Onderzoekers dachten lang dat mensen de enige beestjes waren die in drie dimensies konden zien. Bekend als stereopsis, kost de truc veel verwerkingskracht - en wetenschappers dachten niet dat veel dieren genoeg hersenen hadden om het te doen. Maar dat idee is in de loop van de tijd langzaam veranderd.
In de late 20e eeuw ontdekten wetenschappers dat makaken, katten, paarden, uilen en padden deze superkracht hebben. En verrassend genoeg doet de kleinbreinige bidsprinkhaan dat ook. Nu, zoals Ed Yong voor de Atlantische Oceaan rapporteert, rustten onderzoekers bidsprinkhanen uit met een kleine bril om erachter te komen hoe stereopsis werkt in een critter met zo weinig neuronen. En het is in tegenstelling tot iets anders dat nog in het dierenrijk is gezien. Ze publiceerden hun werk deze week in het tijdschrift Current Biology.
Het experiment begon met de mantissen die een snelle duik in de vriezer namen om ze af te koelen voordat onderzoekers de kleine bril - twee gekleurde filters - op hun gezicht bevestigden met behulp van bijenwas. Met de filters konden de wetenschappers verschillende beelden op elk oog projecteren, een beetje zoals een rudimentaire versie 3D-bril die je in de film zou dragen.
Zoals Ben Guarino bij The Washington Post meldt, projecteerden de onderzoekers een bewegende stip tegen een stipachtergrond. Toen ze de stip projecteerden op wat op een opvallende afstand leek, probeerde de bidsprinkhaan ernaar te grijpen, denkend dat het een smakelijke snack was. De poging om de stip te pakken bevestigde dat de beestjes inderdaad een 3D-zicht hebben.
Vervolgens testten de onderzoekers een variatie op het experiment. Ze gebruikten een kleine spot om bepaalde punten te markeren, waardoor ze bewogen. De stippen lijken in één oog in één oog te bewegen en in een andere richting voor het andere oog. Bij mensen zou dit effect onze stereopsis hebben doorbroken, waardoor we de twee afbeeldingen niet konden uitlijnen. Maar de test deed de mantises niet falen. Het enige dat voor hen belangrijk leek te zijn, was de beweging zelf, niet of de afbeeldingen met elkaar overeenkwamen.
"We dachten dat dat erg storend zou zijn, maar ze waren nog steeds volledig in staat om te achterhalen waar het object zich bevindt, " vertelt Jenny Read, een co-auteur van de studie , aan Yong. “We waren daar echt door verrast. Het is niet hoe ik een stereovisiesysteem zou bouwen. Misschien is het in een klein insectenbrein beter om naar verandering te zoeken, het maakt me niet uit wat. '
Voor de mantissen om de richting te geven, zegt Read dat de beestjes gespecialiseerde neuronen nodig hebben om richtingen te detecteren - omhoog, omlaag, naar links en naar rechts - waar ze waarschijnlijk geen ruimte voor hebben in hun kleine hersenen. (Preying mantises hebben minder dan 1 miljoen neuronen vergeleken met miljarden in het menselijk brein.)
Het systeem dat ze hebben, lijkt echter prima te werken voor hun gespecialiseerde jachttechniek. "Dit is een volledig nieuwe vorm van 3D-visie omdat het gebaseerd is op verandering in de tijd in plaats van statische afbeeldingen", zegt co-auteur en gedragsecoloog Vivek Nityananda in een persbericht. "In mantissen is het waarschijnlijk ontworpen om de vraag te beantwoorden 'is er een prooi op de juiste afstand die ik kan vangen?'"
Karin Nordstrom van Flinders University vertelt Yong dat deze studie de mogelijkheid oproept dat andere roofdierinsecten zoals roofvliegen en libellen ook stereopsis gebruiken. Het probleem is dat, in tegenstelling tot bidsprinkhanen - die relatief gemakkelijk te bestuderen zijn terwijl ze rustig zitten te wachten tot de prooi voorbijgaat - libellen en roofvliegen constant in beweging zijn.
Zoals Guarino meldt, heeft de bevinding gevolgen voor de wereld van robotica. Momenteel modelleren onderzoekers robot-stereovisie op het complexe mensachtige systeem, maar deze nieuwe insectenversie werkt misschien net zo goed.
"Insecten hebben minder rekenkracht nodig om hetzelfde te doen als wij, " zegt Nityananda. De eenvoudigere, minder intensieve mantis-visie kan worden gebruikt om zeer kleine robots diepteperceptie te geven zonder veel rekenkracht te gebruiken.
