Toimittajan huomautus: Tämä tarina päivitettiin kello 11:20 E.D.T. perjantaina 17. toukokuuta
Kevythiukkasten muuttaminen visuaaliseksi informaatioksi on vaikeaa työtä, ja kehosi luottaa happea saadaksesi työn päätökseen. Tämä on totta, käveletkö maata kahdella raajalla tai uitat meren läpi kahdeksan kanssa.
Itse asiassa äskettäisen lehden Journal of Experimental Biology -tutkimuksen mukaan meren selkärangattomien, kuten kalmarien, rapujen ja mustekalajen, käytettävissä oleva hapen määrä voi olla huomattavasti tärkeämpi heidän visioonsa kuin aiemmin ajateltiin. Verkossa 24. huhtikuuta julkaistussa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat verkkokalvon aktiivisuuden merkittävän laskun neljässä meren toukkoluokassa (kaksi rapua, mustekala ja kalmari), kun eläimet olivat alttiina hapettuneelle ympäristölle vain 30 minuutin ajan.
Joillekin lajeille jopa pienet happipitoisuuden pudotukset johtivat lähes välittömään näön menetykseen, mikä lopulta aiheutti melkein täydellisen sokeuden ennen kuin happi rakeutettiin uudelleen.
Johtavan tutkimuksen kirjoittajan Lillian McCormickin, Kalifornian La Jollassa sijaitsevan Scripps-merentutkimuslaitoksen tohtorikoulutettavan tutkijan, näön heikkenemismuodot voivat olla päivittäinen todellisuus näille lajeille, jotka muuttuvat valtameren erittäin happea kyllästetyn pinnan ja sen hypoksisen välillä (vähän happea) syvyydet päivittäisten ruokintaohjelmiensa aikana. Ja koska valtameren happipitoisuus laskee edelleen ympäri maailmaa, osittain ilmastonmuutoksen takia, näille olentoille aiheutuvat riskit voivat kasvaa.
"Olen huolestunut siitä, että ilmastomuutos pahentaa tätä asiaa", McCormick kertoi Live Sciencelle, "ja että näkövamma voi tapahtua useammin merellä."
Pistä pääjalkaisia silmään
Uutta tutkimusta varten McCormick ja hänen tiiminsä tutkivat kalmaria (Doryteuthis opalescens), kaksipisteinen mustekala (Octopus bimaculatus), tonnikalarapu (Pleuronkoodit planipes) ja siro kivirapu (Metacarcinus gracilis). Nämä kaikki lajit ovat paikallisia Tyynellämerellä Etelä-Kalifornian edustalla, ja ne kaikki harjoittavat päivittäistä sukellusrutiinia, jota kutsutaan vertikaaliseksi muuttoliikkeeksi. Yöllä ne uivat lähellä pintaa ruokkiakseen; päivä päivältä he laskeutuvat suurempiin syvyyksiin piiloutua auringon (ja sen nälkäisten saalistajien) edessä.
Kun nämä olennot vaeltavat ylös ja alas vesipylväästä, hapen saatavuus muuttuu dramaattisesti. Valtameri on täynnä happea täynnä pintaa, missä ilma ja vesi kohtaavat, ja huomattavasti vähemmän tyydyttyneenä happea 50 metrin päässä pinnan alapuolelta, missä monet äyriäiset ja pääjalkaiset piiloutuvat päivän aikana.
Saadakseen selville, vaikuttavatko nämä päivittäiset hapen heilahtelut eläinten näkemykseen, McCormick kiinnitti pienet elektrodit jokaisen koelaboratorionsa silmiin, joista mitkään eivät mitattaneet pidempään kuin 0,15 tuumaa (4 millimetriä). Nämä elektrodit rekisteröivät kunkin touran silmän sähköisen aktiivisuuden, kun sen verkkokalvo reagoi valoon - "sellainen kuin EKG, mutta silmällesi kuin sydämellesi", McCormick sanoi.
