Mulți oameni de știință sunt preocupați de problema viziunii în lumea animală. Timp de secole, știința a dezvăluit o imensă diversitate de moduri de a vedea lumea și de a percepe toate nuanțele care o alcătuiesc. Cu toate acestea, descoperirea vederii de înaltă rezoluție la un vierme marin destul de misterios ridică o mulțime de întrebări. Într-adevăr, în ce scop pot fi folosiți acești ochi globulari uriași, extrem de eficienți, la aceste organisme simple și primitive care trăiesc noaptea? Într-un studiu publicat recent, în Current Biology, trei cercetători au prezentat câteva ipoteze surprinzătoare.
Viermii Vanadis au fost de foarte multă vreme obiective de interes pentru știință. Cu toate acestea, ei sunt incredibil de greu de studiat, ceea ce explică lipsa de informații despre aceste organisme enigmatice. Într-adevăr, acești viermi sunt activi noaptea și trăiesc în larg. Acest lucru nu l-a împiedicat pe Michael Bok, de la Universitatea Lund, să se intereseze de ei, datorită unei caracteristici unice: acești viermi au ochi uriași, de culoare portocalie-aprinsă, care cântăresc. de vreo douăzeci de ori mai mult decât restul capului lor. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, la scară umană, este ca și cum ai avea doi ochi gigantici care cântăresc o sută de kilograme. Descoperind conținutul YouTube al unui scafandru care a filmat mii dintre ei adunați în același loc, curiozitatea lui a fost și mai stârnită. Deși perplex, a decis să facă o excursie pe Insula Ponza pentru a-l întâlni pe Armando Macali, colegul care filmase aceste imagini și care promisese că îi va arăta site-ul în cauză. Scufundarea s-a ridicat în cele din urmă la înălțimea așteptărilor lui.
Ajutat de colegul său italian și de neurobiologul și biologul marin Anders Garm, de la departamentul de biologie al Universității din Copenhaga, care este coautor al lucrării publicate în Current Biology, acest lucru i-a permis să studieze aceste exemplare mai îndeaproape, cu speranța de a înțelege mai bine. de ce acest animal prezintă o asemenea anatomie. „Împreună, ne-am propus să deslușim misterul de ce un vierme transparent, aproape invizibil, care se hrănește în toiul nopții, a evoluat pentru a dobândi ochi enormi. Ca atare, primul obiectiv a fost acela de a determina dacă ochii mari îi oferă viermelui o vedere bună”, explica Michael Bok.
Pentru a înțelege mai bine utilitatea unor astfel de ochi enormi, oamenii de știință i-au modelat în 3D pentru a le examina mai bine morfologia. În același timp, au efectuat și teste electrofiziologice, cu scopul de a măsura lungimea de undă a luminii pe care acești viermi o pot vedea. Mai mult, o analiză optică mai aprofundată a făcut posibilă determinarea rezoluției de care beneficiază acest animal, descoperind astfel o viziune pe care cercetătorii o descriu pur și simplu ca fiind „excepțională”. Cu această rezoluție mare, aceste animale au un câmp vizual bun și pot urmări mișcarea obiectelor foarte mici. „Acest lucru este cu adevărat interesant, pentru că o abilitate ca aceasta este de obicei rezervată nouă, vertebratelor, precum și artropodelor (insecte, păianjeni etc.) și cefalopodelor (caracatiță, calmar). Este pentru prima dată când o viziune atât de sofisticată și detaliată este demonstrată dincolo de aceste grupuri. […] Vederea sa este comparabilă cu cea a șoarecilor sau șobolanilor, deși este un organism relativ simplu, cu un creier minuscul”, explica Anders Garm, al cărui domeniu de studiu este tocmai încercarea de a înțelege cât de simple pot beneficia sistemele nervoase extrem de simple. funcționalități complexe. Dar acesta este cazul aici.
