Descoperirea luminii infraroșii poate fi atribuită lui Sir Frederick William Herschel, care a efectuat un experiment în anii 1800 măsurând modificările de temperatură între culorile spectrului electromagnetic. El a observat o nouă măsurătoare de temperatură, chiar mai caldă, dincolo de roșul vizibil, într-o regiune mai îndepărtată a spectrului — lumina infraroșie.
Deși există o mulțime de animale care pot simți căldura, relativ puține dintre ele au capacitatea de a o detecta sau de a o vedea cu ochii lor. Ochiul uman este echipat doar pentru a vedea lumina vizibilă, care reprezintă doar o mică secțiune a spectrului electromagnetic unde lumina călătorește sub formă de unde. Deși infraroșul nu este detectabil pentru ochiul uman, îl putem simți adesea ca o căldură pe pielea noastră; există unele obiecte, cum ar fi focul, care sunt atât de fierbinți încât emit lumină vizibilă.
Deși oamenii și-au extins gama de vedere prin tehnologie precum camere infraroșu, există câteva animale care au evoluat pentru a detecta lumina infraroșie în mod natural.
Somonul
Somonul trece prin multe schimbări pentru a se pregăti pentru migrațiile anuale. Unele specii își pot schimba forma corpului pentru a dezvolta un bot cârligat, cocoașe și dinți mari, în timp ce altele își înlocuiesc solzii argintii cu culori vii de roșu sau portocaliu; toate în numele atragerii unui partener.
Pe măsură ce somonul călătorește din oceanele deschise și limpezi către medii tulburi de apă dulce, retinele lor trec printr-o reacție biochimică naturală care le activează capacitatea de a vedea lumina roșie și infraroșie. Această schimbare permite somonului să vadă mai clar, facilitând navigarea prin apă pentru a se hrăni și a depune icre. În timpul unui studiu pe pești zebra, oamenii de știință de la Școala de Medicină a Universității Washington din St. Louis au descoperit că această adaptare este legată de o enzimă care transformă vitamina A1 în vitamina A2.
Alți pești de apă dulce, cum ar fi ciclidele și piranha, se crede că văd lumina roșie îndepărtată, o gamă de lumină care se află chiar înainte de infraroșu în spectrul vizibil. Alții, cum ar fi peștele auriu comun, ar putea avea capacitatea de a vedea lumina roșie îndepărtată și lumina ultravioletă în mod interschimbabil.
Broaștele-taur
Cunoscute pentru stilul lor de vânătoare răbdător, care constă practic în așteptarea ca prada să vină la ele, broaștele-taur s-au adaptat pentru a prospera în medii multiple. Aceste broaște folosesc aceeași enzimă legată de vitamina A ca și somonul, adaptându-și vederea pentru a vedea infraroșu pe măsură ce mediul lor se schimbă.
Cu toate acestea, broaștele-taur trec la pigmenți predominant bazați pe A1 în timpul transformării lor din faza de mormoloc în broaște adulte. Deși acest lucru este obișnuit la amfibieni, broaștele-taur își păstrează de fapt capacitatea retinei de a vedea lumina infraroșie (care este bine adaptată pentru mediul lor acvatic tulbure) în loc să o piardă. Acest lucru s-ar putea datora faptului că ochii broaștelor-taur sunt concepuți pentru medii luminoase atât în aer liber, cât și în apă, spre deosebire de somon, care nu este adaptat pentru uscat.
Aceste broaște își petrec cea mai mare parte a timpului cu ochii chiar deasupra suprafeței apei, căutând muște de prins de sus, în timp ce veghează la potențialii prădători de sub suprafață. Din această cauză, enzima responsabilă de vederea în infraroșu este prezentă doar în partea ochiului care privește în apă.
Viperele cu gropițe
Lumina infraroșie este compusă din lungimi de undă scurte, în jur de 760 nanometri, până la lungimi de undă mai mari, în jur de 1 milion de nanometri. Obiectele cu o temperatură peste zero absolut (-273.15 grade Celsius) emit radiații infraroșii.
Șerpii din subfamilia Crotalinae, care include șerpi cu clopoței, cottonmouth și copperheads, sunt caracterizați prin receptori cu gropițe care le permit să detecteze radiațiile infraroșii. Acești receptori, sau „organe cu gropițe”, sunt căptușiți cu senzori de căldură și sunt localizați de-a lungul maxilarelor lor, oferindu-le un sistem încorporat de detectare termică în infraroșu. Gropițele conțin celule nervoase care detectează radiațiile infraroșii sub formă de căldură la nivel molecular, încălzind țesutul membranei gropiței atunci când este atinsă o anumită temperatură. Ionii curg apoi în celulele nervoase și declanșează un semnal electric către creier. Boa și pitonii, ambele tipuri de șerpi constrictori, au senzori similari.
Oamenii de știință cred că organele de detectare a căldurii viperelor cu gropițe sunt menite să le completeze vederea obișnuită și să ofere un sistem de imagistică de înlocuire în medii întunecate. Experimentele efectuate pe vipera cu gropițe cu coadă scurtă, o subspecie veninoasă găsită în China și Coreea, au descoperit că atât informațiile vizuale, cât și cele infraroșii sunt instrumente eficiente pentru localizarea prăzii. Interesant, atunci când cercetătorii au restricționat vederea vizuală și senzorii infraroșii ai șarpelui pe părțile opuse ale capului său (făcând disponibil un singur ochi și o singură gropiță), șerpii au reușit să-și atace prada cu succes în mai puțin de jumătate din încercări.
Țânțarii
În timp ce vânează hrană, multe insecte sugătoare de sânge se bazează pe mirosul de dioxid de carbon (CO2) emis de oameni și alte animale. Țânțarii, însă, au capacitatea de a prelua indicii termici folosind vederea în infraroșu pentru a detecta căldura corporală.
Un studiu din 2015 publicat în Current Biology a constatat că, deși CO2 declanșează caracteristici vizuale inițiale la un țânțar, indicii termici sunt cei care ghidează în cele din urmă insectele suficient de aproape (de obicei, la mai puțin de 0.9 metri) pentru a identifica locația exactă a viitorilor lor gazde. Deoarece oamenii sunt vizibili pentru țânțari de la o distanță de 4.9 până la 15.2 metri, acele indicii vizuale preliminare sunt un pas important pentru ca insectele să ajungă în raza de acțiune a prăzii lor cu sânge cald. Atracția față de caracteristicile vizuale, mirosul de CO2 și atracția infraroșie față de obiectele calde sunt independente una de alta și nu trebuie neapărat să urmeze o anumită ordine pentru o vânătoare reușită.
Liliecii vampir
Similar viperelor cu gropițe, boaștelor și pitonilor, liliecii vampir folosesc organe specializate, asemănătoare unor gropițe, în jurul nasului pentru a detecta radiațiile infraroșii, cu un sistem ușor diferit. Acești lilieci au evoluat pentru a produce în mod natural două forme separate ale aceleiași proteine de membrană sensibile la căldură. O formă a proteinei, pe care majoritatea vertebratelor o folosesc pentru a detecta căldura care ar fi dureroasă sau dăunătoare, se activează în mod normal la 42.8 grade Celsius și peste.
Liliecii vampir produc o variantă suplimentară, mai scurtă, care răspunde la temperaturi de 30 de grade Celsius. În esență, animalele au divizat funcția senzorului pentru a accesa o capacitate de a detecta căldura corporală prin scăderea naturală a pragului său de activare termică. Caracteristica unică ajută liliacul să-și găsească prada cu sânge cald mai ușor.
