کله شگفت انگیز

میخواهیم راجع به کله شگفت انگیز مرغ صحبت کنیم.در چند روز قبل در بخش ایستاده باعلم به ما گفتید یکی از میراثی که از دایناسور ها باقی مانده و به بیانی منقرض نشده، پرندگان هستند .آیا مرغ ها گونه ای دایناسور هستند ؟

بله

 تخم مرغ  و مرغ یکی از بخش های جدی غذای ما محسوب میشود اما امروز قرار است درباره بخش دیگری از زندگی مرغ صحبت کنیم .

ایده ای که در صنعت فیلم برداری یا سینماتوگرافی خیلی دنبال آن بودند ، این بود که با روش های مختلف تصویری ضبط شود که کمترین لرزش را داشته باشد. ازهمان زمان که سینما راه افتاد لرزش دوربین مساله ساز بود.حتی در پیشرفته ترین و مهمترین تکنولوژهایی که توسط بشر ابداع شده است مثلا تلسکوپ فضایی هابل هم تکنیک های بسیار بسیار پیشرفته ای به کار رفته است. بعد از آنکه گوشی های هوشمند در زندگی ما عمومیت پیدا کردند و تصویر برداری تبدیل به این چیزی شد که در اختیار همه قرار گرفت مساله لرزش جدی تر هم شد. در واقع مساله لرزش دست ما و فلو شدن تصاویر. اما مساله ای که ما خیلی دنبال آن هستیم و هنوز هم گریبانگیر ما است و باعث میشود عکس هایمان خراب شود و در سینما چند صد میلیون دلار یا حتی بیشتر خرج شده که این روش ها توسعه یابد را طبیعت میلیون ها سال پیش حل نموده است.

عجیب است که سر ثابت می ماند و بدن مرغ حرکت میکند . به نظر میرسد اتفاق عجیبی در سر مرغ میگذرد؟

این حالت فقط مختص سر مرغ نیست و تقریبا تمام پرنده های امروزی این ویژگی را دارند. یعنی به غیر از مرغ ،عقاب یا مرغ مگس ، پرستو ، چلچله وهر پرنده دیگری را در دست بگیرید اگر مقداری در جهت درجه آزادی حرکت گردن پرنده تکانش دهیم سر خود را ثابت نگه میدارد. در سر پرنده ها از جمله مرغ چیز خاصی وجود ندارد که در سر ما و یا بقیه مهره داران خشکی زی اعم از پستانداران و خزندگان و دوزیستان نباشد.

در سر گربه این آزمایش را امتحان کردم اما مثل مرغ جواب نداد

بهتراست بگوییم با یکدیگر تفاوت نرم افزاری دارند واز نظر سخت افزاری همه مثل هم هستند. یعنی آن حسگری که مثل ژیروسکوپ عمل میکند و حرکات را ثبت میکند و به مغز پیغام میدهد و مغز هم حرکت متقابلی به ماهیچه های گردن میفرستد که سرخود را ثابت نگه دارد، درون ماهم وجود دارد. برای نمونه در پستانداران برنامه ریزی برای چنین چیزی نشده اند .

یعنی چنین قابلیتی در ما وجود ندارد ؟

ما به آن نیازی نداشته ایم .

آیا مرغ یا پرندگان نیاز دارند؟

زمانی که میگوییم پرندگان همه از یک گروه هستند و از یک نیای مشترک تکامل پیدا کرده اند . یعنی در طبیعت یک زمانی یک پرنده ای وجود داشته است و تمام پرنده های امروزی از نسل همان پرنده هستند

مثل سیمرغ در افسانه ها!

