Sjøpindsvin ser bedre ut enn forventet

Kalksteinsskjelett med lette sensoriske celler fungerer som et "sammensatt øye"

Lilla kråkeboller (Strongylocentrotus purpuratus) med utstrakte føtter. © E. Arboleda
lese høyt

Sjøpindsvin er ikke så "blinde", som vitenskapen alltid trodde: Et internasjonalt team av forskere har nå for første gang oppdaget spesialiserte lysceller hos de antatt øyløse dyrene som gir dem en retningsvisjon.

Forskerne presenterer nå funnet, som de kaller det "løpende komplekse øye", i tidsskriftet "Proceedings of the National Academy of Science" (PNAS).

Fotoreseptorer er ikke diffust distribuert

"Fotoreceptorene til den lilla kråkeboller (Strongylocentrotus purpuratus) er ikke fordelt diffust over hele kroppen til dyrene, som tidligere mistenkt, men konsentrert i små innrykk av det sirkulære kalkskjelettet, " forklarer Esther Ullrich-Lüter fra Universitetet i Bonn, forskningsresultatene i samarbeid med kolleger i Italia, Norge og Sverige.

Forskerne fant også ut i sin nye studie at kråkeboller bruker sine egne skjeletter for å spesifikt skjerme sine fotoreseptorer og dermed fungerer som et slags "rennende kompleks øye".

Lysreaksjoner har lenge vært kjent

Selv om lette reaksjoner lenge har vært kjent i marine hvirvelløse sjøaure, har de ansvarlige reseptorene og mekanismene først nå blitt belyst gjennom en kombinasjon av genekspresjonsstudier og morfologiske studier. utstilling

Forskerne fokuserte først på uttrykket av et såkalt rhabdomerisk opsin, et funksjonelt essensielt molekyl av lysreseptorer som finnes i mange virvelløse dyr. "Gjennom den spesifikke påvisningen av dette opsinet i føttene til sjøaure, kunne vi lokalisere lyssensorceller i kråkeboller for første gang, som ikke har 'øyne' i klassisk forstand, " sier Maria Ina Arnone fra Zoologica-stasjonene i Napoli.

Ung kråkebolle med rhabdomian fotoreseptorer (rød) i kontakt med nervesystemet (grønt). E. Ullrich-L ter

Lysreseptor som er typisk for sammensatte øyne

I følge forskerne, i kombinasjon med elektronmikroskopiske undersøkelser og immundeteksjon, viser genuttrykkdata at sjøaure, til sammen med insekter og krepsdyr, bruker en sammensatt øyetypisk lysreseptor for retningsvisjon, i motsetning til deres nære slektninger, virveldyrene. I denne typen fotoreseptor skjer inkorporering av det visuelle pigmentet i eksponering av den ytre rettede celleoverflaten.

Virveldyrene ser derimot med fotoreseptorer, der det visuelle pigmentet er innebygd i overflaten av en øyenvippe. I følge Harald Hausen fra SARS International Center of Marine Molecular Biology, "ser denne måten å se ut til å være evolusjonært nyere enn tidligere antatt."

Internett-aktig nervesystem

Ytterligere røntgenmikrotomografiske undersøkelser (μCT) ga informasjon om den spesielle skjelettmorfologien til de undersøkte sjøaure, ved hjelp av hvilken en lysskjerming av de individuelle lysreseptorgruppene opp til 272 grader finner sted. Distribusjonen av lyssensorcellene over dyrenes kropp i kombinasjon med et nettlignende, internetlignende desentralisert databehandlingsnervesystem gjør at dyrene kan behandle informasjon fra mer enn 1500 slike lysreseptorgrupper og ledes bort fra en opplevd lyskilde å flytte. (Proceedings of the National Academy of Sciences, nettpublikasjon 2011; doi: 10.1073 / pnas.1018495108

(University of Bonn, 06.05.2011 - DLO)