Ученые впервые показали, что хрупкие звезды используют зрение, чтобы направлять их через яркие коралловые рифы, благодаря аккуратной уловке, меняющей цвет.
Международная группа, возглавляемая исследователями из Музея естественной истории Оксфордского университета, описала новый механизм видения у красной хрупкой звезды Ophiocoma wendtii , по отношению к морским звездам и морским ежам, обитающим на ярких и сложных рифах Карибского моря. , Их результаты опубликованы в современной биологии сегодня.
Этот вид впервые привлек научное внимание более 30 лет назад благодаря драматическому изменению цвета между днем и ночью и сильному отвращению к свету. Недавно исследователи продемонстрировали, что О. wendtii был покрыт тысячами светочувствительных клеток, но точное поведение, которое они контролируют, остается загадкой. Новое исследование показывает, что О. Вендтий способен видеть зрительные стимулы и что его характерное изменение цвета может сыграть важную роль в развитии зрения.
Лорен Самнер-Руни, научный сотрудник Музея естественной истории Оксфордского университета, который изучает необычные зрительные системы, несколько лет работает с Ophiocoma в Смитсоновском институте тропических исследований в Панаме и в Музее естествознания в Берлине. Самнер-Руни вместе с членами команды из Музея Натуркунде, Университета Лунда и Технологического института Джорджии провели сотни поведенческих экспериментов, чтобы проверить «зрение» хрупких звезд.
«Эти эксперименты дали нам не только первое доказательство того, что любая хрупкая звезда способна« видеть », — говорит Самнер-Руни, — но только второй известный пример зрения у любого животного, у которого нет глаз». Животные могли находить контрастные области, которые, по мнению исследователей, могут имитировать структуры, которые могли бы предоставить убежище от хищников. Хотя кажется, что их зрение очень грубое, на переполненных тропических рифах потревоженным хрупким звездам никогда не приходится заглядывать слишком далеко, чтобы пробиться к ближайшему укрытию.
Однако неожиданное открытие подняло новые вопросы о том, как работает эта визуальная система. «Мы были удивлены, обнаружив, что ответы, которые мы видели в течение дня, исчезли у животных, которых тестировали ночью, но чувствительные к свету клетки все еще, казалось, были активными», — говорит Самнер-Руни.
Команда попыталась определить причину этого драматического изменения в поведении, устранив возможные факторы, такие как потеря мотивации и слабая освещенность, что затрудняет зрение. Единственное, что они не могли исключить, — это характерное изменение цвета О. Вендтия : от темно-красного днем до бежевого ночью. Ранее команда Самнера-Руни показала, что другая тесно связанная хрупкая звезда, Ophiocoma pumila , также была покрыта датчиками света, но она не демонстрирует такое же изменение цвета. Любопытно, что этот бледный вид также не прошел проверку зрения.
Комбинируя набор методов, исследователи воссоздали цифровые модели отдельных светочувствительных клеток двух видов, с темной дневной пигментацией О. wendtii и без нее . Они продемонстрировали, что в течение дня пигмент ограничивал свет, достигая датчиков к более узкому углу, который соответствует их предполагаемому визуальному разрешению. Без этого пигмента — в O. pumila или ночью в O. wendtii — свет может достигать датчиков под гораздо более широким углом, делая зрение невозможным.
«Это очень захватывающее открытие», — объясняет Самнер-Руни. «30 лет назад было высказано предположение, что изменение цвета может стать ключом к светочувствительности при Ophiocoma , поэтому мы очень рады возможности заполнить некоторые из оставшихся пробелов и описать этот новый механизм».
Хотя это первая зрительная система, предложенная для работы с использованием изменения цвета всего тела, ученые также выявили потенциальное сходство с морским ежом, дальними родственниками хрупких звезд. Только один вид морского ежа «прошел» одни и те же тесты на зрение, и он также независимо меняет цвет в зависимости от уровня освещенности. Будущие работы позволят выяснить, может ли этот морской еж, единственное другое животное в мире, которое можно видеть без глаз, использовать трюк, похожий на Ophiocoma .