مثل سیمرغ یا همچون سیمرغی که به طور واقعی وجود داشته است و شاید ما هم سنگواره آن را پیدا کرده باشیمآرکئوپتریکس یکی از دایناسورهای پردار بود چرا باید به همچین سامانه ای نیاز داشته باشد ؟ زمانی دو نظریه متفاوت درباره اینکه پرنده ها پرواز خودشان را به چه صورت شروع کرده اند وجود داشت یا بهتر بگوییم دو فرضیه ،چون شواهد کافی در آن زمان برایش پیدا نشده بود. یکی از این دو فرضیه این بود که گروهی از دایناسورها پر در آورند و بر روی زمین شروع به دویدن کردن و دویدن اینها آرام آرام تکامل پیدا کرد و به پرواز منتهی شد. فرضیه دوم این بود که اینها با دویدن شروع نکردند بلکه از شاخه های درختان بالا رفتند و از بین شاخه های درختان پریدند و نهایتا منجر به بال زدن شد و این حرکت گلایدرمانندی که بین شاخه های درختان را میتوانستند داشته باشند بهبود دادند و توانستند آن را به پرواز حقیقی تبدیل کنند.شواهد سنگواره ای که طی 20 الی 30 سال اخیر به خصوص در چین، آمریکای شمالی کشف شدند نشان داد که فرضیه دوم درست است یعنی پرواز از بین شاخ و برگ درختان تکامل پیدا کرده است یعنی نخستین دایناسورهای پر داری که شروع به پرواز کردند و نیای پرندگان امروزی هستند، دایناسورهای کوچک درخت نشینی  بودند که شروع به پرواز کردند واینها برای اینکه بتوانند بین شاخه های درختان مسیر خودشان را پیدا کنند با شاخه ها و برگ ها برخورد نکنند یا دنبال حشرات و حیوانات کوچکی که میخواهند دنبالشان کنند بین شاخه ها مانور دهند نیاز به مغز پیشرفته ای دارند با دید سه بعدی مناسب تا بتوانند یک فضای سه بعدی در بین درختان ترسیم کنند .این را هم میتوانیم در مغز پرنده های امروزی شاهد باشیم و هم میتوانیم در سنگواره هایی که خوب حفظ شده اند که شکل مغز کاملا در آن مشخص است دقیقا همان نقطه ای که در پرنده های امروزی به آنها لوب بینایی میگوییم و مسئول درک شکل سه بعدی از فضای اطراف است.در این سنگواره ها هم به محض اینکه که ساز و کار آرام آرام تکامل پیدا میکند خواهیم دید که این قسمت هم رشد میکند و بزرگ میشود .در حقیقت انتخاب طبیعت پرنده هایی را انتخاب میکند که بهتر میتواند فضای سه بعدی را ترسیم کنند و یکی از ابزارهایی که آنها برای مسیریابی خودشان به دست آوردند این بود که بتوانند سر خودشان را ثابت نگه دارند دقیقا همان چیزی که در steadicam مورد نظر است یعنی با وجود اینکه دوربین حرکت میکند حرکت صرفا در یک محور باشد و لرزش جانبی نداشته باشد .

steadicam همان ابزاری است که فیلم بردارها به خودشان متصل میکنند و میتوانند بدوند یا حرکت کنند ؟

همراه با تکامل پرواز، در سنگواره ها میتوانیم شاهد این باشیم که در مغز پرندگان هم تکامل پیدا می کند و پرنده ها به تدریج قدرت مسیریابی سه بعدی شان بهبود پیدا میکند. جالب است گروه دیگری به جز پرنده ها هم به طور کاملا جداگانه شروع به پرواز کردند البته حدود 80 میلیون سال پیش از پرندگان وجود داشت و اینها هم از خزندگان تکامل پیدا کردند و 66 میلیون سال پیش منقرض شدند که با آنها تراسورها می گوییم که بال های پوستی همچون خفاش داشتند و بدن آنها پوشیده از مو بود .یعنی خزند گانی که بالی شبیه به خفاش و بدن مو دار و شبیه به دایناسورها داشتند. جالب است که در سنگواره ها مغز اینها هم همین ویژگی را پیدا کرده است

در آن زمان به این ساختار نیاز داشتند

دقیقا همین طور است و چرا در مرغ میتوانیم شاهد آن باشیم؟ مرغ تا چند هزار سال پیش که توسط انسان اهلی شد نیاکان پروازگری داشته است و هنوز هم خویشاوندان وحشی مرغ و خروس که به آن خروس جنگلی میگوییم میتواند در حدی که بلدرچین و کبک پرواز میکنند حدود 40الی 50 متر پرواز کند.

یعنی مرغ زمانی میتوانسته پرواز کند؟

بله نیاکان تمام پرنده ها حتی شتر مرغ که بال هایش کاملا کوچک شده تا حدود 40 الی 50 سال پیش پرواز میکردند .بنابراین خیلی از چیزهایی که در حین پرواز تکامل پیدا کرده در اینها هم موجود است .

در دنیای واقعی برای ژیروسکوپ ها یا هلی کوپترهایی که تصاویر ثابتی را میگیرند چه رخ میدهد ؟ چطور میشود اینها را کنار یکدیگر قرار داد؟

همان چیزی که شما بر روی گربه امتحان کردید این اتفاق در انسان به این صورت رخ میدهد که میخواهیم زمانی که سر خود را تکان میدهیم تصویر دچار لرزش نشود .پیغام از هر دو گوش می آید  و دو تا ماهیچه دو طرف شبکیه وجود دارد که به این عکس العمل VOR میگویند

