från ögon storleken på basketbollar till bilagor som blinkar och lyser, djuphavsbor har utvecklat några konstiga funktioner för att hjälpa dem att överleva sin kalla, mörka livsmiljö.
men med ett normalt öga och ett jätte, utbuktande, gult öga har den ”cockeyed” bläckfisken Histioteuthis heteropsis kanske det konstigaste ansiktet av alla.
”du kan inte titta på en och inte undra vad som händer med dem,” sa Duke University biolog Kate Thomas.
genom att titta på cockeyed squids glide och pirouette genom mer än 150 undervattensvideor som samlats in av Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) har Thomas samlat de första beteendebevisen att bläckfiskens snedställda ögon utvecklats för att upptäcka två mycket olika ljuskällor som finns i djuphavet.
dessa observationer, i kombination med visuella simuleringar, indikerar att det stora ögat är speciellt anpassat för att stirra uppåt, söka efter skuggor av andra havsdjur mot det snabbt blekande solljuset, medan det lilla ögat är anpassat för att stirra nedåt, skanna djupare, mörkare vatten för blinkar av bioluminescens.
”djuphavet är ett fantastiskt naturligt laboratorium för ögondesign, eftersom de typer av ögon du behöver för att se bioluminescens skiljer sig från de typer av ögon du behöver för att se det grundläggande omgivande ljuset”, säger s Auc6nke Johnsen, professor i biologi vid Duke University och seniorförfattare på studien. ”När det gäller Histioteuthis, denna cockeyed bläckfisk, valde de ett öga för varje.”
resultaten publiceras online Februari. 13 i ett specialnummer av tidskriften Philosophical Transactions B.
även känd som strawberry squid för sin ljusrosa färg och smattering av fröformade fotoforer, lever Histioteuthis i en region i havet som kallas mesopelagisk eller ”skymning” zon, 200 till 1000 meter under ytan.
vad magra ljus når dessa djup är extremt dim, en monokromatisk blå, och färdas rakt ner från ovan. Ofta är de bioluminescerande blixtarna från andra havsdjur-som kan signalera fara eller potentiellt byte-ljusare än det omgivande solljuset.
sedan deras upptäckt för över hundra år sedan har cockeyed squids felaktiga ögon förbryllat biologer.
för att få insikt i deras beteende kammade Thomas, en doktorand i Johnsens laboratorium och huvudförfattare på papperet genom 30 års videor samlade av MBARIS fjärrstyrda fordon (rov), som dokumenterade 152 observationer av Histioteuthis heteropsis och nio observationer av sin liknande men sällsynta kusin, Stigmatoteuthis dofleini.
hon fann att dessa” lata, långsamma ” bläckfisk föredrar att driva genom havet i en pose som kan visas upp och ner för oss landlubbers-huvudet ner och svansen upp-men nästan vertikalt, med det stora ögat konsekvent orienterat uppåt och det lilla ögat konsekvent orienterat nedåt.
med hjälp av visuella simuleringar visade Thomas att eftersom solljuset bara kommer från direkt ovan, skulle det vara nästan omöjligt för ett öga vinklat nedåt att upptäcka silhuetter mot det omgivande ljuset. På samma sätt ökar storleken på ett uppåtvänt öga en liten mängd förbättrar sin känslighet för svagt solljus, vilket ökar storleken på ett nedåtvänt öga har liten inverkan på dess förmåga att upptäcka bioluminescerande blinkar mot en mörk bakgrund.
Histioteuthis heteropsis eller” strawberry squid ” som fotograferad av Kate Thomas.
”ögat som ser ner kan verkligen bara leta efter bioluminescens”, sa Johnsen. ”Det finns inget sätt att det kan plocka ut former mot det omgivande ljuset. Och när den Letar efter bioluminescens behöver den inte vara särskilt stor, så den kan faktiskt krympa upp lite över generationer. Men ögat som tittar upp drar faktiskt nytta av att bli lite större.”
Sporting two gigantic eyes kan verka som den ultimata strategin för att överleva det djupa mörka havet. Men där resurserna är glesa, den cockeyed bläckfisken kan ha snubblat på en genial lösning på ett okulärt problem, sa Thomas.
” ögon är verkligen dyra att göra och underhålla,” sa Thomas. ”Du vill ha ögon som är tillräckligt stora för att göra vad du behöver göra, men du vill inte ha några större ögon för då slösar du bara resurser.”
denna forskning stöddes av David och Lucile Packard Foundation. Thomas fick också stöd från en National Science Foundation Graduate Research Fellowship (NSF DGF 1106401) och en Duke Graduate School travel award.
citat:” två ögon för två syften: in situ bevis för asymmetrisk vision i cockeyed bläckfiskar Histioteuthis heteropsis och Stigmatoteuthis dofleini, ” Kate Thomas, Bruce Robison och S Sackaroni Johnsen. Filosofiska Transaktioner B, Feb. 13, 2017. DOI: # 10.1098 / rstb.2016.0069