Slovo „hřebenatka“ obvykle evokuje šťavnatý kulatý aduktorový sval - pochoutka z mořských plodů. Není tedy všeobecně známo, že mušle mají až 200 malých očí podél okraje pláště lemujícího jejich mušle. Složitost těchto očí měkkýšů je stále odhalena. Nová studie publikovaná v Current Biology odhaluje, že oči vroubkování mají žáky, kteří se v reakci na světlo roztahují a stahují, což je činí mnohem dynamičtějšími, než se dříve myslelo.
"Je to jen překvapivé, jak moc zjišťujeme, jak složité a funkční jsou tyto oči lastury, " říká Todd Oakley, evoluční biolog na Kalifornské univerzitě v Santa Barbara.
Optika lasturových očí je nastavena velmi odlišně než naše vlastní oční orgány. Když světlo vstupuje do oka lastury, prochází zornicí, čočkou, dvěma sítnicemi (distální a proximální), a pak dosáhne zrcadla vyrobeného z krystalů guaninu v zadní části oka. Zakřivené zrcadlo odráží světlo na vnitřním povrchu sítnice, kde jsou generovány nervové signály a posílány do malého viscerálního ganglionu nebo do skupiny nervových buněk, jejichž hlavní úlohou je ovládat střevní a aduktorový sval hřebenatky. Struktura hřebenatky je podobná optickým systémům nalezeným v pokročilých dalekohledech.
Po mnoho let představovala fyzika a optika lastury oko matoucí problém. „Hlavní sítnice v oku dostane téměř úplně nezaostřené světlo, protože je příliš blízko zrcadla, “ říká Dan Speiser, vizionář z University of South Carolina a hlavní autor nové studie. Jinými slovy, jakýkoli obraz na proximální sítnici by byl rozmazaný a neostrý. "To mi připadá tak nepřiměřené, " říká Speiser.
Nová studie osvětluje toto tajemství. Vědci zjistili, že žáci hřebenatky jsou schopni se otevřít a uzavřít smlouvu, i když jejich zorné odpovědi nejsou tak rychlé jako naše vlastní. Průměr hřebenatky se mění nejvýše o 50 procent a dilatace nebo kontrakce může trvat několik minut. Jejich oči nemají kosatce jako naše oči, a místo toho buňky v rohovce mění tvar tím, že přecházejí z tenkých a plochých na vysoké a dlouhé. Tyto kontrakce mohou změnit zakřivení samotné rohovky, což otevírá možnost, že oko lastury může změnit tvar a reagovat na světlo způsobem, který umožňuje vytvářet ostřejší obrazy na proximální sítnici.
"Opravdu to mění schopnost tohoto oka a nakonec organismu, aby mohl mít typ rozlišení, aby viděl jeho prostředí, " říká Jeanne Serb, vizionářka na Iowské státní univerzitě.
Nyní Speiser pracuje na tom, aby pochopil, zda jsou mušle schopné změnit zakřivení zrcadla a oka jako celku, což by mu umožnilo ještě více upravit zaostření obrazu. „Dynamické struktury očí otevírají některé nové možnosti toho, co můžete dělat se zrcadlovým okem, jako je toto, “ říká Speiser.
Adaptivní zrcátka nejsou jediným tajemstvím oka lastury. "Ukazuje se, že vroubkované oči mají třikrát tolik opsinů jako my, " říká Serb. Opsiny jsou proteiny citlivé na světlo, které se nacházejí ve fotoreceptorových buňkách sítnice a které zprostředkovávají přeměnu světla na elektrochemické signály. Vědci nevědí, zda je všech 12 opsinů hřebenatky vyjádřeno v každém jednom hřebenatém oku, nebo zda se oči specializují na různé kanály vizuálního spektra. Některé opsiny mohou být exprimovány v proximální sítnici, zatímco jiné jsou v distální sítnici.
Serbův tým ve státě Iowa studuje opsiny na hřebenatkách, škeblích a dalších zvířatech. Bivalves - měkkýši, kteří žijí uvnitř dvou shodných skořápek spojených závěsem - se několikrát vyvinuly nějaké formy oka. Některá škeble mají dokonce složené oči nebo oči s více vizuálními jednotkami, i když se liší od lépe známých složených očí hmyzu. Studiem různých opsinů mimo zvířata může Serb měřit jejich absorpci a nakonec pochopit, jak pracují u různých zvířat.
Oči se pravděpodobně vyvinuly nejméně 50 nebo 60krát u všech zvířat a v mnoha případech se molekulární opora vidění - bílkoviny, které přenášejí světelné signály na elektrické signály - liší docela dost. "Velkou evoluční otázkou pro mě je, jak se tyto proteiny vyvíjejí na vzorkování světla? A jak se tedy specifikuje pro různé typy světelných prostředí, ve kterých se zvířata mohou vyskytovat? “Ptá se Serb. Věří, že opsiny jsou ve většině případů přemísťovány z jiné funkce uvnitř zvířete, které mají být použity v očích.
Přestože mezi zvířaty existuje rozmanitost morfologií očí a fotoreceptorů, stavební bloky - geny, které řídí vývoj očí - jsou pozoruhodně podobné. Například Pax6 je vývojový gen, který je rozhodující pro vývoj očí u savců, a hraje podobnou roli ve vývoji očí hřebenatky. V nedávné studii předtisků Andrew Swafford a Oakley tvrdí, že tyto podobnosti věří skutečnosti, že mnoho druhů očí se mohlo vyvinout v reakci na stres vyvolaný světlem. Poškození ultrafialovým paprskem způsobuje specifické molekulární změny, proti kterým musí organismus chránit.
"Bylo to tak překvapivé, že všechny tyto komponenty, které se používají k budování očí a také ve vidění, mají znovu a znovu tyto ochranné funkce, " říká Oakley. V hluboké historii těchto složek jsou genetické vlastnosti, které spouštějí reakce na stres vyvolaný světlem, jako je oprava poškození způsobeného UV zářením nebo detekce vedlejších produktů poškození UV. Jakmile se souprava genů podílejících se na detekci a reakci na poškození UV záření projeví společně, pak může být jen otázkou kombinace těchto částí novým způsobem, který vám dá oko, vědci navrhují.
"Stresový faktor může tyto komponenty spojit možná poprvé, " říká Swafford. „A tak původ interakcí mezi těmito různými složkami, které vedou k vidění, lze tomuto stresovému faktoru více přičíst. A jakmile tam budou komponenty, ať už se jedná o pigmenty nebo fotoreceptory nebo buňky čoček, pak přírodní výběr působí na jejich rozpracování do očí. “
Byly však vyrobeny, hřebenatky mají působivou funkčnost a deformují vnitřní zrcátka tak, aby soustředily světlo jako dalekohled. Takže až si příště budete užívat nějaké česnekové mušle, zkuste si představit, že na vás hledí měkkýši.
