Zrakové orgány

Zvieratá zoči-voči

Niektoré živočíchy vidia aj veci pre nás neviditeľné, a navyše ich vnímajú vskutku nevšednými zrakovými orgánmi.

V prvých rokoch rozvoja prírodovednej disciplíny nazývanej evolučná biológia boli oči živočíchov jedna z jej najboľavejších Achillových piat. Ako mohol taký dokonalý orgán, ako je oko, vzniknúť postupne, prirodzeným výberom? Načo by boli živočíchom prechodné evolučné modely, ktoré by určite nefungovali bezchybne? Podľa odporcov evolúcie oči museli vzniknúť rýchlo a naraz – teda zásahom nejakej cieľavedomej vyššej moci. Vtedajší prírodopisci však pri svojich úvahách urobili jednu obrovskú chybu. Predpokladali, že každý živý tvor potrebuje vidieť presne to, čo vnímame my, a tiež v rovnakej obrazovej kvalite.
Skutočnosť je však oveľa pestrejšia. Živočíchy vnímajú okolitú realitu po svojom a vyberajú si z nej to, čo je dôležité na ich prežitie. Pre niektoré z nich by dokonca naše „dokonalé“ oči boli doslova danajským darom. Načo by boli napríklad niektorým dravým medúzam, ktoré vo voľnej vode oceánov potrebujú rozoznávať iba pohyb primerane veľkej koristi? Menší planktón pre ne nie je dôležitý a väčšiemu dravcovi by svojím pomalým pohybom aj tak neunikli. Takým živočíchom stačí k spokojnosti veľmi rozmazaný obraz okolia s pohyblivými škvrnami správnych rozmerov. Zložité informácie z ostro vnímajúceho oka by navyše celkom zahltili jednoduchú nervovú sústavu medúzy. Málo výkonný živý počítač jej tela by takú záplavu podnetov vôbec nevládal spracovať.

Štvorhranky, vzdialené príbuzné „pravých“ medúz, však vedcom pripravili veľké prekvapenie. Okrem jednoduchých zrakových ústrojov majú na štyroch výrastkoch svojho zvonu vždy po dva podstatne dokonalejšie orgány. Tieto oči sú dokonca vybavené šošovkou, takže vzdialene pripomínajú komorový zrakový aparát oveľa dokonalejších tvorov – stavovcov. Ale oči štvorhraniek sú tak rozmiestnené zámerne: dokážu vytvárať presne taký obraz, aký tieto dravé príbuzné medúz potrebujú.
Tímu výskumníkov, ktorého jadro tvoria českí vedci, však nedala spať iná otázka. Ako je možné, že vývojovo pôvodnejšie tvory, napríklad pŕhlivce (kam štvorhranky patria), majú také dokonalé oči a ako je možné, že okrem nich sledujú svet aj oveľa jednoduchšími verziami susediacich zrakových orgánov? Odpoveď im poskytol detailný výskum genetických súvislostí vzniku oka počas zárodočného vývinu. Zistili, že formovanie oka štvorhraniek riadi evolučne staršia verzia toho istého génu, ktorý kontroluje utváranie zrakového orgánu aj u nás. Komorové oči sa teda vyvinuli u stavovcov aj u štvorhraniek nezávisle od seba, podkladom pre ich vznik však boli rovnaké gény.

V živočíšnej ríši nájdeme aj oveľa známejší príklad oka, ktoré evolúcia „vybrúsila“ do podobnej kvality ako to naše. Rovnako ako nezvyčajné zrakové orgány štvorhraniek, aj tieto receptory pozorujú dianie pod morskou hladinou. Patria evolučne najpokročilejším zo všetkých mäkkýšov – hlavonožcom. Chobotnice, sépie a kalmáre vedú podobne aktívny život ako morské ryby. Čulo prenasledujú korisť, ukrývajú sa pred nepriateľmi v členitom prostredí morského dna, alebo pred nimi unikajú pomocou podmorskej obdoby tryskového pohonu. Vďaka schopnosti meniť farbu a textúru pokožky sa vo svojom prostredí majstrovsky maskujú. S príslušníkmi vlastného druhu dokonca vedú akési farebné rozhovory pripomínajúce psychedelické vidiny, aké vyvolávajú niektoré drogy.

Nič z toho by však hlavonožce nemohli robiť bez vynikajúceho zraku. Ich komorové oči skutočne fungujú podobne ako zrakové orgány stavovcov, ktoré považujeme za jeden z vrcholov evolučných snáh prírody. Rovnako ako u nás, aj na sietnici chobotníc obraz zaostruje priehľadná šošovka. Na rozdiel od oka cicavcov sa však na rôzne vzdialenosti zaostruje tak ako objektív fotoaparátu – posúva sa ďalej od sietnice, alebo sa k nej zasa približuje. Podľa stavby oka by sme mohli očakávať, že chobotnica vykúkajúca zo štrbinky v útese vidí podobný obraz okolia ako potápač, ktorý ju tam zahnal.
Svet hlavonožcov je však úplne iný ako ten náš. Keď si uvedomíme, že majú schopnosť meniť farbu, je veľkým prekvapením, že ich videnie – až na niektoré výnimky – pripomína čiernobiely film z čias prvej republiky. Hlavonožce nevidia farebne! V ich sietnici nepracujú tyčinky a čapíky ako u nás, ale zmyslové bunky nazývané rhabdoméry. Na rozdiel od našej sústavy receptorov obsahujú jediný pigment (my máme tri), takže nedokážu rozlišovať farby. Menšou záhadou preto zostáva, ako hlavonožce pri maskovaní trafia farbu tela tak, aby splynuli s okolím. Ich oči však vedia niečo, čo by im závidel každý šofér alebo rybár. Vidia polarizované svetlo. Vďaka mikroskopickým výrastkom zmyslových buniek orientovaných pravouhlo na seba dokážu vnímať svetelné lúče kmitajúce v rôznych rovinách.

Majú teda v očiach zabudované polarizačné okuliare, ktoré s obľubou nosia králi ciest a vodných tokov. Každý, kto si také okuliare vyskúšal, si určite všimol, že po ich nasadení okamžite zmizli nepríjemné odlesky od vodnej hladiny, mokrej cesty, alebo skiel protiidúcich vozidiel. Podobný princíp pomáha hlavonožcom oproti svetlu polarizovanému hladinou zreteľnejšie vidieť korisť, nebezpečné dravce, alebo eliminovať rušivé odlesky striebristých rybích tiel. Zrakové orgány týchto mäkkýšov s chápadlami pritom lámu veľkostné rekordy zvieracieho sveta. Najväčšie patria hlbokomorskému krakovi obrovskému a dosahujú úctyhodný priemer až štyridsať centimetrov. Oko kalmára je teda veľké ako priemerná pizza v talianskej reštaurácii. Morské hlbiny skrývajú aj druhý extrém. Vonkajšia schránka nezvyčajných lodienok je spomienkou na druhohory, keď svetové moria obývali dávno vymreté amonity. Rovnako ako ony, aj lodienky majú malé štrbinovité očká, ktorým chýba šošovka. Fungujú na princípe tmavej komory, do ktorej svetlo vchádza úzkym otvorom a obraz vonkajšej scény premieta na protiľahlú stenu zariadenia. U lodienok nahrádza stenu svetlocitlivá sietnica.

(GEO máj 2009)

Autor: Michael Fokt