Djurrikets konstigaste ögon ser en värld vi inte ens kan föreställa oss: ScienceAlert

När man ser världen på ett visst sätt är det lätt att glömma att alla inte har samma syn.

Vi menar det bokstavligt. Bortsett från filosofiska överväganden om den subjektiva upplevelsen av färg, har olika organismer utvecklats för att se världen på olika sätt, med okulära strukturer och konfigurationer optimerade för olika typer av existens.

Naturligtvis finns det de mest uppenbara: Växtätares horisontella pupiller ger dem en panoramautsikt över sin omgivning, vilket hjälper dem att både se närmande rovdjur och undvika hinder när djuren flyr. Under tiden har nattaktiva rovdjur vertikala pupiller för att maximera sitt mörkerseende.

Men andra typer av ögon i den magnifika, vida, mångfaldiga världen ser på sätt som vi kanske inte ens börjar föreställa oss. Det här är några av de konstigaste ögonen i djurriket: Jeep-rankor, faktiskt.

Bläckfisk

Inget annat djur har en pupill som bläckfisken. Den är W-formad, en egenskap som biologer har bestämt hjälper djur att balansera ett vertikalt ojämnt ljusfält, vilket är vanligt i de vattendjup de bor i. Men det är bara början.

sepiaÖgat av en bläckfisk. (A. Martin UW Photography/Moment/Getty Images)

Bläckfiskar har bara en typ av fotoreceptor, vilket borde betyda att de bara kan se i svartvitt. Men dessa märkliga, breda pupiller av bläckfisk och andra bläckfiskar skulle kunna underlätta ett helt annat sätt att se färg: att använda hur ljus som passerar genom ett prisma delas upp i en regnbåge.

Känd som kromatisk aberration, kan det vara ett problem när linserna i våra egna ögon misslyckas med att fokusera färger på samma punkt, vilket förvandlar skarpa kontraster av skuggor till en mjukare tvätt av olika nyanser. Bläckfisk kan ha förvandlat detta problem till en lösning.

Ju mindre pupill, desto mindre effekt, så de breda pupillerna på bläckfiskar skulle vara mycket benägna för det. Även om detta kan resultera i suddiga bilder, är oskärpan färgberoende, vilket innebär att det kan vara ett sätt för dessa till synes färgblinda varelser att se färger. De kanske kan se färger som vi inte ens känner till! Detta kan också förklara hur de kan färgkoordinera med sin omgivning för att kamouflera sig själva.

Men till skillnad från andra bläckfiskar kan bläckfiskens ögon rotera, vilket gör att de kan se världen i 3D också; Nyligen upptäckte forskare att dessa roterande ögon resulterar i stereoskopisk syn, vilket ger bläckfisk ytterligare en fördel i sin miljö.

Fåglar

Fåglar, med sina små pärlögon, kan förmodligen se många saker som vi inte kan.

Bläckfiskar har bara en typ av fotoreceptor, som vi har konstaterat. Människor har fyra, tre koner och en stav, vilket betyder att vi har färgkänslighet vid tre maximala våglängder, vilket vi kallar trikromatisk syn. (Spöet är för svagt ljus.)

Fåglar har sex eller fyra koner som ger dem tetrakromatisk syn, en stav och en ovanlig dubbelkon för färglös rörelseuppfattning.

blå svansEn migrerande Himalaya blåsvans (Tarsiger rufilatus). (Nitat Termmee/Momento/Getty Images)

Dessutom kan ett protein i deras ögon tillåta dem att se magnetfält. Flyttfåglar kan navigera utomordentligt bra, och det var länge oklart exakt hur de gör detta. Nyligen har forskare begränsat det till en klass av proteiner som kallas kryptokromer, som är känsliga för blått ljus.

Fåglars magnetoreception (det vill säga deras förmåga att uppfatta magnetfält) verkar bero på blått ljus, vilket tyder på att sinnet kan vara baserat på syn. Det finns en distinkt möjlighet att detta magnetiska filter för färgen blå är resultatet av en kvantquirk. Nyare laboratoriestudier har visat hur ett magnetfält påverkar en kvantegenskap hos kryptokromer, som styr deras elektroner.

anableps anableps

Här är de fyra stora ögonen (anableps anableps), av släktet fyrögd fisk.

anablepsDen fyrögda fiskens märkliga ögon. (Charles Peterson/Flickr/CC BY-NC 2.0)

Detta fascinerande odjur har faktiskt inte fyra ögon, men dess två ögon har utvecklat en otrolig anpassning. Deras ekologiska nisch är vattnets yta, där de tillbringar större delen av sin tid och jagar insekter som fladdrar runt akvatiska ekosystem.

