Svetloba v očeh

“Če bi ljudi na cesti spraševali, kakšen je namen živalskih oči, bi odgovarjali: nič drugačen kot človeških.

Ampak to ni res. To sploh ni res.” Dan-Eric Nilsson z Univerze v Lundu na Švedskem v laboratoriju proučuje oči morskih os, vrste meduz. Pri tem pogled – ima par sinjih oči – upira naprej. Drugače od njega se morska osa ponaša s 24 temno rjavimi očmi, združenimi v štiri skupke ali ropalije. Nilsson mi v pisarni pokaže nekakšen model teh oči, ki spominja na žogico za golf, iz katere rastejo tumorji. Vse skupaj je na meduzo pritrjeno z gibljivim pecljem. “Ko sem jih videl prvič, nisem mogel verjeti očem,” pravi. “Tako nenavadne so.” Štiri od šestih oči v vsakem ropaliju so samo preproste reže in jamice, ki zaznavajo svetlobo. Zgradba preostalih dveh očes je bistveno bolj zapletena: podobno kot Nilssonove oči imajo tudi te lečo in ustvarijo sliko, čeprav z nizko ločljivostjo. Nilsson oči uporablja med drugim za to, da zbira podatke o raznolikosti živalskega vida. Kaj pa morska osa? To je ena najpreprostejših živali. Njeno telo je pravzaprav utripajoča želatinozna kepa, ki vleče za sabo štiri snope lovk z ožigalkami; nima niti pravih možganov, le obroč živčnih celic vzdolž oboda klobuka. Kakšne podatke bi sploh lahko potrebovala? Leta 2007 je Nilsson s sodelavci dokazal, da morska osa Tripedalia cystophora spodnje, z lečo opremljene oči uporablja, da zaznava približujoče se ovire – na primer korenine mangrov, med katerimi plava. Nadaljnja štiri leta so znanstveniki porabili za ugotavljanje, kaj počne z zgornjimi očesi z lečo. Prvi ključ do rešitve jim je ponudila prosto lebdeča utež – statolit na dnu ropalija – zaradi katere je pogled zgornjega očesa vedno usmerjen navzgor, tudi ko meduza plava, obrnjena navzdol. Če oko zazna temne lise, meduza ve, da plava pod krošnjami mangrov, kjer bo našla rakce, s katerimi se hrani.

Če vidi samo bleščečo svetlobo, to pomeni, da je zašla na odprto morje, kjer bo verjetno lačna. Zaradi oči to bitje brez možganov torej najde hrano, se izogne oviram in – preživi. V živalskem kraljestvu je sicer še neskončno veliko drugih različic oči: nekatere vidijo samo črno in belo, druge celo več kot barvni spekter, ki ga zaznamo ljudje. Nekatere niti ne zmorejo presoditi, iz katere smeri prihaja svetloba, druge opazijo bežeči plen, čeprav je kilometre daleč. Najmanjši kožekrilci imajo oči, ki so komaj kaj večje od amebe, nekateri orjaški lignji pa se ponašajo z očmi, velikimi kakor krožniki za pico. Lignjevo oko je sicer našemu podobno v tem, da deluje kot fotoaparat; z lečo zbira svetlobo na mrežnici, kjer je veliko fotoreceptorjev. Ti prestrežejo fotone in njihovo energijo pretvorijo v električni dražljaj. Nasprotno pa se v mušjem sestavljenem očesu svetloba razdeli med tisoče ločenih enot, od katerih ima vsaka svojo lečo in receptorje za svetlobo. Ljudje, muhe in lignji imamo oči v parih vgrajene v glavo. Pokrovače jih imajo ob robu školjčnega plašča, morske zvezde na konicah krakov, vijoličasti morski ježki pa kot oko uporabljajo celotno telesno površino. Na svetu obstajajo oči z dvogoriščnimi lečami, oči z ogledali in oči, ki gledajo hkrati navzgor, navzdol in vstran. Po svoje je taka raznolikost osupljiva. Vse oči namreč zaznavajo svetlobo, ta pa je predvidljiva. Skrivnost je v tem, da je široko uporabna – pomaga razbrati, kateri del dneva je, kako globoka je voda, kam pada senca. Odbija se od sovražnikov, spolnih partnerjev in zatočišča. Zaradi svetlobe morska osa najde varna lovišča. Človeku je svetloba v pomoč pri opazovanju pokrajine, presojanju izrazov na obrazih in branju tehle besed. Narava je s svojim izobiljem poskrbela, da imajo oči neverjetno različne naloge. V njih se zrcali osupljiva povezanost med fizikalno nespremenljivostjo in zmešnjavo, značilno za biologijo, zato za razumevanje evolucije oči ni dovolj samo poznavanje njihove anatomije. Treba je narediti, kar je uspelo Nilssonu z morskimi osami: ugotoviti, kako živali oči uporabljajo.

