Sõna "kammkarp" kutsub tavaliselt esile mahlase ümmarguse adductori lihase - mereandide delikatessi. Nii et pole laialt teada, et kammkarpidel on kesta ääres kuni 200 pisikest silma, mis ümbritsevad nende kesta. Nende molluskisilmade keerukust on veel paljastatud. Ajakirjas Current Biology avaldatud uuest uuringust selgub, et kammkarpide silmadel on õpilased, kes laienevad ja tõmbuvad valguse mõjul kokku, muutes need palju dünaamilisemaks, kui seni arvati.
"See on lihtsalt üllatav, kui palju me teada saame, kui keerulised ja funktsionaalsed need kammkarpisilmad on, " ütleb Todd Oakley, California ülikooli Santa Barbara evolutsioonibioloog.
Kammkarvade silmade optika on üles seatud väga erinevalt kui meie enda silmaorganitel. Kui valgus siseneb kammkarpisilma, läbib see pupilli, läätse, kaks võrkkesta (distaalset ja proksimaalset) ning jõuab siis silma tagaosas guaniini kristallidest valmistatud peeglisse. Kumeras peegel peegeldab valgust võrkkesta sisepinnal, kus tekivad närvisignaalid ja saadetakse väikesesse vistseraalsesse ganglionisse ehk närvirakkude klastrisse, mille peamiseks tööülesandeks on kammkarpide soolestiku ja adduktorlihase juhtimine. Kammkarbi silma struktuur sarnaneb optikasüsteemidega, mida leidub täiustatud teleskoopides.
Palju aastaid tekitas kammkarpisilma füüsika ja optika segavat probleemi. "Silma peamine võrkkest saab peaaegu täielikult fokuseerimata valguse, kuna see on peeglile liiga lähedal, " ütleb Lõuna-Carolina ülikooli nägemisteadlane ja uue uuringu vanemautor Dan Speiser. Teisisõnu, iga proksimaalses võrkkestas olev pilt oleks udune ja fookusest väljas. "See tundub mulle lihtsalt nii mõistlik, " ütleb Speiser.
Uus uurimus heidab sellele mõistatusele veidi valgust. Teadlased leidsid, et kammkarpide õpilased on võimelised avanema ja kokku tõmbama, ehkki nende pupillide vastused pole nii kiired kui meie oma. Kammkarpide õpilase läbimõõt muutub maksimaalselt umbes 50 protsenti ja laienemine või kokkutõmbumine võib võtta mitu minutit. Nende silmadel pole iiriseid nagu meie silmadel, selle asemel muudavad sarvkesta rakud kuju, liikudes õhukesest ja lamedast kõrgeks ja pikaks. Need kokkutõmbed võivad muuta sarvkesta enda kumerust, avades võimaluse, et kammkarpisilm võib muuta kuju ja reageerida valgusele viisil, mis võimaldab proksimaalses võrkkestas moodustada krõbedamaid pilte.
"See muudab tõesti selle silma ja lõpuks ka organismi võimet omada sellist lahendust, et näha oma keskkonda, " ütleb Iowa osariigi ülikooli nägemisteadlane Jeanne Serb.
Nüüd püüab Speiser mõista, kas kammkarbid suudavad muuta peegli ja kogu silma kõverust, mis võimaldaks tal pildi fookust veelgi reguleerida. "Silmade dünaamilised struktuurid avavad mõned uued võimalused selle jaoks, mida saate teha sellise peeglil põhineva silmaga, " ütleb Speiser.
Kohanduvad peeglid pole kammkarpisilma ainus mõistatus. "Selgub, et kammkarpide silmadel on kolm korda rohkem opsine kui meil, " räägib serblane. Opsiinid on võrkkesta fotoretseptori rakkudes leiduvad valgustundlikud valgud, mis vahendavad valguse muundamist elektrokeemilisteks signaalideks. Teadlased ei tea, kas kõiki 12 kammkarpide opsiini ekspresseeritakse igas kammkarpisilmas või kas silmad on spetsiifilistes erinevates kanalites. Mõned opsiinid võivad ekspresseerida proksimaalses võrkkestas, teised aga distaalses võrkkestas.
Iowa osariigi serblaste meeskond uurib kammkarpides, karbis ja muudes loomades esinevaid opsine. Kahepoolmelised - molluskid, kes elavad kahes omavahel ühendatud liigendiga ühendatud tassitud kesta sees - on mingil kujul silma arenenud mitu korda. Mõnel karbil on isegi liitsilmad või mitme nägemisühikuga silmad, ehkki need erinevad putukate tuntumatest liitsilmadest. Uurides erinevaid opsineid väljaspool loomi, saab serblane mõõta nende imendumist ja lõpuks aru saada, kuidas nad erinevatel loomadel töötavad.
Kõigi loomade silmad on ilmselt arenenud vähemalt 50 või 60 korda ja paljudel juhtudel on nägemise molekulaarsed alused - valgud, mis valgussignaale elektrilisteks signaalideks muudavad - üsna erinevad. “Minu jaoks on suur evolutsiooniline küsimus, kuidas need valgud valguse prooviks arenevad? Ja kuidas siis täpsustatakse seda tüüpi valguskeskkondi, milles loomad võivad esineda? ”Küsib serblane. Ta usub, et enamikul juhtudel loobuvad opsiinid mingist muust funktsioonist silmis kasutamiseks mõeldud loomal.
Ehkki loomade silmade morfoloogiad ja fotoretseptorid on mitmekesised, on ehitusplokid - silma arengut kontrollivad geenid märkimisväärselt sarnased. Näiteks Pax6 on arengugeen, mis on imetajate silmade arengu jaoks kriitilise tähtsusega ja mängib sarnast rolli kammkarpide silmade arengus. Hiljutises uuringu eeltrükis väidavad Andrew Swafford ja Oakley, et need sarnasused usuvad tõsiasja, et valguse põhjustatud stressi tagajärjel võisid areneda mitut tüüpi silmad. Ultraviolettkahjustus põhjustab spetsiifilisi molekulaarseid muutusi, mille eest organism peab kaitsma.
"See oli nii üllatav, et kõik need silmade ehitamiseks ja nägemiseks kasutatavad komponendid täidavad ikka ja jälle neid kaitsefunktsioone, " räägib Oakley. Nende komponentide sügavas ajaloos on geneetilised tunnused, mis käivitavad reageerimise valguse tekitatud stressile, näiteks ultraviolettkiirgusest põhjustatud kahjustuste parandamine või UV-kahjustuste kõrvalproduktide tuvastamine. Kui UV-kahjustuste tuvastamisel ja neile reageerimisel osalevate geenide komplekt on ekspresseeritud koos, siis võib olla vaja vaid ühendada need osad uuel viisil, mis annab teile pilgu, soovitavad teadlased.
"Stressifaktor võib need komponendid kokku viia ehk esimest korda, " sõnab Swafford. Ja nii on nende erinevate nägemist põhjustavate komponentide vastastikmõju päritolu rohkem tingitud sellest stressifaktorist. Ja kui komponendid on olemas, olgu need siis pigmendid või fotoretseptorid või läätserakud, siis looduslik valik toimib nende silmis. "
Vaatamata sellele, kas need on tehtud, on kammkarpide silmadel mõni muljetavaldav funktsionaalsus, väändudes nende sisepeeglitele, et tuua valgus fookusesse nagu teleskoop. Nii et järgmine kord, kui naudite mõnda küüslaugu kammkarpi, proovige mitte ette kujutada, et molluskid teid tagasi vahtivad.
