A törékeny csillag, amely a testével lát

A törékeny csillag – a tengeri csillagok barokk hajlamú rokona – hosszú, szögletes karjai meglepő kapcsolatban állnak a teste többi részével.

A karjai többé-kevésbé függetlenül működnek, érzékelik saját környezetüket, és saját döntéseket hoznak arról, hogyan reagáljanak rá. Ezeket csak lazán koordinálja egy ideggyűrű az állat magjában. Egyetlen törékeny csillag majdnem olyan, mint öt, egymással összefogott állat, akiknek közös érdekük, hogy hová menjenek, mit egyenek és kis törékeny csillagokat készítsenek.”

És most mégis úgy tűnik, hogy legalább egy faj biológiájában van valami sokkal furcsább: az Ophiocoma wendtii egész teste képesnek tűnik egy homályos, de használható kép kialakítására, mint egy mókás, de furcsán aranyos Szauron szeme.

Ez még furcsább lesz.

Ez az egésztestes látás éjszaka kialszik, amikor az állat fényérzékenysége paradox módon megnő, és gesztenyebarna teste bézs színűvé válik. Hogy hogyan és miért rendelkezik ez az állat ezekkel a furcsa tulajdonságokkal, arról a Current Biology című folyóiratban januárban megjelent tanulmány szólt.

A látáshoz a biológusoknak térlátásra van szükségük. Nem elég csupán a fényt érzékelni, hanem képet is kell alkotni. Szinte minden állat képes érzékelni a fényt. Kevesebben látnak.

Tradicionálisan elég nyilvánvaló volt, hogy ki lát és ki nem, mert egy élőlénynek vagy van szeme, vagy nincs. Nemrég azonban a gerinctelen biológusok rájöttek, hogy a szemek opcionálisak lehetnek a látáshoz.

2018-ban a tudósok arról számoltak be, hogy a Diadema africanum nevű tüskés tengeri sün láthatóan szemek nélkül is képes képeket felbontani – ez az úgynevezett “extraokuláris látás” fogalma. Azt azonban nem értették, hogyan.

Az Oxfordi Egyetem Természettudományi Múzeumában Lauren Sumner-Rooney vezetésével egy európai és amerikai tudósokból álló csapat ekkor kezdte gyanítani, hogy a szemek feltűnő hiánya ellenére az O. wendtii is képes látni.

Ezt úgy tesztelték, hogy a törékeny csillagokat olyan arénák közepére helyezték, amelyeket az egyik oldalon fekete rácsokkal ellátott falak vettek körül, hogy szimulálják a menedéket. Több törékeny csillag kötött ki a fekete rácsoknál, mint amennyire véletlenül számítani lehetett volna. A sötéthez alkalmazkodott bézs színű O. wendtii azonban nem volt képes a véletlent meghaladó arányban megtalálni ezeket a fekete sávokat, akár fluoreszkáló fénnyel, akár nappali fénnyel látták el őket, ami látszólag kizárja a fényintenzitást vagy a cirkadián ritmust mint magyarázatot.

Ez a viselkedési kombináció azért volt különösen rejtélyes, mert egy közeli rokonuk, az O. pumila ugyanolyan fényérzékelő berendezésekkel rendelkezik, de ha ugyanolyan arénákban helyezik el őket, ezek az állatok a nap bármely szakában véletlenszerűen elosztva végzik. Vakok.

A csapat azonban tudta, hogy mindkét törékeny csillag testét opsineknek nevezett fényreceptorok tarkítják. Az O. pumila talán nem lát, de érzékeli a fényt; ha fény éri, elrejtőzik a homokban vagy hasadékokban, ahol éppen van. Az O.wendtii ezzel szemben a legközelebbi búvóhelyre menekül. Az egyetlen nyilvánvaló különbség, hogy az O. pumila soha nem vörös. Mit változtatna a látáson, ha vörös lenne?

