Bird Vision: Spatial acuity and colour discrimination in bright and dim light
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Under dagen, när det är ljust, har fåglar både överlägsen synskärpa och färgseende jämfört med de flesta andra djur, inklusive människan. Men vad händer när det skymmer och under natten när det är mörkt? Vi människor tappar mycket av vår synskärpa i svagt ljus och vi förlorar vårt färgseende när det blir mörkare än ungefär en månupplyst natt. Det här beror på att ljuset blir för svagt för att våra tappar ska fungera och tapparna är de fotoreceptorer som ger hög synskärpa och färgseende. I svagt ljus tar de mer ljuskänsliga stavarna över, och de ger endast lågupplöst “svartvitt” seende. Även fåglars ögon har tappar och stavar, men till skillnad från kunskapen om människan syn har det varit osäkert hur mycket ljus fåglar behöver för att kunna använda sig av sina tappar för att se skarpt och i färg.
I den här avhandlingen presenterar jag fyra studier av fåglars seende i ljus och i mörker. Avhandlingens första studie klargör till vilken grad vi kan lita på färgseendemodeller som använts till att bestämma huruvida fåglar kan upptäcka färgkontraster. Fåglar använder sitt färgseende till att vägleda många beteenden, som att hitta föda eller bedöma lämpligheten hos en möjlig parningspartner. I det senare fallet är uppfattningen att många fåglar väljer sin partner utifrån fjäderteckningens kvalitet, det vill säga, en “vacker” fjäderdräkt med rätt färgkontraster signalerar bra anlag! Resultaten visar att modellerna är tillförlitliga men att det finns osäkerhetsfaktorer som bör beaktas. En sådan faktor är i vilken grad modellerna är lämpliga för att beskriva färgseende i svagt ljus.
I den andra studien undersökte jag när två papegojor, undulater (Melopsittacus undulatus) och bourkesparakiter (Neopsephotus bourkii), förlorar sitt färgseende i skymningen. Båda arterna är fröätande gräsparakiter som naturligt förekommer i halvöknar i Australiens inland. Undulaterna är strikt dagaktiva medan bourkesparakiter flyger redan långt innan solen går upp och även sent på kvällen. Bourkesparakiter har också större ögon än undulaterna. Många nattaktiva djur har stora ögon för att kunna samla in mycket ljus och få ett känsligare seende. Har då bourkesparakiterna ljuskänsligare ögon än undulaterna och kan de i så fall se färger bättre i skymningen?
Resultaten visar att fåglar behöver mellan fem till tjugo gånger mer ljus än människor för att se färger. Fåglarna förlorar sitt färgseende kort efter solnedgången och det är tveksamt om en fågelhona kan se fjäderdräktsfärgerna hos en uppvaktande hane i skymningsljus eller färgen hos äggen eller sina kycklingar i en dunkel bohåla. Det är däremot ingen skillnad mellan fågelarterna, bourkesparakiterna ser inte färger bättre i svagt ljus.
Genom att studera fåglarnas ögon i mikroskop fann jag att Bourkesparakiterna har en högre andel stavar i ögonen än undulaterna vilket skulle kunna ge ljuskänsligare “svartvitt” seende och därmed bättre synskärpa i svagt ljus. I den tredje studien undersökte jag den här möjligheten men upptäckte, till min förvåning, ingen skillnad mellan arterna. Trots att bourkesparakiterna till synes har ögon bättre anpassade till aktivitet i svagt ljus än undulaterna, ger de varken bättre färgseende eller synskärpa. De här slutsatserna påkallar en viss försiktighet i att bedöma djurs synförmågor utifrån morfologiska eller ekologiska karaktärer.
I den sista studien undersökte jag hur väl undulater ser färgmönster. Resultaten visar att undulaterna har mindre än hälften så bra upplösning för färgmönster som för svartvita mönster. Det här är likadant för oss människor, små detaljer upptäcker vi med hjälp av svartvit kontrast medan färgseendet används för att se färgen av större ytor. Den här kunskapen hjälper oss att förstå hur färgmönster fungerar som signaler i fåglars kommunikation. Det är kanske inte så märkligt att färgen i många fjäderdräkter är arrangerade i större ytor medan de små detaljerna består av kontraster mellan mörkt och ljust.
