Kleine zoogdieren lijken een geheim infraroodzintuig te hebben

Als je het al eerder hebt bekeken roofdierIk merkte het tactische voordeel op dat hij de buitenaardse krijger gaf dankzij zijn hittevisie. Zelfs met de krachtige camouflage kwamen Dutch en zijn team zelfs in grote problemen terecht.

In werkelijkheid lijkt het er echter op dat de prooi degenen kan zijn die in het infraroodspectrum kunnen waarnemen. Uit onderzoek is nu gebleken dat dit unieke vermogen mogelijk allemaal door de mens is veroorzaakt. Tot het haar op de rug van enkele van de kleinste zoogdieren.

Niet met mijn achterste-achter-achter-haar

Kleine zoogdieren, zoals spitsmuizen en knaagdieren, hebben een vacht die meerdere soorten haar combineert tot een dikke, beschermende laag. De vacht moet het dier relatief warm en droog houden en beschermen tegen de natuurlijke elementen. Maar wat als het ook zou kunnen beschermen tegen roofdieren? Tussen deze vacht liggen speciale ‘beschermharen’, waarvan onderzoekers nu denken dat ze functioneren als nauwkeurige infraroodsensoren.

Beschermharen vormen tussen 1% en 3% van de vacht. De haren steken meestal recht uit en onderscheiden zich enigszins van de rest van de vacht. Beschermharen hebben ook de neiging een enigszins onderscheidend streeppatroon te vertonen dat niet te zien is bij andere soorten haar van zoogdieren.

Jarenlang hebben wetenschappers zich verbaasd over de periodieke streeppatronen die worden waargenomen in de beschermende haren van kleine zoogdieren. Deze filamenten vertonen interne banden met tussenruimten van 6 tot 12 μm. Als je onlangs naar een elektromagnetische spectrograaf hebt gekeken, besef je misschien dat deze nauw overeenkomt met infrarode golflengten. Dit suggereert een niet-herkende functie: het vermogen om infrarood licht waar te nemen, misschien. In feite bestrijken deze golflengten hetzelfde deel van het infraroodspectrum dat wordt gebruikt door thermische raketten en warmtebeeldcamera’s.

Dit kenmerk had duidelijke overlevingsvoordelen voor nachtdieren en zeer roofzuchtige dieren. Het zou een klein wezen de mogelijkheid kunnen geven bronnen van warme hitte, zoals roofdieren, te detecteren die van achteren naderen. Het is niet nodig om de ogen achter op het hoofd te plaatsen, noch om voor altijd naar wat zich over de schouder bevindt te kijken. Als uw thermische zintuigen iets warms opmerken dat van achteren nadert, kan het nuttig zijn om een ​​uitval te maken.

De onderzoekers concentreerden hun onderzoek naar bewakingshaar op drie soorten: Myotome, THij is een huismuis Anchinus Agilis, Een muisachtig buideldier Sorex araneo’s, de gewone spitsmuis. Ondanks de vele verschillen tussen soorten, hebben dekharen enkele overeenkomsten. Hun resultaten toonden aan dat deze soorten, ondanks evolutionaire verschillen die miljoenen en miljoenen jaren bestrijken, zeer vergelijkbare microscopische haarstructuren delen die afgestemd lijken te zijn op golflengten tussen 8 en 12 micrometer – ideaal voor thermische beeldvorming.

Als we de huismuis als goed voorbeeld nemen, hebben de snorharen een goed ontwikkelde structuur. Er wordt gedacht dat de bredere delen van de beschermharen, het ‘schild’ genoemd, fungeren als infraroodabsorbeerders. Ze bevatten twee buizen die met elkaar zijn verbonden door een membraan, met luchtholtes die op periodieke afstanden van ongeveer 10 μm zijn geplaatst. Naar de basis van het schild toe wordt het haar smaller, en in plaats van luchtholtes heeft het haar duidelijke donkere banden op gelijke afstanden. Er wordt aangenomen dat smalle secties de geabsorbeerde infraroodenergie aan de basis van het haar helpen concentreren. Dit wordt gevolgd door een relatief variabel ‘wolken’-gedeelte, met donkere hemisferen rond de haaras. Aangenomen wordt dat dit fungeert als een ‘spectraal filter’ dat golflengten buiten het bereik van 8-12 micrometer uitstraalt. Uit berekeningen blijkt dat het wolkenfilter ervoor zorgt dat infraroodenergie in dit kritische golflengtebereik 72% uitmaakt van het ‘signaal’ dat de haarbasis bereikt, in plaats van slechts 33% anders. Het laatste deel van de kolom heeft fijnere banden, slechts 6 µm uit elkaar.

