proprio la buona risoluzione angolare a rappresentare un mistero. La natura ha ottimizzato questo organo in modo da “vedere” meglio anche le fonti di calore più deboli, cioè ha semplicemente aumentato la dimensione dell'ingresso - l'apertura. Ma maggiore è l'apertura, più sfocata risulta l'immagine (stiamo parlando, sottolineiamo, del foro più comune, senza lenti). In una situazione con un serpente, dove l'apertura e la profondità della fotocamera sono approssimativamente uguali, l'immagine è così sfocata che da essa non si può estrarre altro che "c'è un animale a sangue caldo da qualche parte nelle vicinanze". Tuttavia, gli esperimenti con i serpenti mostrano che possono determinare la direzione di una fonte di calore puntiforme con una precisione di circa 5 gradi! Come riescono i serpenti a raggiungere una risoluzione spaziale così elevata con una qualità così terribile di "ottica a infrarossi"?

Poiché la vera "immagine termica", dicono gli autori, è molto sfocata, e l'"immagine spaziale" che si forma nel cervello dell'animale è abbastanza chiara, significa che c'è una sorta di apparato neurale intermedio nel percorso dai recettori a il cervello, che, per così dire, regola la nitidezza dell'immagine. Questo apparato non dovrebbe essere troppo complesso, altrimenti il serpente “penserebbe” a lungo a ogni immagine ricevuta e reagirebbe agli stimoli con ritardo. Inoltre, secondo gli autori, è improbabile che questo dispositivo utilizzi mappature iterative multistadio, ma è, piuttosto, una sorta di convertitore veloce a un solo passaggio, che funziona secondo un sistema permanentemente cablato. sistema nervoso programma.

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno dimostrato che tale procedura è possibile e abbastanza realistica. Hanno effettuato un modello matematico di come si forma una “immagine termica” e sviluppato un algoritmo ottimale per migliorarne ripetutamente la chiarezza, soprannominandolo una “lente virtuale”.

Nonostante il grande nome, l'approccio utilizzato, ovviamente, non è qualcosa di fondamentalmente nuovo, ma solo una sorta di deconvoluzione: ripristinare l'immagine rovinata dall'imperfezione del rilevatore. Questo è l'inverso della sfocatura dell'immagine ed è ampiamente utilizzato nell'elaborazione delle immagini del computer.

C'era però una sfumatura importante nell'analisi: la legge di deconvoluzione non aveva bisogno di essere indovinata, poteva essere calcolata in base alla geometria della cavità sensibile; In altre parole, si sapeva in anticipo quale immagine concreta sarebbe stata prodotta da una sorgente luminosa puntiforme in qualsiasi direzione. Grazie a ciò, è possibile ripristinare un'immagine completamente sfocata con un'ottima precisione (i normali editor grafici con una legge di deconvoluzione standard non sarebbero in grado di far fronte a questo compito nemmeno da vicino). Gli autori hanno anche proposto una specifica implementazione neurofisiologica di questa trasformazione.

Se questo lavoro affermi qualcosa di nuovo nella teoria dell'elaborazione delle immagini è un punto controverso. Tuttavia, ha certamente portato a scoperte inaspettate riguardo alla neurofisiologia della “visione a infrarossi” nei serpenti. In effetti, il meccanismo locale della visione “ordinaria” (ogni neurone visivo prende informazioni dalla propria piccola area sulla retina) sembra così naturale che è difficile immaginare qualcosa di molto diverso. Ma se i serpenti utilizzano davvero la procedura di deconvoluzione descritta, allora ogni neurone che contribuisce all'intera immagine del mondo circostante nel cervello riceve dati non da un punto, ma da un intero anello di recettori che corre attraverso la membrana. C'è solo da chiedersi come la natura sia riuscita a costruire una tale “visione non locale”, compensando i difetti dell'ottica infrarossa con trasformazioni matematiche non banali del segnale.

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Per qualche ragione, mi sembra che la trasformazione inversa di un'immagine sfocata, a condizione che sia presente solo una matrice bidimensionale di pixel, sia matematicamente impossibile. Per quanto ho capito, gli algoritmi di nitidezza del computer creano semplicemente l'illusione soggettiva di un'immagine più nitida, ma non possono rivelare ciò che è sfocato nell'immagine.

Non è vero?

Inoltre, la logica da cui consegue che un algoritmo complesso costringerebbe il serpente a pensare è incomprensibile. Per quanto ne so, il cervello è un computer parallelo. Un algoritmo complesso in esso contenuto non porta necessariamente ad un aumento dei costi in termini di tempo.

Mi sembra che il processo di perfezionamento dovrebbe essere diverso. Come è stata determinata la precisione degli occhi a infrarossi? Probabilmente a causa di qualche azione del serpente. Ma qualsiasi azione è duratura e consente la correzione nel suo processo. Secondo me, un serpente può "infravedere" con la precisione prevista e iniziare a muoversi in base a queste informazioni. Ma poi, nel processo di movimento, perfezionalo costantemente e arrivi alla fine come se la precisione complessiva fosse maggiore.

