Nelisilmäinen kala ui pintaa pitkin, ja sen silmät näkyvät sekä vedessä että sen ulkopuolella.
Uusi tutkimus selittää, miten kala näkee samanaikaisesti näissä kahdessa hyvin erilaisessa ympäristössä.
Uudemmassa Royal Society Biology Letters -lehdessä julkaistut havainnot auttavat selittämään, miten eläinten, myös ihmisen, näköjärjestelmät kehittyvät vastauksena erilaisiin valoympäristöihin.
”Nelisilmäisellä kalalla” eli Anablepsilla ja sen sisarlajeilla A. microlepis ja A. dowei on kaksi suurta silmää.
”Nelisilmä-nimi juontaa juurensa siitä, että se jakaa kummankin pupillin kahteen, toiseen veden yläpuolella ja toiseen alapuolella”, pääkirjoittaja Gregory Owens kertoi Discovery Newsille.
Tutkimusta varten Victorian yliopiston biologi Owens ja hänen kollegansa analysoivat kalojen silmiä keskittyen valolle herkkiin proteiineihin, joita kutsutaan näköopsiineiksi. Kukin niistä on herkin tietylle valon aallonpituudelle. Esimerkiksi ihmisillä on kolme visuaalista opsiinia, jotka ovat herkkiä siniselle, vihreälle ja punaiselle valolle. Ne absorboivat valoa hieman eri aallonpituuksilla, minkä ansiosta voimme nähdä nämä kolme väriä ja muita värejä.
Tutkijat totesivat, että Anablepsin silmien yläosassa, vedestä ulkonevassa osassa, on vihreälle herkkiä opsiineja. Silmien alapuolisko, joka on itse vedessä, on herkkä keltaiselle. Koko silmässä on geenejä, jotka ovat herkkiä ultravioletille, violetille ja siniselle valolle.
”Tämä kertoo meille, että Anableps on herkempi keltaiselle valolle vedestä ja vihreälle valolle ilmasta”, Owens sanoo. ”Oletamme, että tämä toimii siten, että niiden herkkyys sovitetaan saatavilla olevaan valoon. Vesi, jossa Anableps elää, on yleensä mutaista (Etelä-Amerikan pohjoisosan mangrovemetsät), ja tässä mutaisessa vedessä keltainen valo läpäisee parhaiten.”
Ainutlaatuisen näköjärjestelmän ansiosta kalat pystyvät välttämään ongelmallisen ilmiön ”Snellin ikkuna”, joka syntyy, kun veden alla ollessa katsoo ylöspäin vedestä. Veden pinnalla tapahtuvan valon taittumisen vuoksi tietyn kulman jälkeen et enää näe vedestä ulos, vaan näet heijastuksen veden pinnalla. Näin ollen näkökenttäsi rajoittuu noin 96 asteeseen.”
Tämän ongelman kompensoimiseksi tietyt muut merenelävät, kuten jousikalat, joutuvat laskemaan henkisesti taittumista löytääkseen kohtaamiensa kohteiden todellisen sijainnin. ”Nelisilmäinen” Anableps sen sijaan näkee laajemman kulman.
Näköjärjestelmällä ja siihen liittyvällä veden päällä ja veden alla elämisellä on kuitenkin hintansa. Kuten voisi kuvitella, saalistajien ei ole vaikea olla huomaamatta pintaa pitkin lipuvaa ötökkäsilmäistä kalaa. Mutta Anableps on ikuisesti varuillaan, ja sen aivoista suuri osa on omistettu näkemiseen.
Tutkijat epäilevät, että Anablepsilla oli ennen vain ilmaan sopivat silmät. Ajan myötä he uskovat kalan menettäneen vihreän herkkyyden alemmista silmänpuolikkaista ja saaneen sinne keltaisen herkkyyden parempaa vesinäkemystä varten, erityisesti likaisen keltaisessa vedessä.
Marylandin yliopiston biologian laitoksen apulaisprofessori Karen Carleton kertoi Discovery Newsille, että ”se, mitä tohtori Owens ja hänen kollegansa näkevät, on varsin järkevää”. Hänen mukaansa ”vaikuttaa todennäköiseltä, että Anableps on ”hienosäätänyt” silmänsä ”kahta näkötehtäväänsä varten”.”
Shelby Temple Bristolin yliopiston visuaalisen ekologian ryhmästä tukee myös uusia löydöksiä ja sanoo, että ne ovat ”lisänneet jälleen yhden esimerkin selkärankaisesta, jolla on potentiaalisesti erilainen spektriherkkyys näkökentän eri osissa”.
Hänen mukaan useilla kaloilla, sammakkoeläimillä, kyyhkyillä, muilla linnuilla ja tietyillä kädellisillä, myös ihmisillä, on niin sanottua ”verkkokalvon sisäistä vaihtelua”, mikä tarkoittaa, että spektriherkkyydessä on eroja verkkokalvolla, joka on herkkä, valolle herkkä kalvo, joka vuoraa silmämunan sisäosaa.
Temple totesi lopuksi: ”Nyt meidän on vain yritettävä ymmärtää, miksi niin monet eläimet saattavat olla herkkiä valon eri aallonpituuksille eri suunnissa.”