Research press release

【動物学】紫外線視覚を持つ鳥には森の木々が細部まで見える

Nature Communications

Zoology: UV vision helps birds see the forest for the trees

紫外線視覚は、葉の上面と下面のコントラストが誇張されるため、森林構造を高解像度で見る能力を助けている可能性があり、鳥類が空間的に複雑な森林環境でのナビゲーションをする上で役立っているという知見を報告する論文が、今週掲載される。

今回、Cynthia TedoreとDan-Eric Nilssonは、鳥類の視覚能力を模倣したフィルターの付いた「マルチスペクトル」カメラを使って、スウェーデンとオーストラリアの森林生息地の写真を撮影した。今回の研究では、この方法と光学モデルの構築を組み合わせて、紫外線視覚が働く場合と働かない場合で鳥類に何が見えているのか、また、光透過量の異なる森林生息地において何が見えているのかが可視化された。

葉の上面と下面は、いずれも入射する紫外線のほんの一部しか反射しないが、今回の研究では、紫外線視覚を働かせると、葉の上面と下面のコントラストが高まることが明らかになった。その原因は、葉の紫外線透過量が非常に少なく、より多くの光が上空から葉の上面に入射することにあった。また、著者たちは光学モデルを用いて、蝋でできた葉のクチクラの鏡面反射(光などの波動が鏡のように反射されること)が生息地によって異なることが、葉の知覚色、さらには葉の表面のコントラストに一定の役割を果たしていることを明らかにした。加えて、葉の表面のコントラストは、開放林冠下では長波長紫外域、閉鎖林冠下では短波長紫外域で最大となることが分かった。

著者たちは、紫外線視覚が、複雑で葉の多い生息地でのナビゲーションを容易にしている可能性があるだけでなく、獲物の探索、産卵、避難などの課題のために特定の葉の表面を探索する際にも役立っているという考えを示している。

By exaggerating the contrast between the tops and bottoms of leaves, UV vision could help bring forest structure into high definition and thus help birds navigate these spatially complex environments. The findings are reported in Nature Communications.

Cynthia Tedore and Dan-Eric Nilsson photographed forest habitats in Sweden and Australia using a ‘multispectral’ camera with filters that mimic the visual capabilities of birds. This approach, combined with optical modelling, helped the authors visualize what the birds would see both with and without the capacity for UV vision, and in forest habitats with different amounts of light penetration.

Despite upper and lower leaf surfaces reflecting similarly small proportions of UV light, the authors found that the contrast between leaf surfaces was greater with UV vision. This was due to the lack of transmission of UV light through leaves and more light being available to upper leaf surfaces from the sky above. Using optical modelling, they also discovered that specular reflections (the mirror-like reflection of waves, such as light) from the waxy leaf cuticle in different habitats play a role in the apparent colour of leaves and in turn, leaf surface contrasts. They found that the maximum leaf-contrast is seen at shorter UV wavelengths in open canopies, and at longer UV wavelengths under closed canopies.

The authors suggest that UV vision could facilitate navigation through complex leafy habitats, as well as aiding in the search for particular leaf surfaces for tasks, including prey searching, laying eggs and seeking refuge.

doi: 10.1038/s41467-018-08142-5

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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