Risposta

Rispondo punto per punto.
1. La trasformazione inversa è la produzione di un'immagine nitida (come creerebbe un oggetto con una lente come un occhio) basata su quella sfocata esistente. Inoltre, entrambe le immagini sono bidimensionali, non ci sono problemi con questo. Se durante la sfocatura non ci sono distorsioni irreversibili (come uno schermo completamente opaco o la saturazione del segnale in alcuni pixel), allora la sfocatura può essere pensata come un operatore reversibile che opera nello spazio delle immagini bidimensionali.
Ci sono difficoltà tecniche nel tenere conto del rumore, quindi l'operatore di deconvoluzione sembra un po' più complicato di quanto descritto sopra, ma è comunque derivato in modo inequivocabile.
2. Gli algoritmi del computer migliorano la nitidezza, presupponendo che la sfocatura fosse gaussiana. Non conoscono nel dettaglio le aberrazioni, ecc., che aveva la telecamera che stava filmando. Programmi speciali Tuttavia, sono capaci di fare di più. Ad esempio, se, quando si analizzano le immagini del cielo stellato
Se una stella entra nell'inquadratura, con il suo aiuto puoi ripristinare la nitidezza meglio rispetto ai metodi standard.
3. Algoritmo di elaborazione complesso: ciò significava più fasi. In linea di principio, le immagini possono essere elaborate in modo iterativo, facendo scorrere l'immagine lungo la stessa semplice catena più e più volte. Asintoticamente, può quindi convergere verso un’immagine “ideale”. Quindi, gli autori dimostrano che almeno tale elaborazione non è necessaria.
4. Non conosco i dettagli degli esperimenti con i serpenti, dovrò leggerli.

Risposta
- 1. Non lo sapevo. Mi è sembrato che lo sfocato (nitidezza insufficiente) fosse una trasformazione irreversibile. Diciamo che oggettivamente c'è qualche nuvola sfocata nell'immagine. Come fa il sistema a sapere che questa nuvola non dovrebbe essere affilata e che questo è il suo vero stato?
  3. A mio avviso, la trasformazione iterativa può essere implementata semplicemente creando diversi strati di neuroni collegati in sequenza, quindi la trasformazione avverrà in un unico passaggio, ma sarà iterativa. Quante iterazioni sono necessarie, tanti livelli da creare.
  
  Risposta
  - Ecco un semplice esempio di sfocatura. Dato un insieme di valori (x1,x2,x3,x4).
    L'occhio non vede questo insieme, ma l'insieme (y1,y2,y3,y4), risultando in questo modo:
    y1 = x1 + x2
    y2 = x1 + x2 + x3
    y3 = x2 + x3 + x4
    y4 = x3 + x4
    Ovviamente, se conosci in anticipo la legge di sfocatura, ad es. operatore lineare (matrice) di transizione da X a Y, è possibile calcolare la matrice di transizione inversa (legge di deconvoluzione) e ripristinare le X dalle Y specificate. Se, ovviamente, la matrice è invertibile, cioè non ci sono distorsioni irreversibili.
    Riguardo a diversi livelli: ovviamente questa opzione non può essere scartata, ma sembra così antieconomica e così facilmente infrangibile che difficilmente ci si può aspettare che l'evoluzione scelga questa strada.
    
    Risposta
    
    "Ovviamente, se si conosce in anticipo la legge di sfocatura, cioè l'operatore lineare (matrice) di transizione da X a Y, allora si può calcolare la matrice di transizione inversa (legge di deconvoluzione) e ripristinare le X dalle Y date. Se, ovviamente la matrice è invertibile, cioè non ci sono distorsioni irreversibili." Non confondere la matematica con le misurazioni. Mascherare la carica più bassa con errori è sufficientemente non lineare da rovinare il risultato dell’operazione inversa.
    
    Risposta

“3. A mio parere, una trasformazione iterativa può essere implementata semplicemente creando diversi strati di neuroni collegati in sequenza, e quindi la trasformazione avverrà in un unico passaggio, ma se si tratta di iterazioni, quante iterazioni sono necessarie, tanti strati possono essere realizzati .” NO. Il livello successivo inizia l'elaborazione DOPO quello precedente. Il trasportatore non consente di velocizzare l'elaborazione di una determinata informazione, tranne nei casi in cui viene utilizzato per affidare ogni operazione ad un esecutore specializzato. Consente di avviare l'elaborazione del FRAME SUCCESSIVO prima che venga elaborato quello precedente.

Risposta

"1. La trasformazione inversa è la produzione nitida di un'immagine (che verrebbe creata da un oggetto con una lente come un occhio) sulla base di quella sfocata esistente. Inoltre, entrambe le immagini sono bidimensionali, non ci sono problemi con questo. Se durante la sfocatura non si verificano distorsioni irreversibili (come uno schermo completamente opaco o la saturazione del segnale in alcuni pixel), allora la sfocatura può essere pensata come un operatore reversibile che opera nello spazio delle immagini bidimensionali. NO. La sfocatura è una riduzione della quantità di informazioni; è impossibile ricrearle. È possibile aumentare il contrasto, ma se ciò non si riduce alla regolazione della gamma, solo a scapito del rumore. Durante la sfocatura, viene calcolata la media di ogni pixel rispetto a quelli vicini. DA TUTTI I LATI. Successivamente, non si sa esattamente dove sia stato aggiunto qualcosa alla sua luminosità. O da sinistra, o da destra, o dall'alto, o dal basso, o in diagonale. Sì, la direzione del gradiente ci dice da dove proviene l'additivo principale. Ci sono esattamente tante informazioni in questo come nell'immagine più sfocata. Cioè, la risoluzione è bassa. E le piccole cose sono solo meglio mascherate dal rumore.

