Un nuevo sistema de cámara y paquete de software permite a investigadores y cineastas capturar vídeos de vistas de animales. Crédito: Vasas et al., 2024.
¿Quién de nosotros no se ha preguntado cómo los animales perciben el mundo, que a menudo es diferente de cómo lo hacen los humanos? Existen varios métodos mediante los cuales científicos, fotógrafos, cineastas y otros intentan reconstruir, digamos, los colores que ve una abeja mientras busca una flor madura para ser polinizada. Ahora, un equipo interdisciplinario ha desarrollado un innovador sistema de cámara que es más rápido y más flexible en términos de condiciones de iluminación que los sistemas existentes, lo que le permite capturar imágenes en movimiento de animales en su entorno natural, según un nuevo papel publicado en la revista PLoS Biology.
“Durante mucho tiempo nos ha fascinado la forma en que los animales ven el mundo. Las técnicas modernas en ecología sensorial nos permiten inferir cómo las escenas estáticas podrían parecerle a un animal», dijo el coautor Daniel Hanley, biólogo de la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia. «Sin embargo, los animales a menudo toman decisiones cruciales sobre objetivos en movimiento (por ejemplo, detectar alimentos, evaluar la exhibición de una pareja potencial, etc.). Aquí, presentamos herramientas de hardware y software para ecologistas y cineastas que pueden capturar y mostrar los colores percibidos por los animales en movimiento.»
Según Hanley y sus coautores, diferentes especies animales poseen conjuntos únicos de fotorreceptores que son sensibles a una amplia gama de longitudes de onda, desde ultravioleta hasta infrarroja, dependiendo de las necesidades ecológicas específicas de cada animal. Algunos animales pueden incluso detectar la luz polarizada. Así, cada especie percibirá el color de forma un poco diferente. Las abejas y los pájaros, por ejemplo, son sensibles a la luz ultravioleta, que no es visible para el ojo humano. «Dado que ni nuestros ojos ni las cámaras comerciales captan tales variaciones de luz, grandes extensiones de dominios visuales permanecen inexploradas», escribieron los autores. «Esto hace que las imágenes en colores falsos de la visión animal sean poderosas y convincentes».
Sin embargo, los autores sostienen que las técnicas actuales para producir imágenes de colores falsos no pueden cuantificar los colores que ven los animales mientras están en movimiento, un factor importante ya que el movimiento es crucial para la forma en que los diferentes animales se comunican y navegan por el mundo que los rodea a través de la apariencia del color y la detección de señales. La espectrofotometría tradicional, por ejemplo, se basa en la luz reflejada por un objeto para estimar cómo los fotorreceptores de un animal determinado procesarán esa luz, pero es un método que requiere mucho tiempo y se pierde mucha información espacial y temporal.
Plumas de pavo real a través de los ojos de cuatro animales diferentes: (a) un pavo real; (b) seres humanos; c) abejas melíferas; y (d) perros. Crédito: Vasas et al., 2024.
La fotografía multiespectral toma una serie de fotografías en varias longitudes de onda (incluidos UV e infrarrojos) y las apila en diferentes canales de color para obtener mediciones de color independientes de la cámara. Este método cambia cierta precisión por una mejor información espacial y es muy adecuado para estudiar señales de animales, por ejemplo, pero sólo funciona en objetos inmóviles, por lo que falta información temporal.
Esto es una deficiencia porque «los animales presentan y perciben señales de formas complejas que proyectan sombras y generan luces», escribieron los autores. «Estas señales varían según la iluminación y los puntos de vista que cambian continuamente. La información sobre esta interacción entre el fondo, la iluminación y las señales dinámicas es escasa. Sin embargo, forma un aspecto crucial de la forma en que los organismos de vida libre en entornos naturales utilizan y, por lo tanto, perciben los colores».
Entonces Hanley y sus coautores se propusieron desarrollar un sistema de cámara capaz de producir videos de alta precisión de vistas de animales que capturen toda la complejidad de las señales visuales tal como las percibiría un animal en un entorno natural. Combinaron métodos existentes de fotografía multiespectral con nuevos diseños de hardware y software. La cámara graba vídeo en cuatro canales de color simultáneamente (azul, verde, rojo y UV). Una vez que los datos se han procesado en «unidades de percepción», el resultado es un vídeo preciso de cómo varios animales percibirían una escena colorida, según lo que sabemos sobre qué fotorreceptores poseen. El sistema del equipo predice los colores percibidos con un 92 por ciento de precisión. Las cámaras están disponibles comercialmente y el software es de código abierto para que otros puedan usarlo y desarrollarlo libremente.
El video en la parte superior de este artículo muestra los colores que perciben las abejas al observar a otras abejas buscando alimento e interactuando (incluso peleando) en las flores, un ejemplo de la capacidad del sistema de cámara para capturar el comportamiento en un entorno natural. Abajo, Hanley se aplica protector solar que bloquea los rayos UV en el campo. Su piel de tono claro se ve más o menos igual en la visión humana y en la visión de colores falsos de las abejas «porque la reflectancia de la piel aumenta progresivamente en longitudes de onda más largas», escribieron los autores.
