Město Lund se honosí nejen největší vzdělávací a výzkumnou instituci ve Skandinávii, která je současně jednou z největších Universit v Evropě, ale také katedrálou z roku 1103. (Kredit: Anton Holmquist & Pauline GyllengahmSoasta, Wikipedia)

Elisa Rigosi je postdoktorandkou na universitě v Lundu a v provincii Skåne se zabývá orientačními schopnostmi tamních včel. Navzdory tomu, že jde o jednu z nejprestižnějších universit v Evropě, musela se zajet přiučit k větším odborníkům na hmyzí smysly k protinožcům. Ke Stevenu Wiedermanovi na University of Adelaide. Jeho srdcovou záležitostí jsou už dlouho vážky. To proto, že jejich titěrně gramový mozek, s ještě lehčím složeným okem, jim dovoluje létat neuvěřitelně rychle, měnit přitom nenadále směr, a to vše aniž by se přitom srážely s kolegyněmi. Jak sám říká: „Kam se na ně hrabou hromotlucká vybavení i programy autonomních aut“. Jak co do výkonnosti zařízení, tak i jeho nicotnou energetickou spotřebu. I proto je pronikání do tajů hmyzích očí a mozkových obvodů na biologických fakultách po celém světě tak v kurzu. Nejde přitom jen o roboty, ale též o vylepšování parametrů lidských bionických aparátů, nahrazujících slepcům zrak.

Steven Wiederman se svou oblíbenou vážkou. (Kredit: University of Adelaide)

O schopnostech včel a čmeláků se poslední dobou psalo hodně nového. Překvapili nás tím, jak se umí učit, jak si nabyté schopnosti předávají na potomstvo a nejen horizontálně, ale i vertikálně z generace na generaci i z kolonie na kolonii. Hmyzí mozky nemají problém s uvědoměním si pojmů nad a pod, nebo se naučit tahat za provázek, a zvládly i základy fotbalu. S výzkumem zraku se u nich už ale dlouho nepokročilo. Doktorandka Rigozi ve Wiedermanově laboratoři využila australských zkušeností s vážkami a aplikovala stejné testy na včely. Přišla při tom na chybu, které se vědci dříve dopouštěli. Měřili zrakovou ostrost „ve tmě“. Tím nemyslí tmu doslovně, ale že prostředí tmavé laboratoře je něco zcela jiného, než venkovní denní světlo. Je-li menší než 300 cd / m², tak je pro včely tak trochu tmou. Anatomická stavba i fyziologie včelího oka jsou nastaveny na jiné podmínky, než v jakých se dřívější testy prováděly.

Výmluvná ukázka velikosti hmyzího mozku. (Kredit: Steven Wiederman)

Podstatou včelího zraku jsou fotoreceptory zrakového systému, které detekují rozdíly v intenzitě světla. Za každou hexagonální fasetou je osm takových fotoreceptorů, přičemž celé oko tvoří tisíce faset.

Elisa Rigosi, původem Italka, hájící nyní barvy švédské Lund University, první autorka publikace v Scientific Reports. (Kredit: Lund University)

Nyní lze ke zkoumání ostrosti zraku využít měření elektrofyziologických záznamů nervových reakcí, vznikajících v jednotlivých fotoreceptorech. Ty se získávají na včele zafixované v trubičce voskem tak, aby se nemohla hýbat. Membránové potenciály fotoreceptorů se snímají vpichem ostrých skleněných kapilár (plněných vodivou tekutinou). Pak už se jen včelám na obrazovce (nastavené na sílu denního jasu) promítají filmy. Na programu jsou různé pohybující se obrazce. Jakmile se nějaký objekt dostane do zorného pole, fotoreceptory detekují změnu intenzity světla dopadajícího na sítnici, což se projeví jako neurální odpověď směrovaná do mozku. Ne, že by včely měly žlutou skvrnu, jako ji máme my, ale i ony mají maximalizovanou rozlišovací schopnost situovanou do přední části oka. V této oblasti jsou schopny jasně vidět objekty, které zabírají 1,9 úhlového stupně. To je zhruba šířka palce, když natáhneme ruku.

Včelí navigace zrakem je mnohem přesnější, než se soudilo. Vidí ostřeji i menší detaily. (Kredit: Elisa Rigosi, Lund University)

Výsledek nového měření ostrosti včelího zraku je tedy téměř o třetinu lepší, než co se traduje. To ale není vše. Včely dovedou vidět i menší objekty. Ne sice už tak ostře, nicméně pohyb tmavého objektu (potenciálního dravce) dovedou zaznamenat s 99 procentní pravděpodobností, i když jim zabírá v zorném poli jen 0,6 stupně. Tedy jen třetinu šířky palce u natažené paže. Včely tedy vidí pětkrát menší objekty, než jaké jsme jim zatím přisuzovali.

Závěr

O 30 % lepší rozlišení a pětinásobné snížení limitu detekovatelnosti znamená, že zraková navigace včel je mnohem dokonalejší, než se dosud psalo. Řada experimentů, z nichž se dělaly krkolomné závěry nevysvětlitelného chování, může být nyní připsána pouze lepšímu zraku. Poznatek citlivostí menší než je půl stupně, což je mnohem méně, než je zorný úhel každého z ommatidií, by se měl dát využít i ve vylepšování schopností autonomních robotů, jak těch civilních, tak nejspíš i těch druhých.

Literatura

Scientific Reports (2017). DOI: 10.1038/srep45972