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到紫外线或不是紫外线

经过: Simon Blanford.

鳟鱼视力

这个鳟鱼可以看到我们不能的波长吗? 西蒙布朗福德照片

我怀疑有许多苍蝇渔民通过机会尝试一些新的东西,这可能改善他们捕鱼的机会。 “某事”可以简单地成为一块新的齿轮,一个可以将飞行更远或更准确地向其目标发送。或者,也许这对我们的采石场来说是一些新的了解:他们可能在一天中的特定时间,他们在特定的情况下,他们可能正在做些什么,他们如何定位和捕捉他们的猎物。

我们最喜欢的辩论之一围绕着鱼类如何看待他们的世界,更多的单词已经在这个主题的苍蝇钓鱼文献中写得比其他任何其他词更多。显然,无论其他其他因素可能影响我们的决定,至少知道鳟鱼的视觉能力的基础知识都有帮助。事实上,我们知道了很多。例如,我们知道他们可以看到颜色 - 非常好,实际上和跨越与我们自己相似的颜色范围。这不会阻止我们想知道鳟鱼的颜色有多重要以及如何影响我们的飞行设计。

从那个迷恋来看,一个问题已成为大多数流行猜想的焦点:鳟鱼可以看到更多吗?他们能看到一个“世界看不见的人,“由紫外线波长照亮的世界?

我们的飞钓界并没有单独招待这些想法。猎人被告知他们的白尾鹿采石场可以“see ultraviolet”那些想要避免鹿的凝视的人会很好地脱掉反射这种波长的衣服。否则建议是。困难是,尽管它在网上传播,但狩猎界经常指的研究实际上并没有说白尾看到紫外线。事实上它没有说出任何类型的东西。事实上,最近在驯鹿(可以看到紫外线,适应他们的北极环境)的工作指出,后者的研究“...未能找到对白尾鹿的这种刺激的任何紫外线响应......。

这是一个有益的点,因为在过去的几年里,紫外线的幻想在苍蝇钓鱼世界中有一个雕刻出来的利基。一本书支持其重要性(摘录在这里 中流),该主题经常出现在论坛和博客上,一些零售商现在为飞行层提供紫外线反光材料。尽管这是明显的验收,但紫外线幻想在鳟鱼的生活中的重要性并没有毫无疑问。因此,它可能值得谨慎地看看我们自己的本土试图用这种秘密的视觉力量灌输鳟鱼 - 特别是鉴于一些猎人所制作的缺点索赔。

让我们从一开始就开始。

在视觉中,简单地说,颜色感知由两件事决定:哪种光的光线实际上通过眼睛的初始屏障落在视网膜上,然后视网膜的颜色解释细胞的初始障碍。为了达到视网膜,光通过角膜,含有含水流体的前腔,透镜,然后是另一个腔,其中包含较厚的流体称为玻璃体。在一些动物中,这些障碍允许所有可用的光线允许。在其他人中,如我们,在这些屏障中的一个或多个中的颜料或屏障本身的结构可以选择性地限制到达眼睛的波长。

无论光线如何通向视网膜,然后落在两种类型的视网膜细胞,锥形和杆细胞上。锥形细胞进行彩色视觉的日间作业,它们由它们含有的颜料分类(称为Opsin的蛋白质)和这些颜料最大响应的光的波长。对我们来说,我们的红绿蓝色视觉是由含有OPSIN的一组锥体细胞产生的,其在光谱的红色部分(LWS锥体)中最大响应于长波长;对绿色部分中的中波长(MWS锥体)的一个敏感;并且那些对光谱的蓝色部分中的短波长敏感的那些敏感(SWS锥体)。它是从包含不同的视觉颜料的锥体的组合输入,响应于不同的波长,这允许动物感知颜色。

鳟鱼视觉和视网膜敏感性

一种简单的示意图,显示了响应红色(LWS锥体),绿色(MWS锥体),蓝色(SWS锥体)和紫外(UVS锥体)部分的波长的四个锥形类型的视网膜敏感性。

我们的RGB颜色愿景让我们“trichromatic,”意思是我们对三种不同颜色敏感的锥体。“Dichromatic”然后显然意味着对两种颜色的敏感性“tetrachromatic”对四的敏感性。通常通过添加第四锥形型来实现四粗谱,该第四锥形型响应甚至更短的波长,紫外线部分的差异低于约400nm(UVS锥体)。

杆细胞在低光条件下发挥作用。随着黄昏的落下锥体和杆在愿景中共享一段时间(这是暗适应时期),然后一旦太阳落在杆上,就完成了所有的工作。它们也具有Opsin颜料,这在光谱的绿色部分中最大响应。它可以在黄昏和黎明期间刺激。但由于颜色视觉需要相互作用 不同的Opsin类型同时,随着锥形细胞在黑暗之后关闭杆细胞自己,像我们这样的鳟鱼是夜间的彩色百叶窗。

所有这一目标都有更多的事情(如果你真的想摇晃你的思想,请抬头看螳螂虾如何看待世界),但是对于我们的目的,上面的基本描述就足以进行下面的讨论。

在1882年首次发现紫外线的动物的验证,当显示蚂蚁响应这些短波长时,首先被发现回来。一百年后,第一批鱼类静静地添加到紫外清单中。简短的论文简要介绍了蟑螂 - 欧洲成员的鲤鱼家族和非常受欢迎的钓鱼目标 - 是接受的。在同年,在日本的睡天堂的研究(相当被称为“ugui”)在着名的日记中发表 自然,显示它也可以看到紫外线。几年后,我们仍然达到我们利益的对象,当时在1987年詹姆斯·鲍曼制造商和Yvette Kunz展示了棕色鳟鱼是紫外敏感的。

一个奇迹立即这个额外的颜色频道可能是好的。它用于评估他人的健康或社会地位吗?它有助于他们导航世界吗?它是用来定位,识别和捕获食物吗?

对紫外线的敏感性对于所有这些目的可能是有用的,但当然它是如何帮助鳟鱼定位他们的食物是垂钓者真正感兴趣的。幸运的是,许多研究人员也对这些问题感兴趣。他们建立了许多浮游动物,就像 Daphnia.,吸收紫外线,因此可能脱颖而出到紫外线敏感的捕食者。关于许多物种(包括鳟鱼)的初步研究是等因素的,有些表现出能够在猎物捕获中看到紫外线辅助,有些表现出没有。直到几年前,诺瓦斯·弗拉马雷斯教授精心设计,并在鳟鱼(在这种情况下年轻的彩虹)进行了实验,以便到底部。他得出了得动地,紫外线锥体的鳟鱼可以在更远的距离上定位他们的浮游动物猎物,并且横跨更大的视野,而不是没有特定的UVS锥体的鳟鱼。

那么辩论在哪里?好吧,有一个原因是弗拉马勒克教授选择了彩虹鳟鱼Parr,这是在研究中首先描述鳟鱼中的紫外线视力的研究中揭示的原因。 Bowmaker和Kunz的纸质的完整标题读:“棕色鳟鱼的紫外线受体,四环颜色视觉和视网膜马赛克 (Salmo Trutta): 年龄依赖的变化。“

事实证明,鳟鱼和三文鱼在整个寿命期间都不保持紫外线敏感锥体。虽然UVS锥体损失的程度是几年前的科学速度的主题,但现在的共识是,当鱼液时,紫外线锥体被蓝色敏感锥体取代 - 准备下游迁移的鱼类海上的生活时期。居民鳟鱼经过类似的过程,失去了紫外线锥体,但不要前往海洋。少量UVS锥体可以保留在上视网膜中,但不太可能用于猎物位置的任何用途。这些锥体主要反应来自下面的光 - 不是方向鳟鱼倾向于关注寻找猎物。

然后没有专用紫外线锥体。然而,最近有人建议鳟鱼实际上不需要UVS锥体。它们可以看到紫外线使用二次峰值在最大程度地调谐到更长波长的锥体的灵敏度中。该次级峰称为β带或 CIS.-顶峰。看看这个数字。

成人鳟鱼愿景

成人虹鳟鱼的视网膜敏感性。如图所示,β波段在光谱的紫外部分中显示了紫外线部分中的次级敏感性。但请注意,这些鳟鱼患有了他们的角膜,镜片和其他眼镜媒体。光线直接发光在无任何封闭颜料的视网膜细胞上,因此代表理论敏感性而不是实际敏感性。

 

根据该猜想,上面图中所示的β波段允许鳟鱼看紫外线,在晚上和清晨(当短波长度更为普遍)以及杆细胞接管视觉时,尤其是清晨的工作。

其中一些是真实的。在黎明和黄昏时,有更多的紫外线,并且有一些动物已知使用β带。例如,有一个蝙蝠,在晚上使用它来定位开花植物。鲭鱼可以在β波段的帮助下互相观察,以帮助保持浅内凝聚力 - 它们的生动条纹显然反映紫外线。

