Nejde o nos, ale o oči: Proč sobi vidí ultrafialové světlo /

Není to nos, ale oči: Proč sob vidí ultrafialové záření

Při pohledu na některá zvířata se nemůžete ubránit myšlence, že jejich současný vzhled, gastronomické preference a fyziologické/behaviorální vlastnosti jsou výsledkem dlouhé a usilovné práce evoluce. Logika té či oné evoluční adaptace je nejčastěji zřejmá a pochopitelná, ale někdy zvířata dokážou překvapit svými neobvyklými vlastnostmi. Totéž lze říci o sobech, kteří jsou jedinými savci s tapetem měnícím barvu a jedinými přežvýkavci, v jejichž potravě dominují lišejníky. Ještě podivnější vlastností je schopnost jejich očí propustit až 60 % ultrafialového světla. Na otázku, proč sobi vidí v ultrafialovém světle, se rozhodli odpovědět vědci z Dartmouth College (Hanover, USA). Co se jim během studie podařilo zjistit, se dozvídáme ze zprávy vědců.

Výzkumná základna

Skotská vysočina je domovem neuvěřitelné rozmanitosti lišejníků, ale Cladonia rangiferina (Staghorn Cladonia) není v březnu snadné najít. Úkol je dále komplikován tím, že tento lišejník má bělavý odstín a zdálky připomíná sníh. Lišejníky nejsou zdaleka ideální potravinou, ale jsou důležitou součástí jídelníčku jelenů. A pokud je pro lidské vidění obtížné si jich všimnout na pozadí sněhu a žuly, pak jeleni nemají problémy s hledáním lišejníků.

Obrázek č. 1

Sobi jsou jediní savci, kteří mají tapetum měnící barvu (tapetum lucidum) – tkáň sítnice zodpovědná za „lesk očí“. Tato zrcadlová tkáň odráží světlo vstupující do sítnice a dává fotoreceptorům druhou příležitost zachytit fotony. Tato vlastnost je velmi častá u zvířat, jejichž aktivita převládá v noci, protože zvyšuje zrakovou citlivost v šeru, ale barva odraženého světla je obvykle konstantní. U sobů se však tapetum mění sezónně, od typického savčího zlatého odstínu v letních měsících po jasně modrý v zimě (1a). Význam této plasticity je nejasný, ale odrazivost zimního tapeta zasahuje do ultrafialové oblasti (1b), což se zdá být spojeno s další záhadou o sobích očích – jejich rohovce a čočce.

Tyto tkaniny obvykle blokují UV záření a chrání oči denních savců. Ale u sobů propouštějí až 60 % UV záření, což stačí k vybuzení čípků odpovědných za barevné vidění.

Sníh je vysoce reflexní a ultrafialové světlo odražené od sněhu může negativně ovlivnit oči a způsobit fotokeratitidu (sněžnou slepotu) s příznaky od nepohodlí až po dočasnou ztrátu zraku. S vědomím toho lze předpokládat, že denní arktičtí savci budou mít oči, které ultrafialové světlo filtrují, nikoli propouštějí. Nadměrné vystavení ultrafialovému světlu může vysvětlit, proč jsou katarakty u domestikovaných sobů běžné, ale ne nepřítomnost fotokeratitidy, která naznačuje fotoprotektivní mechanismy v očích, jako je aktivace kyseliny askorbové.

Nedávno se vědci zaměřili na fialovo-modrou barvu soumraku, která je mezi fotografy známá jako „modrá hodina“. Bohaté kobaltové nebe se vytváří, když zapadající sluneční světlo prochází silnějším pásem atmosféry, který selektivně zeslabuje nazelenalé vlnové délky (obrázek č. 1). Obvykle k tomuto jevu dochází velmi rychle, ale pro obyvatele zeměpisných šířek nad 70° trvá soumrak každý den od září do dubna 8 až 11 hodin.