PRED PRIBLIŽNO 540 MILIJONI LET je nastopil pojav, imenovan kambrijska eksplozija. Takrat so se na Zemlji pojavili predniki večine sodobnih živali, o čemer pričajo številne fosilne najdbe. Nekatere so tako dobro ohranjene, da so lahko znanstveniki z elektronskim mikroskopom sestavili sliko notranje zgradbe fosiliziranih živali z očmi vred in tako temeljiteje spoznali njihov pogled na svet. “Osupnilo me je,” pravi Brigitte Schoenemann s Kölnske univerze. “Zdaj lahko izračunamo celo, koliko fotonov so zajemali.” Ampak zgradba in delovanje teh oči sta že bili zapleteni, ni pa nobenih najdb, iz katerih bi pridobili podatke o njihovih preprostejših predhodnikih. Iz fosilov ne moremo sklepati, kako so spregledale prej slepe živali. Ta vprašanja so begala že Charlesa Darwina. “Oko je tako neposnemljivo dovršeno, da se zdi trditev o naravnem izboru – odkrito priznam – v zvezi z njimi popolnoma absurdna,” je napisal v knjigi O izvoru vrst (The Origin of Species). Kreacionisti tu navadno končajo navajanje, saj gre za trenutek, ko naj bi bil véliki mož podvomil o svoji teoriji. Vendar Darwin z dvomi opravi v naslednji povedi: “Razum pa mi pravi, da bi se z dokazom o obstoju številnih predstopenj tega očesa, preprostih in uporabniku koristnih, naši dvomi – četudi trdno zakoreninjeni – lahko razblinili.” Dokazi za te predstopnje v resnici obstajajo. To so oči živečih živali, pri katerih opazujemo vse mogoče vmesne člene med lisami, občutljivimi za svetlobo, kakršne najdemo pri deževnikih, in neverjetno ostrimi orlovimi očmi. Nilsson celo trdi, da se lahko omenjene lise razmeroma hitro razvijejo v zapletene oči. Pripravil je simulacijo, ki se začne z majhno plosko zaplato za svetlobo občutljivih celic.

Vsako generacijo, ki traja eno leto, se ta zaplata nekoliko zadebeli, nato pa se začne počasi zvijati v obliko skodelice. Sčasoma pridobi preprosto lečo in ta se razvija naprej. Celo v najneugodnejših razmerah, v katerih bi se oko vsako generacijo izboljšalo zgolj za 0,005 odstotka, bi do nastanka popolno delujočega, fotoaparatu podobnega organa minilo samo 364.000 let. Z vidika evolucije je to, kot bi trenil z očesom. Kljub vsemu preprosta očesa niso samo mejnik na poti k večji zapletenosti, ampak dobro opravljajo svojo nalogo in so prilagojena potrebam uporabnika. Preproste oči na konici vsakega kraka morske zvezde ne razločijo barv, majhnih podrobnosti ali hitro premikajočih se predmetov – orel bi se s takimi očmi zaletel v prvo drevo. Seveda pa morske zvezde ne zanimajo bežeči zajci, ampak potrebuje vid zgolj, da najde pot domov na koralni greben, ki je ogromna, nepremična gmota nekje v okolici. Oko, kakršno ima orel, bi bilo zanjo bedasto razsipništvo. “Oči se niso razvile iz skromnih v popolne,” pravi Nilsson. “Ampak so najprej popolnoma obvladale preproste naloge, nato pa se počasi razvile do stopnje, na kateri lahko odlično opravijo množico zapletenih nalog.”

Krajša posnetka različnih oči si lahko ogledate pod rubriko DODATNO, več si preberite v februarski številki revije National Geographic.