Een “vierogige” vis zwemt langs het wateroppervlak met ogen die zowel in als buiten het water te zien zijn.
Nieuw onderzoek verklaart hoe de vis tegelijkertijd ziet in deze twee zeer verschillende omgevingen.
De bevindingen, gepubliceerd in de nieuwste Royal Society Biology Letters, helpen te verklaren hoe dierlijke visuele systemen, waaronder die van de mens, evolueren in reactie op verschillende lichtomgevingen.
In het geval van de “vier-ogige vis,” of Anableps, en zijn zustersoorten A. microlepis en A. dowei, hebben de vissen twee grote ogen.
“De vierogige naam komt voort uit het feit dat hij elke pupil in tweeën verdeelt, één boven het water en één eronder,” vertelde hoofdauteur Gregory Owens aan Discovery News.
Voor de studie analyseerden Owens, bioloog aan de Universiteit van Victoria, en zijn collega’s de ogen van de vis, waarbij ze zich concentreerden op lichtgevoelige eiwitten die visuele opsins worden genoemd. Elk daarvan is het gevoeligst voor een bepaalde golflengte van licht. Mensen, bijvoorbeeld, hebben drie visuele opsins die gevoelig zijn voor blauw, groen en rood licht. Zij absorberen licht op licht verschillende golflengten, waardoor wij die drie kleuren en andere kleuren kunnen zien.
De wetenschappers stelden vast dat het bovenste deel van Anableps’ ogen, de set die uit het water steekt, opsines bezit die gevoelig zijn voor groen. De onderste helft van de ogen, die daadwerkelijk in het water liggen, zijn gevoelig voor geel. Het hele oog heeft genen die gevoelig zijn voor ultraviolet, violet en blauw licht.
“Dit vertelt ons dat Anableps gevoeliger is voor geel licht uit het water en groen licht uit de lucht,” zei Owens. “We veronderstellen dat dit functioneert om hun gevoeligheid af te stemmen op het beschikbare licht. Het water waar Anableps in leeft is over het algemeen modderig (mangrovebossen in het noorden van Zuid-Amerika) en in dit modderige water komt geel licht het best door.”
Het unieke visuele systeem stelt de vis in staat een problematisch verschijnsel “Snell’s Window” te vermijden, dat optreedt wanneer je onder water bent terwijl je uit het water omhoog kijkt. Door de breking van licht aan het wateroppervlak zie je na een bepaalde hoek niet meer uit het water, maar in plaats daarvan een weerspiegeling op het wateroppervlak. Je gezichtsveld is dus beperkt tot ongeveer 96 graden.”
Om dit probleem te compenseren, moeten sommige andere zeebewoners, zoals de boogschuttervis, de breking mentaal berekenen om de ware positie te vinden van voorwerpen die zij tegenkomen. De “vierogige” Anableps ziet in plaats daarvan een bredere hoek.
Het zichtsysteem en de daarmee samenhangende levensstijl boven en onder water heeft wel een prijs. Zoals men zich kan voorstellen, is het niet moeilijk voor roofdieren om een insectenogige vis te missen die langs het oppervlak scheert. Maar Anableps is altijd op de uitkijk, met grote delen van zijn hersenen gewijd aan visie.
De onderzoekers vermoeden dat Anableps vroeger alleen ogen had die geschikt waren voor de luchtomgeving. Na verloop van tijd denken ze dat de vis groene gevoeligheid verloor in de onderste ooghelften, en daar gele gevoeligheid won voor een beter aquatisch zicht, met name in modderig geel water.
Karen Carleton, een assistent-professor in het Department of Biology van de University of Maryland, vertelde Discovery News dat “wat Dr. Owens en zijn collega’s zien heel redelijk is.” Ze zei “dat het waarschijnlijk lijkt dat Anableps zijn ogen heeft “afgesteld” “voor zijn twee visuele taken.”
Shelby Temple van de Visual Ecology Group van de Universiteit van Bristol ondersteunt ook de nieuwe bevindingen en zegt dat ze “nog een ander voorbeeld hebben toegevoegd van een gewerveld dier dat het potentieel heeft om verschillende spectrale gevoeligheid te hebben in verschillende delen van zijn gezichtsveld.”
Hij zei dat verschillende vissen, amfibieën, duiven, andere vogels en bepaalde primaten, waaronder mensen, allemaal beschikken over wat bekend staat als “intraretinale variabiliteit”, wat betekent dat variaties in spectrale gevoeligheid bestaan in het netvlies, dat een delicaat, lichtgevoelig membraan is dat de binnenkant van de oogbol bekleedt.
Temple concludeerde: “Nu moeten we alleen nog proberen te begrijpen waarom zoveel dieren gevoelig kunnen zijn voor verschillende golflengten van licht in verschillende richtingen.”