Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Dzięki "skalnym" oczom widzą drapieżniki

Recommended Posts

Chitony, zwane wielotarczowcami (Polyplacophora), są morskimi mięczakami, u których w strukturach spełniających funkcję oczu, a jest ich kilkaset, występują soczewki z kryształów dwóch polimoficznych odmian węglanu wapnia: kalcytu oraz aragonitu. O istnieniu oczu chitonów naukowcy wiedzieli już od kilkudziesięciu lat, nie mieli jednak pojęcia, czy służą do oglądania znajdujących się wyżej obiektów, np. drapieżników, czy tylko do wykrywania zmian w oświetleniu. Tymczasem okazuje się, że chitony mogą widzieć różne obiekty, choć prawdopodobnie nie za dobrze - wyjawia Daniel Speiser z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara.

Zadziwiające, jak istoty te wytwarzają oczy praktycznie ze skały - zachwyca się prof. Sönke Johnsen z Duke University. Wygląda jednak na to, że mamy do czynienia z prostym sposobem na wyewoluowanie oczu z dostępnego materiału. Chitony mają już bowiem aragonitową skorupkę.

Johnsen i Speiser badali pewnien gatunek wielotarczowca, a mianowicie Acanthopleura granulata. Jego przedstawiciele mają płaską skorupkę zbudowaną z ośmiu płytek. Znajdują się na nich klastry światłoczułych komórek, pokryte setkami niewielkich soczewek. Testując wzrok mięczaków, Amerykanie umieszczali pojedyncze osobniki na łupkowej płytce. Pozostawione samym sobie, po jakimś czasie unosiły część ciała, by odetchnąć. W tym momencie Speiser pokazywał im albo czarny dysk o średnicy od 35 mm do 10 cm, albo szary łupek, który blokował dostęp takiej samej ilości światła. Dysk lub łupek pojawiał się 20 cm nad chitonem.

Mięczaki nie reagowały na szary łupek, ale opadały na widok krążka o średnicy powyżej 3 cm. Johnsen uważa, że u człowieka odpowiadałoby to spojrzeniu w niebo i dostrzeżeniu dysku o średnicy 20 Księżyców. Oznacza to, że nasz wzrok jest o wiele wrażliwszy od wzroku chitonów. Ponieważ mięczaki reagowały tylko na czarne dyski, a nie na blokujące tę samą ilość światła szare łupki, sugeruje to, że nie reagują na prostą zmianę w oświetleniu. Biolodzy nie sądzą, by ich "skalne" oczy stanowiły część ewolucyjnej ścieżki prowadzącej do naszych oczu.

Speiser opowiada, że pierwsze chitony pojawiły się na Ziemi ponad 500 mln lat temu. Najstarsze wielotarczowce z oczami znajdowano jednak w zapisie kopalnym dopiero z ostatnich 25 mln lat, co oznacza, że w perspektywie ewolucyjnej są stosunkowo świeżą zdobyczą. Wg biologa, chitony potrzebowały oczu, by chronić się przed drapieżnikami. Podczas eksperymentów naukowcy sprawdzili, czy oczy chitonów działają w wodzie i w kontakcie z powietrzem, ponieważ niektóre gatunki Polyplacophora spędzają czas zarówno w zanurzeniu, jak i wynurzeniu. Okazało się, że sprawdzają się w obu środowiskach i że soczewki inaczej skupiają wtedy światło.