但这些似乎是一般规则的例外。更常见的是,β乐队是愿景问题的一些问题。对于鳟鱼,这种二级峰值仅在他们的年轻眼睛充满特定的UVS锥体时提供了三分之一和四分之一的敏感性。 β波段也是有问题的,因为短波长妨碍了急性视力。这在紫外线范围内尤其如此,因为作为波长减小,敏锐度指数下降。这是我们限制蓝锥体数量的原因之一(虽然比紫外线更长,但仍处于频谱的较短端),我们为我们最急性的愿景使用。另外,紫外线易于散落在视网膜上,使得难以聚焦到最短范围内的任何东西。并且波长使色差(当透镜不能将颜色聚焦到相同的收敛点时)以及减少颜色恒定 - 确保物体在不同的照明水平下保持相同的颜色。随着鳟鱼年龄和眼睛变大,所有这些效果都变得更加明显。

通过增加其镜头中的颜料量来处理这一点,限制了紫外线的紫外线量。 Gerald Jacobs,动物愿景的长期研究员,指出,对于棕色鳟鱼,“50%的传播曲线在生命的前三年内从大约310到390 nm进行。“紫外线视觉的截止值约为400nm,因此在该波长的鳟鱼的视觉能力中真的并不多的蠕动空间。这包括能够在夜间看到它。除了限制短波长渗透到视网膜的所有上述因素之外,无论如何,夜间也发生了很少的紫外线。一项研究论文甚至如此甚至说“黑暗后没有紫外线“。

将所有这些考虑到研究人员已经建模了光线通过成人虹鳟鱼的视网膜。您可以从下图中看到,他们的估计表明,紫外线区域没有看到彩虹。

鳟鱼中的颜色感知

已经校正了视网膜敏感性之后的成人虹鳟(如上图中的图中与上图中的相同的颜色感知,以校正了镜片和太阳辐照度的UV传递率之后。在光谱的紫外区域中没有太多通过。

现在我想在这个摘要中可能有可能眯着眼睛,仍然建议成人鳟鱼使用紫外线。但即使那么还有另一个方面需要考虑。鳟鱼的猎物怎么样?不应该是一个成年的鳟鱼的食物以紫外线相互作用,使他们更容易检测,就像年轻鳟鱼的浮游动物猎物一样?毕竟,即使是最好的紫外线接收器也需要看到信号。

John Acorn定期在他的工作中使用紫外线摄影作为昆虫学家。他发现该技术的一个领域有用的是有助于区分物种 罗西亚斯 蝴蝶。它们在可见光下看起来非常相似,但很容易在紫外线下分开。橡子也是一只苍蝇渔民,因为飞蝇钓鱼昆虫学家是知识渊博的民谣,他当地的飞钓俱乐部要求他谈论紫外线幻想。在谈话之前,他把他的技能转向了紫外线摄影,以拍摄鳟鱼食品 - mayflies,caddis苍蝇等。然后,他谈到了他的谈话,他写了一篇关于期刊主题的文章, 美国昆虫学家。他发现鳟鱼的紫外线照片看起来“几乎与同一主题的任何其他黑白照片完全相同。“他还继续说这并不奇怪:“…鳟鱼食品昆虫只是根本不具备强大的紫外线反射模式,而且鳟鱼不太可能通过寻找紫外线反射来识别他们的食物“。

现在已知许多鱼(金鱼,鲤鱼,蟑螂,rudd,蓝鳃,低音等)在年轻人时具有紫外线敏感锥体,但是当他们变老时失去它们。一般来说,养殖浮游动物的年轻(或小)鱼类受益于具有紫外线的紫外线,而较大的较大的鱼类,觅食在不透明的大型椎骨和较小的鱼类上。这些较旧的鱼的食物通常不会传达紫外线信号。

紫外线是某些动物视觉的重要组成部分和一个有趣的话题,尤其是因为我们看不到这些波长,并且经常认为可以有些关于动物的东西。但对于苍蝇渔民来说,似乎没有理由将这种特性提升到任何重要地位。对于鳟鱼和许多其他物种,我们靶向,紫外线敏感的视觉似乎并不似乎是成人鱼类行为的组成部分,并且特别不太可能成为他们定位和识别其食物方式的重要组成部分。

 

特色照片by 他。菲拉斯