چه پیغامی از گوش می آید؟

زمانی که گوشتان را حرکت میدهید همان مایعی که داخل گوش میانی است حرکت و شتاب را سنجش میکند و پیغام میدهد .این پیغام پردازش می شود، وارد ماهیچه های چشم میشود و به شبکیه چشم فشاری وارد میشود. یعنی زمانی که سر خود را تکان میدهیم ماهیچه های پشت چشم مان این کار را انجام میدهند .ما در واقع چشم هایمان را steadi نگه میداریم .در حقیقت یک تصویر عریض و بزرگ میگیریم . زمانی که سر خود را تند تند تکان میدهیم میبینیم میتوانیم تصویر دوری را تشخیص دهیم. علت آن این است که یک تصویر با دید خیلی باز میگیرد و در جایی که قرار است توجه مان جلب شود یک کادر کوچک است که این همان تکنولوژی اسو که گوپرو از آن استفاده میکند.بسیاری از ویدئوهایی که در 3 الی4 سال گذشته video style شدند همه با این دوربین گرفته شده اند علت آن این است که یک زاویه بسیار بزرگ میگیرد و یک کادر از آن برش میدهد که در image processor به طور نرم افزاری این قضیه لرزش را حل میکند. این تکنولوژی ها مبنای نرم افزاری دارند .یکی از تکنولوژی هایی که قدیم از آن استفاده میکردند آن بوده که دوربین و لنز را حرکت میدادند یا به نوعی از آن feedback میگرفتند . از آن وسیله ای که گفتید ژیروسکوپ، ژیروسکوپ وسیله ای است که در حقیقت در حال چرخش است و این چرخش حول یک محور ثابت است مثل کره زمین که حول محور عمودی در حال گردش است . مثل چرخی که همانند چرخ دوچرخه است و دو عدد دسته دارد و آن را میچرخانند زمانی که ثابت است به راحتی قابل تکان دادن است اما زمانی که در حال چرخیدن است در هر زاویه ای که باشد در برابر تکان دادن مقاومت میکند. یعنی زمانی که میخواهیم محور چرخش یک ژیروسکوپ را تغییر دهیم مقاومت میکند واز این پدیده فیزیکی برای ساختن ژیروسکوپ استفاده میکنند .

چرخش حول یک محور پدیده ای است به نام momen inersia که تغییرات آن به ایجاد گشتاور نیاز دارد و چون زاویه حرکت شما در چرخ بسیار کم است گشتاور از دو مولفه نیرویی که وارد میکنیم و طول محور تشکیل شده است چون طول محور بسیار کوچک است حرکت دادن آن بسیار دشوار است و در ژیروسکوپ از آن استفاده میشود.

در حقیقت در یک دستگاه مختصاتی که نسبت به بعضی از اجرام ثابت باشد را استفاده کنیم .برای امثال مسیر یابی آقایی به نام گرد براون فیلم بردار بزرگی است که 10تا اختراع بزرگ در زمینه فیلم برداری داشته است. این مفهوم را ابداع کرده است که با استفاده از ژیروسکوپ و وصل کردن آن به یک دستگاه که حرکت فیلم بردار را feedback میگیرد و به سیستم تصویر برداری منتقل میکند و steadicam را ابداع میکند و تا جایی که لرزش ها را بگیرد.

اشاره کردید که این ،یک اشکال فنی در مرغ ها بوده و ما این اشکال را نداریم . در پستانداران این وضعیت وجود دارد که تفکیک پذیری مغز و عضلات چشم کمک میکند ثابت باقی بماند.

مرغ یا کبوتر زمانی که راه میروند سرشان را تکان میدهند .پرنده زمانی که بدنش به جلو می آید سرش را ثابت نگه میدارد و سریع سر خود را به جلو میبرد .نکته مهم آنجاست که قسمتی که حسگرهای تعادل وجود دارد درتمام پرندگان و خزندگان و پستانداران و دو زیستان، کانال های نیم دایره ای که در گوش میانی وجود دارد مثل هم کار میکنند .اما در پرندگانی چون مرغ مگس بیش از هر پرنده دیگری زیرا دایم در حال بال زدن است و باید سرش ثابت بماند تا بتواند شهد را بخورد در تمام پرنده هایی که پرواز میکنند خواهید دید که کانال های نیم دایره ای بسیار بسیار دقیق هستند .

یعنی باید قوی شود که بتواند این کار را انجام دهد

همیشه جهش هایی هستند که باعث میشود افرادی به وجود آیند که کمی اختلال داشته باشند. در پرنده ها به دلیل نیاز شدیدی که به این ویژگی دارند افراد دچار اختلال، حذف می شوند و زمانی که شما به جمعیت نگاه میکنید خواهید دید که کانال های نیم دایره ای بسیار بسیارشبیه به هم هستند.

منظورتان از کانال نیم دایره چیست؟

سه کانال نیم دایره ای هستند که محور  ایکس و ایگرگ و زد را نمایندگی میکنند و هر حرکتی را در سه محور دریافت میکنند .نقطه  مقابل اینها موجودی است که هیچ نیازی به تعادل ندارد و آن ،تنبل درختی است.کانال های نیم دایره ای در میان تنبل ها بسیار تفاوت شکل دارد .

No tags for this post.