Strukturalnie siatkówka chitonów przypomina siatkówkę ślimaków, ale ta ostatnia reaguje na pojawienie się światła, podczas gdy u wielotarczowców może reagować wyłącznie na jego usunięcie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Świadkowie, niestety, często się mylą. Okazuje się, że by zdobyć bardziej wiarygodne dowody dla sądu, warto polegać nie na tym, co człowiek mówi, ale gdzie patrzy.
      Ruchy oczu są szybko ściągane w rejon zapamiętanych obiektów - podkreśla prof. Deborah Hannula z University of Wisconsin Milwaukee. Śledzenie, gdzie i przez jaki czas ktoś patrzy, może pomóc w odróżnieniu obiektów wcześniej widzianych i nowych [...].
      Amerykańscy psycholodzy dali studentom do pooglądania 36 twarzy, które następnie poddano morfingowi. Nowe fizjonomie miały być bardzo podobne do oryginalnych. Później badani zapoznawali się z 36 trzyelementowymi zestawami. Poinformowano ich, że w zbiorze może w ogóle nie występować twarz z początku eksperymentu. Naciśnięciem guzika trzeba było zasygnalizować, która z twarzy pojawiła się w pierwotnym zbiorze. W razie nieobecności takiego elementu należało wybrać jakąkolwiek twarz. Eksperymentatorzy prosili też, by nie tylko wskazywać, ale i powiedzieć, czy dana fizjonomia pojawiła się wcześniej, czy nie.
      Gdy ochotnicy przyglądali się 3-elementowym zestawom, naukowcy nagrywali ruchy oczu. Ustalali, gdzie dany człowiek spojrzał na początku i ile czasu spędził na patrzeniu na ten obiekt. W czasie analizy twarze podzielono na 3 grupy: 1) rzeczywiście oglądane na początku eksperymentu, 2) twarze poddane morfingowi, które badani pomylili z twarzami pierwotnymi, 3) twarze zmorfowane, wskazane przy pełnej świadomości, że nie są tymi, o które chodziło.
      Okazało się, że ochotnicy łatwo identyfikowali twarze oglądane na wstępie. Dłużej na nie patrzyli i często kierowali tam wzrok od razu po zaprezentowaniu 3-elementowego zestawu. Interesujące jest to, że zanim badani wybrali twarz i zasygnalizowali to, naciskając guzik, w porównaniu do innych twarzy, nieproporcjonalnie dużo patrzyli na tę "docelową". Wszystko jednak zmieniało się po naciśnięciu guzika: spoglądanie dopasowywało się do reakcji behawioralnej, bez względu na to, czy była prawidłowa, czy nie.
      Hannula uważa, że metodę bazującą na monitorowaniu ruchów sakkadowych oczu można wykorzystać w badaniu pamięci dzieci czy osób chorych psychicznie (obie te grupy miewają problemy komunikacyjne).
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tripedalia cystophora należą do gromady kostkowców, które z wyglądu bardzo przypominają krążkopławy. Zazwyczaj zamieszkują namorzyny, gdzie obficie występują krewetki, a liczne oczy pomagają im w unikaniu zderzeń z podwodnymi obiektami. Naukowców zaintrygowało jednak, że część z oczu stale spogląda w górę (za ustawienie odpowiadają znajdujące się w strukturach otaczających oczy kryształy gipsu). Okazuje się, że dzięki temu zwierzęta mogą śledzić, co dzieje się nad powierzchnią wody.
      Dan-Eric Nilsson, biolog z Uniwersytetu w Lund, doszedł do tego, przeprowadzając ciekawy eksperyment. Wraz z zespołem umieścił zwierzęta w otwartym akwarium, a następnie opuścił je na dno w lesie namorzynowym w Portoryko. Naukowcy monitorowali T. cystophora za pomocą kamery wideo. Kiedy akwarium znajdowało się blisko drzew, a ich korony były nadal widoczne dokładnie nad nim, kostkowce co chwilę uderzały ciałem w ścianę najbliższą roślinom. Gdy jednak akwarium przesunięto o 12 m od krawędzi lasu i nad powierzchnią wody nie było widać drzew, zwierzęta pływały we wszystkich kierunkach.
