Cuvântul „scoică” evocă de obicei un mușchi adductor suculent și rotund – o delicatesă din fructe de mare. Așa că nu se știe pe scară largă că scoicile au până la 200 de ochi mici de-a lungul marginii mantalei care le căptușește cochilia. Complexitatea acestor ochi de moluște este încă în curs de dezvăluire. Un nou studiu publicat în Current Biology dezvăluie că ochii scoicilor au pupile care se dilată și se contractă ca răspuns la lumină, ceea ce îi face mult mai dinamici decât se credea până acum.
„Este pur și simplu surprinzător cât de multe aflăm despre cât de complecși și cât de funcționali sunt acești ochi de scoică”, spune Todd Oakley, un biolog evoluționist de la Universitatea din California, Santa Barbara.
Optica ochilor de scoică este configurată foarte diferit față de propriile noastre organe oculare. Când lumina intră în ochiul viezurei, trece prin pupila, o lentilă, două retină (distală și proximală) și apoi ajunge la o oglindă făcută din cristale de guanină în spatele ochiului. Oglinda curbată reflectă lumina pe suprafața interioară a retinei, unde se generează semnale neuronale care sunt trimise către un mic ganglion visceral, sau un grup de celule nervoase, a cărui sarcină principală este de a controla intestinul și mușchiul aductor al viezurei. Structura ochiului unui viezure este similară sistemelor optice găsite în telescoapele avansate.
Pentru mulți ani, fizica și optica ochiului viezurei a reprezentat o problemă deconcertantă. „Retina principală din ochi primește lumină aproape complet nefocalizată, deoarece este prea aproape de oglindă”, spune Dan Speiser, cercetător în domeniul vederii la Universitatea din Carolina de Sud și autor principal al noului studiu. Cu alte cuvinte, orice imagine de pe retina proximală ar fi neclară și nefocalizată. „Acest lucru mi se pare atât de nerezonabil”, spune Speiser.
Noul studiu aruncă o oarecare lumină asupra acestui mister. Cercetătorii au descoperit că pupilele viezurei sunt capabile să se deschidă și să se contracte, deși răspunsurile lor pupilare nu sunt la fel de rapide ca ale noastre. Diametrul pupilei unui viezure se modifică cu aproximativ 50% cel mult, iar dilatarea sau contracția poate dura câteva minute. Ochii lor nu au iris, așa cum au ochii noștri, și, în schimb, celulele din cornee își schimbă forma, trecând de la subțire și plat la înalt și lung. Aceste contracții pot schimba curbura corneei însăși, deschizând posibilitatea ca ochiul de viezure să-și schimbe forma și să răspundă la lumină într-un mod care să facă posibilă formarea unor imagini mai clare pe retina proximală.
„Schimbă cu adevărat capacitatea acelui ochi și, în cele din urmă, a organismului de a putea avea tipul de rezoluție pentru a-și vedea mediul înconjurător”, spune Jeanne Serb, cercetător în domeniul vederii la Universitatea de Stat din Iowa.
Acum, Speiser lucrează pentru a înțelege dacă scoicile sunt capabile să schimbe curbura oglinzii și a ochiului ca întreg, ceea ce i-ar permite să ajusteze și mai mult focalizarea imaginii. „Structurile dinamice ale ochilor deschid noi posibilități pentru ceea ce se poate face cu un astfel de ochi bazat pe oglinzi”, spune Speiser.
Oglinzile adaptive nu sunt singurul mister al ochiului de viezure. „Se pare că ochii de viezure au de trei ori mai multe opsine decât avem noi”, spune Serb. Opsinele sunt proteine sensibile la lumină care se găsesc în celulele fotoreceptoare ale retinei și care mediază conversia luminii în semnale electrochimice. Oamenii de știință nu știu dacă toate cele 12 opsine ale viezurei sunt exprimate în fiecare ochi al viezurei sau dacă ochii se subspecializează în diferite canale ale spectrului vizual. Unele opsine pot fi exprimate în retina proximală, în timp ce altele se află în retina distală.
Echipa lui Serb de la Iowa State studiază opsinele la scoici, scoici și alte animale. Bivalvele – moluște care trăiesc în interiorul a două cochilii în formă de cupă potrivite, conectate printr-o balama – au evoluat o anumită formă de ochi de mai multe ori. Unele scoici au chiar ochi compuși, sau ochi cu mai multe unități vizuale, deși aceștia diferă de ochii compuși mai bine cunoscuți ai insectelor. Prin studierea diferitelor opsine în afara animalelor, Serb poate măsura absorbția acestora și, în cele din urmă, poate înțelege cum funcționează la diferitele animale.
Ochii au evoluat probabil de cel puțin 50 sau 60 de ori la toate animalele și, în multe cazuri, fundamentele moleculare ale vederii – proteinele care traduc semnalele luminoase în semnale electrice – variază destul de mult. „Marea întrebare evolutivă pentru mine este: cum evoluează aceste proteine pentru a eșantiona lumina? Și apoi, cum se specifică în funcție de diferitele tipuri de medii de lumină în care pot apărea animalele?” întreabă Serb. Ea crede că opsinele, în cele mai multe cazuri, sunt reproiectate de la o altă funcție în cadrul animalului pentru a fi folosite în ochi.
Deși există o diversitate de morfologii ale ochilor și de fotoreceptori între animale, blocurile de construcție – genele care controlează dezvoltarea ochilor – sunt remarcabil de asemănătoare. De exemplu, Pax6 este o genă de dezvoltare care este esențială pentru dezvoltarea ochilor la mamifere și joacă un rol similar în dezvoltarea ochilor de viezure. Într-un studiu recent preimprimat, Andrew Swafford și Oakley susțin că aceste asemănări contrazic faptul că multe tipuri de ochi ar fi putut evolua ca răspuns la stresul indus de lumină. Deteriorarea ultravioletă provoacă modificări moleculare specifice împotriva cărora un organism trebuie să se protejeze.
„A fost atât de surprinzător faptul că, de fiecare dată, toate aceste componente care sunt folosite pentru a construi ochii și, de asemenea, sunt folosite în viziune, au aceste funcții de protecție”, spune Oakley. În istoria profundă a acestor componente se află trăsături genetice care declanșează răspunsuri la stresul indus de lumină, cum ar fi repararea daunelor provocate de radiațiile UV sau detectarea produselor secundare ale daunelor provocate de acestea. Odată ce suita de gene implicate în detectarea și răspunsul la daunele provocate de UV sunt exprimate împreună, atunci ar putea fi doar o chestiune de a combina aceste părți într-un mod nou care să vă ofere un ochi, sugerează cercetătorii.
„Factorul de stres poate aduce împreună aceste componente poate pentru prima dată”, spune Swafford. „Și astfel, originile interacțiunilor dintre aceste componente diferite care duc la vedere sunt mai mult atribuite acestui factor de stres. Și apoi, odată ce componentele sunt acolo, fie că este vorba de pigmenți sau fotoreceptori sau celule de cristalin, atunci selecția naturală acționează pentru a le elabora în ochi.”
Cum au fost creați, ochii de viezure au o funcționalitate impresionantă, deformându-și oglinzile interne pentru a focaliza lumina ca un telescop. Așadar, data viitoare când vă bucurați de niște scoici cu usturoi, încercați să nu vă imaginați că moluștele se holbează la voi.
.
