Για περισσότερο από έναν αιώνα, τα εγχειρίδια βιολογίας αναφέρουν ότι η όραση στα σπονδυλωτά - συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων - αποτελείται από δύο σαφώς καθορισμένους κυτταρικούς τύπους: ράβδους για την επεξεργασία αμυδρού φωτός και κώνους για έντονο φως και χρώμα. Νέα έρευνα που αφορά ψάρια βαθέων υδάτων δείχνει ότι αυτή η τακτική διαίρεση, στην πραγματικότητα, δεν είναι τόσο τακτική.
Νέες ανακαλύψεις με βάση την έρευνα στα ψάρια
Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει έναν νέο τύπο οπτικού κυττάρου σε ψάρια βαθέων υδάτων που συνδυάζει το σχήμα και τη μορφή των ραβδίων με τον μοριακό μηχανισμό και τα γονίδια των κώνων. Αυτός ο υβριδικός τύπος κυττάρου, προσαρμοσμένος για όραση σε συνθήκες σκοτεινού φωτισμού, βρέθηκε σε προνύμφες τριών ειδών ψαριών βαθέων υδάτων στην Ερυθρά Θάλασσα.
Τα είδη που μελετήθηκαν ήταν: ένα ψάρι-καβαλάρης, με την επιστημονική ονομασία Maurolicus mucronatus· ένα ψάρι-καβαλάρης, με το όνομα Vinciguerria mabahiss· και ένα ψάρι-φανάρι, με το όνομα Benthosema pterotum. Το ψάρι-καβαλάρης διατήρησε τα υβριδικά κύτταρα καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του. Τα άλλα δύο μετατοπίστηκαν στη συνήθη διχοτομία ράβδου-κώνου στην ενήλικη ζωή.
Και τα τρία είναι μικρά, με τα ενήλικα άτομα να έχουν μήκος περίπου 3-7 εκατοστά και τις προνύμφες πολύ μικρότερες. Ζουν σε ένα θαλάσσιο βασίλειο συνθηκών λυκόφωτος, με το ηλιακό φως να αγωνίζεται να διεισδύσει στα υδάτινα βάθη.
Οι εναλλαγές του φωτός
Ο αμφιβληστροειδής σπονδυλωτός αμφιβληστροειδής, μια αισθητηριακή μεμβράνη στο πίσω μέρος του ματιού που ανιχνεύει το φως και το μετατρέπει σε σήματα προς τον εγκέφαλο, διαθέτει δύο κύριους τύπους φωτοευαίσθητων οπτικών κυττάρων, που ονομάζονται φωτοϋποδοχείς. Ονομάζονται από το σχήμα τους: ραβδία και κώνια.
«Τα ραβδία και τα κώνια αλλάζουν αργά θέση μέσα στον αμφιβληστροειδή όταν κινούνται μεταξύ σκοτεινών και φωτεινών συνθηκών, γι' αυτό και τα μάτια μας χρειάζονται χρόνο για να προσαρμοστούν όταν πατάμε το διακόπτη φωτισμού στο δρόμο μας προς την τουαλέτα τη νύχτα», δήλωσε η Lily Fogg, μεταδιδακτορική ερευνήτρια θαλάσσιας βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι στη Φινλανδία και κύρια συγγραφέας της έρευνας που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, ανοίγει νέα καρτέλα.
«Διαπιστώσαμε ότι, ως προνύμφες, αυτά τα ψάρια βαθέων υδάτων χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον έναν τύπο υβριδικού φωτοϋποδοχέα που συνδυάζει και ταιριάζει. Αυτά τα κύτταρα μοιάζουν με ράβδους - μακριά, κυλινδρικά και βελτιστοποιημένα για να πιάνουν όσο το δυνατόν περισσότερα σωματίδια φωτός - φωτόνια. Αλλά χρησιμοποιούν τον μοριακό μηχανισμό των κώνων, ενεργοποιώντας γονίδια που συνήθως βρίσκονται μόνο σε κώνους», δήλωσε ο Fogg.
