Ochii uimitori ai scoicilor folosesc milioane de cristale mici, pătrate pentru a vedea

Există o competiție acerbă pentru cei mai elaborati globi oculari din regnul animal, dar o moluște care apare pe farfurii ar putea fi finalistă.

Fiecare ochi al unei scoici – are până la 200 dintre ei, fiecare cu un diametru de aproximativ un milimetru – conține milioane de cristale perfect pătrate și plate care se formează într-un mozaic în oglindă, arată o nouă cercetare. Și acea suprafață strălucitoare este curbată într-un mod care permite unei scoici să concentreze lumina pe două retine diferite.

Oamenii de știință știu de mult timp că ochii scoici sunt neobișnuiți. În anii 1960, biologul Michael Land a arătat că fiecare ochi scoici folosește o oglindă pentru a focaliza lumina în imagini, în timp ce majoritatea celorlalți ochi folosesc lentile (SN: 28.5.16, str. 22). Acea oglindă naturală este făcută din cristale de guanină, a determinat Land – mai bine cunoscută pentru munca sa ca una dintre cele patru nucleotide care alcătuiesc ADN-ul. La acea vreme, tehnologia imagistică nu era suficient de bună pentru a arăta modul în care bivalvele construiau oglinda. Acum, microscopia crio-electronică scoate acele planuri din învelișul lor, raportează cercetătorii în 1 decembrie. Ştiinţă.

„Este un sistem vizual atât de neobișnuit”, spune Daniel Speiser, ecologist marin la Universitatea din Carolina de Sud din Columbia, care nu a făcut parte din studiu. „Cu cât te uiți mai aproape, cu atât devine mai derutant.”

În primul rând, cristalele de guanină care formează oglinda scoicii sunt perfect pătrate, spune coautorul studiului Benjamin Palmer, biolog la Institutul de Știință Weizmann din Rehovot, Israel. „Este cu adevărat ciudat”, spune el. „Este prima dată când vedem un pătrat perfect!”

Guanina nu formează forme de cristal care se împachetează uniform în laborator. Asta înseamnă că, într-un fel, scoica controlează procesul de cristalizare, spune Palmer. Cristalele pătrate se potrivesc de la margine la margine precum plăcile de baie pentru a forma o suprafață netedă care minimizează distorsiunea imaginii.

Un singur strat din acest mozaic de guanină este transparent. Dar fiecare ochi de scoici stivuiește până la 20 până la 30 dintre aceste foi de gresie pentru a crea o suprafață reflectorizantă. Întregul instrument este ceva ca un telescop care împletește oglinzi hexagonale într-o curbă uriașă (SN: 30.4.16, str. 32).

Câteva alte animale au și ochi în oglindă, dar rareori acele oglinzi formează o imagine clară, așa cum o fac în scoici, spune Palmer. Studiul examinat Pecten maximus ochi, dar alte scoici din același gen au o configurație la fel de complicată.

Iar oglinda oculară a scoicii nu are forma unei emisfere perfecte, au descoperit cercetătorii. În schimb, oglinda are o formă neobișnuită 3-D care permite scoicii să focalizeze lumina pe una dintre cele două retine, în funcție de unghiul luminii care intră. O retină este reglată la lumina mai slabă provenită din vederea periferică; celălalt surprinde cel mai bine mișcarea în lumină puternică.

„Aceasta este o idee nouă despre modul în care scoiciul poate folosi ambele retine în același ochi”, spune Speiser – o întrebare care îi deranjează de mult experții în scoici.

Aducerea multă energie în viziune are sens dacă ești un prădător care vânează din vedere, adaugă Speiser. În timp ce scoicii pot să țâșnească prin ocean prin ruperea ritmică a cochiliilor de bivalve deschise și închise ca Pac-Man, creaturile marine sunt hrănitoare de filtrare care nu trebuie să-și pândească prada. Deci, de ce au atât de mulți ochi și o asemenea complexitate în fiecare ochi rămâne un mister.