Ani…MALE — La mosca vede il tuo schiaffo al rallentatore?

Bentornati ad Ani… MALE, la rubrica in cui scopriamo che gli animali possiedono superpoteri incredibili e noi, in compenso, abbiamo inventato le riunioni su Teams.

Oggi parliamo degli insetti.

Più precisamente, del motivo per cui una mosca riesce a evitare il nostro schiaffo con la tranquillità di Neo davanti ai proiettili di Matrix.

Noi la vediamo ferma sul tavolo.

Prepariamo lentamente la mano.

Calcoliamo la traiettoria.

Tratteniamo il respiro.

Partiamo.

E lei è già dall’altra parte della stanza a pulirsi le zampe, probabilmente soddisfatta per averci umiliato ancora una volta.

Gli insetti vedono a 150 FPS?

Avrete forse letto che alcuni insetti riescono a vedere a 150 fotogrammi al secondo, mentre noi esseri umani ci fermeremmo intorno ai 50 o 60.

L’idea di fondo è corretta, ma bisogna fare una precisazione: gli occhi non sono videocamere e il cervello non registra il mondo dividendolo davvero in fotogrammi.

Gli scienziati misurano invece la cosiddetta frequenza critica di fusione dello sfarfallio. In parole meno ostili, è la velocità oltre la quale una luce che si accende e si spegne ci appare continuamente accesa.

Per gli esseri umani si usa spesso come riferimento una frequenza vicina ai 60 hertz, anche se il valore cambia in base alla luminosità, al contrasto, alla zona della retina coinvolta e ad altri fattori. Alcuni insetti, invece, riescono a distinguere variazioni molto più rapide.

In alcuni esperimenti la retina di piccole falene ha continuato a rispondere allo sfarfallio fino a circa 100 hertz. Per la Drosophila, il celebre moscerino della frutta, diversi studi utilizzano come riferimento una frequenza di fusione vicina ai 200 hertz. Quindi sì: parlare di 150 “fotogrammi” al secondo può rendere l’idea, purché si ricordi che non vale per tutti gli insetti e non è un vero frame rate.

Per loro ci muoviamo più lentamente?

In un certo senso, sì.

Un animale dotato di una maggiore risoluzione temporale riceve più informazioni sui cambiamenti che avvengono in un breve intervallo. Dove noi vediamo un movimento rapido e quasi continuo, lui può distinguere una sequenza più dettagliata di spostamenti.

Non significa che la mosca viva coscientemente dentro un film al rallentatore, sorseggiando un minuscolo aperitivo mentre osserva la nostra mano avvicinarsi.

Significa però che il suo sistema visivo può aggiornare molto più rapidamente le informazioni sul movimento.

È come confrontare due video della stessa scena: uno registrato con pochi fotogrammi al secondo e uno con una videocamera ad alta velocità. Nel secondo si distinguono meglio tutte le fasi dell’azione.

La mosca non prevede il futuro.

Semplicemente, vede arrivare il presente prima di noi.

Perché sono tanto difficili da colpire?

Perché non si limitano a percepire rapidamente il movimento.

Sono anche costruite per reagire.

Il cervello della Drosophila contiene neuroni specializzati nel riconoscere il looming, cioè l’immagine di un oggetto che diventa rapidamente più grande nel campo visivo. In natura è il segnale universale che qualcosa sta arrivando dritto contro di te.

Un predatore.

Un ostacolo.

Oppure Giovanni con una ciabatta.

Esperimenti sui moscerini hanno mostrato che questi neuroni riconoscono gli oggetti in rotta di collisione e contribuiscono ad avviare la fuga. Attivandoli artificialmente, gli scienziati sono riusciti a provocare una risposta di evasione persino in moscerini ciechi.

Ma c’è di peggio.

La mosca non scappa semplicemente all’ultimo momento, presa dal panico. Circa 200 millisecondi prima del decollo, può iniziare a modificare la posizione delle zampe e a spostare il proprio centro di massa, preparando un salto nella direzione opposta rispetto alla minaccia.

In pratica, mentre noi stiamo ancora pensando “stavolta la prendo”, lei ha già calcolato il piano di volo.

Non è fortuna.

È strategia militare in scala ridotta.

Vedere velocemente non significa vedere meglio

A questo punto potreste immaginare gli insetti come creature dotate di una vista perfetta, capaci di leggere il giornale dalla parte opposta della stanza.

Non funziona così.

La vista possiede diversi tipi di risoluzione. C’è quella spaziale, che permette di distinguere dettagli piccoli e vicini tra loro, e quella temporale, che consente di separare eventi che avvengono molto rapidamente.

Un sistema visivo può essere eccezionale in una cosa e meno efficace nell’altra.

Gli occhi composti degli insetti sono formati da numerose unità chiamate ommatidi. Non producono necessariamente un’immagine dettagliata come quella umana, ma offrono un campo visivo molto ampio e sono estremamente efficienti nel rilevare variazioni luminose e movimenti.

In poche parole, la mosca probabilmente non riuscirebbe a leggere questo articolo.

Ma vedrebbe perfettamente il momento in cui provate a chiuderle il computer sulla testa.

Perché l’evoluzione ha premuto il tasto “velocità”?

Per un animale piccolo e volante, una frazione di secondo può rappresentare la differenza tra continuare a vivere e diventare il pranzo di qualcun altro.