Barevná shoda krepuskulárního tapeta předpovídá zlepšené vidění v šeru, včetně rozpoznání barev v ultrafialovém světle. To vede k hypotéze, že tato zraková schopnost souvisí s detekcí vlků absorbujících ultrafialové záření na pozadí sněhu, který ultrafialové záření odráží. Bílí vlci se dobře maskují v bílé krajině, pokud kořist není citlivá na ultrafialové záření. To je atraktivní hypotéza, ale vlci se v arktických biotopech živí různými druhy kopytníků – losy (Alces Alces), pižmoň (Ovibos moschatus), srnec (Capreolus capreolus), což naznačuje podobné selektivní evoluční tlaky na jejich vizuální systémy. Výše uvedené druhy však nemají stejné vidění jako sobi, což činí hypotézu vlka méně realistickou.

Obrázek č. 2

Na rozdíl od všech ostatních druhů přežvýkavců se jeleni pasou na lišejnících, zejména v zimě. Myšlenka, že sobi používají ultrafialové vidění k detekci vegetace mezi sněhem, byla navržena téměř před deseti lety, když byly získány důkazy, že cévnaté rostliny, ale ne lišejníky, byly ve sněhu vizuálně rozeznatelné. Autoři však studovali ophioparmu, plochý, suchý lišejník rostoucí na skále, který sobi nežerou. Lišejníky se velmi liší barvou a tvarem a liší se svou tendencí odrážet ultrafialové světlo (obrázek č. 2), což je skutečnost, která vedla vědce ke studiu Cladonia rangiferina, zdůrazňující jeho ekologické spojení se soby (Rangifer Tarandus).

Obrázek č. 3

Cladonia je keřovitý suchozemský taxon, který tvoří husté houštiny. V zimě je jeleni vystavují kopáním, což je proces, který urychluje tání sněhu a snižuje viditelnost zimní krajiny (1a). Vizuálně rozlišit světlé vrstvy kladonií od oblastí jarního tání sněhu je někdy obtížné, ale spektrální data zdůrazňují důležitost barevné diskriminace mezi 330 a 370 nm (obrázek č. 3), UV vlnové délky, které odpovídají sekundárnímu vrcholu osvětlení soumraku (1b). Celkově tato omezená studie lišejníků naznačuje chromatický výraz pro oči sobů za soumraku.

Spojení vizuální citlivosti na UV záření s ekologií krmení vyvolává vzrušující otázky o tom, jak může Cladonia současně chránit oči sobů před poškozením UV zářením. Cladonia má působivé antioxidační vlastnosti a v kombinaci s dalším oblíbeným krmivem pro jeleny, jmenovitě pupeny a listy arktické vrby (Salix arctica) a trpasličí bříza (Betula nana), z nichž oba mají vysoké hladiny vitaminu C, mohou poskytnout rozmanitou škálu ochranných opatření.

Tradice nechávat chutné pamlsky pro Santa Clause a jeho soby má mnoho variací: v USA jsou to sušenky a mléko, v Anglii masový koláč a mléko a ve Španělsku pomeranče a mrkev. Shrneme-li výsledky své studie, vědci poznamenávají, že ideální pochoutkou pro soby by byl pomerančový džus a mrkev.

Pro podrobnější pochopení nuancí studie doporučuji nahlédnout do zprávy vědců.

Epilog

V práci, kterou jsme dnes recenzovali, vědci věnovali pozornost sobům, konkrétně jejich neobvyklému vidění. Jako denní savci mají jeleni schopnost detekovat ultrafialové světlo, což jim velmi pomáhá při hledání potravy. Hlavním pokrmem v jídelníčku sobů jsou lišejníky, které jsou pro svou přirozenou barvu pouhým okem těžko rozeznatelné od sněhu. Lišejníky však pohlcují ultrafialové světlo, na rozdíl od sněhu, který ho odráží. Výsledkem je, že jeleni doslova vidí svítící skvrny lišejníků i za šera.

Tato studie nejen ukazuje úžasnou adaptaci sobů na jejich prostředí, ale také demonstruje skutečnost, že evoluce může najít řešení téměř jakéhokoli problému druhu tím, že mu dá neuvěřitelnou vlastnost.

Trochu reklamy

Děkujeme, že s námi zůstáváte. Líbí se vám naše články? Chcete vidět další zajímavé materiály? Podpořte nás zadáním objednávky nebo doporučením přátelům, cloudové VPS pro vývojáře od 4.99 $, jedinečný analog serverů základní úrovně, který jsme pro vás vymysleli: Celá pravda o VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 jader) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps od 19 USD aneb jak správně sdílet server? (možnosti dostupné s RAID1 a RAID10, až 24 jader a až 40 GB DDR4).

