Как насекомые видят в темноте?

В темную безлунную ночь освещенность может быть в тысячи раз ниже, чем в дневное время. Но пока мы спим в своих кроватях, у большинства живых существ начинается активная фаза суток. Как же им удается ориентироваться в полной темноте? Как пример, возьмем ночных насекомых — размер их зрительных органов зачастую не превышает спичечную головку, но они отлично ориентируются на местности в тусклом свете, ловко избегают препятствия и обнаруживают даже слабые движения вокруг. Представьте, что вы очутились ночью в тропическом лесу, под кроны которого не проникает свет луны и звезд. Вам покажется, что вокруг нет вообще ни единого источника света. Но это будет верно лишь для нашего несовершенного зрительного аппарата — на самом деле пространство вокруг будет наполнено одиночными фотонами. Для человеческого глаза их количества будет явно недостаточно, чтобы получить хотя бы тусклую картинку окружающего мира.

Однако органы зрения ночных насекомых и животных намного чувствительнее. Например, органы зрения ночной тропической пчелы вида Megalopta genalis поглощают всего несколько фотонов, но этого достаточно, чтобы ориентироваться в запутанном и густом тропическом лесу даже когда уровни освещенности находится на предельно низких значения. Подобным поведением отличается и ночная европейская бабочка вида Deilephia elpenor из семейства бражников. Это было бы невозможно без определенных хитростей со стороны насекомого.

Ночная бабочка вида Deilephia elpenor

На примере бражника ученые изучили работы зрительных центров мозга насекомого и выяснили, что благодаря определенной работе нейронов бабочка умеет складывать в единую картинку одиночные фотоны, которые уловила в разных точках пространства и времени. По мере улавливания все большего числа фотонов, картинка мира в голове Deilephia elphenor становится все ярче — это можно сравнить с длинной выдержкой камеры при фотографировании.

Ночная фотография с длинной выдержкой — неподвижные объекты видны хорошо, но движущиеся объекты остаются размытыми

Правда, при этом не удастся добиться высокой четкости изображения, но зато насекомое может сформировать представление об окружающем мире и даже увидеть его в цвете!

Этой способностью, которая называется «нейронным суммированием», обладают и другие ночные насекомые. Конечно, итоговое изображение будет далеким от идеала — не будут, например, зафиксированы быстро движущиеся объекты, но подобный способ визуализации мира говорит о том, как сложно и изобретательно устроен зрительный центр даже маленьких существ.