Scientists Have Developed Shark Vision
David Gruber widzi świecące formy życia wszędzie, gdzie spojrzy. Znalazł dziesiątki fluorescencyjnych koralowców w Wielkiej Rafie Koralowej. W 2014 roku doniósł o ponad 180 gatunkach ryb, które fluoryzują. W zeszłym roku natknął się nawet na fluorescencyjne żółwie morskie.
Teraz Gruber, biolog z City University of New York’s Baruch College, chce wiedzieć, dlaczego wszystkie te gatunki świecą. On i jego koledzy zbudowali kamerę „shark-eye”, aby symulować, jak fluorescencyjne rekiny pojawiają się dla siebie nawzajem, po części po to, aby ludzie patrzyli na te stworzenia nieco życzliwiej.
Zwierzęta takie jak ryby i żółwie nie generują własnego światła, tak jak robi to ognik. Bycie biofluorescencyjnym oznacza, że molekuły w ich skórze absorbują światło o określonej długości fali i odbijają je z powrotem na innej długości fali. W oceanie oznacza to zazwyczaj, że pochłaniają niebieskie światło i przekształcają je w zielone, czerwone lub pomarańczowe. To jest trudne do zauważenia z ludzkich oczu w ciemnym oceanie, choć osoba może wykryć zielonkawy odlew do skóry rekina, na przykład.
Znalezienie biofluorescencji w tak wielu zwierząt morskich doprowadziło Gruber do zastanowienia się, co przewagę, że przyznane na gatunku. On i jego współautorzy zaczęli odpowiadać na to pytanie dla dwóch biofluorescencyjnych rekinów, żyjącego na Atlantyku rekina łańcuchowego i żyjącego na Pacyfiku rekina mieczowego. Dokonali tego, zaglądając im głęboko w oczy – nie w romantycznym sensie, ale w sensie dysekcji. Odkryli, że chociaż te gatunki wydają się mieć doskonałe widzenie w słabym świetle, są monochromatyczne. Oznacza to, że w przeciwieństwie do ludzi, którzy budują widzenie barwne za pomocą trzech rodzajów cząsteczek pigmentu w naszych oczach, te rekiny mają tylko jeden pigment. Wykrywa on niebiesko-zielone światło.
To ma sens, mówi Gruber. „Ocean jest tym ogromnym niebieskim filtrem, i staje się bardziej idealnie niebieski, gdy schodzisz głębiej”. Jeśli nie ma żadnych innych kolorów światła do zobaczenia, po co się męczyć?
Następnie zespół zapytał, jakie części ciała rekina fluoryzują. Oba gatunki mają cętkowane wzory, które w świetle akwarium wyglądałyby na jasnobeżowo-ciemnoszare lub jasnobeżowo-czarne. (Wzór rekina łańcuchowego wygląda prawie jak wzór żyrafy.) Naukowcy badali skórę rekinów w laboratorium i użyli specjalnego zestawu kamer, aby uchwycić fluorescencję rekinów w naturze. Nurkowali w nocy, świecąc na zwierzęta niebieskim światłem. Następnie użyli kamery z odfiltrowanym niebieskim światłem, aby uchwycić tylko zieloną fluorescencję, która świeciła na nich z powrotem.
Więcej Historii
Fluorescencja pochodziła głównie z beżowych łat rekinów. Ale rekin swell ujawnił również „te migoczące, bardzo jasne plamy wszędzie”, mówi Gruber. Dodatkowo badacze zaobserwowali fluorescencję świecącą niesamowicie z oczu rekinów.
W końcu zespół wykorzystał to, czego dowiedział się o widzeniu u obu gatunków, aby stworzyć kamerę typu „rekinie oko”. Jest to „kamera filmowa o bardzo wysokiej rozdzielczości”, jak mówi Gruber, z filtrami dodanymi w celu symulacji tego, co widziałyby monochromatyczne zwierzęta.
Wynik nie wygląda zbyt okazale. Ale prawdziwym pytaniem jest, jaką różnicę robi to rekinowi. Czy dodatkowe zielone światło sprawia, że wzory rekinów są łatwiejsze do zauważenia na tle oceanu? W modelu naukowcy odkryli, że w miarę jak rekiny pływają głębiej w oceanie, ich fluorescencyjne wzory powinny się mocniej wyróżniać dla oczu innych rekinów. Opublikowali swoje wyniki w Scientific Reports.
Nie wszyscy są przekonani przez model zespołu. Nathan Hart, biolog z Macquarie University w Nowej Południowej Walii, Australia, który bada wizję rekinów, zastanawia się, czy niebieskie światło w głębokim oceanie jest naprawdę wystarczająco jasne, aby fluorescencja rekinów wyróżniała się na tle innych. Christine Bedore, z Georgia Southern University, dodaje, że jest „dość wątpliwe, że fluorescencja ma jakiekolwiek znaczenie ekologiczne.”
Gruber podkreśla, że badanie jest tylko pierwszym podejściem do poznania, jak rekiny widzą swój własny blask. I biofluorescencji wydaje się ewoluowały wiele razy w ryby – wskazówka, że ma cel. „To ma sens, jeśli pomyślimy o życiu w błękitnym oceanie” – mówi Gruber. „Dlaczego nie mieliby wymyślić sposobu, aby ich świat był bogatszy w tekstury?”
Jeśli fluorescencja pomaga rekinom zobaczyć innych członków ich gatunku, mogłoby to pomóc im znaleźć siebie nawzajem do godów lub socjalizacji. Ale biofluorescencja może również sprawić, że rekiny będą bardziej oczywiste dla drapieżników. Gruber mówi, że nie jest jasne, jakie zwierzęta zjadają te gatunki – być może inne, większe rekiny – ani jakie mogą być ich własne zdolności wizualne. Bardzo niewiele gatunków rekinów zostało „przyprowadzonych do okulisty”, mówi.
„To badanie naprawdę otworzyło mi oczy”, dodaje Gruber (bez zamierzonego kalamburu), „jak mało wiemy o wzroku rekina.”
Jednym z jego kolejnych kroków będzie stworzenie kamer reprezentujących oczy innych zwierząt, dzięki nowej technologii zwanej kamerą hiperspektralną. Ten rodzaj kamery mógłby pozwolić naukowcom na nagrywanie materiału filmowego pod wodą, a następnie napisać algorytmy w laboratorium, aby przekształcić materiał w punkt widzenia różnych gatunków.
Ostatecznie Gruber ma nadzieję, że oglądanie świata oczami innych zwierząt przyniesie praktyczne korzyści. Trudno jest przekonać ludzi o znaczeniu ochrony oceanu, mówi, kiedy nie mogą odnieść się do zwierząt, które tam żyją. Ludzie mogą myśleć o stworzeniach morskich jako tajemniczych, przerażających lub po prostu jako o jedzeniu. Ale jeśli umieścimy się w ich perspektywie, Gruber wierzy, „To może przyciągnąć nas bliżej do tych gatunków.”
.