Οι ερευνητές εξέτασαν τους αμφιβληστροειδείς των προνυμφών ψαριών που αλιεύτηκαν σε βάθη από 20 έως 200 μέτρα. Στο είδος του αμυδρού περιβάλλοντος που κατοικούν, τα κύτταρα των ραβδίων και των κώνων συνήθως εμπλέκονται στον αμφιβληστροειδή των σπονδυλωτών, αλλά κανένα από τα δύο δεν λειτουργεί πολύ καλά. Αυτά τα ψάρια εμφανίζουν μια εξελικτική λύση.
«Τα αποτελέσματά μας αμφισβητούν την μακροχρόνια ιδέα ότι οι ράβδοι και οι κώνοι είναι δύο σταθεροί, σαφώς διαχωρισμένοι τύποι κυττάρων. Αντ' αυτού, δείχνουμε ότι οι φωτοϋποδοχείς μπορούν να συνδυάσουν δομικά και μοριακά χαρακτηριστικά με απροσδόκητους τρόπους. Αυτό υποδηλώνει ότι τα οπτικά συστήματα των σπονδυλωτών είναι πιο ευέλικτα και εξελικτικά προσαρμόσιμα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως», δήλωσε ο Fogg. «Είναι ένα πολύ ενδιαφέρον εύρημα που δείχνει ότι η βιολογία δεν χωράει σε κουτάκια», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Fabio Cortesi, θαλάσσιος βιολόγος και νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Κουίνσλαντ στην Αυστραλία. «Δεν θα με εξέπληττε αν διαπιστώσουμε ότι αυτά τα κύτταρα είναι πολύ πιο συνηθισμένα σε όλα τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των χερσαίων ειδών».
Η σημασία τους για την βιοποικιλότητα
Και τα τρία είδη εκπέμπουν βιοφωταύγεια χρησιμοποιώντας μικρά όργανα εκπομπής φωτός στο σώμα τους, που βρίσκονται κυρίως στην κοιλιά. Παράγουν μπλε-πράσινο φως που αναμειγνύεται με το αχνό φως υποβάθρου από τον ήλιο από πάνω. Αυτή η στρατηγική, που ονομάζεται αντιφωτισμός, είναι μια κοινή μορφή καμουφλάζ στα βαθιά νερά για την αποφυγή των θηρευτών.
«Μικρά ψάρια σαν αυτά τροφοδοτούν τον ανοιχτό ωκεανό. Είναι άφθονα και χρησιμεύουν ως τροφή για πολλά μεγαλύτερα αρπακτικά ψάρια, συμπεριλαμβανομένων των τόνων και των μάρλιν, θαλάσσια θηλαστικά όπως τα δελφίνια και οι φάλαινες, και θαλάσσια πτηνά», δήλωσε ο Cortesi.
Αυτά τα είδη ψαριών συμμετέχουν επίσης σε μία από τις μεγαλύτερες καθημερινές μεταναστεύσεις στο ζωικό βασίλειο. Κολυμπούν κοντά στην επιφάνεια τη νύχτα για να τραφούν σε νερά πλούσια σε πλαγκτόν και στη συνέχεια επιστρέφουν στα βάθη - 650 έως 3.280 πόδια (200 έως 1.000 μέτρα) - κατά τη διάρκεια της ημέρας για να αποφύγουν τη θήρευση.
«Η βαθιά θάλασσα παραμένει ένα σύνορο για την ανθρώπινη εξερεύνηση, ένα μυστήριο με δυνατότητες για σημαντικές ανακαλύψεις», δήλωσε ο Κορτέσι. «Θα πρέπει να φροντίσουμε αυτό το βιότοπο με τη μέγιστη προσοχή για να διασφαλίσουμε ότι οι μελλοντικές γενιές θα μπορούν να συνεχίσουν να θαυμάζουν τα θαύματά του».
www.worldenergynews.gr