Dacă cercetătorii nu au reușit încă să dezvăluie toate secretele acestei viziuni puternice, ei observă că, cu excepția ochilor lor care au nevoie de lumină pentru a funcționa, acești viermi marini sunt complet transparenți. Faptul că ochii lor bombați nu sunt, ceea ce i-ar putea pune în dezavantaj în prezența prădătorilor, înseamnă că trebuie neapărat să fie însoțiți de un omolog evolutiv deosebit de important. Ce au de câștigat viermii rămâne pentru moment un mister, deoarece adoptă un stil de viață nocturn, în timp ce ochii lor ar putea funcționa mai bine în timpul zilei. După cum spune Anders Garm: „Nimeni nu a văzut vreodată acest vierme în timpul zilei, așa că nu știm unde se ascunde și nici nu putem deduce cum sunt folosiți ochii lui în timpul zilei. Ceea ce știm, totuși, este că activitățile sale cele mai importante, precum găsirea hranei și împerecherea, au loc noaptea. Deci este sigur minte în aceste momente că ochii lui sunt importanți.” O parte din explicație ar putea fi că aceste animale nu văd aceleași lungimi de undă de lumină ca și oamenii. Viziunea lor este deosebit de potrivită pentru lumina ultravioletă pe care nu o putem vedea. Acest lucru sugerează că acești ochi ar putea face de fapt posibilă vizualizarea semnalelor bioluminescente în marea nocturnă deosebit de întunecată pe care trebuie să o cerceteze. „Am teoretizat că viermii înșiși ar putea fi bioluminiscenți și pot comunica între ei folosind lumină. Dacă utilizați lumină albastră sau verde normală pentru bioluminiscență, riscați și să atrageți prădători. Cu toate acestea, dacă viermele folosește în schimb lumină UV, rămâne invizibil pentru animalele care nu sunt din propria specie. Așadar, ipoteza noastră este că au dezvoltat o viziune UV clară pentru a avea un limbaj secret pentru împerechere”, spune cercetătorul. El crede că acest lucru le poate permite să găsească pradă care este, de asemenea, bioluminiscentă în ultraviolet. „În orice caz, acest lucru face lucrurile cu adevărat interesante, deoarece bioluminiscența UV nu a fost încă observată la niciun alt animal. Prin urmare, sperăm să putem prezenta acest caz ca prim exemplu”, speră omul de știință.
După această muncă, cercetătorii au demarat o colaborare cu cercetători specializați în robotică de la institutul de cercetare Maersk Mc-Kinney Møller, de la Universitatea din Danemarca de Sud, care sunt inspirați de biologie pentru a dezvolta noi tehnologii. Această cercetare își propune să înțeleagă suficient de bine mecanismul de funcționare al acestor ochi pentru a-l putea folosi în contextul inovației tehnologice. După cum explică Anders Garm: „Lucrăm să înțelegem cum animalele cu creier atât de simplu pot procesa toate informațiile pe care ochi atât de mari sunt cu siguranță capabili să le colecteze. Acest lucru sugerează că au moduri foarte inteligente de a procesa aceste informații în sistemul lor nervos. Și dacă am putea detecta aceste mecanisme matematic, ele ar putea fi integrate în cipuri de computer și folosite pentru a controla roboții.” Acești viermi s-ar putea dovedi importanți și în dezvăluirea misterelor din jurul evoluției ochilor. O întrebare rămâne fără răspuns: au apărut toate deodată sau s-au dezvoltat de mai multe ori independent unul de celălalt? Aici, ochii lui Vanadis au o structură simplă, dar funcționalitate avansată. Cu toate acestea, au evoluat pe o perioadă relativ scurtă de câteva milioane de ani. Acest lucru sugerează astfel că probabil că au dezvoltat un simț al vederii independent de, de exemplu, oamenii cu un nivel ridicat de sofisticare pentru o perioadă evolutivă în cele din urmă foarte scurtă.
