Explore
Also Available in:

Uimitorii ochi oglindă ai scoicilor scallop

de Jonathan Sarfati
tradus de Cristian Monea (Centrul De Studii Facerea Lumii)

12411-scallop
Age footstock / Alamy Stock Photo

Scallop-ul este o scoică comestibilă de apă sărată, având o cochilie cu formă distinctă. Însă neobișnuit pentru crustacee, ea are un sistem vizual complex. În ciuda faptului că nu are un creier real, are până la 200 de ochi, fiecare având numai 1 mm.

Acești ochi sunt destul de neobișnuiți: în loc de o lentilă care să focalizeze lumina într-o imagine, ochiul scoicii scallop are o oglindă pentru focalizare.Cel mai important om de știință creaționist, Sir Isaac Newton, a inventat primul telescop reflector realizat de om, dar scallop-ul l-a avut mai întâi, la scară mică. Și cercetările recente de la Institutul de Știință Weizmann din Israel, folosind microscopia crio-electronică, arată cât de sofisticați sunt acești ochi. După cum spun, formarea imaginii

„necesită un nivel extrem de ridicat de organizare ultra-structurală, deoarece lumina nu trebuie să fie doar reflectată, ci și focalizată. Organizarea ierarhică a oglinzii scoicii scallop este reglată fin pentru formarea imaginii, de la cristalele de guanină componente la scară nanometrică până la forma generală a oglinzii la nivelul milimetric.”1

Adică, guanina, una dintre „literele” ADN-ului, este, de asemenea, suprafața principală reflectorizantă. Dar scallop-ul reușește să crească cristalele într-o formă pătrată, deși guanina formează în mod normal prisme. Aceasta înseamnă că sunt ca plăcile care se potrivesc strâns împreună și seamănă cu „oglinzile segmentate ale telescoapelor reflectoare”.1

De asemenea, guanina se comportă ca oglinda numai atunci când este dispusă în mai multe straturi subțiri, altfel este transparentă.2 Scallop-ul are 20-30 de straturi de plăci de guanină alternând cu citoplasma, materialul din interiorul celulelor. Plăcile sunt foarte subțiri, cu grosimea de numai 74 nanometri (nm) și separate de citoplasmă cu grosimea de 86 nm. Aceasta înseamnă că este are o eficiență perfectă la reflectarea luminii albastre-verzi cu o lungime de undă de 500 nm. Aceasta “se întâmplă” să fie chiar în jurul culorii de vârf a luminii care pătrunde în apă pentru a ajunge la scoica scallop, precum și culoarea la care ochii sunt cei mai sensibili.

În plus, ochiul nu este simetric în jurul axei. Aceasta nu este o deficiență, ci o caracteristică proiectată. Produce două imagini separate focalizate pe două retine. Obiectele aflate în centrul vederii produc imagini pe retina distală (mai departe de corp), în timp ce imaginile periferice se formează pe oglinda proximală (mai aproape de corp). Retina distală este bună la detectarea mișcării, pentru ca scallop-ul să poată scăpa de un prădător. Retina proximală este mai sensibilă și oferă informații despre împrejurimile scallop-ului.

12411-scallop-eyes
Fig. 1. Locațiile și anatomia ochilor scallop-ului. (A) Scallop-ul Pecten maximus cu numeroși ochi căptușind mantaua (săgeata albă indică un ochi individual).(B) O imagine mărită a cinci ochi.(C) Imagine obținută prin microscopie fluorescentă a unei secțiuni transversale a ochiului, care prezintă nucleele celulare colorate cu DAPI (4′,6-diamidino-2-fenilindol). Sunt indicate corneea (i), (ii) lentila, (iii) retina distală, (iv) retina proximală și (v) oglinda concavă.(D) Micrografie crio-SEM cu rezoluție mică la o secțiune transversală a ochiului după congelare la presiune ridicată și fragmentare prin îngheț. Lentilele (albastru), retina distală (galben), retina proximală (portocaliu) și oglinda concavă (verde) sunt prezentate în pseudo-culori. Cilii și microvilii fotoreceptorilor au fost folosiți pentru a identifica locațiile retinelor distală și proximală. Săgețile galbene din (C) și (D) arată direcția luminii incidente pe axă. De la Ref. 1.

Raportul concluzionează,

„Morfologia cristalului, structura multistratificată și forma 3D a oglinzii oculare a scallop-ului sunt reglate fin pentru a produce imagini funcționale pe cele două retine.”1

Continuă explicând faptul că acest design ar putea

„deschide calea pentru construirea de noi dispozitive optice bio-inspirate. În special,… dezvoltarea de dispozitive de imagistică compacte, de câmp larg, derivate din această formă neobișnuită de optică biologică.”1

Expertul în ochi de animale Daniel Speiser, de la Universitatea din Carolina de Sud, este uimit că o crustacee atât de simplă are nevoie de o astfel de tehnologie vizuală avansată: „Este încă o enigm[ de ce ele văd atât de bine.”2 Bineînțeles, reportajul din ziar conține referirea necesară la evoluție:

„Studiul lui arată că scoicile scallop și-a dezvoltat o măiestrie în formarea cristalelor, direcționându-le în forme pe care cercetătorii nu le credeau posibile.”2

Dar cum ar fi putut evolua ‚măiestria’ prin schimbări lente și treptate generate de modificări accidentale ale informațiilor genetice existente (mutații), fiecare reprezentând un avantaj față de etapa anterioară? Selecția naturală alege numai avantajul de supraviețuire, în timp ce scallop-ul pare să aibă o vedere mult mai multă decât are nevoie. Ca mii de alte caracteristici ale lucrurilor vii, ochiul scoicii scallop dovedește abilitățile inginerești ale Creatorului ei.

Referințe și note

  1. Palmer, B.A. și alți nouă, The image-forming mirror in the eye of the scallop, Science 358(6367):1172–1175, 1 December 2017 | doi:10.1126/science.aam9506. Înapoi la text.
  2. Zimmer, C., The scallop sees with space-age eyes—hundreds of them, New York Times, 30 Noiembrie 2017; nytimes.com. Înapoi la text.