Under dagen, när det är ljust, har fåglar både överlägsen synskärpa och färgseende jämfört med de flesta andra djur, inklusive människan. Men vad händer när det skymmer och under natten när det är mörkt? Vi människor tappar mycket av vår synskärpa i svagt ljus och vi förlorar vårt färgseende när det blir mörkare än ungefär en månupplyst natt. Det här beror på att ljuset blir för svagt för att våra tappar ska fungera och tapparna är de fotoreceptorer som ger hög synskärpa och färgseende. I svagt ljus tar de mer ljuskänsliga stavarna över, och de ger endast lågupplöst “svartvitt” seende. Även fåglars ögon har tappar och stavar, men till skillnad från kunskapen om människan syn har det varit osäkert hur mycket ljus fåglar behöver för att kunna använda sig av sina tappar för att se skarpt och i färg.
I den här avhandlingen presenterar jag fyra studier av fåglars seende i ljus och i mörker. Avhandlingens första studie klargör till vilken grad vi kan lita på färgseendemodeller som använts till att bestämma huruvida fåglar kan upptäcka färgkontraster. Fåglar använder sitt färgseende till att vägleda många beteenden, som att hitta föda eller bedöma lämpligheten hos en möjlig parningspartner. I det senare fallet är uppfattningen att många fåglar väljer sin partner utifrån fjäderteckningens kvalitet, det vill säga, en “vacker” fjäderdräkt med rätt färgkontraster signalerar bra anlag! Resultaten visar att modellerna är tillförlitliga men att det finns osäkerhetsfaktorer som bör beaktas. En sådan faktor är i vilken grad modellerna är lämpliga för att beskriva färgseende i svagt ljus.
I den andra studien undersökte jag när två papegojor, undulater (Melopsittacus undulatus) och bourkesparakiter (Neopsephotus bourkii), förlorar sitt färgseende i skymningen. Båda arterna är fröätande gräsparakiter som naturligt förekommer i halvöknar i Australiens inland. Undulaterna är strikt dagaktiva medan bourkesparakiter flyger redan långt innan solen går upp och även sent på kvällen. Bourkesparakiter har också större ögon än undulaterna. Många nattaktiva djur har stora ögon för att kunna samla in mycket ljus och få ett känsligare seende. Har då bourkesparakiterna ljuskänsligare ögon än undulaterna och kan de i så fall se färger bättre i skymningen?
Resultaten visar att fåglar behöver mellan fem till tjugo gånger mer ljus än människor för att se färger. Fåglarna förlorar sitt färgseende kort efter solnedgången och det är tveksamt om en fågelhona kan se fjäderdräktsfärgerna hos en uppvaktande hane i skymningsljus eller färgen hos äggen eller sina kycklingar i en dunkel bohåla. Det är däremot ingen skillnad mellan fågelarterna, bourkesparakiterna ser inte färger bättre i svagt ljus.
Genom att studera fåglarnas ögon i mikroskop fann jag att Bourkesparakiterna har en högre andel stavar i ögonen än undulaterna vilket skulle kunna ge ljuskänsligare “svartvitt” seende och därmed bättre synskärpa i svagt ljus. I den tredje studien undersökte jag den här möjligheten men upptäckte, till min förvåning, ingen skillnad mellan arterna. Trots att bourkesparakiterna till synes har ögon bättre anpassade till aktivitet i svagt ljus än undulaterna, ger de varken bättre färgseende eller synskärpa. De här slutsatserna påkallar en viss försiktighet i att bedöma djurs synförmågor utifrån morfologiska eller ekologiska karaktärer.
I den sista studien undersökte jag hur väl undulater ser färgmönster. Resultaten visar att undulaterna har mindre än hälften så bra upplösning för färgmönster som för svartvita mönster. Det här är likadant för oss människor, små detaljer upptäcker vi med hjälp av svartvit kontrast medan färgseendet används för att se färgen av större ytor. Den här kunskapen hjälper oss att förstå hur färgmönster fungerar som signaler i fåglars kommunikation. Det är kanske inte så märkligt att färgen i många fjäderdräkter är arrangerade i större ytor medan de små detaljerna består av kontraster mellan mörkt och ljust.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2011
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Förlag
Department of Biology, Lund University
Ämne
- Biological Sciences
Nyckelord
- Animal vision
- Visual ecology
- Colour vision
- Spatial acuity
- Spatial contrast sensitivity
- Dim light
- Visual modelling
- Behavioural experiments
- Birds
- Psittaciformes
Status
Published
Forskningsgrupp
- Lund Vision Group
Handledare
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISBN: 978-91-7473-097-5
Försvarsdatum
1 april 2011
Försvarstid
13:00
Försvarsplats
Biology Lecture Hall, Sölvegatan 35, Lund
Opponent
- Daniel Osorio