Deras ögon är placerade ovanför deras huvuden, för att bättre se flygande insekter i en luftmiljö, kära du. Men en del av ditt optiska organ ligger under vattenytan, och det är här det blir intressant: varje pupill är uppdelad i två halvor, varav den ena är ovanför vattenlinjen (dorsal). , medan den andra är under (ventral) . , och pekar mot det grumliga djupet.

På så sätt kan fisken samtidigt Se över och under vatten (miljöer genom vilka ljus sprids olika) för att observera både rovdjur och bytesdjur. Linsens tjocklek varierar också för att anpassa sig till de olika brytningsindexen i luft- och vattenmiljöer, liksom tjockleken på hornhinneepitel.

Och proteinerna i näthinnans fotoreceptorceller är också något annorlunda: känsligare för grönt ljus i ryggnäthinnan och känsligare för gult ljus i ventrala näthinnan. Eftersom fiskar vanligtvis lever i leriga miljöer, som mangrove, anses detta förbättra synen i grumligt vatten.

mantisräka

Av alla ögon i djurriket tillhör de mest komplexa vi känner ett marint kräftdjur som lever på havsbotten och tillbringar sitt liv i hålor i stenar och på havsbotten.

Människor har fyra fotoreceptorer, förstås. Fåglarna har sex, otroligt. Bönsyrsräkor av ordningen Stomatopoda, de högavkastande små wotsits, har 16 i sina sammansatta peepers. Vad gör de med dessa fotoreceptorer? De ser. De ser allt. Lek inte kurragömma med en mantisräka.

mantisräkaEn påfågel mantis räka (Odontodactylus scyllarus). (prilfish/Flickr, CC BY 2.0)

Vi vet faktiskt inte varför mantisräkor behöver så komplicerade synorgan, till stor del för att vi har väldigt svårt att föreställa vad de ser. De har de vanliga färgfotoreceptorerna, såväl som fotoreceptorer som är känsliga för ultraviolett ljus. Det är inte unikt; vissa insekter, fåglar och till och med renar kan se ultraviolett ljus. Mantisräkor? De kan se fem olika ultravioletta frekvensband.

Dessutom kan mantisräkor se polariserat ljus; det vill säga orienteringen av svängningarna hos den fortplantande ljusvågen. Många djur kan se linjärt polariserat ljus, inklusive bläckfisk. Mantisräkor är de enda djur som kan se cirkulärt polariserat ljus som vi känner till.

Varje öga är monterad på en skaft och kan röra sig självständigt. Och varje öga har förmågan att uppfatta djup. Människor förlitar sig på binokulärt seende för djupuppfattning. Mantisräkor behöver bara en. De kan till och med se cancer innan symtom uppstår.

Om det inte är en okulär superkraft så vet vi inte vad det är.

chitoner

Vad är ögon gjorda av? Tja, vanligtvis vävnad: en struktur gjord av celler. Förutom om du är en typ av marina blötdjur som kallas chiton, från klassen Polyplacophora.

chitonervästindiska fuzzy chitons (Acanthopleura granulata). (Hans Hillewaert/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0)

Dessa små varelser lever skyddade av tjocka sammankopplade pansarplattor när de kryper över stenar och betar på vad de än hittar där. Man skulle kunna tro att en sådan varelse skulle ha mjuka ögon som kan titta runt kanterna på sina skal för att upptäcka rovdjur och känna dag-natt-cykeln.

Du skulle ha fel. Chitonerna har förstås ögon, men de är inbäddade i sin rustning och gjorda av mineral; mer specifikt en typ av kalciumkarbonat som kallas aragonit.

De enkla ögonen hos kitoner, som täcker ytan av deras skal tillsammans med hundratals sinnesorgan som kallas esteter, består av en aragonitlins täckt av en hornhinna och en typ av näthinna; Till forskarnas överraskning kan dessa små primitiva organ faktiskt lösa bilder.

Vad vi inte vet är hur hjärnan bearbetar den visuella informationen; chitoner har egentligen inte så mycket att göra på den avdelningen.

chiton ögonChiton ögon. De mörka fläckarna är ögon, de mindre knölarna är esteter. (Harvard University Wyss Institute)

Men de kan hjälpa oss att bättre förstå några av de vilda vägar evolutionen har tagit i det förflutna. Trilobiter, till exempel, hade också mineralögon, med kalcitlinser.

Dessa utdöda varelser hade de första riktigt komplexa ögonen vi känner till, så att förstå dem kan berätta mycket om hur synen utvecklades på jorden i all dess bländande komplexitet.

En tidigare version av denna artikel publicerades i januari 2022.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *