Chimia ochilor peștilor de adâncime le-ar putea lăsa să vadă culorile aproape de întuneric

Unii pești din marea adâncă și întunecată își pot vedea lumea în mai mult decât doar nuanțe de gri.

Un studiu asupra a 101 de specii de pești dezvăluie că patru din adâncurile mării aveau un număr surprinzător de gene pentru proteinele oculare sensibile la lumină numite opsine de tijă, raportează cercetătorii în 10 mai. Ştiinţă. În funcție de modul în care animalele folosesc acești prindetoare de lumină, descoperirea ar putea contesta ideea larg răspândită că peștii de adâncime nu văd culoarea, spune coautorul Zuzana Musilová, biolog evoluționist la Universitatea Charles din Praga.

Pentru a vedea, mulți pești, oameni și majoritatea celorlalte vertebrate se bazează pe două tipuri de celule de detectare a luminii din ochi, cunoscute sub numele de tije și conuri. Celulele conice folosesc două sau mai multe tipuri de opsine și au nevoie de cantități decente de lumină pentru a funcționa. Lansetele folosesc, în general, o singură opsin numită RH1, care funcționează în lumină slabă. Această varietate de opsine în conuri, dar nu și în tije, permite vertebratelor să vadă o gamă de culori în condiții bine iluminate, dar să fie daltonici în întuneric aproape.

În noul studiu, Musilová și Fabio Cortesi de la Universitatea Queensland din Brisbane, Australia, au navigat pe nave de cercetare echipate pentru a ajunge în adâncurile oceanului pentru pești. AdanculSpecimenele de mare au venit din zona „amurgului” de la 200 la 1.000 de metri sub suprafață, unde lumina soarelui devine doar o diminuare subtilă a întunericului. Cele mai colorate lucruri de privit ar fi petele bioluminiscente de pe corpurile animalelor.

Cei patru pești de adâncime cu ochi speciali provin din trei linii diferite care au evoluat independent gene pentru mai mult de un fel de opsină RH1, relatează Musilová, Cortesi și colegii lor. Un pește lanternă de ghețar (Benthosema glaciale) avea gene pentru cinci forme diferite de RH1 și un tub-ochi (Stylephorus chordatus) avea șase. Două tipuri de spinyfin aveau chiar mai multe, 18 gene pentru spinyfin cu aripi lungi (Diretmoides pauciradiatus) și un 38 uimitor pentru spinyfin argintiu (Diretmus argenteus).

Găsirea chiar și a două opsine de tijă ar fi fost notabilă, dar numărul spinyfinului argintiu este „uimitor”, spune biologul evoluționist Megan Porter de la Universitatea din Hawaii din Manoa, care nu a fost implicat în noua cercetare. Dar ea și alții avertizează să nu tragă concluzii cu privire la modul în care peștii folosesc toată această varietate, deoarece nu există teste cu comportamentul peștilor.

Având în vedere unde trăiesc acești pești, astfel de teste ar putea să nu fie nici măcar posibile, spune Musilová. Când sunt aduse la suprafață, „majoritatea dintre ei pur și simplu mor din cauza schimbărilor de presiune”, spune ea. Chiar și aducerea lor la suprafață în viață nu garantează că se vor comporta la fel ca în adâncuri.”

Peștii pe care i-au prins cercetătorii i-au permis să verifice ce gene opsină au fost de fapt activate în retinele animalelor. Lucrarea respectivă a confirmat că spinyfin de argint folosește de fapt cel puțin 14 din cele 38 de gene RH1 pentru a produce proteine.

Cercetătorii au introdus, de asemenea, diversele gene RH1 ale spinyfinului de argint în bacterii, care au produs opsine de pește. Testele privind funcția acelor opsine au arătat că au potențialul de a capta atât lumina zilei foarte slabă, cât și o gamă largă de lumină albastră și verde de la creaturi bioluminiscente vii, au descoperit oamenii de știință.

În general, autorii sunt pe bună dreptate „prudenți” în a nu pretinde că peștii de adâncime pot vedea culoarea, spune Almut Kelber de la Universitatea Lund din Suedia, care a studiat viziunea culorilor la lumină scăzută la broaște.

Noile rezultate pești, de exemplu, nu spun dacă opsine diferite RH1 se grupează în celule individuale de tije sau sunt împrăștiate, cu celule de tije diferite purtând opsine diferite. Pentru a diferenția culorile, opsinele tijei ar trebui să fie în celule diferite. Dar dacă proteinele se adună în fiecare tijă, atunci peștii au probabil doar o sensibilitate sporită la lumină și ar putea identifica obiecte mai slabe în nuanțe de alb și negru.

Chiar și cu incertitudinile, găsirea tuturor acestor opsine neașteptate „este încă interesantă”, spune Kelber.