Daniel Speiser xitonlarda gözləri qaya ilə

Kiçik bir dəniz molluskunun qabıqları - Qərbi Hind qeyri -səlis chiton - 14 aprel 2011 -ci il tarixli sayında nəşr olunan bir məqaləyə görə, xitonların yırtıcı heyvanları görməsinə imkan verən yüzlərlə kiçik gözdən ibarət bir şəbəkəyə malikdir.Mövcud Biologiya.


UCSB -nin kampus nöqtəsində toplanan bir mollusk tutan Dan Speiser. Ümumiyyətlə yosunlu xiton adlanan heyvanı Kaliforniyada tapmaq asandır. Ancaq bu növün gözü yoxdur. Şəkil krediti: George Foulsham, İctimaiyyətlə Əlaqələr Ofisi, UCSB

ForVM, qəzetin aparıcı yazarı, Santa Barbara Kaliforniya Universitetinin Ekologiya Təkamülü və Dəniz Biologiyası Bölməsinin doktorantı Daniel Speiser ilə danışdı. O izah etdi ki, Qərbi Hindistanın qeyri-səlis xitonlarının qabıqlarına yerləşdirilmiş işığa həssas hüceyrələrə bağlı olan kiçik kalsium karbonat kristalları yalnız işıq detektorlarından daha çoxdur. Kristallar gözlər şəbəkəsi yaradır - qeyri -adi rudimentar vizual sistem. Dedi:


Chiton gözlərinin ən erkən təsvirləri yüz ildən çox əvvələ aiddir və keçən əsrdə ən çox xitonun işığa həssas olduğunu göstərən bir çox tədqiqat aparılmışdır. Ancaq indiyə qədər heç kim gözlərini həqiqətən görmək üçün istifadə edib -etmədiklərini sınamamışdır. İndi bilirik ki, chiton gözləri həqiqətən bir sıra üstünlüklərə malik olan məkan görmə qabiliyyətini təmin edir.

Normalda gözlərdən bir heyvanın məkan görmə qabiliyyətini gözlədiyini gözləmək olar, lakin bu heç vaxt xitonlarda sınanmamışdı. Gözsüz chitonların işığa həssas olduğunu bilirdik, buna görə gözlərin gözlü chitonlara əlavə üstünlüklər verməsi ehtimal olunurdu. Bəzi davranış təcrübələri apardıq və gözləri olan bir xiton növünün məkan görmə qabiliyyətinə sahib olduğunu gördük, ancaq gözü olmayan bir növün olmadığını gördük.

(Solda) ABŞ -ın Tavernier yaxınlığındakı əhəng daşı üzərində dayanan Qərbi Hindistanın qeyri -səlis bir xitonu. (Sağ üst) Ən ön qapağın sağda olduğu və gözlərin kiçik qara ləkələr kimi göründüyü xitonun daha yaxından görünüşü. (Alt) Şəffaf linzaları və piqment təbəqələri aydın görünən Chiton gözləri. Qara oxlar daha yeni, daha az aşınmış gözləri, ağ oxlar isə daha yaşlı, daha çox aşınmış gözləri göstərir. Şəkil Krediti: Daniel Speiser vəMövcud Biologiya.

Taksonomik adı ilə də tanınan Qərbi Hindistan qeyri -səlis chiton,Qranulyasiya edilmiş akantopopleura, limpets, istiridye və dəniz ilbizləri ilə əlaqəli bir dəniz molluskudur. Florida və Meksikanın cənubundan Panamaya və sahillərinə qədər sahil boyunca uzanan zonalarda qayalarda tapılırQərbi Hindistanlaradalar.




XitonlarFosil qeydlərində ilk dəfə 500 milyon il əvvəl ortaya çıxan bədən dizaynı ilə ibtidai yumuşakçalar hesab olunur. Oval formalı bu canlılar, okean dərinliklərində 6000 m-ə qədər olan bir neçə növ istisna olmaqla, intertidal yaşayış yerlərində qayalar arasında yaşayan bütün dünyada rast gəlinir. Xitonların hər biri məxluqun bədənini əhatə edən güclü əzələ qurşağına bağlı səkkiz seqmentdən ibarət mərmi zirehləri var. Bu dizayn onlara qayalı səthlərdə hərəkət etmək üçün elastiklik verir və yerindən çıxarıldıqda, topa bənzər bir formada qoruyucu bir şəkildə əyilmələrini təmin edir.

Kiçik Antillərdə, Guadeloupe, Le Gosierdəki bir qayada iki Qərbi Hindistan qeyri -səlis xitonu və iki damalı nerit. Şəkil krediti: Hans Hillewaert Wikimedia Commons vasitəsilə.

Xitonlar 500 milyon ildən çox yaşansa da, bəzi növlərdə gözlərin inkişafı son 25 milyon ildə, bu heyvanların təkamül tarixində son zamanlarda meydana gəlmişdir.

Bütün chiton növlərinin gözləri yoxdur. Speiser ForVM -ə bildirib.