      Ponieważ zbiornik uniemożliwiał kontakt ze związkami chemicznymi znajdującymi się w wodzie pływowej, a muł ograniczał widoczność, wg Nilssona kostkowce musiały orientować się w przestrzeni dzięki drzewom.
      To pierwszy taki przypadek, by naziemne wskazówki były wykorzystywane przez kostkowce czy jakiekolwiek inne bezkręgowce do nawigowania [w środowisku wodnym]. Chowanie się pod gałęziami/koroną drzew jest bardzo rozsądne, ponieważ krewetki, na które polują T. cystophora, występują głownie na płyciźnie.
      Szwedzi zrobili zdjęcia tuż przy powierzchni wody i sporządzili na tej podstawie modele, co kostkowce mogą widzieć dzięki skierowanym ku górze oczom. W ten sposób ustalili, że mogą wykryć drzewa zlokalizowane do 8 m od brzegu lasu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Wielkiej Brytanii cierpiąca na zespół zamknięcia kobieta po udarze komponowała i odtwarzała muzykę za pomocą myśli. Chora przeszła udar, po którym jest w stanie lekko poruszać oczami, mięśniami twarzy i głową.
      Pacjentka uwielbiała uczestniczyć w eksperymencie. Powiedziała później, że po raz pierwszy od udaru poczuła, że znowu sprawuje nad czymś kontrolę – opowiada dr Palani Ramaswamy ze Szkoły Informatyki i Inżynierii Elektronicznej Uniwersytetu w Essex.
      Projekt to wspólne przedsięwzięcie Ramaswamy'ego i Eduarda Mirandy, specjalisty ds. muzyki komputerowej z Uniwersytetu w Plymouth. Podczas testów wykorzystywano fale mózgowe do operowanie skomputeryzowanym systemem muzycznym. Na głowę pacjentki założono czepek z elektrodami do EEG. W zależności od tego, na co kobieta patrzyła – w tym przypadku były to drgające z różnymi częstotliwościami obiekty – powstawały odmienne wzorce fal i elektrody je wychwytywały. Efekt podążania za częstotliwością zaadaptowano później w mechanizmach kontrolnych. Różne częstotliwości powiązano z różnymi instrumentami muzycznymi, na których pacjentka grała za pomocą oczu.
      To, co czyniło tę próbę tak wyjątkową, był fakt, że intensywność spoglądania na ekran, definiowana w kategoriach koncentracji uwagi, zapewniała większą kontrolę, a w tej konkretnej sytuacji większy zakres dźwięków [nut] dla każdego instrumentu – wyjaśnia Ramaswamy. Po paru godzinach kobieta z zespołem zamknięcia była w stanie zagrać minisolo orkiestrowe. Eksperyment prowadzono w szpitalu w Londynie (po raz pierwszy technologię wykorzystano nie w laboratorium i z pomocą kogoś chorego). Wyniki badań opublikowano w piśmie Music and Medicine.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czasy reakcji w przypadku sakkadowych ruchów oczu, które są rzadkie u Brytyjczyków, występują dużo częściej u Chińczyków. W świetle uzyskanych wyników wygląda więc, że naukowcy będą musieli skreślić szybkie przenoszenie wzroku z listy objawów wskazujących na chorobę czy uszkodzenie mózgu (Experimental Brain Research).
      Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu współpracowali z kolegami z Uniwersytetu Syczuańskiego. Na całym świecie testy ruchów oczu stosuje się do wychwycenia urazu mózgu lub różnych chorób, np. stwardnienia rozsianego lub schizofrenii. Badania dwunarodowego zespoły wykazały jednak, że wzorzec ruchów oczu rzadki wśród zdrowych Brytyjczyków u Chińczyków występuje dużo częściej. Oznacza to, że wzorzec ten nie jest tak uniwersalnym sygnałem zmienionego funkcjonowania mózgu, jak wcześniej sądzono.
