Science Friday

この物語は、ジェニファー・アッカーマンの著書「The Genius of Birds」についての夏のブッククラブの会話の一部です。’ 参加したいですか？ ニュースレターに登録するか、SciFri VoxPopアプリでご意見をお寄せください。

一見すると、オナガドリの羽は微妙な淡いブルーに見えます。 しかし、角度を変えて見ると、この南米の鳴き鳥は、金色が混じったエレクトリックターコイズに輝いている。 このように色が変化する現象を「イリデッセンス」といいます。

「美しい画像で美しい鳥をたくさん見てきましたが、写真を撮ると、このとても不気味な現象を見逃してしまうことに気づきました」と語るのは、ロサンゼルスのオクシデンタル大学ムーア・ラボ・オブ・ズーロジーでデジタル化を専門とする3Dアーティストのジョシュア・メディナさん。 “

Moore Lab.

ムーアラボには、1933年から1955年までにメキシコと南米で収集された65,000点以上の鳥類標本が保管されています。 メディナはテクニカル・アーティストとして、研究のために視覚化することが難しい鳥の羽毛の色、パターン、トリッキーな視覚的手がかりを人々が見られるように3Dモデルを開発しています。

「まるで目の前に標本があるようです」とムーア・ラボのディレクター兼鳥類・哺乳類学芸員のジョン・マコーマック氏は言います。 “と、ムーア・ラボの鳥類・哺乳類部門のディレクター兼キュレーターであるジョン・マコーマック氏は言います。「肉眼で見るよりも近くで、より詳細に鳥を見ることができます」。

メディナは、フォトグラメトリーと呼ばれる3D技術を使用しています。 学部生時代の最初のセットアップは、寮の中で、鳥の剥製を置いたターンテーブルと、いくつかのデスクランプを使っていました。 ターンテーブルを手動で「DJ」して、鳥の回転に合わせてさまざまな角度から数百枚のデジタル写真を撮影しました。 その後、彼はDJと寮の部屋を捨て、カメラをクリックするたびに鳥を回転させる全自動ターンテーブルに移行したのである。

「かなりワイルドですよ」とMcCormack氏。 “

「かなりワイルドですね。3Dモデルを解凍して、基本的にはモデル全体のピクセルサイズのピースをすべて含む正方形に平らにすることができます」。 これにより、研究者は、鳥の標本に見られるすべての色を抽出して分析することができ、異なる鳥種の羽毛の色の進化を追跡するのに役立つでしょう。

鳥が色を持つのにはさまざまな理由があります。 赤みがかった斑点のある茶色の羽毛は、鳥を捕食者からカモフラージュすることができますし、薄い色の羽毛は鳥を涼しくする効果があるかもしれません。 また、ハチドリの喉にある虹色の羽のような派手な色は、仲間を探すための派手な宣伝効果があるかもしれません。

「このように、あらゆる種類の色やパターンを使った非常に複雑なディスプレイは、通常、メス鳥が見て、処理して、交尾の判断をしています」とマコーマックは言います。 “

視覚は鳥にとって最も重要な感覚であり、大量の視覚情報を処理するために、鳥は大きな光学葉を持っているとマコーマック氏は説明します。

「ちょうど20年ほど前から、鳥は人間とは違うものを見ているということがよく知られるようになりました」と語るのは、ロサンゼルス郡自然史博物館の鳥類学アシスタント・キュレーターで、現在はオナガの羽毛を研究しているアリソン・シュルツさん。 “彼らは私たちに比べて、ある種の強化された視覚を持っているのです」と述べています。

色を処理するために、人間の目には3種類の錐体（赤、緑、青に反応する光受容体）があるとシュルツ氏は説明します。 しかし、鳥には4つの錐体があり、4つ目の錐体は人間の視覚スペクトルよりも広い範囲を見ることができます。 人間は400〜700ナノメートルの波長で色を見ているのに対し、鳥は300〜700ナノメートルの紫外線スペクトルの一部を見ているのです。

「鳥は、私たちが表現できないような紫外色を見ることができます」とマコーマックは言います。 “

「鳥は、私たちが表現できないような紫外線の色を見ています。 私たちはそのような色を見ることはありませんが、鳥にはそれが見えるのです。

鳥は人間よりも多くの種類の錐体を持っているだけでなく、その錐体細胞は精密なカラーフィルターでもあります。 それぞれの錐体には小さな油滴があり、個々の錐体に当たる光の量を制限することで、人間の目では気づかないような似たような色の違いを、鳥は見分けることができるのだとシュルツ氏は言います。

例えば、中南米に生息するタナゴの仲間は、鳥に見られる色のスペクトルをほぼすべてカバーしているとShultz氏は言います。 研究者たちは当初、約370種のうち50％がオスとメスで羽の色が異なる2色性だと考えていました。

「私たちが目で見落としているバリエーションがたくさんあります」とシュルツは言います。

シュルツ氏とマコーマック氏は、鳥が見ているものを研究者が見られるようにするための方法を考案しています。 現在の技術では、反射型分光光度計が必要です。これは、光ファイバのプローブを使って、スペクトル全体をカバーするキセノン光のパルスを対象物に照射する装置です。 反射された光は、紫外線でしか見えない鳥の特徴を含め、鳥の羽毛の色を教えてくれます。 “反射型分光光度計は素晴らしいですね。 しかし、プローブの点精度では、より大きなパターンを見逃してしまうのです。

そのため、Shultz氏、McCormack氏、Medina氏の3人は、UVカメラの設置に取り組んでいます。 “

そのため、Shultz氏、McCormack氏、Medina氏は、UVカメラの設置に取り組んでいます。「Moore研究室の技術を、デジタルカメラだけでなく、UVカメラでも使用できるようになれば、鳥のパターンを3D空間で把握することができるようになります。

現在、ムーア・ラボのすべての標本はオンラインでカタログ化されていますが、写真に撮られているのはごく一部で、貴重な種もラボから持ち出せません。 チームは、世界中の研究者が鳥類の標本にアクセスして対話できるように、コレクション全体を3Dでデジタル化するためのプロセスを合理化しています。 色だけでなく、質感や透明度、反射面なども詳細に分析できるようになるでしょう」とメディナは言います。

「面白いのは、これらのレイヤーは、科学的にもデジタル化の際にも単なるデータとして提示されることが多いということです。 “

補足的な3Dビジュアルを共有・作成してくれたJoshua Medina氏とMoore Labに感謝します。

補足的な3Dビジュアルを提供してくださったJoshua Medina氏とMoore Labに感謝します。