Бачити без очей – не фантастика, а сувора необхідність для ряду тварин

Голкошкірі використовують світлочутливі клітини по всьому їх тілу, щоб орієнтуватися у просторі.

Для зору не завжди потрібні очі.  Змієхвістки Ophiocoma wendtii,  які на півставочки є родичами морських зірок, сканують простір довкола завдяки світлочутливим клітинам, які розкидані по всьому їхньому тілу.

Щасливий володар суперсили – Ophiocoma wendtii. Джерело: John Miller

Попередня гіпотеза

Так-так, похваліть нас за оперативність. Лише вчора в працях такого монстра (у хорошому сенсі) як Proceedings of the Royal Society B були опубліковані результати – й ось вони на Довколаботаніці.

Хоча змієхвістка нагадує багатьох ворогів української науки, адже у неї повністю відсутній мозок, ця тварина реагує на світло. Ці милі істоти живуть поміж рифів.  Тіло у них зіркоподібної форми й має чітко відокремлені  тонкі рухливі промені. Їхня кількість, як і в більшості морських зірок, – теж 5, тому теоритично ця змієхвістка теж дасть Вам high five.

Коли на тварину світить сонце – вона від нього втікає. Вчені раніше думали, що розгадка криється в тонкому шарі шкіри, де також є кристалічні структури. Саме вони працюють разом як велика злагоджена команда. Їхня роль проста  зосереджувати світло на нервових закінченнях. Таким чином мікролінзи допомагають формувати зображення, яке й використовується цими голкошкірими.

Пов’язане зображення
Попередня здогадка вчених полягала в тому, що ось такі мікролінзи допомагають тваринам бачити. Джерело: aps

 

До справи беруться еволюціоністи

Але коли команда еволюційних біологів уважно подивилася на скелет змієхвістки, вони зрозуміли, що крихітні структури, мабуть, не мають нічого спільного з баченням. Вони пропонують кардинально інше пояснення зору Ophiocoma wendtii.

У якості розминочки, дослідники довели, що змієхвістки можуть реагувати на візуальні сигнали.

“Вони не лише віддаляються від світла, але й можуть вибирати найтемніший відтінок на відстані близько 40 сантиметрів і дуже швидко рухатися до нього”, – каже нейробіологиня Лорен Самнер-Руні з Університету Оксфорду, Велика Британія, яка й очолила дослідження.

Результат пошуку зображень за запитом "Lauren Sumner-Rooney"
Ломнер Самнер-Руні намагається зрозуміти, за допомогою яких сенсорів Ви зараз читаєте статтю. Джерело: Oxford

Коли команда вчених ретельно дослідила тіло Ophiocoma wendtii  вони здивувались. Нервові закінчення не підходили близько до кристалічних структур у шкірі. Отже, мікролінзи ніяким чином не подразнюють сенсори й попередня гіпотеза немає нічого спільного з реальністю як і заяви багатьох політиків.

Більше того, дослідники виявили велику кількість клітин, які під зав’язку запаковані світлочутливими молекулами. Ці клітини розташовані на покривах променів, але не пов’язані з кристалічними лусочками. Світлочутливі клітини знаходяться в тісному контакті з нервовими пучками, саме тому вони запускають реакції втечі від світла у Ophiocoma wendtii.

Бачиш клітини? А вони тебе – так! Чудові сенсори змієхвістки. Джерело: Sumner-Rooney

Велике питання полягає в тому, чи можуть змієхвістки розрізняти фігури. Дослідники проводять постійні експерименти, які підтверджують, що можуть.

Бачити без очей – це тренд, а не виняток

“Це дослідження переповнює впевненістю, що здатність бачити без очей або окоподібних структур, більш поширена, ніж ми думали”, – говорить Джулія Сигварт, еволюційний біолог у Королівському університеті в Белфасті, Великобританія, та співавтор дослідження.

 

Багато тварин, включаючи морських їжаків та невеликих ракоподібних, використовують цей механізм для відчуття довкілля. Змієхвістка  – це лише останнє доповнення до списку.

Сприйняття навколишнього середовища та реагування на стимул без необхідності чекати, поки цей сигнал пройде весь шлях до мозку, може заощадити багато часу. І ця ідея могла б надихати на розробку роботів і технології розпізнавання зображень, які не покладаються на центральну систему управління.

https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3974001.