Sitten jokainen toukka asetettiin vesisäiliöön ja saatettiin katsomaan kirkkaaseen valoon samalla kun veden happitaso laski tasaisesti. Tasot laskivat 100%: n ilman kylläisyydestä, happea, jonka odotit löytävänsi valtameren pinnalta, noin 20%: n kylläisyyteen, joka on alhaisempi kuin mitä he tällä hetkellä kokevat. 30 minuutin kuluttua tästä vähän happea sisältävästä tilasta happea tasot nostettiin takaisin 100%: iin.
Vaikka jokaisella neljästä lajista oli hieman erilainen toleranssi, kaikki neljä saivat huomattavan näön iskun, kun he olivat alttiina vähähappiselle ympäristölle. Kaiken kaikkiaan toukan verkkokalvon aktiivisuus laski välillä 60% - 100% alhaisen hapen olosuhteissa. Jotkut lajit, etenkin kalmari ja kalliorapu, osoittautuivat niin herkiksi, että he menettivät näkökykynsä heti, kun tutkijat alkoivat vähentää happea säiliössä.
"Kun saavutin alhaisimmat happitasot, nämä eläimet olivat melkein sokeutuneita", McCormick kertoi.
Hyvä uutinen on, että näköhäviö ei ollut pysyvää. Noin tunnin sisällä palautumisesta täysin tyydyttyneeseen happiympäristöön, kaikki toukat palasivat vähintään 60% visioistaan, ja jotkut lajit palasivat 100%: n toimintaan.
Soka vedessä
On todennäköistä, että koska Tyynellämerellä on luonnollisesti paljon vähän happea sisältäviä olosuhteita Etelä-Kalifornian lähellä, nämä erittäin herkät lajit kamppailevat jonkin verran näköhäiriöitä päivittäin, McCormick sanoi. (Toisaalta tarvitaan lisää tutkimusta, jotta tiedämme varmasti.) Toivottavasti, McCormick lisäsi, nämä riskialttiit lajit kehittävät luonnollisesti välttämiskäyttäytymistä siten, että ne uivat valtameren korkeampaan happea koskeviin osiin, kun vakava näkövamma esiintyy.
McCormick sanoi kuitenkin, että ilmastonmuutoksen aiheuttama nopea hapettuminen voi vaikeuttaa näiden lajien sopeutumista. Nature-lehden vuoden 2017 tutkimuksen mukaan valtameren kokonaishappipitoisuus on laskenut 2% maailmanlaajuisesti viimeisen 50 vuoden aikana, ja sen ennustetaan laskevan vielä 7 prosentilla vuoteen 2100 mennessä. Ilmastonmuutos on merkittävä tekijä, joka johtaa näitä tappioita, Nature -tutkimus löysi etenkin valtameren yläosista, joissa McCromickin tutkitut toukat yleensä viettävät suurimman osan elämästään.
Tämä lämpenemisen aiheuttama hapenpoisto - yhdistettynä luonnonvoimiin, kuten tuulen ja veden kiertoon, jotka tekevät pinnan lähellä olevista happea tasoista epätasaisia - voisi johtaa siihen, että haavoittuvammat olennot menettävät näkökykynsä, kun he sitä eniten tarvitsevat. Riskialttiista eläimistä saattaa tulla vähemmän tehokkaita metsästyksessä pinnan lähellä, ja ne saattavat menettää hienovaraiset petoeläinten merkit niiden keskellä, McCormick sanoi. Se on synkkä mahdollisuus - kuitenkin tarvitaan lisää tutkimusta happea aiheuttavan näköhäviön määrän määrittämiseksi, joka todella vaatii ennen kuin nämä olennot tekevät mahdollisesti haitallisia virheitä.
"Jos otan piilolinssini kotona ja kävelen ympäri, voin tynkätä varpaani, mutta pääsen läpi", McCormick sanoi. "Seuraava kysymys on, kuinka paljon verkkokalvon vajaatoiminta vastaa muutosta visuaalisessa käyttäytymisessä?"
Toimittajan huomautus: Tämä tarina päivitettiin toukkien mittauksen korjaamiseksi. Ne ovat lyhyempiä kuin 0,15 tuumaa, ei 1,5 tuumaa. Tarina päivitettiin myös huomaamaan, että meren selkärangattomat eivät tyypillisesti koe 20% happisaturaatiota normaalissa ympäristössään.