Durante il volo gli insetti devono controllare continuamente la direzione, evitare ostacoli, inseguire prede, sfuggire ai predatori e compensare ogni movimento del proprio corpo.

Una visione lenta sarebbe piuttosto scomoda.

Gli studi comparativi suggeriscono che animali di piccole dimensioni e con metabolismo elevato tendono spesso a elaborare più rapidamente le informazioni temporali, anche se esistono molte eccezioni e ogni specie è adattata al proprio ambiente.

La velocità ha inoltre un costo.

Per vedere bene con poca luce occorre raccogliere fotoni per un intervallo più lungo. Questo aumenta la sensibilità, ma rallenta la risposta. Per questo molti insetti notturni possiedono sistemi visivi più sensibili e meno rapidi rispetto alle specie attive in pieno giorno. È il solito patto con il diavolo dell’evoluzione: puoi vedere velocemente oppure puoi vedere al buio, ma avere tutto gratis sarebbe maleducazione.

Un mondo che lampeggia

Questa diversa percezione può avere anche conseguenze inattese.

Una lampada o uno schermo che a noi appare perfettamente stabile potrebbe continuare a lampeggiare per un animale capace di distinguere frequenze più elevate.

È come vivere perennemente in un ufficio con il neon difettoso.

Solo che nessuno dell’assistenza verrà a cambiarlo.

La ricerca sulla visione temporale viene infatti utilizzata anche per studiare gli effetti dell’illuminazione artificiale sugli animali e per progettare sistemi di luce, trappole e dispositivi che tengano conto di ciò che le altre specie riescono realmente a percepire.

La prossima volta che una mosca vi evita…

Non pensate di essere diventati improvvisamente lenti.

Lo siete sempre stati.

È soltanto che adesso lo sapete.

La mosca non possiede poteri paranormali, non legge nel pensiero e non può fermare il tempo.

Ha occhi e circuiti nervosi progettati per cogliere rapidamente il movimento, riconoscere una collisione imminente e preparare una fuga nella direzione migliore.

Per lei il nostro gesto non è un attacco fulmineo.

È un enorme essere umano che annuncia le proprie intenzioni con largo anticipo, solleva lentamente una mano gigantesca e spera che tutto vada bene.

E quasi mai va bene.

Perché noi vediamo una mosca.

Lei vede il boss finale più lento della storia.

Fonti e approfondimenti

  • Kristian Donner, “Temporal vision: measures, mechanisms and meaning”, Journal of Experimental Biology, 2021. Una panoramica sulla risoluzione temporale della vista, sulla frequenza critica di fusione dello sfarfallio e sul rapporto tra velocità visiva, luminosità e sensibilità.
  • “Spectral sensitivity of retinal photoreceptors of tortricid moths is not tuned to diel activity period”, Journal of Experimental Biology, 2023. Lo studio ha rilevato nelle falene esaminate risposte visive a frequenze vicine ai 100 Hz.
  • Jan Bartussek e collaboratori, “The role of experience in flight behaviour of Drosophila”, Journal of Experimental Biology, 2009. Lo studio tratta la rapidità del sistema visivo e il comportamento di volo della Drosophila.
  • Gwyneth Card e Michael H. Dickinson, “Visually mediated motor planning in the escape response of Drosophila”, Current Biology, 2008. Attraverso riprese ad alta velocità, gli autori hanno mostrato che i moscerini preparano la postura e la direzione della fuga prima del decollo.
  • Sarah E. J. de Vries e Thomas R. Clandinin, “Loom-sensitive neurons link computation to action in the Drosophila visual system”, Current Biology, 2012. Lo studio descrive i neuroni specializzati nel riconoscimento degli oggetti in rapido avvicinamento e il loro ruolo nella risposta di fuga.
  • Kevin Healy e collaboratori, “Metabolic rate and body size are linked with perception of temporal information”, Animal Behaviour, 2013. La ricerca confronta numerose specie e individua una relazione generale tra piccole dimensioni, metabolismo elevato e maggiore risoluzione temporale della vista.
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10 pensieri riguardo “Ani…MALE — La mosca vede il tuo schiaffo al rallentatore?

  1. La tua spiegazione è stata molto esaustiva e anche precisa sul motivo per cui riescono a schivare e ad avere una percezione maggiore di ciò che vedono rispetto a noi, ma purtroppo non riesco a non immaginarmi una mosca in stile Neo in questo momento.

  2. Nonostante le varie tende e zanzariere, le mosche ,entrano sempre a rompere i marroni e comunque se non riesco a schiattarle cerco di farle uscire ,ma solo perché uso delicatezza con tutti.Mio marito dice che ci vuole l’ insetticida, a me dà fastidio che mi muoiano in casa, preferisco farle uscire .Tu che hai studiato per benino come sono, pensi che per loro sia questione di delicatezza la mia o noiose come sono mi mandano lo stesso a quel paese?
    Sereno Pomeriggio Gianni, un abbraccio, ciao 🫶🏻👍🏻🤍🫂

  3. Sereno pomeriggio a te, Desiree 😊 Temo che le mosche non siano abbastanza evolute da apprezzare la tua delicatezza: non ti giudicano e non ti mandano a quel paese, seguono semplicemente odori, luce e correnti d’aria… riuscendo comunque a rompere i marroni con grande professionalità 😂 Però cercare di farle uscire senza ucciderle resta un bel gesto, anche se loro non lo capiranno mai. Un abbraccio! 🤗

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