بینایی زنبور عسل
بینایی زنبور عسل ابزار قدرتمندی است که به یافتن منابع غذایی و احساس خطر کمک می کند. زنبورها طیف وسیعی از دید رنگی دارند و می توانند نور فرابنفش را ببینند که به آنها یاری می کند تا شهد روی گل ها را شناسایی کنند. زنبورها بین پنج نوع چشم خود می توانند سه بعدی و عمق را ببینند، تا ثبات پرواز را نگه داشته، شدت نور را تشخیص و جهت خود را حفظ کنند.
چگونه بدانیم زنبورها چگونه می توانند ببینند؟
برخی از دانشمندان از قابلیت‌های بینایی زنبور عسل برای ساخت لنزها در پهپادها و سایر دوربین‌ها استفاده می‌کنند. یکی از این توانایی ها بینایی 280 درجه است. محققان از شیشه ی آکریلیک و یک آینه محدب برای ایجاد میدان دید 280 درجه استفاده کردند. با استفاده از دوربین‌های 23 میلی‌متری، هواپیمای بدون سرنشین می‌تواند میدان وسیع‌تری را با الگو برداری از دید زنبور عسل بدست آورند.
علاوه بر این، از آزمایش رفتاری برای درک اینکه زنبورها به کدام رنگ ها واکنش نشان می دهند، استفاده می شود. این به دانشمندان اجازه می دهد تا تعیین کنند زنبورها چه طول موجی های را می توانند ببینند.
زنبورها چگونه می بینند؟
زنبورها پنج چشم دارند: دو چشم مرکب و سه چشم اسلی (ساده) دارند. چشم‌های مرکب می‌توانند رنگ‌ها و سایه‌ها را تشخیص دهند، در حالی که چشم های ساده طول موج‌های نور را پردازش می‌کنند. چشم های مرکب از هزاران عدسی یا وجه تشکیل شده اند. که به زنبورها اجازه می دهد رنگ ها را ببینند و تصاویر را تفسیر کنند. چشم ساده Ocelli دارای عدسی‌های تکی است که به زنبور کمک می‌کند در هنگام پرواز راه بری کرده و در جهت دار بماند. و همچنین شدت نور را تشخیص دهد.
وجوه یا فاست ها (facets)
فاست ها لنزها یا عدسی های چشم مرکب زنبور عسل هستند که به شکل شش ضلعی می باشند. و دید موزاییک مانند زنبور عسل را ایجاد می کنند. زنبورها هزاران گیرنده بینایی در هر چشم دارند. وجوه به زنبورها امکان دیدن رنگ و دید 280 درجه ای را می دهد. نگاه کردن از میان چشم زنبور مانند نگاه کردن از طریق هزاران سوراخ کوچک است که یک تصویر را تفسیر می کنند.
وجوه به کجا متصل هستند؟
وجوه دارای مخروط هایی در زیر خود هستند که از سلول های بینایی و رنگدانه تشکیل شده اند. وجه و مخروط ها به لوله هایی به نام ریز چشمک ommatidia متصل هستند که یک چشم مرکب را تشکیل می دهند.
هر سلول فتورسپتور نمی تواند هر سه رنگ را تشخیص دهد. سلول‌های خاصی در اوماتیدیم ommatidia وجود دارد که می‌توانند رنگ‌های جداگانه را ترجمه کنند که بعد با هم ترکیب می‌شوند و یک تصویر را می سازند.
زنبورها می توانند طیف رنگی مشابه آنچه که انسان می بیند را مشاهده کنند، در حالی که موجودات دیگر مانند سگ ها طیف محدودی را می بینند. زنبورها نمی توانند رنگ قرمز را ببینند چون گیرنده های نوریش را ندارند. همینطور انسان ها نمی توانند نور فرابنفش ببینند در حالیکه که زنبورها می توانند.
آیا زنبورها نزدیک بین هستند؟
زنبورها به احتمال زیاد نزدیک بین هستند، به این معنی که آنها فقط می توانند چیزها را از نزدیک ببینند. با این حال، این نزدیک‌بینی با مفهومی که ما از نزدیک‌بینی برای انسان تفسیر می‌کنیم، متفاوت است. زنبورها مانند سایر حشرات با چشمان مرکب فاقد توانایی تمرکز می باشند. به طوری که تشخیص یک شی با افزایش فاصله بدتر هم می شود.
