O kształcie źrenic i niszy ekologicznej

| Nauki przyrodnicze
~Dezz~

Analiza wyglądu źrenic 214 gatunków zwierząt lądowych dowodzi, że istnieje silny związek pomiędzy ich kształtem, a niszą ekologiczną, jaką zajmuje gatunek. Analizę przeprowadził zespół pracujący pod kierunkiem profesora optometrii Martina Banksa z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley (UC Berkeley).

Okazuje się, że u drapieżników polujących z zasadzki, aktywnych i za dnia i w nocy, źrenice są rozciągnięte w pionie. Tam, gdzie mamy do czynienia ze źrenicami ułożonymi w poziomie, najprawdopodobniej jest to zwierzę należące do gatunku roślinożernego i ma oczy po bokach głowy. Z kolei zaokrąglone źrenice mają gatunki aktywnych łowców, ścigających swoje ofiary.

Najnowsze badania bazują na pracach profesora optometrii Gordona Wallsa z UC Berkeley, który w 1942 roku opublikował dzieło "The Vertebrate Eye and Its Adaptive Radiation". To klasyczny już tekst naukowy o fizjologii oczu.

U gatunków, które są aktywne za dnia i w nocy, jak koty domowe, źrenice w kształcie szczelin dają możliwość bardzo dużej zmiany ilości wpadającego doń światła, dzięki czemu dobrze widzą przy słabym oświetleniu i nie są oślepiane w pełnym słońcu. Teoria ta nie wyjaśnia jednak, dlaczego istnieją źrenice pionowe i poziome. Nie wyjaśnia też, dlaczego nie ma źrenic ukośnych. Nasze badania są pierwszymi, które próbują dać odpowiedź na te pytania - mówi Banks. Warto tutaj przypomnieć, że np. w przypadku kotów czy gekonów różnica w powierzchni pomiędzy najbardziej zwężonymi, a najbardziej rozszerzonymi źrenicami jest, odpowiednio 135- i 300-krotna. U ludzi zaś jest ona zaledwie 15-krotna.

Zespół Banksa użył modeli komputerowych, które pozwoliły na symulowanie pracy różnych źrenic. Okazało się, że poziome źrenice, ustawione równolegle do gruntu, spotykane u roślinożerców takich jak owce, konie czy jelenie zwiększają pole widzenia. Rejestrują więcej światła dochodzącego z przodu, boków i z tyłu, jednocześnie zwierzęcia nie oślepia z góry słońce, przez co lepiej widzi ono grunt. "Zwierzęta te muszą strzec się drapieżników poruszających się po ziemi, potrzebują zatem panoramicznego widzenia z minimalną liczbą martwych pól. Gdy już wykryją drapieżnika, muszą dobrze widzieć drogę ucieczki. Potrzebują zatem dobrego widzenia kątem oka, by móc biec szybko i przeskakiwać nad przeszkodami" - wyjaśnia Banks. Te wszystkie zalety poziomo ułożonych źrenic są jednak - jak się wydaje - niweczone, gdy zwierzę pochyla głowę, by pożywić się trawą. Banks spędził wiele godzin w Oakland Zoo patrząc na antylopy czy kozy, a jego współpracownik, profesor fizyki Gordon Love z brytyjskiego Durham University całymi godzinami obserwował na pobliskich farmach owce i konie. Obaj uczeni zauważyli, że jedzące trawę zwierzęta potrafią zmienić położenie swoich oczu aż o 50 stopni, czyli 10-krotnie bardziej niż człowiek. Zalety poziomo ułożonych źrenic zostają więc zachowane.

Z kolei u zwierząt polujących z zasadzki, pionowa orientacja źrenic pozwala na lepszą ocenę odległości do ofiary. Trzy cechy umożliwiają dobrą ocenę odległości: widzenie stereoskopowe, paralaksa ruchu (obiekty bliższe poruszają się w polu widzenia szybciej) oraz zmiany ogniskowej (różna ostrość widzianych obiektów znajdujących się w różnych odległościach). Badacze odrzucili paralaksę ruchu, gdyż zwierzę musiałby ciągle ruszać głową, co mogłoby zdradzić jego kryjówkę. Analizy wykazały, że pionowo ułożone źrenice maksymalizują korzyści zarówno z widzenia stereoskopowego jak i zmian ogniskowej. Okazało się jednak, że nie wszystkie drapieżniki polujące z zasadzki mają pionowe źrenice. Zaskoczył nas fakt, że pionowe oczy mają te drapieżniki, które znajdują się bliżej gruntu. Tak więc koty domowe mają pionowe źrenice, ale większe koty, jak lwy czy tygrysy mają okrągłe, jak ludzie czy psy - mówi jeden z badaczy, doktor William Sprague. Spośród 65 badanych gatunków drapieżników polujących z zasadzki i mających oczu z przodu głowy, aż 44 miały pionowe źrenice, a z nich 82% to gatunki, których wysokość w kłębie nie przekraczała 42 centymetrów. Pionowo ułożone źrenice najwyraźniej pozwalają małym zwierzętom lepiej ocenić odległość do ofiary.

Uczeni chcą w przyszłości przeprowadzić podobne badania w odniesieniu do zwierząt wodnych, ptaków i ssaków latających oraz zwierząt żyjących na drzewach.

Autor:

Źródło: EurekAlert

źrenica widzenie zwierzę nisza ekologiczna drapieżnik roślinożerca