Er wordt aangenomen dat de filamenten op dezelfde manier functioneren als infraroodantennes, waarbij hun stijve rechte uitlijningen en periodieke lijnen fungeren als thermische detectoren. De lijnen zelf lijken te zijn gemaakt van infrarood-transparant biologisch materiaal met verschillende brekingsindices. De onderzoekers vergelijken dit met een door de mens gemaakte uitvinding genaamd Fiber Bragg Grid, of FBG. Dit apparaat maakt gebruik van de periodieke variatie in de brekingsindex van een optische vezel om een ​​filter voor een specifieke golflengte te creëren. Beschermende haren zouden een biologische versie van hetzelfde mechanisme kunnen gebruiken om de relevante infraroodgolflengte uit te filteren.

Tegelijkertijd moet het dier het signaal opvangen van een soort sensorcel aan de basis van het haar. De onderzoekers ontdekten zelfs dat de huismuis Merkel-cellen heeft die uniek zijn gelokaliseerd aan de basis van de beschermharen, gerangschikt rond de slurf van de muis. Er wordt gedacht dat deze cellen mogelijk verantwoordelijk zijn voor infraroodsensatie, omdat de haren zelf als antennes fungeren om infrarode energie op hen te richten.

De onderzoekers gingen ook onderzoeken of roofdieren zich hieraan ook hadden aangepast. Ze ontdekten met name dat koudbloedige slangen bijna onzichtbaar waren in het thermische infraroodbereik. Op dezelfde manier hebben katten relatief lage frontale warmte-emissies. Beide hebben dus een voordeel bij de jacht op zoogdieren met een thermisch detectiemechanisme. In feite zijn deze wezens bijzonder bedreven in het jagen op muizen en andere kleine zoogdieren, zoals je zou verwachten!

Het onderzoek bevindt zich nog in een beginstadium. Er is nog meer werk om het ware doel van deze beschermharen te bevestigen. Hoe dan ook leveren hun complexe microstructuren overtuigend bewijs dat ze feitelijk functioneren als antennes om infraroodstraling voor sensorische doeleinden op te vangen.

De ontdekking van deze natuurlijke infraroodsensoren is niet alleen een biologische curiositeit. Het kan zelfs nuttig zijn op het gebied van fotonica. Het vermogen van schildwachtfilamenten om te fungeren als kleine infraroodantennes kan dienen als inspiratie voor nieuwe optische apparaten of voor verbeteringen aan bestaande technologieën.

Bovendien kan dit onderzoek van invloed zijn op de evolutionaire biologie, waardoor nieuwe inzichten kunnen worden verkregen in de oude oorsprong van het haar van zoogdieren en buideldieren. De veerkracht van de wachtharen gedurende miljoenen jaren suggereert dat ze een cruciale rol speelden in het voortbestaan ​​van vroege zoogdieren, die mogelijk teruggaan tot het Tertiair.

Sommige kleine zoogdieren zijn er echter altijd in geslaagd roofdieren te ontwijken die achter hen aansluipen. Mogelijk hebben we nu geheime inzichten in dit kleine trucje. Misschien waren het niet hun ogen of hun scherpe gevoel voor trillingen die de oorzaak waren, maar eerder een verborgen thermisch gevoel dat al die tijd in de vacht op de loer lag.

Uitgelichte afbeelding: “Laboratoriummuis mg 3263” door [Rama]