Dell R730xd je 2krát levnější v datovém centru Maincubes Tier IV v Amsterdamu? Pouze zde 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV od 199 $ v Nizozemsku! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gb/s 100 TB – od 99 $! Přečtěte si o tématu Jak vybudovat podnikovou infrastrukturu. třídy pomocí serverů Dell R730xd E5-2650 v4, které stojí 9000 XNUMX eur za haléře?

Při pohledu na některá zvířata se nemůžete ubránit myšlence, že jejich současný vzhled, gastronomické preference a fyziologické/behaviorální vlastnosti jsou výsledkem dlouhé a usilovné práce evoluce. Logika té či oné evoluční adaptace je nejčastěji zřejmá a pochopitelná, ale někdy zvířata dokážou překvapit svými neobvyklými vlastnostmi. Totéž lze říci o sobech, kteří jsou jedinými savci s tapetem měnícím barvu a jedinými přežvýkavci, v jejichž potravě dominují lišejníky. Ještě podivnější vlastností je schopnost jejich očí propustit až 60 % ultrafialového světla. Na otázku, proč sobi vidí v ultrafialovém světle, se rozhodli odpovědět vědci z Dartmouth College (Hanover, USA). Co se jim během studie podařilo zjistit, se dozvídáme ze zprávy vědců.

Výzkumná základna

Skotská vysočina je domovem neuvěřitelné rozmanitosti lišejníků, ale Cladonia rangiferina (Staghorn Cladonia) není v březnu snadné najít. Úkol je dále komplikován tím, že tento lišejník má bělavý odstín a zdálky připomíná sníh. Lišejníky nejsou zdaleka ideální potravinou, ale jsou důležitou součástí jídelníčku jelenů. A pokud je pro lidské vidění obtížné si jich všimnout na pozadí sněhu a žuly, pak jeleni nemají problémy s hledáním lišejníků.

Obrázek č. 1

Sobi jsou jediní savci, kteří mají tapetum měnící barvu (tapetum lucidum) – tkáň sítnice zodpovědná za „lesk očí“. Tato zrcadlová tkáň odráží světlo vstupující do sítnice a dává fotoreceptorům druhou příležitost zachytit fotony. Tato vlastnost je velmi častá u zvířat, jejichž aktivita převládá v noci, protože zvyšuje zrakovou citlivost v šeru, ale barva odraženého světla je obvykle konstantní. U sobů se však tapetum mění sezónně, od typického savčího zlatého odstínu v letních měsících po jasně modrý v zimě (1a). Význam této plasticity je nejasný, ale odrazivost zimního tapeta zasahuje do ultrafialové oblasti (1b), což se zdá být spojeno s další záhadou o sobích očích – jejich rohovce a čočce.

Tyto tkaniny obvykle blokují UV záření a chrání oči denních savců. Ale u sobů propouštějí až 60 % UV záření, což stačí k vybuzení čípků odpovědných za barevné vidění.

Sníh je vysoce reflexní a ultrafialové světlo odražené od sněhu může negativně ovlivnit oči a způsobit fotokeratitidu (sněžnou slepotu) s příznaky od nepohodlí až po dočasnou ztrátu zraku. S vědomím toho lze předpokládat, že denní arktičtí savci budou mít oči, které ultrafialové světlo filtrují, nikoli propouštějí. Nadměrné vystavení ultrafialovému světlu může vysvětlit, proč jsou katarakty u domestikovaných sobů běžné, ale ne nepřítomnost fotokeratitidy, která naznačuje fotoprotektivní mechanismy v očích, jako je aktivace kyseliny askorbové.

Nedávno se vědci zaměřili na fialovo-modrou barvu soumraku, která je mezi fotografy známá jako „modrá hodina“. Bohaté kobaltové nebe se vytváří, když zapadající sluneční světlo prochází silnějším pásem atmosféry, který selektivně zeslabuje nazelenalé vlnové délky (obrázek č. 1). Obvykle k tomuto jevu dochází velmi rychle, ale pro obyvatele zeměpisných šířek nad 70° trvá soumrak každý den od září do dubna 8 až 11 hodin.