A fényreceptornak irányítottságra van szüksége ahhoz, hogy képet tudjon alkotni. Ha nem tudod megmondani, hogy milyen irányból jön a fény, akkor nem nagyon tudsz következtetni arra, hogy hogyan néz ki a világ egy adott ponton. Következésképpen a látás első követelménye a fényérzékelés után valamiféle szűrőmechanizmus, hogy bármelyik receptor tudja, hogy az adott pontból érkező fény ebben a mennyiségben érkezik.

A fény szűrésének egyik módszere (duh) a naptej. A pigment természetes fényvédő, és az O. wendtii-t nappal piros pigmentcsomagok, úgynevezett kromatofórák borítják. Éjszaka a kromatofórák visszahúzódnak. Amikor a tudósok mindkét törékeny csillagfajt letapogatták, és megmérték az egyes állatok fényérzékelőinek látómezejét, felfedezték, hogy a kihelyezett pigmentcsomagok a fény fizikai blokkolásával szűkítik a látómezőt. Az O. wendtii esetében a szögnyílás körülbelül 118 fokról 68 fokra szűkül, amikor a kromatofórák lángolnak.

Ha az O. wendtii fényérzékelői irányítottak, ez megmagyarázza, hogyan tudott az egész testükön széles körben szétszórt tömb képet alkotni. Az egész teste valóban egy szem. De a kialakult kép számunkra rendkívül furcsa lehet. A törékeny csillag nem egy gömb, mint a tengeri sün. Ez öt rakoncátlan kar, amelyek egy békítő maghoz kapcsolódnak. Hogyan is kezdhetne el egy ember arra gondolni, hogy milyen lehet egy ilyen tömb által alkotott kép?

A tudósok megpróbálták rekonstruálni egy zátony képét, amelyet az általuk mért felbontásból következtettek. A legjobb esetben egy elmosódott sötétszürke sáv jelenik meg egy világosabb szürke háttér előtt. Durva, az biztos, de talán elég ahhoz, hogy egy motivált törékeny csillag elérje a mindent eldöntő minimális helyet ahhoz, hogy ne egyenek meg.

Mivel a kromatofórák blokkolják a fényt, ez azt is megmagyarázza, hogy miért javul az általános fényérzékenységük éjszaka, ami azért kényelmes, mert akkor a látás amúgy is lehetetlen.

Igazán érdekes, hogy a világuk érzékelésére ilyen furcsa rendszerrel rendelkező állatok a gerincesek legközelebbi rokonának számító főállatcsoportba tartoznak. A sokkal távolabbi rokon állatok – a hatalmas ízeltlábúak (pl. rovarok és homárok) és a puhatestűek (pl. polipok és tintahalak), a legjelentősebbek – rendelkeznek szemmel. Még egyes tengeri csillagok is rendelkeznek megfelelő szemekkel: a csöves lábukba préselt összetett szemekkel vagy egyszerű okcellákkal (a tengeri csillagok esetében a jó látásra irányuló nyomás azért lehet nagyobb, mert aktív vadászok).

Egy ilyen alternatív látórendszer felfedezése nemcsak egy, hanem két ilyen közeli rokonnál (a tengeri sünök, akárcsak a törékeny csillagok, tüskésbőrűek) meglepőnek és ellentmondásosnak tűnik. Másfelől az is meglepő, hogy a gerincesek legközelebbi fő rokona egy olyan állatcsoport, amely sugárirányú szimmetriával rendelkezik és látszólag nem törődik azzal, hogy kettévágják, ahogyan arra már sokszor rámutattak.

A gerincesek közül sok halnak, kétéltűnek és hüllőnek van harmadik szeme, és legalább egynek volt negyedik is. A laposhalaknak a testük körül vándorló szemeik vannak. Sok gerinces – beleértve az emlősöket is – a szemükön kívül fényreceptorokkal is rendelkezik. Ha egy gerinces valamilyen oknál fogva sugárirányú szimmetriát vett volna fel, láthattunk volna hasonlóan meglepő látásmódokat a saját sorainkban?