Taggigt havsdjur ser utan ögon

Vetenskap Artikeln publicerades
Ormstjärnor av arten O. wendtii kan se med hjälp av ljuskänsliga celler på kroppen och armarna. En ny studie visar hur de använder färgpigment för att fokusera ljuset.
Foto: Lauren Sumner-Rooney/TT
Ormstjärnor av arten O. wendtii kan se med hjälp av ljuskänsliga celler på kroppen och armarna. En ny studie visar hur de använder färgpigment för att fokusera ljuset.
Marinbiologen Lauren Sumner-Rooney samlar in ormstjärnor i vattnen utanför Panama.
Foto: Jane Weinstock/TT
Marinbiologen Lauren Sumner-Rooney samlar in ormstjärnor i vattnen utanför Panama.

Ormstjärnor saknar ögon och avancerat nervsystem. Trots det kan de känna igen vissa mönster under vattnet. Upptäckten kastar nytt ljus över hur vår egen avancerade synförmåga har utvecklats.

– Vi människor är väldigt visuella varelser, så vi har nog svårt att förstå hur fantastiskt det är för en ormstjärna att kunna se de här suddiga bilderna. För oss skulle det vara katastrof att se så dåligt, men för dem är det en fråga om liv och död, säger Lauren Sumner-Rooney, biolog och evolutionsforskare vid Oxford University Museum of Natural History i Storbritannien.

Tillsammans med kollegor vid bland annat Lunds universitet har hon upptäckt att de slingriga, taggiga och sjöstjärneliknande havsdjuren kan urskilja olika mönster under vattnet med hjälp av tusentals ljuskänsliga celler som de har på armarna och kroppen.

Inte bara ljus och mörker

Det handlar inte bara om att skilja mellan mörker och ljus, vilket många primitiva organismer klarar av, utan om att faktiskt upptäcka mönster som skiljer ut sig i omgivningen. Den slutsatsen kan forskarna dra efter att ha placerat ormstjärnor i enkla banor med mönster som bara ser jämngrå ut för den som saknar förmåga att urskilja vissa detaljer och kontraster.

– De här ormstjärnorna upptäckte mönstren och sökte sig snabbt dit. Förmodligen har det att göra med att mönstren påminner om klippor och stenar, som de kan söka skydd under. I naturen kryllar det av fiskar som vill bita av deras armar, så det är viktigt för dem att kunna gömma sig, säger Lauren Sumner-Rooney.

En sak som till en början förbryllade forskarna var hur de ljuskänsliga cellerna kan ge en sådan detaljerad information, trots att de inte har några linser eller liknande som fokuserar ljuset.

Färgen ger skärpan

Svaret visade sig finnas rakt framför ögonen på forskarna – inbäddat i ormstjärnans förmåga att växla färg mellan att vara starkt klarröd eller sandfärgat beige. Lauren Sumner-Rooney och hennes kollegor upptäckte att ormstjärnans synskärpa är bra när huden är röd, och betydligt sämre när den är beige. Det beror på att pigmenten som ger den röda färgen skjuts upp som ett slags skärmar kring de ljuskänsliga cellerna, så att de bara reagerar på ljus från en särskild vinkel, förklarar Lauren Sumner-Rooney.

– På så vis blir informationen från varje syncell mycket mer specifik och det förklarar hur ormstjärnan kan urskilja de här detaljerna. När den sänker ned pigmenten så att huden blir beige reagerar cellerna på ljus från alla håll. Då försvinner skärpan, men å andra sidan blir ljuskänsligheten större.

De här färgpigmenten fyller en viktig funktion för att skydda ormstjärnan mot farlig UV-strålning. Den art som forskarna har studerat, O. wendtii, lever bland annat i Karibien, på grunt vatten där solstrålningen är stark. Lauren Sumney-Rooney tror att den primitiva synförmågan sannolikt har uppstått som en lyckosam bieffekt av ormstjärnans förmåga att flytta pigmenten i sin hud. Det ger en bra illustration av hur evolutionen gynnar enkla förstadier till synförmåga, som sedan blir mer och mer avancerade.

Fortfarande mysterium

– Men det är fortfarande ett mysterium hur ormstjärnan gör för att processa alla signalerna från det här myllret av celler så att det blir en användbar bild. Den har ju inget avancerat nervsystem att tala om. Så det blir intressant att fortsätta studera.

TT: Kan den här kunskapen användas till något annat än att lära sig mer om ormstjärnor?

– Dels ger den mer kunskap om hur något så avancerat som synförmågan kan utvecklas, dels ger den viktig kunskap om arternas ekologi så att vi bättre förstår hur de kan påverkas när deras livsmiljö förändras. Och om vi lär oss mer om hur de lyckas hantera all den här informationen med sitt enkla nervsystem kan det kanske vara användbart inom exempelvis robotforskningen, för att skapa en enkel men funktionell synförmåga, säger Lauren Sumner-Rooney, som publicerar upptäckten i tidskriften Current Biology.

Fakta

Fakta: Ormstjärnor

Ormstjärnor tillhör gruppen tagghudingar, och är släkt med bland annat sjöstjärnor och sjöborrar. Till skillnad från sjöstjärnor kan de röra sig ganska snabbt över sjöbotten. De har fem armar, som ofta förgrenas. Armarna sitter fast på en skivliknande platta i mitten.

Om ormstjärnor förlorar en arm kan den växa ut på nytt. Ormstjärnor kan även släppa en arm för att förvirra en anfallande fisk.

Det finns omkring 2 000 kända arter av ormstjärnor, över så gott som hela jorden. De lever på både grunda och djupa vatten, ofta av dött organiskt material.

Den art av ormstjärna som forskarna har studerat i detta försök heter Ophiocoma wendtii. Den lever i Karibien och Mexikanska golfen, på grunda vatten. Den kan bli upp till 35 centimeter mellan armspetsarna och förflyttar sig en meter på ungefär fem sekunder, vilket är raketfart jämfört med en vanlig sjöstjärna.

Källa: Lauren Sumner-Rooney & Naturhistoriska riksmuseet.

Visa mer...