Risposta

Mi sembra che gli autori dell’esperimento abbiano semplicemente “prodotto entità non necessarie”. Esiste l'oscurità assoluta nel vero habitat dei serpenti? - per quanto ne so, no. E se non c'è oscurità assoluta, allora anche la "immagine a infrarossi" più sfocata è più che sufficiente, la sua intera "funzione" è quella di dare il comando di iniziare a cacciare "approssimativamente in questa o quella direzione", e poi la più ordinaria entra in gioco la visione. Gli autori dell'esperimento si riferiscono alla precisione troppo elevata nella scelta della direzione: 5 gradi. Ma si tratta davvero di una precisione così elevata? A mio avviso, in nessuna condizione, né in un ambiente reale né in laboratorio, una caccia avrà successo con tale “precisione” (se il serpente è orientato solo in questo modo). Se parliamo dell'impossibilità anche di tale "precisione" a causa di un dispositivo troppo primitivo per l'elaborazione della radiazione infrarossa, allora, a quanto pare, non possiamo essere d'accordo con i tedeschi: il serpente ha due di questi "dispositivi", e questo gli dà l'opportunità di “al volo” “definiscono “destra”, “sinistra” e “dritto” con ulteriore costante correzione della direzione fino al momento del “contatto visivo”. Ma anche se il serpente ha solo uno di questi "dispositivi", in questo caso determinerà facilmente la direzione - dalla differenza di temperatura in diverse parti della "membrana" (non per niente rileva cambiamenti in millesimi di grado Celsius, per cui - allora questo è necessario!) Ovviamente, un oggetto situato "direttamente" sarà "visualizzato" da un'immagine di intensità più o meno uguale, quello situato "a sinistra" - da un'immagine con maggiore intensità della “parte” destra e situata “a destra” - da un'immagine con maggiore intensità della parte sinistra. Questo è tutto. E non sono necessarie complesse innovazioni tedesche nella natura del serpente che si è sviluppata nel corso di milioni di anni :)

Risposta

"Mi sembra che il processo di precisione dovrebbe essere diverso. Come è stata stabilita la precisione degli occhi a infrarossi? Sicuramente, attraverso qualche azione del serpente, ma secondo me qualsiasi azione è duratura e consente la correzione , un serpente può “infra-vedere” con la precisione prevista e iniziare il movimento sulla base di queste informazioni, ma poi, nel processo di movimento, perfezionarlo costantemente e arrivare alla fine come se la precisione complessiva fosse maggiore. " Ma la combinazione di un balometro con una matrice di registrazione della luce è già molto inerziale e il calore del mouse lo rallenta francamente. E il lancio del serpente è così veloce che la visione del cono e dell’asta non riesce a tenere il passo. Beh, forse non è colpa dei coni stessi, dove l’accomodamento e l’elaborazione della lente rallenta. Ma anche l’intero sistema funziona più velocemente e non riesce a tenere il passo. L'unica cosa possibile soluzione con tali sensori, tutte le decisioni vengono prese in anticipo, sfruttando il fatto che c'è abbastanza tempo prima del lancio.

Risposta

“Inoltre, la logica da cui consegue che un algoritmo complesso farebbe pensare un serpente è incomprensibile. Per quanto ne so, il cervello è un computer parallelo. Un algoritmo complesso al suo interno non porta necessariamente ad un aumento dei costi in termini di tempo .” Per parallelizzare un algoritmo complesso sono necessari molti nodi; essi sono di discrete dimensioni e rallentano a causa del lento passaggio dei segnali. Sì, questo non è un motivo per abbandonare il parallelismo, ma se i requisiti sono molto rigorosi, l'unico modo per rispettare la scadenza durante l'elaborazione di array di grandi dimensioni in parallelo è utilizzare nodi così semplici da non poter scambiare risultati intermedi tra loro . E ciò richiede un rafforzamento dell’intero algoritmo, poiché non saranno più in grado di prendere decisioni. E sarà anche possibile elaborare molte informazioni in sequenza nell'unico caso, se l'unico processore funziona rapidamente. E questo richiede anche un rafforzamento dell’algoritmo. Il livello di implementazione è difficile e così via.

Risposta

>I ricercatori tedeschi hanno scoperto come ciò possa avvenire.

ma il carro, a quanto pare, è ancora lì.
Puoi proporre immediatamente un paio di algoritmi che potrebbero risolvere il problema. Ma saranno rilevanti per la realtà?

Risposta

> Vorrei una conferma almeno indiretta che sia esattamente così e non altrimenti.
Naturalmente, gli autori sono cauti nelle loro dichiarazioni e non dicono di aver dimostrato che questo è esattamente il modo in cui funziona l'infravisione nei serpenti. Hanno solo dimostrato che la risoluzione del “paradosso dell’infravisione” non richiede troppe risorse informatiche. Sperano solo che l'organo dei serpenti funzioni in modo simile. Se questo sia vero o no deve essere dimostrato dai fisiologi.

Risposta

> C'è un cosiddetto problema vincolante, ovvero come una persona e un animale comprendono che le sensazioni in modalità diverse (vista, udito, calore, ecc.) si riferiscono alla stessa fonte.
Secondo me, nel cervello esiste un modello olistico del mondo reale e non frammenti modali separati. Ad esempio, nel cervello di un gufo c'è un oggetto "topo", che ha, per così dire, campi corrispondenti che memorizzano informazioni su come appare il topo, come suona, come odora e così via. Durante la percezione, gli stimoli vengono convertiti nei termini di questo modello, cioè viene creato un oggetto "topo", i suoi campi sono pieni di cigolii e aspetto.
Cioè, la domanda non è come il gufo capisce che sia il cigolio che l'odore appartengono alla stessa fonte, ma come il gufo capisce CORRETTAMENTE i singoli segnali?
Metodo di riconoscimento. Anche i segnali della stessa modalità non sono così facili da assegnare allo stesso oggetto. Ad esempio, la coda e le orecchie di un topo potrebbero facilmente essere oggetti separati. Ma il gufo non li vede separatamente, ma come parti di un topo intero. Il fatto è che ha in testa un prototipo di topo, al quale abbina le parti. Se le parti “si adattano” al prototipo, allora costituiscono il tutto; se non si adattano, allora non si adattano.
Questo è facile da capire dal tuo esempio. Consideriamo la parola "RICONOSCIMENTO". Osserviamolo attentamente. In realtà è solo una raccolta di lettere. Anche solo una raccolta di pixel. Ma non possiamo vederlo. La parola ci è familiare e quindi la combinazione di lettere evoca inevitabilmente un'immagine solida nel nostro cervello, dalla quale è semplicemente impossibile liberarsi.
Così è il gufo. Vede la coda, vede le orecchie, approssimativamente in una certa direzione. Vede movimenti caratteristici. Sente fruscii e cigolii provenienti più o meno dalla stessa direzione. Sente un odore speciale da quella parte. E questa combinazione familiare di stimoli, proprio come una combinazione familiare di lettere per noi, evoca l'immagine di un topo nel suo cervello. L'immagine è integrale, situata nell'immagine integrale dello spazio circostante. L'immagine esiste in modo indipendente e, come osserva il gufo, può essere notevolmente raffinata.
Penso che la stessa cosa accada con un serpente. E come in una situazione del genere sia possibile calcolare la precisione solo di un analizzatore visivo o infrasensoriale non mi è chiaro.

