A szem evolúciója hálás téma, a különleges szemeké pedig duplán az. Írtunk már ennek apropóján “négyszemű” halakról, vaklazacokról, koponyájuk belsejéből, a fejük tetején keresztül kibámuló mélytengeri halakról, polipokról, stb. és még mindig csak a téma tetjét kapirgáltuk meg. A mostani kis történet bizton részese lehet a legérdekesebb szemek legendáriumának, bár ezúttal egy ízeltlábúról lesz szó.
Egy az Egyesült Államok területén élő csíkbogár fajról van szó, a Thermonectus marmoratus-ról, pontosabban annak is csak az egyik (vízben élő, ragadozó) lárvaalakjáról, még pontosabban annak is csak az egyik szeméről.
Egy az Egyesült Államok területén élő csíkbogár fajról van szó, a Thermonectus marmoratus-ról, pontosabban annak is csak az egyik (vízben élő, ragadozó) lárvaalakjáról, még pontosabban annak is csak az egyik szeméről.
A T. marmoratus lárva hat pár szemmel rendelkezik, ezek közül kettő, amit a fenti ábra E1, E2-vel jelez cső alakú szem. Ez önmagában is érdekes a mi, kvázi gömb alakú szemünk szempontjából, de azért nem annyira, hogy a bevezető lelkendező sorait megérdemelje.
Az igazán érdekes dolgok ugyanis nem az E2 szem alakjában rejlenek, hanem a retinájában illetve lencséjében.
Ami rögtön feltűnik a szem keresztmetszetét nézve az az, hogy a mélyén nem egy, hanem két retina található (kék ill. zöld színű sáv). A lencséhez közelebbiben a fotoreceptorok a bejövő fény irányára nézve merőlegesen helyezkednek el, míg a mélyebben fekvő retinában azokkal párhuzamosan (akárcsak pl. az emberi szemben).
A sajátos elrendezés persze egy logikus kérdést vet fel: a kettő közül melyik az, amelyikre a lencse által fókuszált kép kerül és a másik pontosan minek van ott?
A válasz meglepőbb mint azt gondolnánk: minden jel arra mutat, hogy mindkét retinára kerül fókuszált kép, mert a szem lencséje bifokális.
Ha a lencsét felfüggesztjük egy mikroszkóp alá (A), és azt nézzük, hogy kb. hol lesz éles a rajta átvetülő fény, akkor azt találjuk, hogy olyan 120 μm eltéréssel két ilyen pontot is találunk (B – II és IV).
Ha egy másik módszert alkalmazva, egy mikroszkópikus golyókat tartalmazó oldatban felfüggesztett lencsén keresztül vékony lézernyalábokat sugárzunk, szintén azt leljük, hogy két olyan pont is van, ahol különböző pontokból érkező nyalábok metszik egymást. Ráadásul, ezek a metszés pontok nem pont egymás mögött vannak, hanem egy kicsit elcsúszva függőleges irányban, ami viszont élesebb képet tesz lehetővé, hiszen a hátsó kép összetartó nyalábjai kevésbé zavarják az elülső képet.
Mint minden jó felfedezés, ez a megfigyelés is több kérdést vet fel, mint amit megmagyaráz. Például ilyen anyagból van a lencse és hogyan jön létre a fejlődés során a különleges bifokális karaktere? Vagy vajon milyen idegi hálózatok és hogyan összegzik a párhuzamosan beérkező információkat, hogy a megfelelő válaszviselkedés kialakulhasson? Ez utóbbiról (mármint a viselkedésről) legalább van sejtésünk: a táplálékul szolgáló szúnyoglárvák elfogása lehet. A csíkbogár lárva “bólogató” fejmozgást végez vadászat közben, aminek (feltételezések szerint) a potenciális prédák felmérésében van szerepe. Ebben a közegben a bifokális szem szerepe az lehet, hogy gyors fókuszváltást biztosít közeli és távoli dolgok között.
Stowasser A, Rapaport A, Layne JE, Morgan RC, Buschbeck EK. (2010) Biological bifocal lenses with image separation. Curr Biol 20(16): 1482-1486.
A második kísérletük megoldása azért nem kicsit elegáns! Gyönyörű!