Bir çox xitonun böyüklər kimi gözləri yoxdur. Gözləri olan nisbətən az sayda xiton növü arasında, gözlərin necə dəyişdiyini bilmirik. Əlbəttə ki, gözlərin ölçüsündə, gözlərin ümumi sayında və gözlərin necə qurulduğunda (növlər arasında) müəyyən bir dəyişiklik var. Bu, yaxın gələcəkdə yaxından nəzərdən keçirəcəyimiz bir şeydir.

Qərbi Hindistan qeyri-səlis chiton, gözlü chiton növlərindən biridir-qabıqlarının arasında gözə bənzər yüzlərlə kiçik quruluş var. Hər gözün kalsium karbonat forması olan aragonitdən hazırlanmış şəffaf bir kristal lensi var. Speiser onların quruluşunu belə izah etdi:

Linzalar qabıqla eyni materialdan hazırlanır və birbaşa içəriyə yerləşdirilir, buna görə də düşünürəm ki, linzaların istehsalı qabıq istehsalına bənzəyir. Bununla birlikdə, xitonların linzalarının düzgün qurulduğundan necə əmin olduqlarını bilmirik. Heyvanlar sağ olduqda linzalar olduqca şəffafdır və zülaldan hazırlanan linzalardan fərqli olaraq, heyvanlar bərkidildikdən, qorunub saxlanıldıqdan sonra da açıq qalır və təxminən 50-100 mikron [0.002-0.004 düym] enindədir. Bu onları işləməkdə çətinlik çəkirdi!

Xitonlar böyüdükcə qabıqlarının (və ya 'klapanlarının') kənarlarına daim yeni gözlər əlavə edirlər. Bunu qismən etməlidirlər, çünki yaşlı gözlər aşındır (xitonlar intertidal zonalarda qayalarda yaşayır və dalğalara məruz qalır).


Bu şəkillər sağlam bir chiton lensini (solda) və dekalsifikasiya edilmiş, kəsikli bir gözü (ortada) göstərir. Şəkil (sağda) göz morfologiyasını göstərir, burada pl = piqment təbəqəsi, rh = rabdomlar və re = retina hüceyrələri. Digər strukturlar tam olaraq etiketlənir. Şəkil Krediti: Daniel Speiser vəMövcud Biologiya.

Speiser və qrupu, işığın intensivliyindəki dəyişiklikləri aşkar etməkdən fərqli olaraq, Qərbi Hindistanın qeyri -səlis xitonlarının görmə qabiliyyətinə malik olduğunu necə sübut etdi? Birmətbuat şərhi14 Aprel 2011 tarixli, Florida Keys -dən toplanan xitonlar üzərində aparılan təcrübələri təsvir etdilər.

Xitonlar şifer lövhəyə qoyulmuşdu. Narahat olmadan hər kəs nəfəs almaq üçün bədəninin bir hissəsini qaldıracaq qədər təhlükəsiz hiss edərdi. Yuxarıdakı təxminən 20 santimetrdən (təxminən 8 düym) sonra Speiser, ya diametri 0.35 santimetrdən 10 santimetrə (0.14 ilə 3.94 düym) qədər olan bir qara disk və ya eyni miqdarda mane olan uyğun bir boz slaydı göstərməyə davam etdi. işıq Məqsəd, xitonların qara disk şəklində bir forma, yoxsa boz slaydlar səbəbindən işığın azalmasına cavab verdiyini öyrənmək idi.

Bu təcrübədəki xitonlar, boz ekranların səbəb olduğu işıq dəyişikliklərinə cavab vermədi. Ancaq qara disklər 3 santimetrdən başlayaraq böyüdükdə, qoruyucu bir şəkildə bağlandı. Duke Universitetinin biologiya professoru və qəzetin həmmüəllifi Sönke Johnsen, mətbuata açıqlamasında bunu 'insanların göyə baxaraq 20 ay diametrində bir disk görərək insan görmə qabiliyyətini min qat daha kəskinləşdirən insanlara bənzər bir şey olduğunu' izah etdi. chiton vizyonundan daha çox. ' ForVM, Speiser-dən, həll baxımından, xitonun vizual sisteminin göydə 20 aylıq bir disk kimi insan gözünə bənzər şeyi həll edə biləcəyini və daha kiçik detalları ayırd edə bilməyəcəyini ifadə etdi? Dedi,

Bəli, buna haqqın var. Chiton gözləri aşağı qətnaməlidir. Həqiqətən də vizual mühitlərindən bir çox detal götürmürlər. Bu səbəbdən gözlərin əsasən yırtıcıları aşkar etmək üçün istifadə edildiyindən şübhələnirik. Gözləri hələ də başqa məqsədlər üçün istifadə oluna bilər, ancaq bu və ya digər şəkildə heç bir dəlilimiz yoxdur.