Risposta
- Mi sembra che riconoscere un'immagine sia un processo diverso. Non si tratta della reazione del serpente all'immagine di un topo, ma della trasformazione delle macchie nell'infraocchio nell'immagine di un topo. In teoria, si può immaginare una situazione in cui un serpente non vede affatto il topo, ma si precipita immediatamente in una certa direzione se il suo occhio infra vede cerchi anulari di una certa forma. Ma questo sembra improbabile. Dopotutto con gli occhi ORDINARI la terra vede proprio il profilo del topo!
  
  Risposta
  - Mi sembra che possa accadere quanto segue. Sull'infraretina appare un'immagine scadente. Si trasforma in una vaga immagine di un topo, sufficiente affinché il serpente riconosca il topo. Ma non c'è nulla di “miracoloso” in questa immagine; è adeguata alle capacità dell'occhio infra. Il serpente inizia un affondo approssimativo. Durante il lancio, la sua testa si muove, il suo infraocchio si sposta rispetto al bersaglio e generalmente si avvicina ad esso. L'immagine nella testa viene costantemente integrata e la sua posizione spaziale viene chiarita. E il movimento viene costantemente adeguato. Di conseguenza, il lancio finale sembra basato su informazioni incredibilmente accurate sulla posizione del bersaglio.
    Questo mi ricorda l'osservazione di me stesso, quando a volte riesco a prendere un bicchiere caduto proprio come un ninja :) E il segreto è che riesco a prendere solo il bicchiere che ho lasciato cadere io stesso. Cioè, so per certo che il vetro dovrà essere catturato e inizio il movimento in anticipo, correggendolo nel processo.
    Ho anche letto che conclusioni simili sono state tratte dall'osservazione di una persona a gravità zero. Quando una persona preme un pulsante in assenza di gravità, deve mancare la direzione verso l'alto, poiché le forze usuali per una mano che pesa non sono corrette in assenza di gravità. Ma una persona non sbaglia (se è attenta), proprio perché la possibilità di correzione “al volo” è costantemente incorporata nei nostri movimenti.
    
    Risposta

“Esiste un cosiddetto problema di legame, ovvero come una persona e un animale comprendono che le sensazioni in modalità diverse (vista, udito, calore, ecc.) si riferiscono alla stessa fonte.
Ci sono molte ipotesi http://www.dartmouth.edu/~adinar/publications/binding.pdf
ma il carro, a quanto pare, è ancora lì.
Puoi proporre immediatamente un paio di algoritmi che potrebbero risolvere il problema. Ma saranno legati alla realtà?" Ma questo è simile. Non reagire alle foglie fredde, non importa come si muovono o guardano, ma se c'è un topo caldo da qualche parte lì, attacca qualcosa che assomiglia a un topo in ottica e Questo cade nell'area Oppure è necessaria una sorta di elaborazione molto selvaggia Non nel senso di un lungo algoritmo sequenziale, ma nel senso della capacità di disegnare modelli sulle unghie con una scopa da bidello in modo che abbiano il tempo di realizzare miliardi di transistor.

Risposta

>nel cervello esiste un modello olistico del mondo reale, e non modalità-frammenti separati.
Ecco un'altra ipotesi.
Ebbene, che ne dici senza un modello? Senza un modello non è possibile. Naturalmente è possibile anche un semplice riconoscimento in una situazione familiare. Ma, ad esempio, entrando per la prima volta in un'officina dove operano migliaia di macchine, una persona è in grado di individuare il suono di una macchina specifica.
Il problema potrebbe essere quello persone diverse utilizzare algoritmi diversi. E anche una persona può utilizzare algoritmi diversi situazioni diverse. Con i serpenti, tra l'altro, anche questo è possibile. È vero che questo pensiero sedizioso potrebbe diventare una pietra tombale per i metodi di ricerca statistica. Ciò che la psicologia non può tollerare.

A mio avviso, tali articoli speculativi hanno il diritto di esistere, ma è necessario almeno portarli alla progettazione di un esperimento per verificare l'ipotesi. Ad esempio, in base al modello, calcola le possibili traiettorie del serpente. Lasciamo che i fisiologi li confrontino con quelli reali. Se capiscono di cosa stiamo parlando.
Altrimenti c'è un problema vincolante. Quando leggo l'ennesima ipotesi non supportata mi viene solo da sorridere.

