ما نمیتوانیم دقیقا بگوییم جهان ادراکی مگس چه شکلی است اما میدانیم که باید بسیار متفاوت از جهان ما باشد و یادگیری درباره آن میتواند فراتر از ارضای کنجکاوی ما عمل کند. این دانش میتواند به حفظ ایمنی مردم در برابر بیماریها کمک کند.
در حالی که چشم انسان فقط یک لنز دارد، چشمهای اصلی مگسها چشمهای ترکیبی هستند که هرکدام از صدها یا هزاران لنز فردی تشکیل شده است. چشم مگس میوه حدود ۷۰۰ لنز دارد و چشم مگس گوشتخوار ۵۰۰۰لنز. هرکدام از این لنزها بخشی از یک واحد نمونهبرداری به نام اوماتیدیوم است که همچنین شامل هشت سلول حساس به نور است.
چگونه مگس اشکال را تشخیص میدهد؟
ساختار چشم ترکیبی بر توانایی مگس برای تشخیص اشکال و الگوها تأثیر میگذارد. در مگسهای خانگی، نور از یک نقطه خاص در میدان دید، هفت سلول حساس به نور را در هفت اوماتیدیوم جداگانه از طریق لنزهای مربوطه فعال میکند. ترکیب این اطلاعات شبیه به یک پیکسل تصویر است.
اطلاعات درباره شکل و الگو زمانی ایجاد میشود که سیستم بصری پیکسلهای مجاور را مقایسه میکند. آرایش لنزها در چشم ترکیبی، اندازه حداقل پیکسل را محدود میکند و بنابراین توانایی مگس برای تشخیص جزئیات فضایی را کاهش میدهد.
در نتیجه، مگس فقط میتواند جزئیات فضایی نسبتا درشت را تشخیص دهد. اگر یک مگس خانگی و یک انسان با بینایی ۲۰/۲۰ در حال انجام تست بینایی باشند، مگس باید حدود شش سانتیمتر فاصله داشته باشد تا جزئیاتی را ببیند که انسان در شش متری میبیند. برای اینکه مگس بهوضوح فضایی شبیه انسان برسد، به لنزهای بزرگتر و چشمی صافتر نیاز دارد که به چشم ترکیبی با قطر حدود یک متر منجر میشود.
این کمبود وضوح فضایی با سرعت جبران میشود. فتوگیرندههای (سلول حساس به نور) برخی گونههای مگس بسیار سریعتر از فتوگیرندههای انسانی پاسخ میدهد. این موضوع در مورد مگسهای فعال در روز صدق میکند که فتوگیرندههای سریعتری نسبت به خویشاوندان شبزیتر و کندتر خود دارند. برای ما، یک نور فلاشی در ۹۰-۵۰ فلاش در ثانیه به یک نور ثابت محو میشود اما فتوگیرندههای مگس گوشتخوار میتوانند بیش از ۲۰۰ فلاش جداگانه در ثانیه را تشخیص دهند. بنابراین، ما حرکت را در توالی سریع تصاویر ثابت یک کارتون درک میکنیم اما مگس ممکن است فریب نخورد.
با توجه به این، تعجبی ندارد که زدن یک مگس آزاردهنده چالشبرانگیز است. وقتی یک دانشمند از فلوریدا سعی کرد مگسهای پابلند در حال استراحت را عکاسی کند، متوجه شد که آنها معمولا قبل از ثبت تصویر، در پرواز هستند و احتمالا توسط فلاش شوکه شدهاند.با این حال، برخی چشمهای مگس به طور خاص برای جزئیات فضایی و زمانی سازگار شده است. مگسهای نر بسیاری از گونهها چشمانی دارند که در بالای سر و جلو به هم میرسد، در حالی که چشم مادهها شکاف واضحی دارد. ناحیه اضافی چشم نر «نقطهعشق» نامیده میشود، با لنزهای بزرگتر و فتوگیرندههای سریعتر که حساسیت به اشیای کوچک و سریعالحرکت را بهبود میبخشد، چیزی که برای تعقیب مادهها در تعقیبهای هوایی پرسرعت لازم است.
کاربردهای عملی، از ادراک تا کنترل آفات
بیشتر مردم وقتی سعی میکنند یک مگس آزاردهنده را از پنجره باز، بیرون کنند یا با روزنامه بزنند، به ادراک آن فکر نمیکنند. با این حال، درک ادراک حشرات میتواند الهامبخش راههای جدیدی برای کنترل آفات باشد. این مهم است زیرا بسیاری از مگسها بیماری را منتقل میکنند، بنابراین نیاز به کنترل مگسها برای جلوگیری از بیماری در انسانها و حیوانات داریم.
ادراک رنگ در این زمینه مهم است. شبکیه انسان سه نوع مخروط فتوگیرنده حساس به نور آبی، سبز و قرمز دارد و مغز ما این سه سیگنال را مقایسه میکند تا رنگها را درک کند. در مقابل، یک اوماتیدیوم معمولی مگس خانگی پنج نوع فتوگیرنده دارد، ازجمله دونوع حساس به UV اما هیچکدام به طور خاص به نور قرمز حساس نیست.
در نتیجه، ادراک رنگ برای مگسها و انسانها کاملا متفاوت است، و آزمایشها با مگسهای گوشتخوار نشان میدهد که آنها فقط چهار رنگ متمایز را درک میکنند، برخی بدون معادل انسانی. اینکه آیا این برای دیگر مگسها هم صدق میکند، هنوز مشخص نیست.
مگس تسه، تهدید بیماری و استراتژیهای کنترل
در آفریقا، مگسهای تسه بیماری خواب را پخش میکنند که اثرات عمیقی بر سیستم عصبی مرکزی دارد و چرخه خواب-بیداری را مختل میکند، باعث سردرگمی و اختلالات حسی میشود و درنهایت بدون درمان به مرگ منجر میشود.اهداف پارچه رنگی آغشته به حشرهکش اغلب برای کنترل مگسهای تسه و حفاظت از انسانها و حیوانات استفاده میشود و معمولا این اهداف آبی هستند. با این حال، ما مدل ادراک رنگ مگس را برای توسعه رنگ بهتری برای جذب مگسها مدلسازی کردیم که برای چشم انسان بنفش به نظر میرسد. اخیرا کشف کردیم که این رنگ مگسهای پایدار و مگسهای خانگی را نیز جذب میکند که آنها هم وکتورهای بیماری انسانی و حیوانی هستند.
چالشهای شهری، نور مصنوعی و رفتار مگس
در محیطهای شهری، مامدلهای ادراک رنگ وفضایی راترکیب میکنیم تا بفهمیم چگونه مگسها رادراین محیطها بهتر مدیریت کنیم. چالش خاص این است که نورمصنوعی برای بینایی انسانی طراحی شده و فاقد طولموجهای UV است که مگسها به آن حساس هستند. این نور را از دیدگاه آنها کاملا متفاوت رنگی میکند و ممکن است مانع تمایز مگسها بین رنگهایی شود که تحت نور طبیعی تمایز میدهند.با کاوش در جهان ادراکی مگس، امیدواریم رفتار آنها را بهتر بفهمیم و روشهای جدیدی برای کنترل آنها ابداع کنیم.