המלה "צדפות" מעוררת בדרך כלל שריר מוליך עסיסי ועגול - מעדן של פירות ים. לכן לא ידוע לרבים שלסקאלופס יש עד 200 עיניים קטנטנות בשולי המעטפת שמעטפות את קליפותיה. המורכבויות של עיני החלכות הללו עדיין נחשפות. מחקר חדש שפורסם ב"ביולוגיה נוכחית " מגלה כי בעיני צדפות יש תלמידים המתרחבים ומתכווצים בתגובה לאור, מה שהופך אותם ליותר דינמיים ממה שהאמינו בעבר.
"זה פשוט מפתיע עד כמה אנו מגלים עד כמה מורכבים וכמה פונקציונליים העיניים הקראקופיות הללו, " אומר טוד אוקלי, ביולוג אבולוציוני מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה.
האופטיקה של עיני צדפות מוגדרת בצורה שונה מאוד מאיברי העיניים שלנו. עם כניסת האור אל תוך עין הקערה היא עוברת דרך האישון, עדשה, שתי רשתות (דיסטליות ופרוקסימליות) ואז מגיעות למראה העשויה מקריסטלים של גואנין בחלק האחורי של העין. המראה המעוקלת משקפת את האור אל פני השטח הפנימיים של הרשתית, שם נוצרים אותות עצביים ונשלחים אל גנגליון קטן של הקרביים, או לאשכול של תאי עצב, שתפקידם העיקרי הוא לשלוט על מעי השריר והמוליך של הסקאלופ. מבנה עינו של צדפות הוא דומה למערכות האופטיקה הנמצאות בטלסקופים מתקדמים.
במשך שנים רבות, הפיזיקה והאופטיקה של עין הקלקוס היוו בעיה מביכה. "הרשתית הראשית בעין מקבלת אור בלתי ממוקד כמעט לחלוטין מכיוון שהיא קרובה מדי למראה", אומר דן ספייזר, מדען חזון מאוניברסיטת דרום קרוליינה והסופר הבכיר של המחקר החדש. במילים אחרות, כל תמונה על הרשתית הפרוקסימלית תהיה מטושטשת וממוקדת. "זה פשוט נראה לי כל כך לא הגיוני", אומר ספייסר.
המחקר החדש שופך מעט אור על התעלומה הזו. החוקרים גילו שתלמידי הקשקשים מסוגלים להיפתח ולהתכווץ, למרות שתגובות התלמידים שלהם לא מהירות כמו שלנו. קוטרו של תלמיד צדפות משתנה לכל היותר בכ 50 אחוז, וההתרחבות או ההתכווצות עשויות לארוך מספר דקות. בעיניהם אין קשתיות כמו שעינינו עושות, ובמקום זאת, התאים בקרנית משנים צורה על ידי מעבר מדלילים ושטוחים לגבהים וארוכים. התכווצויות אלה יכולות לשנות את עקמומיות הקרנית עצמה, ולפתוח את האפשרות שעין הקורמבל עשויה לשנות צורה ולהגיב לאור באופן המאפשר ליצור תמונות פריכות יותר על הרשתית הפרוקסימלית.
"זה באמת משנה את היכולת של העין ההיא ובסופו של דבר של האורגניזם להיות מסוגל לקבל את סוג הרזולוציה לראות את סביבתו, " אומרת ז'אן סרב, מדענית חזון מאוניברסיטת איווה.
כעת, Speiser פועל להבין אם הכוספות יכולות לשנות את עקמומיות המראה והעין בכללותה, מה שיאפשר לה להתאים את המיקוד של התמונה עוד יותר. "המבנים הדינמיים של העיניים פותחים כמה אפשרויות חדשות למה שתוכל לעשות עם עין מבוססת מראה כזו", אומר Speiser.
