为了在空中寻找地面上的食物，为了躲避天敌，为了在各种复杂的条件下飞行，鸟类进化出了卓越的色彩视觉。可以毫不客气地说，鸟类能看到很多人类看不到的颜色，而且人类也无法想象出这些颜色。
来自普林斯顿大学的生态与进化生物学系助理教授玛丽·卡斯韦尔·斯托达德（Mary Caswell Stoddard）说：“与鸟类相比，人类都是色盲。”
人类的眼睛里有三种对颜色敏感的视锥，它们能感知红光、绿光和蓝光，但鸟类有第四种对颜色敏感的视锥，除了对红绿蓝光敏感外，还对紫外线敏感。第四种颜色视锥不仅能将鸟类可见光的颜色范围扩大到紫外线中，还可能让鸟类感知紫外线+绿色和紫外线+红色等组合颜色。
为了研究鸟类是如何感知它们多彩的世界的，斯托达德和她的研究团队建立了一个新的领域系统，用于在自然环境中探索鸟类的颜色视觉。研究人员在科罗拉多州哥德市的落基山生物实验室（RMBL）工作，训练野生宽尾蜂鸟进行色彩视觉实验。
通常，科学家们对鸟类进行的最详细的感知实验是在实验室进行的，但我们有可能错过鸟类在日常生活中如何真正使用色彩视觉的更大图景。蜂鸟非常适合用于在野外研究颜色视觉，它们已经进化成对花色的反应，而花色是花蜜奖励的广告，因此它们从出生后就可以快速学习颜色关联，而且几乎不需要训练。
斯托达德的团队对“非光谱”颜色组合特别感兴趣，这种颜色组合涉及到光谱中广泛分离的部分的颜色，而不是相邻颜色的混合，如青色（蓝绿叠加色）或黄色（绿红叠加色）。对人类来说，紫色是非光谱颜色中最清晰的例子。从技术上讲，紫色不存在于彩虹（连续光谱）中，因为当我们的蓝色（短波）和红色（长波）锥体同时受到刺激时，紫色才会出现。换种说法，紫色并不存在于自然界中，我们之所以能看到它，是因为蓝色和红色视锥同时被刺激的结果。
虽然人类只有一种非光谱颜色紫色，但理论上鸟类可以看到五种颜色：紫色、紫外线+红色的叠加色、紫外线+绿色的叠加色、紫外线+黄色的叠加色和紫外线+紫色的叠加色。斯托达德和她的同事设计了一系列实验来测试蜂鸟是否能看到这些非光谱颜色。他们的研究结果发表在6月15日的《美国国家科学院院刊》上。
首先，他们制作了一对定制的“鸟瞰”LED灯管，通过编程可以显示多种颜色，包括紫外线+绿色等非光谱颜色。接下来，他们在一个高山草甸里进行实验，那里经常有当地的宽尾蜂鸟，它们在高海拔地区繁殖。
每天早晨，研究人员在黎明前起床，设置两个喂食器：一个含糖水，另一个含白开水。在每一个喂食器旁边，他们放置了一个LED管。糖水旁边的管子发出一种颜色，而清水旁边的管子发出不同的颜色。研究人员周期性地交换奖赏管和不奖赏管的位置，这样鸟类就不能简单地利用位置来确定甜食的位置。他们还进行了控制实验，以确保这些小鸟没有利用气味或其他无意的线索来寻找奖赏。在几个小时的时间里，野生蜂鸟学会了欣赏这种令人赏心悦目的颜色。利用这个装置，研究人员在一系列19个实验中记录了超过6000次的喂食访问。
实验表明，蜂鸟可以看到各种非光谱颜色，包括紫色、紫外线+绿色、紫外线+红色和紫外线+黄色。例如，蜂鸟很容易区分紫外线+绿色和纯紫外线或纯绿色，它们区分紫外线+红光的两种不同混合物，一种更红，一种不那么红。
“这真是太神奇了，”哈佛大学伯克希尔分校的博士生哈罗德·艾斯特（Harold Eyster）说紫外线+绿光和绿光，在我们人类看来是一模一样的，但是蜂鸟却能将它们区分开来，一直正确地选择与糖水相关的紫外线+绿光。
尽管蜂鸟可以感知非光谱颜色，但欣赏这些颜色在鸟类看来是多么的困难。我们不可能真正知道鸟类是如何感知这些颜色的。紫外线+红色是这些颜色的混合，还是一种全新的颜色？我们只能推测——谁叫我们人类都是“色盲”呢。
斯托达德说：“想象一个额外的色彩视觉维度，这是研究鸟类感知工作的刺激和挑战。幸运的是，蜂鸟揭示了它们能看到我们看不到的东西。”我们在研究地点看到的野花的颜色让我们惊叹不已，但我们却很难想象这些花在具有这种超感官维度的鸟类眼中是什么样子的。
最后，研究小组分析了3315种羽毛和植物颜色的数据集。他们发现，鸟类可能认为这些颜色中的许多是非光谱的。也就是说，研究人员强调，相对于其他颜色，非光谱颜色可能并不特别。鸟类可获得的多种非光谱颜色是其古老的四色锥视觉系统的结果。
斯托达德说：“在早期脊椎动物中进化出的具有四种颜色锥体的四色性。”这种颜色视觉系统是鸟类、许多鱼类和爬行动物的标准，它几乎肯定存在于恐龙时代中。我们认为，感知许多非光谱颜色的能力不仅是蜂鸟的特长，而且是动物颜色视觉的一个普遍特征。”总而言之，与其说鸟类色彩视觉强大，不如说我们人类的色彩视觉“弱爆了”。