Risposta

> Ecco un'altra ipotesi.
Strano, non pensavo che questa ipotesi fosse nuova.
In ogni caso ne ha la conferma. Ad esempio, le persone con arti amputati spesso affermano di continuare a sentirli. Ad esempio, i bravi automobilisti affermano di “sentire” i bordi della propria auto, la posizione delle ruote, ecc.
Ciò suggerisce che non vi sia alcuna differenza tra i due casi. Nel primo caso, esiste un modello innato del tuo corpo e le sensazioni lo riempiono solo di contenuto. Quando un arto viene rimosso, il modello dell'arto esiste ancora per qualche tempo e provoca sensazioni. Nel secondo caso si tratta di un modello di auto acquistato. Il corpo non riceve segnali diretti dall'auto, ma segnali indiretti. Ma il risultato è lo stesso: il modello esiste, si riempie di contenuti e si fa sentire.
Qui, del resto, buon esempio. Chiediamo all'automobilista di investire un sassolino. Ti colpirà in modo molto preciso e ti dirà anche se ti ha colpito o meno. Ciò significa che sente la ruota tramite vibrazioni. Ne consegue che esiste una sorta di algoritmo di “lente vibrante virtuale” che ricostruisce l’immagine della ruota in base alle vibrazioni?

Risposta

È piuttosto curioso che se c'è una sola fonte di luce, e abbastanza forte, allora la direzione verso di essa è facile da determinare anche con gli occhi chiusi: devi girare la testa finché la luce non inizia a brillare allo stesso modo in entrambi gli occhi, e allora la luce è davanti. Non è necessario inventare reti neurali super-duper nel ripristino delle immagini: tutto è semplicemente terribilmente semplice e puoi verificarlo tu stesso.

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Rettili. informazioni generali

I rettili hanno una cattiva reputazione e pochi amici tra gli umani. Sono molti i malintesi legati al proprio corpo e al proprio stile di vita che persistono fino ai giorni nostri. Infatti la stessa parola “rettile” significa “animale che striscia” e sembra richiamare l’idea popolare che li consideri, soprattutto i serpenti, creature disgustose. Nonostante lo stereotipo prevalente, non tutti i serpenti sono velenosi e molti rettili svolgono un ruolo significativo nella regolazione del numero di insetti e roditori.

La maggior parte dei rettili sono predatori con un sistema sensoriale ben sviluppato che li aiuta a trovare la preda ed evitare il pericolo. Hanno una vista eccellente e i serpenti, inoltre, hanno una capacità specifica di focalizzare lo sguardo modificando la forma della lente. I rettili notturni, come i gechi, vedono tutto in bianco e nero, ma la maggior parte degli altri ha una buona visione dei colori.

L'udito non è particolarmente importante per la maggior parte dei rettili e strutture interne le orecchie sono generalmente poco sviluppate. Nella maggior parte dei casi manca anche l’orecchio esterno, escluso il timpano, o “timpano”, che rileva le vibrazioni trasmesse attraverso l’aria; Dal timpano vengono trasmessi attraverso le ossa dell'orecchio interno al cervello. I serpenti non hanno un orecchio esterno e possono percepire solo le vibrazioni trasmesse lungo il terreno.

I rettili sono caratterizzati come animali a sangue freddo, ma questo non è del tutto esatto. La loro temperatura corporea è determinata principalmente dall'ambiente, ma in molti casi possono regolarla e mantenerla a un livello più elevato, se necessario. Alcune specie sono in grado di generare e trattenere il calore all'interno dei propri tessuti corporei. Il sangue freddo presenta alcuni vantaggi rispetto al sangue caldo. I mammiferi hanno bisogno di mantenere la temperatura corporea a un livello costante entro limiti molto ristretti. Per fare questo, hanno costantemente bisogno di cibo. I rettili, al contrario, tollerano molto bene l'abbassamento della temperatura corporea; la loro durata di vita è molto più ampia di quella degli uccelli e dei mammiferi. Pertanto, sono in grado di abitare in luoghi non adatti ai mammiferi, ad esempio i deserti.

Una volta nutriti, possono digerire il cibo mentre riposano. In alcune delle specie più grandi possono trascorrere diversi mesi tra un pasto e l'altro. I grandi mammiferi non sopravviverebbero con questa dieta.

Apparentemente, tra i rettili, solo le lucertole hanno una vista ben sviluppata, poiché molti di loro cacciano prede in rapido movimento. I rettili acquatici fanno molto affidamento sui sensi come l'olfatto e l'udito per individuare la preda, trovare un compagno o rilevare l'avvicinarsi di un nemico. La loro vista gioca un ruolo ausiliario e funziona solo a distanza ravvicinata, le immagini visive sono sfocate e non hanno la capacità di concentrarsi a lungo su oggetti fissi. La maggior parte dei serpenti ha una vista piuttosto scarsa e di solito è in grado di rilevare solo oggetti in movimento che si trovano nelle vicinanze. La reazione di intorpidimento delle rane quando qualcuno si avvicina, ad esempio, è una buona cosa. meccanismo di difesa, poiché il serpente non si accorgerà della presenza della rana finché non farà un movimento improvviso. Se ciò accade, i riflessi visivi consentiranno al serpente di affrontarlo rapidamente. Solo i serpenti degli alberi, che si avvolgono attorno ai rami e afferrano uccelli e insetti in volo, hanno una buona visione binoculare.

I serpenti hanno un sistema sensoriale diverso rispetto agli altri rettili udenti. Apparentemente non possono sentire affatto, quindi i suoni della pipa dell'incantatore di serpenti sono inaccessibili per loro; entrano in uno stato di trance dai movimenti di questa pipa da un lato all'altro. Non hanno un orecchio esterno o un timpano, ma potrebbero essere in grado di rilevare alcune vibrazioni a frequenza molto bassa utilizzando i polmoni come organi sensoriali. Fondamentalmente, i serpenti rilevano la preda o un predatore in avvicinamento dalle vibrazioni del terreno o di un'altra superficie su cui si trovano. L'intero corpo del serpente a contatto con il suolo agisce come un grande rilevatore di vibrazioni.

