In een oogwenk kan een kolibrie zijn vleugel tientallen keren slaan, uit het zicht duiken en zelfs vliegende insecten in de lucht vangen. Hoe kunnen deze kleine wezens de wereld om zich heen volgen?
gerelateerde inhoud
- Prachtige Slo-Mo beelden van kolibries zweven in de lucht
Hun hersens kunnen anders zijn opgezet om visuele informatie uit alle richtingen beter te accommoderen, volgens nieuw onderzoek - wat implicaties kan hebben voor de ontwikkeling van precisie vliegende drones en robots. In het bewegingsdetecterende deel van het brein van de kolibrie - dat aanzienlijk groter is dan bij andere vogelsoorten - lijken de neuronen anders te zijn "afgestemd", zegt hoofdauteur Andrea Gaede, een neurobiologieonderzoeker aan de Universiteit van British Columbia.
"Ze verwerken visuele beweging op een andere manier dan elk ander dier dat tot nu toe is onderzocht", zegt Gaede.
In alle andere vogels, amfibieën, reptielen en zoogdieren die worden getest, inclusief andere soorten kleine vogels, zijn de neuronen van dit hersengebied, bekend als de "lentiformis mesencefalic", afgestemd om beweging van achteren beter te detecteren dan andere soorten beweging. Dit is logisch voor de meeste dieren, zegt Gaede - een dier dat beweging aan de rand van zijn visie beter kan waarnemen, zou kunnen vluchten voor potentiële roofdieren die van achteren naderen.
Geen kolibries. Gaede en haar team namen zes verdoofde Anna's kolibries ( Calypte anna ) en stopten ze in een kamer waar ze stippen op een scherm in verschillende richtingen konden zien bewegen. Ze registreerden vervolgens de signalen die uit hun hersenen kwamen met behulp van elektroden die erin waren geïmplanteerd als reactie op de verschillende soorten beweging, en vergeleken ze met tests die op dezelfde manier op zebravinken en duiven werden gedaan.
De onderzoekers overwonnen aanzienlijke moeilijkheden om hersenregistratietechnieken aan te passen aan de kleine omvang en delicatesse van de kolibries, zei Avi neurologisch onderzoeker Gonzalo Marín van de Universiteit van Chili, die niet bij deze studie betrokken was.
Anders dan bij de vinken of duiven, lijken de neuronen in het bewegingsdetecterende hersengebied van de kolibries te zijn afgestemd om de beweging vanuit alle verschillende richtingen redelijk gelijk te verkiezen, volgens de studie die vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology .
Waarom zou de kleine kolibrie dingen zo uniek doen? Omdat ze moeten, volgens Gaede.
"Ze moeten zich op een andere manier bewust zijn van hun omgeving dan andere dieren", zegt Gaede. Denk er eens over na: wanneer je veel tijd doorbrengt voor kleine bloemen om te drinken, moet je precieze controle hebben over hun bewegingen - terwijl je je vleugels ongeveer 50 keer per seconde slaat. Andere vogels zoals valken kunnen zich net zo snel verplaatsen tijdens het jagen, maar ze bewegen zich meestal door open lucht zonder obstakels in de buurt. "Ze zweven vaak naar bloemen in een rommelige omgeving [...] die ze niet willen laten slaan, " zegt ze.
In staat zijn om beweging in alle richtingen gelijk te voelen, kan kolibries ook een voordeel geven wanneer ze met hoge snelheden vliegen, roofdieren ontwijken en intense paringsduiken doen om indruk te maken op vrouwen. Het zou hen echter niet hetzelfde voordeel geven bij het zien van potentiële roofdieren van achter die andere dieren hebben.
Gaede hoopt naast kolibries te bestuderen terwijl ze in beweging zijn om te zien hoe hun hersenen informatie verwerken. "Het is misschien een nog interessanter beeld, " zegt ze, hoewel de kleine omvang en dynamiek van de vogels het nog steeds onduidelijk maakt hoe dat zal gebeuren. Marin zei dat vergelijkbare studies van zwevende insecten reacties hebben gevonden op visuele stimulatie die niet werden gezien bij het doen van tests terwijl ze geïmmobiliseerd waren.
Bij mensen kunnen neurodegeneratieve aandoeningen, zoals vormen van parese die het evenwicht van een persoon verstoren, het hersengebied van de menselijke beweging aantasten, zegt Gaede. Meer onderzoek naar hoe deze gebieden beweging in kolibries verwerken, kan leiden tot een beter begrip van hoe dit gebied ook bij mensen werkt en hoe het zou kunnen stoppen met werken en kan worden hersteld. Meer informatie over kolibries die zo goed zweven, kan ook een ander vliegend ding helpen dat precies moet zweven, zegt Gaede: drones.
"Dit kan informatie opleveren voor het bepalen van nieuwe algoritmen voor visuele begeleiding", zegt Gaede. Bedrijven kunnen misschien beter programmeren hoe de drones hun camera's gebruiken om bijvoorbeeld obstakels te vermijden tijdens het bewegen en zweven. Op een dag kunnen we kolibries bedanken wanneer we onze Amazon-pakketten per drone ontvangen.
