Hoe zien de verschillende diersoorten de wereld?

Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Arkansas heeft onlangs uitgebreide gegevens verzameld over honderden gewervelde en ongewervelde diersoorten om de bijzonderheden van de visuele systemen van verschillende dieren beter te begrijpen.

De experts ontdekten dat landdieren meer kleuren kunnen onderscheiden dan hun aquatische soortgenoten, terwijl dieren die zijn aangepast aan open landhabitats een breder kleurenspectrum waarnemen dan dieren die in bossen leven.

Maar vooral de evolutionaire geschiedenis lijkt een sleutelfactor te zijn die bepaalt welke kleuren verschillende diersoorten kunnen zien. Zo ontdekten de wetenschappers dat ongewervelde diersoorten in vergelijking met gewervelde dieren kortere golflengtes van licht zien, wat te wijten is aan de verschillende ontwikkeling van sommige van hun netvliescellen.

«Wetenschappers stellen al lang de hypothese op dat het zicht van dieren zich zo heeft ontwikkeld dat het is aangepast aan de kleuren van het licht in hun omgeving«, aldus medeauteur van de studie Erica Westerman, assistent-professor biologie aan de Universiteit van Arkansas. «Maar deze hypothese is moeilijk te bewijzen, en er is nog zo veel dat we niet weten over het zicht van dieren. Het verzamelen van gegevens voor honderden diersoorten die in de meest uiteenlopende habitats leven, is een enorme opgave, vooral als je bedenkt dat ongewervelde dieren en gewervelde dieren verschillende soorten cellen in hun ogen gebruiken om lichtenergie om te zetten in neuronale reacties«.

Volgens de onderzoekers hangt het vermogen van dieren om visuele informatie waar te nemen en te verwerken af van de golflengtes en de intensiteit van het licht in bepaalde omgevingen, evenals van de gevoeligheid van een soort netvliesproteïnen, de zogenaamde opsines, die bepalen welk lichtspectrum een diersoort kan zien. Professor Westerman en haar promovendus Matthew Murphy verzamelden gegevens van 446 diersoorten uit vier phyla en ontdekten dat gewervelde en ongewervelde dieren fylogenetisch verschillende opsines in hun netvlies gebruiken.

Vanwege het fysiologische verschil tussen de ciliaire opsinen van gewervelde dieren en de rhabdomere opsinen van ongewervelde dieren, lijken deze laatste beter in staat te zijn kortgolvig licht waar te nemen, zelfs wanneer de leefgebieden ervoor zouden zorgen dat gewervelde dieren ook vergelijkbare patronen kunnen herkennen. Dit verschil zou echter kunnen worden verklaard door stochastische genetische mutaties bij gewervelde dieren, die het bereik van het licht dat zij kunnen waarnemen mogelijk beperken.

«Onze studie beantwoordt enkele belangrijke vragen, maar roept ook nieuwe vragen op die ons kunnen helpen het zicht van dieren nog beter te begrijpen. We kunnen meer doen om de verschillen in de structuur van het netvlies bij gewervelde en ongewervelde dieren te onderzoeken, of om te achterhalen hoe hun hersenen visuele informatie op verschillende manieren verwerken. Dat zijn boeiende vragen«, besloot Murphy.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.