Više od jednog vijeka, udžbenici biologije navode da je vid kod kičmenjaka – uključujući i ljude – izgrađen od dvije jasno definisane vrste ćelija: štapića za obradu slabog svjetla i čepića za jako svjetlo i boje. Novo istraživanje na dubokomorskim ribama pokazuje da ta uredna podjela u stvarnosti nije baš tako uredna.
Naučnici su identifikovali novu vrstu vidne ćelije kod dubokomorskih riba koja spaja oblik i građu štapića sa molekularnom "mašinerijom" i genima čepića. Ovaj hibridni tip ćelije, prilagođen vidu u sumornim uslovima slabog osvjetljenja, pronađen je kod larvi tri vrste dubokomorskih riba u Crvenom moru, prenosi agencija Rojters.
Proučavane vrste bile su: riba-sjekira, naučnog naziva Maurolicus mucronatus; svjetleća riba, Vinciguerria mabahiss; i riba-lanterna, Benthosema pterotum. Riba-sjekira zadržava hibridne ćelije tokom cijelog života. Druge dvije vrste u odraslom dobu prelaze na uobičajenu podjelu na štapiće i čepiće.
Sve tri vrste su male: odrasli primjerci dugački su otprilike 3 do 7 cm, a larve su znatno manje. Nastanjuju morsko područje "sumraka", gdje sunčeva svjetlost jedva prodire u dubine.
Retina kičmenjaka, senzorna membrana na zadnjem dijelu oka koja detektuje svjetlost i pretvara je u signale za mozak, ima dvije glavne vrste svjetlosno-osjetljivih vidnih ćelija, nazvanih fotoreceptori. Imena su dobile po obliku: štapići i čepići.
"Štapići i čepići polako mijenjaju položaj unutar retine kada prelazimo između slabog i jakog svjetla, zbog čega našim očima treba vremena da se prilagode kada noću uključimo prekidač za svjetlo na putu do toaleta", rekla je Lili Fog, postdoktorska istraživačica iz oblasti morske biologije na Univerzitetu u Helsinkiju u Finskoj i glavna autorka istraživanja objavljenog u časopisu Science Advances.
"Otkrili smo da ove dubokomorske ribe, dok su larve, uglavnom koriste hibridni fotoreceptor - tip ‘miješaj i uklopi’. Te ćelije izgledaju kao štapići - duge su, cilindrične i optimizovane da uhvate što više čestica svjetlosti, fotona. Ali koriste molekularnu mašineriju čepića, aktivirajući gene koji se obično nalaze samo u čepićima“, rekla je Fog.
Istraživači su ispitivali retine larvi riba ulovljenih na dubinama od 20 do 200 metara. U tako slabom osvjetljenju, u retini kičmenjaka obično su aktivni i štapići i čepići, ali nijedan ne funkcioniše naročito dobro. Ove ribe, međutim, pokazuju evolutivno rješenje.
"Naši rezultati dovode u pitanje dugogodišnju ideju da su štapići i čepići dva fiksna, jasno odvojena tipa ćelija. Umjesto toga, pokazujemo da fotoreceptori mogu da kombinuju strukturne i molekularne osobine na neočekivane načine. To sugeriše da su vidni sistemi kičmenjaka fleksibilniji i evolutivno prilagodljiviji nego što se ranije mislilo", rekla je Fog.
"Ovo je baš sjajno otkriće koje pokazuje da se biologija ne uklapa uvijek uredno u ‘kutije’", rekao je senior autor studije Fabio Kortesi, morski biolog i neuronaučnik sa Univerziteta Kvinslend u Australiji. "Ne bih se iznenadio da otkrijemo da su ove ćelije mnogo češće kod svih kičmenjaka, uključujući i kopnene vrste".
Sve tri vrste emituju bioluminiscenciju pomoću malih organa koji proizvode svjetlost na tijelu, uglavnom smještenih na trbuhu. Proizvode plavo-zelenu svjetlost koja se stapa sa slabom pozadinskom svjetlošću sunca iznad. Ova strategija, nazvana kontraosvjetljavanje, čest je oblik kamuflaže u dubokom moru radi izbjegavanja predatora, piše Rojters.
"Male ribe poput ovih ‘pokreću’ otvoreni okean. Brojne su i služe kao hrana mnogim većim grabljivicama, uključujući tunu i igluna, morskim sisarima poput delfina i kitova, kao i morskim pticama", rekao je Kortesi.
Ovakve ribe učestvuju i u jednoj od najvećih dnevnih migracija u životinjskom svijetu. Noću plivaju blizu površine kako bi se hranile u vodama bogatim planktonom, a zatim se tokom dana vraćaju u dubine – od 200 do 1.000 metara – kako bi izbjegle predatore.
"Duboko more i dalje je granica ljudskog istraživanja, kutija misterija sa potencijalom za značajna otkrića", rekao je Kortesi. "O ovom staništu moramo brinuti s najvećom pažnjom kako bi i buduće generacije mogle da nastave da se dive njegovim čudima".
Bonus video:
