Un mondo inimmaginabile visto dagli occhi più strani del regno animale

 

Un mondo inimmaginabile visto dagli occhi più strani del regno animale

Quando si vede il mondo in un certo modo, è facile dimenticare che non tutti hanno la stessa visione.


Intendiamo questo abbastanza letteralmente. A parte le considerazioni filosofiche sull'esperienza soggettiva del colore, organismi diversi si sono evoluti per vedere il mondo in modo diverso, con strutture e configurazioni degli occhi ottimizzate per vari tipi di esistenza.


Ci sono quelli ovvi, naturalmente: le pupille orizzontali degli erbivori danno loro una visione panoramica dell'ambiente circostante, che aiuta sia a vedere i predatori che arrivano, sia a evitare gli ostacoli mentre gli animali scappano. Nel frattempo, i predatori notturni hanno pupille verticali per massimizzare la loro visione notturna.


Ma altri tipi di occhi là fuori, nel magnifico, ampio e vario mondo, vedono in modi che non possiamo nemmeno iniziare a immaginare. Ecco alcuni degli occhi più strani del regno animale - davvero degli occhi da jeepers creepers.


Seppia

Nessun altro animale ha una pupilla come la seppia. Ha la forma di una W, una caratteristica che i biologi hanno determinato per aiutare gli animali a bilanciare un campo di luce verticalmente irregolare, che è comune nelle profondità acquose che abitano. Ma questo è solo l'inizio. 


Le seppie hanno solo un tipo di fotorecettore, il che dovrebbe significare che possono vedere solo in monocromia. Eppure quelle strane, ampie pupille delle seppie e di altri cefalopodi potrebbero facilitare un modo completamente diverso di vedere i colori - usando il modo in cui la luce che passa attraverso un prisma si divide in un arcobaleno.


Conosciuta come aberrazione cromatica, può essere un problema quando le lenti dei nostri occhi non riescono a mettere a fuoco i colori nello stesso punto, trasformando i contrasti netti d'ombra in una più morbida scia di tonalità diverse. Le seppie potrebbero aver trasformato questo problema in una soluzione.


Più piccola è la pupilla, più piccolo è l'effetto, quindi le ampie pupille dei cefalopodi sarebbero molto inclini a ciò. Anche se questo potrebbe risultare in immagini sfocate, la sfocatura è dipendente dal colore - il che significa che potrebbe essere un modo per queste creature apparentemente daltoniche di vedere i colori. È possibile che possano vedere colori che non conosciamo nemmeno! Questo potrebbe anche spiegare come possono coordinare i loro colori al loro ambiente per mimetizzarsi.


A differenza di altri cefalopodi, però, gli occhi delle seppie possono ruotare, permettendo loro di vedere anche il mondo in 3D; recentemente, gli scienziati hanno scoperto che questi occhi girevoli portano alla visione stereoscopica, dando alle seppie un altro vantaggio nel loro ambiente.


Uccelli

Gli uccelli, con i loro minuscoli occhietti, possono probabilmente vedere molte cose che noi non possiamo vedere.


I cefalopodi hanno un solo tipo di fotorecettore, come abbiamo stabilito. Gli esseri umani ne hanno quattro, tre coni e un bastoncello, il che significa che abbiamo sensibilità ai colori a tre lunghezze d'onda di picco, ciò che chiamiamo visione tricromatica. (Il bastone è per la visione a bassa luminosità).


Gli uccelli ne hanno sei - quattro coni che danno una visione tetracromatica, un bastone e un insolito doppio cono per la percezione del movimento non colorato.


Inoltre, una proteina nei loro occhi potrebbe permettere loro di vedere i campi magnetici. Gli uccelli migratori possono navigare straordinariamente bene, e per molto tempo, non era chiaro esattamente come ci riuscissero. Recentemente, gli scienziati hanno ristretto a una classe di proteine chiamate criptocromi, che sono sensibili alla luce blu.


La magnetorecezione degli uccelli - cioè la loro capacità di percepire i campi magnetici - sembra dipendere dalla luce blu, suggerendo che il senso può essere basato sulla visione. C'è la possibilità che questo filtro magnetico per il colore blu sia il risultato di una stranezza quantistica. Studi di laboratorio più recenti hanno dimostrato come un campo magnetico influenzi una proprietà quantistica dei criptocromi, governando i loro elettroni.


Anableps anableps

Ammirate i quattr'occhi di grandi dimensioni (Anableps anableps), del genere dei pesci quattr'occhi.

Questa affascinante bestiola in realtà non ha quattro occhi - ma i suoi due occhi hanno sviluppato un incredibile adattamento. La loro nicchia ecologica è la superficie dell'acqua, dove passano la maggior parte del loro tempo, predando gli insetti che si librano intorno agli ecosistemi acquatici.


I loro occhi sono situati in cima alla testa, tanto meglio per vedere gli insetti volanti in un ambiente aereo, mio caro. Ma una parte del loro organo ottico si trova sotto la superficie dell'acqua, ed è qui che le cose si fanno interessanti: ogni pupilla è divisa in due metà, una delle quali si trova sopra la linea di galleggiamento (dorsale), mentre l'altra si trova sotto (ventrale), puntando verso il basso nelle torbide profondità.


In questo modo, il pesce può vedere contemporaneamente sopra e sotto l'acqua - ambienti attraverso i quali la luce si propaga in modo diverso - per osservare sia i predatori che le prede. Anche lo spessore della lente varia, per adattarsi ai diversi indici di rifrazione dei mezzi aerei e acquatici, così come lo spessore dell'epitelio corneale.


E anche le proteine nelle cellule fotorecettrici della retina sono leggermente diverse - più sensibili alla luce verde nella retina dorsale, e più sensibili alla luce gialla nella retina ventrale. Poiché i pesci vivono spesso in ambienti fangosi, come le mangrovie, si pensa che questo migliori la visione in acque torbide.


Gamberi mantide

Di tutti gli occhi del regno animale, il più complesso che conosciamo appartiene a un crostaceo marino che vive sul fondo e trascorre la sua vita in tane nelle rocce e sul fondo del mare.


Gli esseri umani hanno quattro fotorecettori, certo. Gli uccelli ne hanno sei - incredibile. I gamberi mantide dell'ordine Stomatopoda, i piccoli wotsits, ne hanno 16 nei loro occhi composti. Cosa fanno con questi fotorecettori? Vedono. Vedono tutte le cose. Non giocare a nascondino con un gambero mantide.


In realtà, non sappiamo perché le canocchie abbiano bisogno di organi visivi così complicati, in gran parte perché è così difficile per noi concettualizzare ciò che stanno vedendo. Hanno i soliti fotorecettori di colore, così come i fotorecettori sensibili alla luce ultravioletta. Questo non è unico; alcuni insetti, uccelli e persino le renne possono vedere la luce ultravioletta. I gamberi mantide? Possono vedere cinque diverse bande di frequenza ultravioletta.


Inoltre, le canocchie possono vedere la luce polarizzata, cioè l'orientamento delle oscillazioni dell'onda di luce che si propaga. Molti animali possono vedere la luce polarizzata linearmente, comprese le seppie. Le mantidi sono gli unici animali che possono vedere la luce polarizzata circolarmente di cui siamo a conoscenza.


Ogni occhio è montato su un gambo e può essere mosso indipendentemente. E ogni occhio ha la capacità di percepire la profondità. Gli esseri umani si affidano alla visione binoculare per la percezione della profondità. Le mantidi ne hanno bisogno solo di uno. Possono persino vedere il cancro prima che emergano i sintomi.


Se questo non è un superpotere oculare, non sappiamo cosa sia.


Chitoni

Di cosa sono fatti gli occhi? Beh, di tessuto, di solito - una struttura fatta di cellule. Tranne se sei un tipo di mollusco marino chiamato chitone, della classe Polyplacophora.

Queste piccole creature vivono la loro vita protette da spesse piastre di armatura ad incastro mentre strisciano sulle rocce, pascolando su qualsiasi cosa trovino lì. Si potrebbe pensare che una tale creatura abbia occhi morbidi che possono scrutare intorno ai bordi dei loro gusci per osservare i predatori e percepire il ciclo giorno-notte.


Vi sbagliereste. I chitoni hanno occhi, naturalmente - ma sono incorporati nella loro armatura, e fatti di minerali; più specificamente, un tipo di carbonato di calcio noto come aragonite.


I semplici occhi dei chitoni, che si trovano sulla superficie delle loro conchiglie insieme a centinaia di organi sensoriali conosciuti come esteti, consistono in una lente di aragonite coperta da una cornea, e una sorta di retina; con sorpresa degli scienziati, questi piccoli organi primitivi possono effettivamente risolvere le immagini.


Quello che non sappiamo è come l'informazione visiva viene elaborata dal cervello - i chitoni non hanno molto da fare in quel reparto.


Ma potrebbero aiutarci a capire meglio alcuni dei percorsi selvaggi che l'evoluzione ha preso in passato. I trilobiti, per esempio, avevano anche occhi minerali, con lenti fatte di calcite.


Queste creature estinte avevano i primi occhi veramente complessi che conosciamo, quindi la loro comprensione può dirci molto su come la visione si è evoluta sulla Terra in tutta la sua abbagliante complessità.


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