زنبورها نمی توانند به دوری که انسان قادر است را ببینند. در عوض میدان دید وسیع تری دارند. بینایی انسان فقط 180 درجه است در حالی که زنبورها 280 درجه بینایی دارند.
زنبورها همچنین می توانند تصاویر را 5 برابر سریعتر از انسان پردازش کنند و می توانند تخمین فواصل را با سرعت بیشتری درک کنند. زنبورها می توانند گلبرگ های جداگانه را هنگام پرواز در کنارش یا به سویش ببینند. با این حال، آنها نور سفید را با سرعت بیشتری نسبت به رنگ ها می بینند.
آیا زنبورها می توانند در تاریکی ببینند؟
برخی از گونه های زنبور عسل شبگرد هستند و می توانند در تاریکی ببینند. سایر گونه های زنبور عسل ممکن است در نور کم حوالی غروب و سپیده دم بتوانند ببینند. بیشتر گونه‌های زنبور عسل شب‌ها بیرون نمی‌روند، زیرا در تاریکی نمی‌توانند به خوبی ببینند.
زنبورهای شب گرد چشم های (ocelli) بزرگتری نسبت به زنبورهای معمولی دارند. این چشم ها حساسیت بیشتری به نور دارند و به آنها اجازه می دهد در نور کم ماه پرواز کنند.
آیا بینایی زنبور عسل سه رنگی هست؟
زنبورها مانند انسان سه رنگ یا تری کروماتیک هستند، به این معنی که آنها گیرنده های نوری دارند که می توانند سه رنگ اصلی و رنگ های بینابینی را مشاهده کنند. بینایی سه رنگی انسان بر پایه قرمز، آبی و سبز است. سه رنگ زنبورها نور فرابنفش، آبی و سبز است.
زنبورها نمی توانند قرمز را ببینند، اما می توانند طول موج های قرمز وار مانند زرد و نارنجی را ببینند. ترکیبی از طول موج های سبک تر، همراه با نور فرابنفش، به آن ها اجازه می دهد تا رنگ بنفش را ببینند. زنبورها بیشتر جذب بنفش روشن، بنفش تیره و آبی می شوند.
زنبورها می توانند رنگ ها را پنج برابر سریعتر از انسان تشخیص بدهند. از این توانایی برای شناسایی گرده افشانی گل ها استفاده می کنند. با این حال، دید سریع انرژی زیادی هم می گیرد. اینطور فرض می شود که پردازش سریع رنگ در زنبورها برای بقایشان حیاتی است.
مقایسه حس بینایی زنبور عسل و انسان
در اینجا چند چیز وجود دارد که بینش زنبورها را از انسان متمایز می کند:
طیف زنگی
زنبورها می توانند 300 تا 600 نانومتر را ببینند در حالی که محدوده دید انسان بین 400 تا 700 نانومتر است. دید زنبورها شامل نور فرابنفش می شود.
تاثیر سرعت در بینایی زنبور عسل
زنبورها می توانند رنگ ها و تصاویر را پنج برابر سریعتر از انسان پردازش کنند.
تاثیر فاصله در بینایی زنبور عسل
زنبورها نمی توانند به دوری که انسان ها می بینند را ببینند، اما زنبورها می توانند چیزهایی را که نزدیک هستند را با جزئیات بیشتری ببینند.
انسان نمی تواند محدوده نور فرابنفش را ببیند. شبکیه چشم انسان فقط به طول موج هایی به غیر از مادون قرمز و ماوراء بنفش پاسخ می دهد. فرابنفش طول موج کوتاه تری نسبت به بنفش دارد که به 380 نانومتر ختم می شود. محدوده طول موج فرابنفش بین 100 تا 400 نانومتر است. این محدوده در طیف دید زنبور عسل گنجانده شده است. با این حال، برخی از انسان ها می توانند رنگ های ماوراء بنفش را در موارد نادری همچون پس از لنز گذاشتن یا جراحی آب مروارید ببینند.