Alcune specie di serpenti, compresi i serpenti a sonagli e le vipere, rilevano la preda tramite la radiazione infrarossa del suo corpo. Sotto i loro occhi hanno cellule sensibili che rilevano i più piccoli cambiamenti di temperatura fino a frazioni di grado e, quindi, orientano i serpenti verso la posizione della preda. Alcuni boa costrittori hanno anche organi sensoriali (sulle labbra lungo l'apertura della bocca) in grado di rilevare i cambiamenti di temperatura, ma questi sono meno sensibili di quelli dei serpenti a sonagli e dei serpenti della fossa.

I sensi del gusto e dell'olfatto sono molto importanti per i serpenti. La lingua tremante e biforcuta del serpente, che alcuni considerano un "pungiglione del serpente", in realtà raccoglie tracce di diverse sostanze che scompaiono rapidamente nell'aria e le trasportano in sensibili cavità all'interno della bocca. Nel palato c'è un dispositivo speciale (l'organo di Jacobson), che è collegato al cervello tramite un ramo del nervo olfattivo. Estendere e ritrarre costantemente la lingua è un metodo efficace per campionare l'aria alla ricerca di importanti componenti chimici. Quando è retratta, la lingua è vicina all'organo di Jacobson e le sue terminazioni nervose rilevano queste sostanze. Negli altri rettili l'olfatto gioca un ruolo importante e la parte del cervello responsabile di questa funzione è molto ben sviluppata. Gli organi del gusto sono generalmente meno sviluppati. Come i serpenti, l'organo di Jacobson viene utilizzato per rilevare le particelle nell'aria (in alcune specie utilizzando la lingua) che trasportano il senso dell'olfatto.

Molti rettili vivono in luoghi molto aridi, quindi per loro è molto importante mantenere l'acqua nel corpo. Lucertole e serpenti trattengono l'acqua meglio di chiunque altro, ma non a causa della loro pelle squamosa. Perdono attraverso la pelle quasi la stessa quantità di umidità degli uccelli e dei mammiferi.

Mentre nei mammiferi l'elevata frequenza respiratoria porta ad un'elevata evaporazione dalla superficie dei polmoni, nei rettili la frequenza respiratoria è molto più bassa e, di conseguenza, la perdita di acqua attraverso il tessuto polmonare è minima. Molte specie di rettili sono dotate di ghiandole in grado di purificare i sali dal sangue e dai tessuti corporei, rilasciandoli sotto forma di cristalli, riducendo così la necessità di separare grandi volumi di urina. Altri sali indesiderati nel sangue vengono convertiti in acido urico, che può essere eliminato dal corpo quantità minima acqua.

Le uova dei rettili contengono tutto il necessario per un embrione in via di sviluppo. Si tratta di una fornitura di cibo sotto forma di un grosso tuorlo, dell'acqua contenuta nelle proteine e di un guscio protettivo multistrato che non consente batteri pericolosi, ma permette all'aria di respirare.

La membrana interna (amnion) che circonda immediatamente l'embrione è simile alla stessa membrana negli uccelli e nei mammiferi. L'allantoide è una membrana più spessa che funge da polmone e organo escretore. Assicura la penetrazione dell'ossigeno e il rilascio delle sostanze di scarto. Il corion è la membrana che circonda l'intero contenuto dell'uovo. Il guscio esterno delle lucertole e dei serpenti è coriaceo, ma nelle tartarughe e nei coccodrilli è più duro e calcificato, come il guscio d'uovo degli uccelli.

Organi di visione a infrarossi dei serpenti

Visione a infrarossi il serpente richiede un'elaborazione delle immagini non locale

Alcune specie di serpenti hanno la capacità unica di catturare la radiazione termica, permettendo loro di guardare il mondo che li circonda nell'oscurità assoluta. Tuttavia, “vedono” la radiazione termica non con gli occhi, ma con speciali organi sensibili al calore.

Un recente articolo dei fisici tedeschi A. B. Sichert, P. Friedel, J. Leo van Hemmen, Physical Review Letters, 97, 068105 (9 agosto 2006) è stato dedicato allo studio di questo particolare problema.

Poiché la vera "immagine termica", dicono gli autori, è molto sfocata, e l'"immagine spaziale" che si forma nel cervello dell'animale è abbastanza chiara, significa che c'è una sorta di apparato neurale intermedio nel percorso dai recettori a il cervello, che, per così dire, regola la nitidezza dell'immagine. Questo apparato non dovrebbe essere troppo complesso, altrimenti il serpente “penserebbe” a lungo a ogni immagine ricevuta e reagirebbe agli stimoli con ritardo. Inoltre, secondo gli autori, questo dispositivo difficilmente utilizza mappature iterative a più stadi, ma è piuttosto una sorta di convertitore veloce a un solo passaggio che funziona secondo un programma permanentemente cablato nel sistema nervoso.

I rilevatori a infrarossi, ovviamente, sono difficili da distinguere dai termorecettori discussi sopra. Il rilevatore termico di cimici Triatoma potrebbe essere discusso in questa sezione. Tuttavia, alcuni termorecettori sono così specializzati nel rilevare fonti di calore distanti e nel determinare la direzione verso di esse che vale la pena considerarli separatamente. Le più famose di queste sono le fosse facciali e labiali di alcuni serpenti. Le prime indicazioni sono che la famiglia dei serpenti pseudopodi Boidae (boa, pitoni, ecc.) e la sottofamiglia dei serpenti della fossa Crotalinae ( serpenti a sonagli, compreso il vero serpente a sonagli Crotalus e il bushmaster (o surukuku) Lachesis) sono dotati di sensori a infrarossi, sono stati ottenuti da un'analisi del loro comportamento durante la ricerca delle vittime e la determinazione della direzione dell'attacco. Il rilevamento a infrarossi viene utilizzato anche per la difesa o la fuga, causata dalla comparsa di un predatore che emette calore. Successivamente, studi elettrofisiologici del nervo trigemino che innerva le fosse labiali dei propopodi e le fosse facciali dei serpenti delle fosse (tra gli occhi e le narici) hanno confermato che questi recessi contengono effettivamente recettori degli infrarossi. La radiazione infrarossa fornisce uno stimolo adeguato a questi recettori, sebbene una risposta possa essere generata anche lavando la fossa con acqua tiepida.

