En ”fyraögd” fisk simmar längs ytan med ögon som syns både i och utanför vattnet.
Ny forskning förklarar hur fisken samtidigt ser i dessa två mycket olika miljöer.
Fyndet, som publiceras i den senaste Royal Society Biology Letters, bidrar till att förklara hur djurens visuella system, inklusive människans, utvecklas som svar på olika ljusmiljöer.
I fallet med den ”fyrögda fisken”, eller Anableps, och dess systerarter A. microlepis och A. dowei, har fisken två stora ögon.
”Namnet fyrögd kommer från det faktum att den delar varje pupill i två, en ovanför vattnet och en nedanför”, säger huvudförfattaren Gregory Owens till Discovery News.
För studien analyserade Owens, biolog vid University of Victoria, och hans kollegor fiskens ögon och fokuserade på ljuskänsliga proteiner som kallas visuella opsins. Var och en är mest känslig för en viss våglängd av ljus. Människor har till exempel tre visuella opsins som är känsliga för blått, grönt och rött ljus. De absorberar ljus i lite olika våglängder, vilket gör att vi kan se dessa tre färger och andra.
Forskarna fastställde att den övre delen av Anableps ögon, den uppsättning som sticker ut ur vattnet, har opsins som är känsliga för grönt. Den nedre halvan av ögonen, som faktiskt ligger i vattnet, är känsliga för gult. Hela ögat har gener som är känsliga för ultraviolett, violett och blått ljus.
”Detta säger oss att Anableps är mer känslig för gult ljus från vattnet och grönt ljus från luften”, säger Owens. ”Vi antar att detta fungerar för att matcha deras känslighet med det ljus som finns tillgängligt. Det vatten som Anableps lever i är i allmänhet lerigt (mangroveskogar i norra Sydamerika) och i detta leriga vatten passerar gult ljus bäst.”
Det unika visuella systemet gör det möjligt för fisken att undvika ett problematiskt fenomen ”Snells fönster”, som uppstår när man befinner sig under vatten samtidigt som man tittar upp ur vattnet. På grund av ljusets brytning vid vattenytan ser man efter en viss vinkel inte längre ut ur vattnet, utan ser istället en reflektion på vattenytan. Ditt synfält är således begränsat till cirka 96 grader.”
För att kompensera för detta problem måste vissa andra havslevande djur, t.ex. bågfiskar, mentalt beräkna brytningen för att hitta den verkliga positionen för de föremål de möter. Den ”fyrögda” Anablepsen ser istället en bredare vinkel.
Synsystemet och den tillhörande livsstilen över och under vatten har dock ett pris. Som man kan föreställa sig är det inte svårt för rovdjur att missa en insektsögd fisk som skymtar längs ytan. Men Anableps är ständigt på utkik, och stora delar av hjärnan ägnas åt synen.
Forskarna misstänker att Anableps tidigare bara hade ögon som var lämpliga för flygmiljön. Med tiden tror de att fisken förlorade grön känslighet i de nedre ögonhalvorna och fick gul känslighet där för bättre vattenseende, särskilt i lerigt gult vatten.
Karen Carleton, biträdande professor vid institutionen för biologi vid University of Maryland, sade till Discovery News att ”det som Dr. Owens och hans kollegor ser är ganska rimligt”. Hon sa att ”det verkar troligt att Anableps har ”finjusterat” sina ögon ”för sina två visuella uppgifter”.
Shelby Temple från University of Bristols Visual Ecology Group stöder också de nya fynden och säger att de har ”lagt till ännu ett exempel på ett ryggradsdjur som har potential att ha olika spektral känslighet i olika delar av sitt synfält”.
Han sade att flera fiskar, amfibier, duvor, andra fåglar och vissa primater, inklusive människor, alla har vad som är känt som ”intraretinell variabilitet”, vilket innebär att variationer i spektralkänslighet finns över näthinnan, som är ett känsligt, ljuskänsligt membran som kantar det inre av ögongloben.
Temple avslutade: ”Nu måste vi bara försöka förstå varför så många djur kan vara känsliga för olika våglängder av ljus i olika riktningar”.