태평양칠성장어와 별코두더지처럼 시력 없이 세상을 이동하는 유기체도 있지만, 대부분은 빛과 색을 통해 정보를 전달하고 해석하도록 진화했습니다. 일부 생물은 색각 덕분에 화려한 디스플레이, 복잡한 위장 기술, 조화로운 공격 행동 등을 발전시켰습니다. 밝혀진 바와 같이, 많은 동물들은 특정한 시각적 적응을 바탕으로 자신만의 독특한 시각적 언어를 가지고 있습니다.
우리는 우리가 “가시광선”이라고 부르는 것이 전자기 스펙트럼의 좁은 부분에 불과하다는 것을 알고 있습니다. 인간이 보는 광경과 색상은 시각 시스템, 특히 막대와 원뿔로 알려진 눈의 광 수용 세포에 의해 정의됩니다. 그러나 다른 동물들은 서로 다른 막대와 원뿔 모음을 가지고 있습니다. 일부는 더 많은 것을 가지고 있고(사마귀 새우처럼), 다른 일부는 더 적게 가지고 있습니다(개처럼). 결과적으로 다른 종들은 문자 그대로 우리와는 다르게 세상을 봅니다. 그리고 그것은 단지 색상의 문제가 아닙니다. 순록, 깡충거미 및 기타 동물에서 발견되는 UV 비전과 같은 일부 동물은 인간의 인식 범위를 넘어 볼 수 있습니다.
우리 중 많은 사람들은 우리가 보는 색상이 다른 사람들이 보는 색상과 같은지 궁금해한 적이 있습니다. 대답하기 불가능한 질문일 수도 있다. 다른 사람의 눈을 통해 완벽하게 확실하게 보는 것은 불가능할 수 있지만 PLOS Biology 저널에 발표된 보고서에 따르면 과학자들은 완전히 다른 시각 시스템을 사용하여 다른 종의 시각적 경험을 재현하는 데 진전을 이루었습니다.
새로운 눈으로 동물의 시각을 바라보다
과학자들은 한동안 동물의 시각을 어느 정도 재현할 수 있었지만 몇 가지 심각한 한계가 있었습니다. 연구자들은 다중 스펙트럼 사진이라는 프로세스를 통해 넓은 스펙트럼의 빛을 포착하여 인간의 시각 범위를 넘어서는 데이터를 수집합니다. 그런 다음 과학자들은 이러한 이미지를 필터링하여 인간이 아닌 동물이 보는 것과 비슷한 것을 재현할 수 있습니다. 꽤 잘 작동하지만 일반적으로 정지 이미지와 매우 구체적인 조명 조건이 필요합니다.
그러나 주로 조지 메이슨 대학의 생물학, 컴퓨터 과학, 통계학과 출신의 다학문적 팀이 동물이 보는 것을 재현하는 새로운 접근 방식을 제시했습니다. 서식스 대학교 생명과학부, 구엘프 대학교 환경과학부, 미 해군 연구소의 동료들과 함께 개발한 이 시스템은 동영상을 대상으로 작업합니다. 이는 맞춤형 하드웨어 없이 시야의 움직임, 조명, 반사율 및 광수용체 감도와 같은 특성을 고려하여 이를 수행합니다.
과학자들이 기성 기술로 동물의 시각을 재현한 방법
결과는 최첨단이지만 관련된 하드웨어는 상대적으로 평범합니다. 이 시스템은 Sony a6400 카메라와 3D 프린팅 하우징에 장착된 80mm f/5.6 EL-Nikkor 확대 렌즈를 포함한 기성 부품을 사용하여 제작되었습니다. 추가 하드웨어에는 자외선을 가시광선에서 분리하고 두 신호를 독립된 카메라로 보내는 빔 분할기가 포함되어 있습니다. UV 외에도 시스템은 파란색, 녹색 및 빨간색 채널의 시각적 정보도 동시에 캡처했습니다.
렌즈를 통과한 빛은 425nm 미만의 단파장 빛을 반사하는 이색성 빔 분할기를 만나게 됩니다. 그런 다음 해당 빛은 390nm 미만의 파장만 전송하는 필터를 통과합니다. 마지막으로, 그 빛은 자외선을 포착하도록 수정된 카메라로 이동합니다. 한편, 약 425~720nm 사이의 파장을 갖는 가시광선은 스플리터를 통과하여 두 번째 카메라에 포착됩니다. 그런 다음 해당 시각적 데이터를 다양한 동물의 알려진 시각적 민감도와 비교하여 실제로 경험할 수 있는 것과 유사한 결과를 재현합니다.
다른 종이 인식하는 대로 세계를 묘사하는 능력은 다양한 조명 조건이 다양한 종의 시력에 영향을 미치는 방식과 같이 이전에는 과소평가되었던 경험의 층위를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 과학적 연구 외에도 영화나 자연 다큐멘터리와 같은 오락 분야에 응용할 수 있어 영화 제작자가 동물의 관점을 보다 정확하게 묘사할 수 있습니다.