Studi istologici hanno dimostrato che le fosse non contengono cellule recettrici specializzate, ma terminazioni non mielinizzate del nervo trigemino, che formano un'ampia ramificazione non sovrapposta.

Nelle fosse degli pseudopodi e dei serpenti della fossa, la superficie del fondo della fossa reagisce alla radiazione infrarossa e la reazione dipende dalla posizione della sorgente di radiazione rispetto al bordo della fossa.

L'attivazione dei recettori sia negli pseudopodi che nei serpenti della fossa richiede un cambiamento nel flusso della radiazione infrarossa. Ciò può essere ottenuto sia tramite il movimento di un oggetto che emette calore nel "campo visivo" rispetto all'ambiente più freddo, sia tramite il movimento di scansione della testa del serpente.

La sensibilità è sufficiente per rilevare il flusso di radiazioni di una mano umana che si muove nel “campo visivo” a una distanza di 40 - 50 cm, il che significa che lo stimolo di soglia è inferiore a 8 x 10-5 W/cm 2. Sulla base di ciò, l’aumento di temperatura rilevato dai recettori è dell’ordine di 0,005 °C (cioè circa un ordine di grandezza migliore della capacità umana di rilevare variazioni di temperatura).

Serpenti con "visione termica".

Esperimenti condotti da scienziati negli anni '30 del XX secolo con serpenti a sonagli e relativi serpenti delle fosse (crotalidi) hanno dimostrato che i serpenti possono effettivamente vedere il calore emesso da una fiamma. I rettili erano in grado di percepire a grandi distanze il calore sottile emesso da oggetti riscaldati o, in altre parole, erano in grado di percepire la radiazione infrarossa, le cui onde lunghe sono invisibili agli esseri umani. La capacità dei serpenti della fossa di percepire il calore è così grande che possono percepire il calore emesso da un topo da una distanza considerevole. I serpenti hanno sensori di calore in piccole fosse sul muso, da qui il loro nome: pithead. Ogni piccola fossa rivolta in avanti situata tra gli occhi e le narici ha un minuscolo foro simile a una puntura di spillo. Sul fondo di questi fori è presente una membrana, simile nella struttura alla retina dell'occhio, contenente i più piccoli termorecettori in quantità di 500-1500 per millimetro quadrato. I termorecettori hanno 7.000 terminazioni nervose collegate a un ramo del nervo trigemino situato sulla testa e sul muso. Poiché le zone sensoriali di entrambe le fosse si sovrappongono, il serpente della fossa può percepire il calore in modo stereoscopico. La percezione stereoscopica del calore consente al serpente, rilevando le onde infrarosse, non solo di trovare la preda, ma anche di stimarne la distanza. La fantastica sensibilità termica è combinata nei serpenti delle fosse con una risposta rapida, consentendo ai serpenti di rispondere istantaneamente, in meno di 35 millisecondi, a un segnale termico. Non sorprende che i serpenti con questa reazione siano molto pericolosi.

La capacità di rilevare la radiazione infrarossa conferisce alle vipere capacità significative. Possono cacciare di notte e inseguire la loro preda principale, i roditori, nelle loro tane sotterranee. Sebbene questi serpenti abbiano un senso dell'olfatto molto sviluppato, che usano anche per trovare le prede, il loro attacco mortale è guidato da fossette sensibili al calore e termorecettori aggiuntivi situati all'interno della bocca.

Sebbene il senso degli infrarossi in altri gruppi di serpenti sia meno compreso, è noto che anche i boa constrictor e i pitoni hanno organi sensibili al calore. Invece di fosse, questi serpenti hanno più di 13 paia di termorecettori situati intorno alle labbra.

C'è oscurità nelle profondità dell'oceano. La luce del sole non arriva lì, e lì tremola solo la luce emessa dagli abitanti delle profondità marine. Come le lucciole sulla terra, queste creature sono dotate di organi che generano luce.

Possedendo una bocca enorme, il malacoste nero (Malacosteus niger) vive nella completa oscurità a profondità comprese tra 915 e 1830 me è un predatore. Come può cacciare nella completa oscurità?

Malacost è in grado di vedere quella che viene chiamata luce rossa lontana. Le onde luminose nella parte rossa del cosiddetto spettro visibile hanno la lunghezza d'onda più lunga, intorno a 0,73-0,8 micrometri. Sebbene questa luce sia invisibile all’occhio umano, alcuni pesci, tra cui la malacoste nera, riescono a vederla.

Ai lati degli occhi di un malacost ci sono un paio di organi bioluminescenti che emettono una luce blu-verde. Anche la maggior parte delle altre creature bioluminescenti in questo regno dell'oscurità emettono una luce bluastra e hanno occhi sensibili alle lunghezze d'onda blu dello spettro visibile.

La seconda coppia di organi bioluminescenti della malacoste nera si trova sotto i suoi occhi e produce una luce rossa distante, invisibile agli altri che vivono nelle profondità dell'oceano. Questi organi danno al malacoste nero un vantaggio rispetto ai suoi rivali, poiché la luce che emette lo aiuta a vedere le prede e gli permette di comunicare con altri individui della sua specie senza tradire la sua presenza.

