Jak różne gatunki zwierząt widzą świat?

Zespół badawczy pod kierownictwem Uniwersytetu w Arkansas zebrał niedawno obszerne dane na temat setek gatunków bezkręgowców i kręgowców, aby lepiej zrozumieć specyfikę systemów wzrokowych różnych zwierząt.

Eksperci odkryli, że zwierzęta lądowe są w stanie rozróżnić więcej kolorów niż ich wodni krewniacy, natomiast zwierzęta przystosowane do otwartych siedlisk lądowych postrzegają szersze spektrum kolorów niż zwierzęta żyjące w lasach.

Przede wszystkim jednak kluczowym czynnikiem determinującym, jakie kolory potrafią widzieć różne gatunki zwierząt, wydaje się być historia ewolucyjna. Naukowcy odkryli na przykład, że bezkręgowce widzą krótsze długości fal światła w porównaniu z kręgowcami, co wynika z odmiennego rozwoju niektórych komórek ich siatkówki.

«Naukowcy od dawna stawiają hipotezę, że wzrok zwierząt rozwinął się w taki sposób, aby przystosować się do kolorów światła w ich otoczeniu«, mówi współautorka badania Erica Westerman, adiunkt biologii na Uniwersytecie w Arkansas. «Jednak tę hipotezę trudno udowodnić i wciąż jest tak wiele, czego nie wiemy o widzeniu zwierząt. Zbieranie danych dotyczących setek gatunków zwierząt żyjących w najbardziej zróżnicowanych siedliskach to ogromne zadanie, tym bardziej że bezkręgowce i kręgowce wykorzystują różne rodzaje komórek w oczach do przekształcania energii świetlnej w reakcje neuronalne«.

Według badaczy zdolność zwierząt do rozpoznawania i przetwarzania informacji wizualnych zależy od długości fal i intensywności światła w danym środowisku, a także od wrażliwości pewnego rodzaju białek siatkówki, zwanych opsynami, które determinują zakres światła, jaki dany gatunek zwierząt jest w stanie zobaczyć. Profesor Westerman i jej doktorant Matthew Murphy zebrali dane dotyczące 446 gatunków zwierząt z czterech typów i odkryli, że kręgowce i bezkręgowce wykorzystują w swoich siatkówkach filogenetycznie odmienne opsyny.

Ze względu na różnicę fizjologiczną między ciliarnymi opsynami kręgowców a rabdomerycznymi opsynami bezkręgowców, te ostatnie wydają się lepiej przystosowane do postrzegania światła o krótkiej długości fali, nawet jeśli siedliska powinny sprawiać, że kręgowce również są w stanie rozpoznawać podobne wzorce. Różnica ta może jednak wynikać ze stochastycznych mutacji genetycznych u kręgowców, które mogły ograniczyć zakres światła, jakie są w stanie postrzegać.

«Nasze badanie odpowiada na kilka ważnych pytań, ale stawia też kolejne, które mogą pomóc nam jeszcze lepiej zrozumieć widzenie zwierząt. Możemy zrobić więcej, aby zbadać różnice w budowie siatkówki kręgowców i bezkręgowców, a także by dowiedzieć się, jak ich mózgi przetwarzają informacje wzrokowe w odmienny sposób. To fascynujące pytania» – zakończył Murphy.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.