Barevná shoda krepuskulárního tapeta předpovídá zlepšené vidění v šeru, včetně rozpoznání barev v ultrafialovém světle. To vede k hypotéze, že tato zraková schopnost souvisí s detekcí vlků absorbujících ultrafialové záření na pozadí sněhu, který ultrafialové záření odráží. Bílí vlci se dobře maskují v bílé krajině, pokud kořist není citlivá na ultrafialové záření. To je atraktivní hypotéza, ale vlci se v arktických biotopech živí různými druhy kopytníků – losy (Alces Alces), pižmoň (Ovibos moschatus), srnec (Capreolus capreolus), což naznačuje podobné selektivní evoluční tlaky na jejich vizuální systémy. Výše uvedené druhy však nemají stejné vidění jako sobi, což činí hypotézu vlka méně realistickou.

Obrázek č. 2

Na rozdíl od všech ostatních druhů přežvýkavců se jeleni pasou na lišejnících, zejména v zimě. Myšlenka, že sobi používají ultrafialové vidění k detekci vegetace mezi sněhem, byla navržena téměř před deseti lety, když byly získány důkazy, že cévnaté rostliny, ale ne lišejníky, byly ve sněhu vizuálně rozeznatelné. Autoři však studovali ophioparmu, plochý, suchý lišejník rostoucí na skále, který sobi nežerou. Lišejníky se velmi liší barvou a tvarem a liší se svou tendencí odrážet ultrafialové světlo (obrázek č. 2), což je skutečnost, která vedla vědce ke studiu Cladonia rangiferina, zdůrazňující jeho ekologické spojení se soby (Rangifer Tarandus).

Obrázek č. 3

Cladonia je keřovitý suchozemský taxon, který tvoří husté houštiny. V zimě je jeleni vystavují kopáním, což je proces, který urychluje tání sněhu a snižuje viditelnost zimní krajiny (1a). Vizuálně rozlišit světlé vrstvy kladonií od oblastí jarního tání sněhu je někdy obtížné, ale spektrální data zdůrazňují důležitost barevné diskriminace mezi 330 a 370 nm (obrázek č. 3), UV vlnové délky, které odpovídají sekundárnímu vrcholu osvětlení soumraku (1b). Celkově tato omezená studie lišejníků naznačuje chromatický výraz pro oči sobů za soumraku.

Spojení vizuální citlivosti na UV záření s ekologií krmení vyvolává vzrušující otázky o tom, jak může Cladonia současně chránit oči sobů před poškozením UV zářením. Cladonia má působivé antioxidační vlastnosti a v kombinaci s dalším oblíbeným krmivem pro jeleny, jmenovitě pupeny a listy arktické vrby (Salix arctica) a trpasličí bříza (Betula nana), z nichž oba mají vysoké hladiny vitaminu C, mohou poskytnout rozmanitou škálu ochranných opatření.

Tradice nechávat chutné pamlsky pro Santa Clause a jeho soby má mnoho variací: v USA jsou to sušenky a mléko, v Anglii masový koláč a mléko a ve Španělsku pomeranče a mrkev. Shrneme-li výsledky své studie, vědci poznamenávají, že ideální pochoutkou pro soby by byl pomerančový džus a mrkev.

Pro podrobnější pohled na nuance studie doporučuji podívat se na cloudové VPS pro vývojáře od 4.99 $ , jedinečný analog serverů základní úrovně, který jsme pro vás vymysleli: Celá pravda o VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 jader) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps od 19 USD aneb jak správně sdílet server? (možnosti dostupné s RAID1 a RAID10, až 24 jader a až 40 GB DDR4).

Dell R730xd je 2krát levnější v datovém centru Maincubes Tier IV v Amsterdamu? Pouze zde 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV od 199 $ v Nizozemsku! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gb/s 100 TB – od 99 $! Přečtěte si o tématu Jak vybudovat podnikovou infrastrukturu. třídy pomocí serverů Dell R730xd E5-2650 v4, které stojí 9000 XNUMX eur za haléře?