A görög mitológia népszerű története szerint, ha egy földi halandó ráemeli tekintetét Medúzára, akkor azonnal kővé mered. Szerencsére a valóság sok tekintetben különbözik az ókori Athén kedvelt mendemondáitól, bár kétségtelen, hogy a medúzák tanulmányozása jópár méretes meglepetést tartogatott már eddig is a kutatóknak.
Például, hogy van szemük, ami rögtön nem triviális, ha a kocsonyás, gyakran alaktalan masszára gondolunk, amivel a tengerpartokon találkozhatunk. Pontosabban nem minden csalánozó medúzának van szeme (bár a fényérzékelés azért elég elterjedt), de a mérgük miatt hírhedt és jobban ismert kockamedúzáknak van, nem is akármilyen.
A “fényérzékelő szerveik” (hogy a tudományos zsargonnál maradjunk) a csápjaik között található speciális szervekben, az ún. rhopaliumokban vannak. És nem is egyesével leljük őket, hanem rögtön hatosával (így összesen 24 van állatonként): négy (pontosabban két pár) fényérzékeny foltocskát a szerv széleinél, köztük pedig két, különböző méretű, komplex ún. kamera-szemet. (Utóbbi elnevezés arra utal, hogy a működésükkor megfigyelt, “egy lencse fókuszálja a fényt a mögötte levő fényérzékeny felületre” elvet használjuk a fényképezőgépekben).
Az állati szemek és általában a fényérzékelés mindig is a biológusok kedvenc témái közé tartoztak, s mivel az emberi szem is az előbb emlegetett “kamera”-szem kategóriába sorolható, természetesen a hasonló szerkezetű szemek mindig is kitüntetett figyelemnek örülhettek. Persze a hasonlóság gyakran csak inkább felszínes, de ez ritkán tekinthető zavaró tényezőnek (max. azok számára akik egy égi “szem-tervrajz” létét szeretnék bizonyítani a különböző szemek hasonlóságával…).
Felületesen nézve ismét egészen lenyűgöző a hasonlóság: lencse, mögötte fényérzékeny réteg, leghátul pedig pigment, hogy a szembe bejutó fény ne vesződjön el. A lencse, akárcsak az emlősökben egy krisztallin nevű fehérjéből áll, a fényérzékelést az emberi szemre is jellemző c-opszin molekula végzi, a fotopigment pedig az emlősszemekre is jellemző melaninból áll. Sőt, a szemek fejlődéséért felelős kulcs gén is szinte ugyanaz, mint a muslicák, vagy épp ez emlősök (vagy épp a tintahalak) esetében (egy pax génről van szó). De ezzel ki is merítettük a hasonlóságok tárházát, ami ezután leginkább a szemünkbe ötlik az a különbözőségek tömege. Először is, a kockamedúzák szeme (hasonlóan a tintahalakhoz, de ellentétben az emlősökkel) egy everz szem, vagyis a fényérzékeny réteg a lehető legközelebb fekszik a szemlencséhez. Másodszor, a pigment nem külön erre specializálódott sejtekben van, hanem magukban a fényérzékeny sejtekben. Ez az állatvilágban már-már unikumnak számít, hiszen mindenhol, beleértve más csalánozó állatok egyszerű fényérzékeny foltjait is, a “szem” minimum kétfajta sejtből áll, a fotonokat érzékelő fotoreceptorból, nameg a pigment-sejtből.
A medúzaszem furcsasága még az is, hogy a lencse fókuszpontja nem a fotoreceptorokra esik, hanem bőven mögéjük, így az érzékelt kép (emberi mértékkel) meglehetesen homályos lehet. (Persze mindez nem is annyira meghökkentő; ha belegondoluk, hogy fejlett központi idegrendszer híján aligha lehet a medúza látás célja a részletes képalkotás, valószínűleg egyszerűbb folyamatokról van szó, mint a fény és árnyék közti különbségtétel.) És ha már fizikai tulajdonságokról ejtünk szót, akkor vissza is kanyarodnék egy pillanatra a lencsét alkotó krisztallinokhoz. Ugyanis ez azon ritka fehérjecsaládok egyike, amely tagjai nem a szekvenciahasonlóság (vagyis közös eredet) okán kapták e nevüket: krisztallin ugyanis az a fehérje, amelyik vízoldékony és növeli a sejt refrakciós indexét. Így pedig már mindjárt nem is annyira különös, hogy a legkülönbözőbb állatok szemlencséjében mindig krisztallint lelünk – erre az optikai problémára ugyanis több megoldás is létezhet. (Érdekes mellékszál még, hogy míg a medúzaszem lencséje a jelek szerint különc pigmentsejtekből alakult ki, addig a gerincesek esetében a kültakaró egy speciális átalakulásáról van szó.)
Mindez arra enged következtetni, hogy a felszíni hasonlóságok alatt akkora eltérések lapulnak, amelyek szinte biztossá teszik, hogy a két kamera-szem külön evolúciós útvonalon jött létre, s központi “tervrajz” létezése helyett azt bizonyítják, hogy jó megoldásokra az evolúció különböző utakon is rátalálhat. A csalánozók és kétoldali szimmetriájú állatok (ahova a gerincesek is tartoznak) közös őse minden jel és valószínűség szerint még csak néhány fotoreceptorral rendelkezett. Utódai pedig, sok-sok millió évvel később, nagyon különböző utakon és egymástól függetlenül “leltek rá” a erre a szemtípusra.
(Inkább csak utószóként, de megér egy bekezdést a medúzák különös, pigmenttartalmú fotoreceptora. Ennek, mint írtam, nem nagyon leljük párját az állatvilágban – kivéve, ha a csalánozó medúzák lárvájára vetjük kíváncsi tekintetünket. Ez utóbbiak egészen egyszerű felépítésűek, leginkább egy zsák sejtre hasonlítanak. Komolyabb szerveik, szervrendeszereik, így idegrendszerük egyaltalán nincs, a külső sejtjeik között azonban mégis előfordulnak pigment szemcséket tartalmazó fotoreceporok. Pontos funkciójuk még nem tisztázott, mint ahogy az sem, hogy ezek ugyanolyan sejtek, mint amilyeneket felnőtt egyedek kamera-típusú szemében lelünk. Ezért is említem őket most még csak zárójelben, érdekes kuriózumokként, amikre érdemes azért emlékezni. :-))
Kozmik Z, Ruzickova J, Jonasova K, Matsumoto Y, Vopalensky P, et al. (2008) Assembly of the cnidarian camera-type eye from vertebrate-like components. PNAS 105(26):8989-93. doi: 10.1073/pnas.0800388105
Nilsson DE, Gislén L, Coates MM, Skogh C, Garm A (2005) Advanced optics in a jellyfish eye. Nature 435: 201-205.
Kozmik Z, Daube M, Frei E, Norman B, Kos L, et al. (2003) Role of Pax genes in eye evolution: a cnidarian PaxB gene uniting Pax2 and Pax6 functions. Dev Cell 5(5): 773-785.
Nordström K, Wallén R, Seymour J, Nilsson D (2003) A simple visual system without neurons in jellyfish larvae. Proc Biol Sci 270: 2349-2354. doi: 10.1098/rspb.2003.2504
Kíváncsi vagyok, a medúzák génszekveniálása vajon napirenden van-e. Tehát a szekveniálás során megállapítható lenne sok medúza rokonsága, és a többi élőlényhez való közös, vagy távolsági tartozás.