Физика вернула человеку ультрафиолетовое зрение, отобранное динозавром
Жизнь зародившаяся в воде была яркой, даже неоновой. Кораллы живут в симбиозе с водорослями. Часть спектра солнечного излучения нужно поглотить для фотосинтеза, но часть нужно отразить, слишком много света — стресс для живых существ. Так и родилось разнообразие цветов, когда еще не было глаз, способных его оценить.
Пестрые цвета кораллового рифа
Ориентироваться при помощи зрения в красочном антураже — решительное преимущество и 540 миллионов лет назад у общих предков всех позвоночных появляется тетрахроматическое зрение. Это способность различать четыре цвета — красный, зеленый, синий и ультрафиолет, а так же иметь еще один чувствительный орган для черно-белого зрения в условиях плохой освещенности.
К несчастью, 200 миллионов лет назад динозавры стали доминирующим видом на суше и заставили всех млекопитающих прятаться в норах и листве, где плохое освещение. В результате, почти все наземные млекопитающие утратили восприятие целых двух цветов — красного и ультрафиолетового.
Вы никогда не задумывались, как ярко-оранжевый тигр или леопард охотится, скрываясь в зеленой траве? Для антилоп иди другой добычи или самих тигров, которые видят только зеленый и синий цвета, полосатый оранжевый камуфляж становится зелено-черным.
Сверху — тигр, как его видит человек с трихроматическим зрением, снизу — как видят тигра животные с дихроматическим зрением
Около 35 — 40 миллионов лет назад обезьянообразные восстановили себе утраченный красный цвет. Это было очень полезно, ведь спелые фрукты часто красные, это сигнал для птиц и насекомых. Птицы не страдали от динозавров, они их гордые потомки, поэтому сохранили тетрахроматическое зрение. Сорвать фрукт когда он созрел, но раньше чем его склюют птицы — питательно и приятно. Кроме того, основным лакомством леопардов были приматы, из-за чего игра «найди кота» была важнейшей задачей для выживания наших предков. Когда они замечали леопарда в траве, то радовались, ведь хищник не сможет напасть незаметно. Возможно, поэтому нам сейчас так нравится созерцать кошачьи образы.
Где-то 12% современных женщин обладают мутацией, позволяющей иметь чувствительный орган для четвертого цвета. Но это не ультрафиолет, а второй красный, что не дает особых отличий от трихроматического зрения. Однако, эволюция подкидывает нам новые цвета и это хорошо.
Вернуть восприятие ультрафиолета мы не можем естественным путем, что нехорошо. Но физика и Алиэкспресс восстанавливают несправедливость двухсотмиллионолетней давности при помощи специальной камеры. Я решил выяснить, как бы мы смотрели на мир тетрахроматическим зрением наших реликтовых пращуров.
Навигация
Городской пейзаж в ультрафиолете выглядит почти так же как и в видимом спектре, но мрачнее. Ультрафиолет легче рассеивается атмосферой и частицами в ней, поэтому его не очень много в наших широтах. Еще меньше ультрафиолета на улице ночью. Фонари почти его не производят. Получается, городское ориентирование дополнительный цвет не улучшит.
Слева — снимки на ультрафиолетовую камеру, справа — снимки на обычную камеру, сверху — дневной пейзаж, снизу — ночной
Навигация дома
В помещениях источников ультрафиолета нет вообще. Свет из окон быстро затухает, а лампы не дают совсем ничего. Это позволило сделать парадоксальное фото: самый яркий объект в видимом спектре — самый темный в невидимом. Подсветить лампу пришлось внешним источником излучения, а ее корпус оказался из пластика непроницаемого для ультрафиолета.
Сверху — фото лампы в видимом спектре, снизу — фото лампы в ультрафиолете с подсветкой внешним источником ультрафиолета
Получается, для применения тетрахроматического зрения в быту современному человеку пришлось бы использовать специальное оборудование. Но, помогло бы это, разве что побелку класть ровнее.