Ma come fa il malacoste nero a vedere la luce rossa lontana? Secondo il detto "Sei quello che mangi", in realtà ottiene questa opportunità mangiando minuscoli copepodi, che a loro volta si nutrono di batteri che assorbono la luce rossa lontana. Nel 1998, un gruppo di scienziati nel Regno Unito, tra cui il dottor Julian Partridge e il dottor Ron Douglas, scoprì che la retina degli occhi della malacoste nera contiene una versione modificata della clorofilla batterica, un fotopigmento in grado di rilevare i raggi di colore rosso lontano. leggero.

Grazie alla luce rossa lontana, alcuni pesci riescono a vedere in acque che a noi sembrerebbero nere. Il piranha assetato di sangue nelle acque torbide dell'Amazzonia, ad esempio, percepisce l'acqua come rosso scuro, un colore più traslucido del nero. L'acqua appare rossa a causa delle particelle di vegetazione di colore rosso che assorbono la luce visibile. Passano solo i raggi di luce rossa lontani acqua fangosa, e il piranha può vederli. I raggi infrarossi le permettono di vedere la preda, anche se caccia nella completa oscurità. Proprio come i piranha, i carassi nei loro habitat naturali hanno spesso acque torbide e torbide piene di vegetazione. E si adattano a questo essendo in grado di vedere la luce rossa lontana. In effetti, il loro raggio visivo (livello) supera quello dei piranha, poiché possono vedere non solo nella luce rossa lontana, ma anche nella vera luce infrarossa. Quindi il tuo preferito è fatto in casa pesce rosso può vedere molto più di quanto si pensi, compresi i raggi infrarossi "invisibili" emessi dai comuni dispositivi elettronici domestici, come i telecomandi dei televisori e i raggi dei sistemi di allarme.

I serpenti colpiscono la preda alla cieca

È noto che molte specie di serpenti, anche se private della vista, sono capaci di colpire le loro vittime con sorprendente precisione.

La natura rudimentale dei loro sensori termici rende difficile sostenere che la sola capacità di percepire la radiazione termica della preda possa spiegare queste incredibili capacità. Uno studio condotto da scienziati dell'Università Tecnica di Monaco mostra che probabilmente si tratta solo di serpenti che possiedono una "tecnologia" unica per l'elaborazione delle informazioni visive, riferisce Newscientist.

Molti serpenti sono dotati di sensibili rilevatori a infrarossi, che li aiutano a navigare nello spazio. In condizioni di laboratorio, gli occhi dei serpenti erano coperti con nastro adesivo e si è scoperto che erano in grado di uccidere un topo con un colpo istantaneo di denti velenosi sul collo della vittima o dietro le orecchie. Tale precisione non può essere spiegata esclusivamente dalla capacità del serpente di vedere il punto caldo. Ovviamente, il punto sta nella capacità dei serpenti di elaborare in qualche modo l'immagine a infrarossi e "pulirla" dalle interferenze.

Gli scienziati hanno sviluppato un modello che tiene conto e filtra sia il “rumore” termico emanato dalle prede in movimento, sia eventuali errori associati al funzionamento della membrana stessa del rilevatore. Nel modello, un segnale proveniente da ciascuno dei 2mila recettori termici provoca l'eccitazione del suo neurone, ma l'intensità di questa eccitazione dipende dall'input a ciascuna delle altre cellule nervose. Integrando nei modelli i segnali provenienti dai recettori interagenti, gli scienziati sono riusciti a ottenere immagini termiche molto chiare anche con livelli elevati di rumore estraneo. Ma anche errori relativamente piccoli associati al funzionamento dei rilevatori a membrana possono distruggere completamente l'immagine. Per ridurre al minimo tali errori, lo spessore della membrana non deve superare i 15 micrometri. E si è scoperto che le membrane dei serpenti della fossa hanno esattamente questo spessore, riferisce cnews. ru.

Pertanto, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare la straordinaria capacità dei serpenti di elaborare anche immagini molto lontane dall'essere perfette. Ora si tratta di confermare il modello con studi su serpenti veri.

È noto che molte specie di serpenti (in particolare del gruppo dei serpenti della fossa), anche se private della vista, sono capaci di colpire le loro vittime con una “precisione” soprannaturale. La natura rudimentale dei loro sensori termici rende difficile sostenere che la sola capacità di percepire la radiazione termica della preda possa spiegare queste incredibili capacità. Uno studio condotto da scienziati dell’Università Tecnica di Monaco mostra che forse tutto dipende dalla presenza di una “tecnologia” unica per l’elaborazione delle informazioni visive nei serpenti, riferisce Newscientist.

È noto che molti serpenti sono dotati di sensibili rilevatori a infrarossi che li aiutano a navigare nello spazio e a rilevare le prede. In condizioni di laboratorio, i serpenti sono stati temporaneamente privati della vista coprendosi gli occhi con un cerotto, e si è scoperto che erano in grado di colpire un topo con un colpo istantaneo di denti velenosi mirati al collo della vittima, dietro le orecchie - dove il topo non era in grado di reagire con i suoi incisivi affilati. Tale precisione non può essere spiegata esclusivamente dalla capacità del serpente di vedere un vago punto di calore.

Ai lati della parte anteriore della testa, i serpenti della fossa presentano delle depressioni (da cui il nome del gruppo) in cui si trovano le membrane sensibili al calore. Come “focalizza” una membrana termica? Si presumeva che questo organo funzionasse secondo il principio di una camera oscura. Tuttavia, il diametro dei fori è troppo grande per implementare questo principio e, di conseguenza, è possibile ottenere solo un'immagine molto sfocata, che non è in grado di fornire la precisione unica del lancio di un serpente. Ovviamente, il punto sta nella capacità dei serpenti di elaborare in qualche modo l'immagine a infrarossi e "pulirla" dalle interferenze.

Pertanto, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare la straordinaria capacità dei serpenti di elaborare anche immagini molto lontane dall'essere perfette. Non resta che confermare il modello con studi su serpenti reali, non “virtuali”.

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