מראות הסתגלות אינן התעלומה היחידה של עין הקלקוס. "מסתבר שלעיניים של צדפות צדפות יש פי שלוש יותר אופינים כמונו, " אומר סרב. אופסינס הם חלבונים רגישים לאור הנמצאים בתאי הפוטו-קולטון של הרשתית המתווכים את המרת האור לאותות אלקטרוכימיים. מדענים אינם יודעים אם כל 12 סרטי הסקאלופ באים לידי ביטוי בכל עין צדפות או אם העיניים מתמחות בערוצים שונים של הספקטרום הוויזואלי. חלק מהאופינים עשויים להתבטא ברשתית הפרוקסימלית בעוד שאחרים נמצאים ברשתית הדיסטלית.
הצוות של סרב במדינת איווה חוקר את האופינים בסקאלמס, צדפות ובעלי חיים אחרים. שני צבים - רכיכות שחיים בתוך שני קליפות חיפוי תואמות המחוברות באמצעות ציר - התפתחו צורה של עין מספר פעמים. בחלק מהצדפות יש אפילו עיניים מורכבות, או עיניים בעלות יחידות ראייה מרובות, אם כי הן שונות מהעיניים המורכבות הידועות יותר של חרקים. על ידי לימוד האופינים השונים שמחוץ לבעלי החיים, סרבים יכולים למדוד את קליטתם ובסופו של דבר להבין כיצד הם עובדים בבעלי החיים השונים.
העיניים ככל הנראה התפתחו לפחות 50 או 60 פעמים בכל בעלי החיים, ובמקרים רבים, תשתיות הראייה המולקולריות - החלבונים המתורגמים אותות אור לאותות חשמליים - משתנים לא מעט. "השאלה האבולוציונית הגדולה מבחינתי היא, איך החלבונים האלה מתפתחים לדגימה של אור? ואז, איך הוא מוגדר לסוגים השונים של סביבות האור בהן החיות יכולות להופיע? ”שואל סרבי. היא מאמינה שהאופינים, ברוב המקרים, מועברים מחדש מתפקוד אחר בתוך החיה שישמש בה בעיניים.
למרות שיש מגוון של מורפולוגיות עיניים ושל קולטני פוטו על פני בעלי חיים, אבני הבניין - הגנים השולטים על התפתחות העיניים - דומים להפליא. לדוגמא, Pax6 הוא גן התפתחותי שהוא קריטי להתפתחות העיניים אצל יונקים, והוא ממלא תפקיד דומה בהתפתחות עיני צדפות. במדפיס מקדים שנערך לאחרונה על המחקר, אנדרו סוופורד ואוקלי טוענים כי קווי דמיון אלה מאמינים בעובדה שסוגים רבים של עיניים עשויים להתפתח כתגובה ללחץ שנגרם על ידי אור. נזק אולטרה סגול גורם לשינויים מולקולריים ספציפיים שעל אורגניזם להגן עליהם.
"זה היה כל כך מפתיע כי פעם אחר פעם, כל המרכיבים האלה שמשמשים לבניית עיניים, וגם משמשים בראייה, הם בעלי פונקציות הגנה אלה", אומר אוקלי. בהיסטוריה העמוקה של רכיבים אלה נמצאים תכונות גנטיות המפעילות תגובות לסטרס הנגרם על ידי אור, כמו תיקון נזקים מקרינת UV או איתור תוצרי הלוואי של נזקי UV. ברגע שחבילת הגנים המעורבים בזיהוי ותגובה לפגועי UV מתבטאת יחד, יתכן וזה רק עניין של שילוב של חלקים אלה בדרך חדשה שתתן לך עין, טוענים החוקרים.
"גורם הלחץ יכול להפגיש רכיבים אלה אולי בפעם הראשונה, " אומר Swafford. "וכך מקורם של יחסי הגומלין בין המרכיבים השונים הללו המובילים לחזון ניתן לייחס יותר לגורם הלחץ הזה. ואז ברגע שהמרכיבים נמצאים שם, בין אם זה פיגמנטים או קולטני פוטו או תאי עדשות, אז הברירה הטבעית פועלת להרחיב אותם לעיניים. "
עם זאת, הם היו עשויים, לעיניים של צדפות יש פונקציונליות מרשימה, המפותלות את המראות הפנימיות שלהן כדי להביא אור למיקוד כמו טלסקופ. אז בפעם הבאה שאתה נהנה מכמוסות שום, השתדל לא לדמיין את רכיכות הבהייה אליך.