      Podczas eksperymentu ludzi proszono o spoglądanie na punkty świetlne, pojawiające się nagle po lewej lub prawej stronie pola widzenia. Naukowcy mierzyli czas reakcji. U osoby z jakiegokolwiek państwa na świecie spodziewalibyśmy się, że czas reakcji w przypadku szybkich ruchów oczu wyniesie ok. 1/5 sekundy. Bardzo rzadko spotyka się kogoś, kto robi to szybciej, w ok. 1/10 s. Zazwyczaj uznaje się to za symptom ukrytego problemu, który utrudnia utrzymanie spojrzenia w wybranym miejscu przez wystarczająco długi czas. W naszym studium, tak jak oczekiwaliśmy, u 97% Brytyjczyków występowało opóźnienie rzędu 1/5 s, a tylko 3% badanych osiągało o wiele krótsze czasy. W chińskiej grupie aż 30% ochotników wykazywało szybszą reakcję. Nasi badani byli zdrowi, mieli dobry wzrok, a mimo to wzorzec ruchów oczu uznawany wcześniej za rzadki był wśród Chińczyków stosunkowo powszechny.
      Na razie nie wiadomo, skąd biorą się zaobserwowane różnice. Akademicy spekulują, że chodzi o wpływy kulturowe, które zmieniają reakcję biologiczną. W tym celu studiowane są ruchy oczu u Chińczyków urodzonych i mieszkających w Wielkiej Brytanii oraz Chińczyków urodzonych w Chinach, którzy następnie wyemigrowali do Wielkiej Brytanii. Niewykluczone jednak, że istnieją podstawowe różnice w budowie i działaniu mózgu [...], a mapy mózgu stworzono wiele lat temu, bazując głównie na populacjach europejskich.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pokryte drzewami wysepki z mokradeł Everglades to nie do końca twory geologiczne, lecz właściwie pokryte skałami osadowymi prehistoryczne pryzmy śmieci. Badania archeologiczne wykazały bowiem, że pod warstwą torfu w caliche znajdują się rozmaite artefakty, kości i węgiel drzewny, a pod nimi coś jeszcze.
      Zazwyczaj wysepki mają około metra wysokości i kształt łzy. Kiedyś sądzono, że są one posadowione na wybrzuszeniach z węglanów ze skały macierzystej. Kiedyś jednak Robert Carr z Archaeological and Historical Conservancy w Davie na Florydzie ustalił, że pod torfem znajduje się czerwonoszara utwardzona warstwa. Gail Chmura i Maria-Theresia Graf z McGill University postanowiły kontynuować jego badania i zaczęły wykopaliska na kilku wysepkach. Znalazły czerwonoszarą warstwę i stwierdziły, że to caliche - iluwialna skała osadowa złożona głównie z węglanu wapnia (kalcytu). Miała ona 40-75 cm grubości i to w niej tkwiły wspomniane wcześniej artefakty wraz kośćmi i węglem. Gdy badaczki się przez nią przebiły, znalazły pryzmę śmieci sprzed 4 tys. lat.
      Jak więc doszło do utworzenia charakterystycznych wysepek? Kanadyjki podają, że zwierciadło wód gruntowych w Everglades podniosło się w ciągu ostatnich 5 tysięcy lat, tak więc wyniesienia stały się wygodną oazą dla drzew. Po ukorzenieniu czerpały one wodę znad skały macierzystej. Ponieważ zawierała za dużo węglanów i fosforanów, rośliny wydzielały je do okolicznej gleby, prowadząc do wytworzenia caliche (w zwykłych okolicznościach skała powstaje wskutek ewaporacji podciąganych kapilarnie roztworów przesyconych kalcytem). Drzewa doprowadziły do powiększenia i dalszego wyniesienia wysepek. Caliche chroni z kolei same drzewa, osłaniając znajdującą się pod spodem glebę przed częstymi pożarami. W takich warunkach życie może się odrodzić. Chmura obawia się jednak, że powodzie zniszczą warstwę z kalcytu.
×
×
  • Create New...