Примітка редактора: Ця історія була оновлена о 11:20 ввечері E.D.T. у п’ятницю, 17 травня
Перетворення частинок світла у візуальну інформацію - важка робота, і ваш організм покладається на кисень, щоб виконати роботу. Це вірно, чи ви ходите по суші на двох кінцівках або плаваєте через море з вісьмома.
Насправді, згідно з недавнім дослідженням Journal of Experimental Biology, кількість кисню, доступного морським безхребетних, як кальмари, краби та восьминоги, може бути набагато важливішим для їх зору, ніж вважалося раніше. У дослідженні, опублікованому в Інтернеті 24 квітня, дослідники побачили значне зниження активності сітківки у чотирьох видів морських личинок (двох крабів, восьминога та кальмара), коли тварини потрапляли в середовище зі зниженим вмістом кисню всього за 30 хвилин.
Для деяких видів навіть незначне падіння рівня кисню призводило до майже негайної втрати зору, врешті-решт спричиняючи майже повну сліпоту до того, як кисень знову віджимався.
За словами головного автора дослідження Ліліан Маккормік, докторант в Інституті океанографії Скриппса в Ла Джолла, Каліфорнія, певна форма погіршення зору може бути щоденною реальністю для цих видів, які мігрують між сильно насиченою киснем поверхнею та її гіпоксичною (з низьким вмістом кисню) глибини під час їх щоденного годування. Оскільки рівень кисню в океані продовжує падати по всьому світу, частково через зміни клімату, ризики для цих істот можуть посилитися.
"Я стурбований тим, що зміни клімату погіршать цю проблему", - сказав МакКормік "Live Science", - і порушення моменту зору може частіше траплятися в морі ".
Засунути головоноги в очі
Для нового дослідження McCormick та її команда досліджували ринкові кальмари (Doryteuthis opalescens), два плями восьминога (Восьминіг бімакулатус), краб тунця (Плевроноди планує) і витончений скельний краб (Metacarcinus gracilis). Усі ці види є локальними в Тихому океані біля Південної Каліфорнії, і всі вони беруть участь у щоденному плані дайвінгу, відомому як вертикальна міграція. Вночі вони плавають біля поверхні, щоб годуватися; вдень вони спускаються на більшу глибину, щоб сховатися від сонця (і голодних хижаків, які воно приносить).
Коли ці істоти мігрують вгору і вниз по товщі води, доступність кисню різко змінюється. Океан переповнений киснем біля поверхні, де зустрічаються повітря і вода, і значно менше насичений киснем в 165 футах (50 метрів) нижче поверхні, де багато ракоподібних і головоногих ховаються протягом дня.
Щоб дізнатись, чи впливають ці щоденні перепади кисню на зір тварин, Маккормік прикріпив до очей кожного з її тестових личинок невеликі електроди, жоден з яких не вимірював довше 0,15 дюйма (4 міліметра). Ці електроди фіксували електричну активність в очах кожної личинки, коли її сітківки реагували на світло - "на зразок ЕКГ, але для ваших очей замість вашого серця", - сказав Маккормік.
Кожну личинку потім поміщали в ємність з водою і змушували дивитись на яскраве світло, в той час як рівень кисню води постійно знижувався. Рівні впали від 100% насичення повітря, рівня кисню, який ви очікували б знайти у поверхні океану, до приблизно 20% насичення, що нижче, ніж у них зараз. Через 30 хвилин цього стану з низьким вмістом кисню рівень кисню був підвищений до 100%.
Хоча кожен із чотирьох видів виявляв дещо різну толерантність, усі чотири наносили помітний удар по зору, потрапляючи в середовище з низьким вмістом кисню. Загалом активність сітківки кожної личинки знижувалася в межах 60% до 100% в умовах з низьким вмістом кисню. Деякі види, зокрема ринкові кальмари та скельний краб, виявилися настільки чутливими, що вони почали втрачати зір, як тільки дослідники почали знижувати кисень у цистерні.
"На той момент, коли я досяг найнижчого рівня кисню, ці тварини були майже засліплені", - сказав Маккормік.
Хороша новина - втрата зору не була постійною. Приблизно за годину повернення до повністю насиченого кисневим середовищем всі личинки повернули щонайменше 60% свого зору, деякі види відскочили до 100% функціональності.
Сліпий у воді
Мабуть, тому, що в Тихому океані природно спостерігається багато умов з низьким вмістом кисню поблизу Південної Каліфорнії, ці високочутливі види щодня стикаються з певною формою порушення зору, сказав Маккормік. (Хоча потрібно знати більше досліджень, щоб точно знати). Сподіваємось, додав Маккормік, ці види ризику, природно, розвивають поведінку уникнення, щоб вони пливли до частин океану з високим вмістом кисню, коли настає серйозне порушення зору.
Однак, зазначає МакКормік, швидке дезоксигенація, викликана зміною клімату, може ускладнити адаптацію цих видів. Згідно з дослідженням 2017 року в журналі Nature, загальний рівень кисню в океані за останні 50 років зменшився на 2% в усьому світі і, за прогнозами, до 2100 року зменшиться до 7%. Зміни клімату є важливим фактором, що сприяє цьому втрати, виявило дослідження Nature, особливо у верхніх частинах океану, де вивчені личинки, які Маккромік прагнуть провести більшу частину свого життя.
Це спричинене потеплінням дезоксигенація - у поєднанні з природними силами, такими як структури вітру та циркуляції води, які роблять неподільний рівень кисню в поверхні - може призвести до того, що вразливіші істоти втратять зір, коли їм це найбільше потрібно. Тварини в групі ризику можуть стати менш ефективними при полюванні на їжу біля поверхні, і можуть пропустити тонкі ознаки хижаків у їхньому середовищі, сказав Маккормік. Це похмура можливість - однак, необхідно провести більше досліджень, щоб визначити кількість втрати зору, пов’язаної з киснем, яка дійсно потребує, перш ніж ці істоти роблять потенційно шкідливі помилки.
"Якщо вдома я зніму контактні лінзи і пройдусь, я можу заткнути палець ноги, але я пройду", - сказав Маккормік. "Наступне питання: наскільки порушення сітківки дорівнює зміні зорової поведінки?"
Примітка редактора: Ця історія була оновлена, щоб виправити вимірювання личинок. Вони менше 0,15 дюйма, не 1,5 дюйма, довгі. Історія також була оновлена, щоб зазначити, що морські безхребетні зазвичай не відчувають 20% насичення киснем у звичайних умовах.