Davranış nəticələrimiz (chitonların 9-12 dərəcə vizual qətnaməyə malik olması) hər bir gözün fərdi bir görüntü meydana gətirməsi ilə izah edilə bilər, buna görə də gözləri kiçik kamera gözləri kimi şərh edirik. Hər gözün böyük bir mürəkkəb gözə bənzədiyinə dair heç bir dəlilimiz yoxdur, amma bu ehtimalı da tamamilə istisna edə bilmərik. Xitonların vizual mühitlərinin tək bir yenidən qurulmasına fərqli gözlərindən gələn məlumatları birləşdirdiyini də bilmirik. Ümumiyyətlə, beyni olmayan bir heyvan üçün bu olduqca böyük bir uğur olardı.

Chiton gözləri digər mollyuskaların görmə sistemi ilə necə müqayisə edildi?

Linzalar çox fərqlidir - digər mollyuskalar linzalarını kalsium karbonatdan deyil, zülallardan hazırlayırlar. Bunun xaricində, bilmirik. Chiton gözlərindəki fotoreseptorlar digər mollyusk gözlərindəki kimi ola bilər və ya tamamilə fərqli ola bilər. Əslində hazırda üzərində işlədiyim budur.

Xitonlardakı fotoreseptor hüceyrələrinin növləri haqqında da fikir bildirdi.

Bu hüceyrələrdən bəziləri (ahtapot və ya böcək gözlərindəki kimi), işıq səviyyəsi artdıqda bir siqnal göndərir. Digərləri, onurğalı gözlərdə olanlar kimi, işıq səviyyəsi azaldıqda bir siqnal göndərirlər. Əlbəttə ki, hər iki vəziyyətin nə vaxt baş verdiyini deyə bilərik, amma bu, fotoreseptorların (çubuqlar və konusların) özündən aşağıdakı hüceyrələrlə əlaqəlidir. Həyata keçirdiyim davranış testlərindən deyə bilərəm ki, yalnız xitonların işığın azalmasına reaksiya verdiyini gördüm ki, bu da xiton retinaların ilbiz, şlak və ya sefalopod gözlərindəki retinalardan fərqli ola biləcəyini göstərir. Bu anda daha çox şey söyləmək çətindir.

Bu rəsm, heyvanın suyun üstündə və ya altında olmasına bağlı olaraq işığın xitonun gözündə necə əyiləcəyini və fokuslanacağını göstərir. Şəkil Krediti: Daniel Speiser vəMövcud Biologiya.

Speiser, fərdi gözlərin heyvanın görmə sistemini yaratmaq üçün necə işlədiyini izah etdi.

Görmə sahəsi hər göz üçün təxminən 75 dərəcədir. Ancaq gözlər bütün qabıq lövhələri boyunca paylandığından bir xiton hər tərəfdə görə bilir. Bu faydalıdır, çünki xitonlar yavaş-yavaş hərəkət edən heyvanlardır-arxadan gizlədilənləri görmək üçün dönə bilməyəcəklər.

Xitonların məsafə hissinin olub olmadığını həqiqətən bilmirik - bildiyimiz şey, bir cismin qəfil görünüşünü (və bir cismin qəfil görünüşü ilə işıq səviyyəsinin vahid azalmasını ayırd edə bilmələri) bilməkdir.

Speiser, ən böyük sürprizin, chiton gözlərinin havada və suda eyni dərəcədə yaxşı işlədiyini öyrənməsidir.

Qarışıq bir heyvanın hər iki mühitdə işləyən gözlərinin olması çox məntiqlidir, lakin hava və suyun fərqli refraktiv indeksləri bunu olduqca çətin bir mühəndislik problemi halına gətirir. Xitonların istifadə etmə ehtimalı bizi həyəcanlandırırcüt qırılmalinzalarından iki ayrı görüntü meydana gətirirlər: biri havada retinaya düşür, biri suda retinaya düşür. Haqlıyıqsa, xitonlar çox funksiyalı bir göz əldə etmək üçün aragonitin özünəməxsus xüsusiyyətlərindən istifadə edirlər. Bir şeyi sübut etməzdən əvvəl getmək üçün bir yolumuz var, amma indiyə qədər topladığımız dəlillər bu maraqlı ehtimalı dəstəkləyir.

Qərbi Hindistan qeyri -səlis chiton, qabıqlarının arasında yüzlərlə kiçik gözü olan yırtıcıları aşkar etmək üçün olduqca yeni bir yol inkişaf etdirdi. Hər gözün işığı həssas hüceyrələrə yönəldən kalsium karbonat kristallarından ibarət bir lensi var. Gözlər birlikdə heyvanların yırtıcıları aşkar etməsinə imkan verən bir görmə sistemi yaradır.

Bahamalardakı Qərbi Hindistan qeyri -səlis chiton. Şəkil Krediti: Anne DuPont

Mark Çingizi: İnsan gözləri niyə rəngli görür?

Arılar bacarmadığımız rəngləri görə bilərmi?

Balıqlar dənizin çöküntülərini yaratmağa necə kömək edir

Rebecca Johnson: Parlaq çəhrayı elektrikli mavi sualtı şlak