Коты
Кошки это ниндзя, собирающие всю информацию о человеке, а данные о себе хранящие в секрете. Кот не любит закрытых дверей, ему обязательно нужно знать, что человек делает в туалете. У него есть скрытое оружие в мягких лапах, не выглядевший атлетично меховой шар может сальто крутануть на ровном месте, а еще бесшумно телепортироваться из другой комнаты прямо под ноги, когда открываешь холодильник. Был уверен, что у кота есть какая-то тайна, раскрываемая ультрафиолетовой камерой.
Фото кошки Оси, сверху — в видимом спектре, снизу — в ультрафиолете
Оказывается, глаза кота содержат природные солнцезащитные линзы. Человека приходится очками дополнять с этой целью, а кот сразу вышел полноценным.
Косметология
У человека тоже есть свой секрет. Не самый приятный. Цвет кожи — это наложение света, отраженного разными слоями. Все слои полупрозрачные и, например, розовый цвет лицу придает красный цвет крови. И есть слой, видимый только в ультрафиолете. На нем находятся веснушки. Если они маленькие и милые, то с кожей все более менее нормально. Если большие и страшные, это может быть ранним признаком рака кожи. Различные виды рака кожи встречаются у 14% людей, так что диагностика подобных проблем может быть полезна.
Мое селфи, слева — в ультрафиолете, справа — в видимом спектре
Кроме того, становятся видны прозрачные крема, особенно крем от загара. Косметология — то для чего ультрафиолетовая камера и продается.
Фрукты и цветы
Наибольшую надежду увидеть нечто скрытое я возлагал на цветы и фрукты. Цветы предназначены для насекомых, а фрукты для птиц. И те и те владеют всеми четырьмя цветами. Биологи говорят, что у городских воробьев и голубей есть невидимый человеку окрас, а некоторые растения и насекомые даже флюоресцируют в ультрафиолете.
Впрочем, поймать голубя для фото пока не удалось, а цветы и фрукты выглядят вполне обычно. Думаю, дело в том, что на прилавки магазинов попадает флора, которая уже выглядит хорошо в видимом спектре. Нужно отправиться в леса и поля, чтобы найти цветы с невидимым рисунком. Однако, пока что погода не располагает к цветению.
Фрукты, слева — в ультрафиолете, справа — в видимом спектре
Цветы, слева — в ультрафиолете, справа — в видимом спектре
Вопрос с поиском природной красоты, доступной только тетрахроматическому взору остается открытым. Буду выкладывать все любопытные фото в телеграмм-канале.
Ложный ультрафиолет
Я рассказал о дополнительных цветах, а показал бесцветные фото. В интернете можно найти статьи по «ультрафиолетовой фотографии», где все снимки красочные, неоновые.
Дело в том, что многие материалы поглощают ультрафиолет, а излучают видимый свет. На таком принципе основаны специальные пометки для секретных документов и денег, а так же неоновый боди-арт для вечеринок в стиле «Аватара».
Новогодняя вечеринка в стиле «Аватара» для физиков
Для фотографий в ближнем ультрафиолетовом диапазоне с длинной волны 300 — 400 нм нужна серьезная доработка фототехники — удаление защитной пленки с матрицы, UV-Pass фильтры и измененная вспышка, а для среднего диапазона с длинной волны 200 — 300 нм подойдет только специальная камера. Для дальнего (122 — 200 нм) и экстремального (10 — 121 нм) ультрафиолетовых диапазонов атмосфера Земли вообще непрозрачна и разглядеть в них ничего не получится. Ну, а для обозначения четвертого невидимого цвета, можно выбрать любой цвет на снимке. Все красивые снимки комбинированные и серьезно обработаны в фотошопе. У наших же фото нефильтрованный научный интерес.
Резюме
Кажется, человечество не много потеряло, утратив тетрахроматическиое зрение. Однако, поиски волшебных цветов, жуков и воробьев только начались, кто может хотя бы представить что нас ждет?