همچنین یک بیماری چشمی به نام آفاکیا وجود دارد که باعث می شود افراد نور ماوراء بنفش را به عنوان یک عارضه جانبی می ببینند. در شرایط عادی، عدسی چشم های ما طول موج های فرابنفش را مسدود می کنند. آفاکیا عدم وجود عدسی یا لنز است، بنابراین نور ماوراء بنفش دیگر مسدود نمی گردد.
زنبورها چگونه نور را می بینند؟
زنبورها می توانند نور را از طریق چشم های مرکب و ساده شان احساس کنند. این سه چشم ساده به نور حساس هستند اما به رنگ ها حساس نیستند. Ocelli به خوبی چشم های مرکب نمی بیند اما بیشتر شبیه آشکارسازهای نور عمل می کند.
زنبورهای عسل از چشم های ساده خود برای تفسیر نور خورشید یا ماه برای جهت یابی استفاده می کنند.
زنبورها چگونه جابجایی را تشخیص می دهند؟
زنبورها ممکن است در تشخیص حرکت و جابجایی بهتر از انسان باشند. زنبورها 4000 تا 7000 عدسی در چشم مرکب خود دارند که به آنها اجازه می دهد تا انواع حرکت را در اطراف خود حس کنند. آنها می توانند حرکاتی را که با 300/1 ثانیه از هم تفکیک شده اند را حس کنند.
انسان ها می توانند فقط حرکات را با فاصله50/1 ثانیه تشخیص دهند.
زنبورهای عسل چگونه در روز و شب با راهبری حرکت می کنند؟
زنبورهای عسل از نور خورشید یا ماه برای جهت یابی استفاده می کنند که توسط چشم های سادهocelli تفسیر می شود. زنبورها همچنین به پدیده های که انسان نمی تواند به راحتی آنها را تشخیص دهد، مانند میدان های الکترومغناطیسی حساس هستند. زنبورهای عسل از این حواس برای یافتن منابع غذایی استفاده می کنند که انرژی الکترومغناطیسی خاصی منتشر می سازند.
فرومون ها راه دیگری برای راهبری زنبورها هستند. این روش شیمیایی ارتباطی به آنها کمک می کند تا کندوی خود را بشناسند، تهدیدها را احساس و غذا پیدا کنند. زنبورهای عسل روزکار هستند و به ندرت شب ها بیرون می روند.
نور پلاریزه یا قطبی چیست؟
نور پلاریزه نوری است که در یک جهت در یک زاویه تابیده می شود. این در مقابل نور غیرپلاریزه است که نور را در جهات و زوایای مختلف منتشر می کند. نمونه ای از نور پلاریزه، لیزر است که میدان الکتریکی مشخصی از نور دارد.
نور پلاریزه می تواند به زنبورها نشان دهد که منابع غذایی در کدام جهت قرار دارند. هنگامی که خورشید توسط ابرها پوشیده می شود، نوری که از میان ابرها می گذرد، یک الگوی پلاریزه یا قطبی ایجاد می کند که زنبورها می توانند آن را ببینند.
Ocelli که به عنوان چشم های ساده شناخته می شود، نور و الگوهای پلاریزه را تشخیص می دهد. زنبورها الگوهای پلاریزاسیون را روی گلبرگ‌های گل پیدا می‌کنند و به این ترتیب می‌توانند آنها را شناسایی کنند.
Hempel de Ibarra, N., Vorobyev, M., & Menzel, R. (2014). Mechanisms, functions and ecology of colour vision in the honeybee. Journal of Comparative Physiology A, 200, 411-433
https://doi.org/10.1007/s00359-014-0915-1
Srinivasan, M. V. (2010). Honey bees as a model for vision, perception, and cognition. Annual review of entomology, 55, 267-284
https://doi.org/10.1146/annurev.ento.010908.164537
Srinivasan, M. V. (2021). Vision, perception, navigation and ‘cognition’in honeybees and applications to aerial robotics. Biochemical and Biophysical Research Communications, 564, 4-17
https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.09.052