Kodėl kačių akys švyti tamsoje?

Kačių akys naktį švyti ne dėl magijos – tai evoliucijos sukurtas mechanizmas, leidžiantis joms matyti tamsoje. Šiame straipsnyje paaiškinsime, kas lemia kačių akių švytėjimą ir kaip ši jų savybė įkvepia technologijas.

Kačių akių paslaptis

1933-ųjų miglotą naktį Jorkšyre anglų verslininkas ir išradėjas Percy Shaw vos nesusidūrė su nelaime: vingiuotu keliu važiuodamas jis pamatė du tamsoje sužibusius taškus – katės akis. Jei ne jos, automobilis galėjo nuriedėti nuo kelio. Šis atsitiktinumas įkvėpė P. Shaw sugalvoti „Catseye“ atšvaitus – kelio žymeklius, kurie atspindi žibintų šviesą ir padeda saugiai orientuotis tamsoje.

Senovės egiptiečiai tikėjo, kad po saulėlydžio katės akyse pasilieka saulė – todėl jos naktį taip paslaptingai švyti. Tikrojji kačių akių švytėjimo naktį priežastis nustatyta 1929 metais, o vėlesni tyrimai atskleidė, kaip ši savybė sustiprina jų regėjimą.

Kačių akyse, kaip ir žmonių, yra tinklainė – sluoksnis, sugeriantis šviesą ir paverčiantis ją nerviniais signalais. Tačiau už kačių tinklainės slypi tapetum lucidum – veidrodį primenantis sluoksnis, atsakingas už naktį jų akyse matomą švytėjimą. Šviesa atsispindi nuo jo ir dar kartą pereina per tinklainę.

Dėl šios anatominės savybės katės yra kur kas jautresnės silpnam apšvietimui nei žmonės. Jos gali matyti esant tokiam prieblandos lygiui, kuris mums atrodo beveik visiška tamsa. Tai itin svarbu gyvūnams, kurie medžioja naktį.

Naujos technologijos, įkvėptos kačių akių

Kačių regėjimas įkvepia ir šiuolaikines technologijas. Korėjos pažangiųjų mokslo ir technologijų instituto (KAIST) tyrėjai sukūrė kamerą, paremtą kačių akių veikimo principu.

Kaip žurnalui „Popular Science“ teigė KAIST profesorius Young Min Song, jį labiausiai sužavėjo kačių gebėjimas aiškiai matyti tiek ryškioje dienos šviesoje, tiek beveik visiškoje tamsoje. Būtent tapetum lucidum – šviesą atspindintis sluoksnis – paskatino jį kameroje integruoti specialų reflektorių, kuris leidžia efektyviau išnaudoti silpną apšvietimą be papildomų energijos sąnaudų.

Bandymų rezultatai parodė, kad kamera iš tiesų tapo jautresnė tamsoje. Vėliau mokslininkai žengė dar toliau – pritaikė ir vertikalaus, plyšio formos katės vyzdžio principą, siekiant dar labiau pagerinti vaizdo kokybę sudėtingomis apšvietimo sąlygomis.

Neįprasti kačių vyzdžiai

Ryškioje šviesoje kačių vyzdžiai susitraukia į siaurus vertikalius plyšius – taip apsaugoma jautri tinklainė nuo perteklinės šviesos. Tačiau ši forma atlieka ir kitą svarbią funkciją: ji paryškina objektų kontūrus ir leidžia itin tiksliai įvertinti atstumą. Tai kritiškai svarbu medžiojant.

Kurdama biomimetinę kamerą, KAIST komanda nusprendė pritaikyti ir šį principą. Pasak Y. M. Song, būtent vertikalaus vyzdžio įkvėpta diafragma labiausiai nustebino tyrėjus – ji padėjo geriau atskirti objektus sudėtingose, „užmaskuotose“ scenose, kur įprastos kameros dažnai klysta.

Mokslininkai įsitikinę, kad tai – tik pradžia. Panašūs sprendimai ateityje galėtų būti taikomi robotikoje, autonominėse sistemose ar stebėjimo įrangoje, kuri turi patikimai veikti tiek ryškioje šviesoje, tiek tamsoje.