Poznámka editora: Tento příběh byl aktualizován v 11:20 dopoledne E.D.T. v pátek 17. května
Proměnit lehké částice na vizuální informace je těžká práce a vaše tělo se na práci spoléhá na kyslík. To platí, ať už chodíte po zemi na dvou končetinách, nebo plaváte přes moře s osmi.
Ve skutečnosti podle nedávné studie v časopise Journal of Experimental Biology může být množství kyslíku dostupného pro mořské bezobratlé, jako jsou chobotnice, krabi a chobotnice, mnohem důležitější pro jejich vidění, než se dříve myslelo. Ve studii zveřejněné 24. dubna vědci viděli významný pokles aktivity sítnice u čtyř druhů mořských larev (dva kraby, chobotnice a chobotnice), když byla zvířata vystavena prostředí s omezeným obsahem kyslíku po dobu pouhých 30 minut.
U některých druhů vedl dokonce i nepatrný pokles hladiny kyslíku k téměř okamžité ztrátě zraku, což nakonec způsobilo téměř úplnou slepotu před tím, než byl kyslík znovu zalomen.
Podle hlavní autorky studie Lillian McCormick, doktorské kandidátky na Scripps Institution of Oceanography v La Jolla, Kalifornie, může být některá forma poškození zraku každodenní realitou pro tyto druhy, které migrují mezi oceánem vysoce nasyceným povrchem kyslíku a jeho hypoxickou látkou. hloubky (s nízkým obsahem kyslíku) během jejich každodenního krmení. A jak hladina kyslíku v oceánu neustále klesá po celém světě, částečně v důsledku změny klimatu, mohla by se rizika pro tyto tvory zvýšit.
„Obávám se, že změna klimatu tento problém ještě zhorší,“ řekl McCormick Live Science, „a že zrakové postižení se může v moři častěji vyskytovat.“
Hrabat hlavonožce do očí
Pro novou studii McCormick a její tým prošetřili chobotnici na trhu (Doryteuthis opalescens), dvoubodová chobotnice (Octopus bimaculatus), krab tuňáka (Pleuroncodes planipes) a ladný krab (Metacarcinus gracilis). Všechny tyto druhy jsou místní v Tichém oceánu mimo jižní Kalifornii, a všichni se účastní každodenní potápěčské rutiny známé jako vertikální migrace. V noci plavaly blízko povrchu, aby se živily; přes den sestupují do větších hloubek, aby se schovávali před sluncem (a hladovými predátory, které přináší).
Jak tito tvorové migrují nahoru a dolů po vodním sloupci, dostupnost kyslíku se dramaticky mění. Oceán je plný kyslíku blízko povrchu, kde se setkává vzduch a voda, a výrazně méně nasycený kyslíkem ve vzdálenosti 50 metrů (50 stop) pod povrchem, kde se během dne skrývá mnoho korýšů a hlavonožců.
Aby se zjistilo, zda tyto denní výkyvy kyslíku ovlivňují vidění zvířat, připojila McCormick k očím každé z jejích testovacích larev malé elektrody, z nichž žádná neměřila déle než 0,15 palce (4 milimetry). Tyto elektrody zaznamenávaly elektrickou aktivitu v očích každé larvy, zatímco její sítnice reagovaly na světlo - „něco jako EKG, ale pro vaše oči místo vašeho srdce,“ řekl McCormick.
Každá larva pak byla umístěna do nádrže s vodou a dána pozorovat jasné světlo, zatímco hladina kyslíku ve vodě neustále klesala. Úrovně klesly ze 100% nasycení vzduchu, hladin kyslíku, které byste očekávali, že najdete na hladině oceánu, až na asi 20% nasycení, což je nižší než to, co v současnosti zažívají. Po 30 minutách tohoto stavu s nízkým obsahem kyslíku byly hladiny kyslíku zvýšeny zpět na 100%.
Zatímco každý ze čtyř druhů vykazoval mírně odlišnou toleranci, všechny čtyři zaznamenaly výrazný úder do vidění, když byly vystaveny prostředí s nízkým obsahem kyslíku. Celkově se retinální aktivita každé larvy snížila mezi 60% a 100% v podmínkách s nízkým obsahem kyslíku. Některé druhy, zejména chobotnice a krab, se ukázaly tak citlivé, že začaly ztrácet svou vizi, jakmile vědci začali snižovat kyslík v nádrži.
„V době, kdy jsem dosáhl nejnižší úrovně kyslíku, byla tato zvířata téměř oslepená,“ řekl McCormick.
Dobrou zprávou je, že ztráta zraku nebyla trvalá. Asi za hodinu po návratu do plně nasyceného kyslíkového prostředí získaly všechny larvy zpět alespoň 60% svého vidění, přičemž některé druhy skákaly zpět na 100% funkčnost.
Slepá ve vodě
Je pravděpodobné, že vzhledem k tomu, že v Tichomoří přirozeně dochází v jižní Kalifornii k mnoha podmínkám s nízkým obsahem kyslíku, tyto vysoce citlivé druhy se každý den potýkají s určitou formou poškození zraku, řekl McCormick. (Je však zapotřebí více výzkumu, abych to věděl jistě.) Doufejme, že McCormick dodal, že tyto ohrožené druhy přirozeně vyvíjejí vyhýbání se chování, takže když zapadnou závažné poruchy vidění, plavou do oceánských částí s vyšším obsahem kyslíku.
Nicméně McCormick řekl, že rychlá deoxygenace způsobená změnou klimatu by mohla těmto druhům ztížit přizpůsobení. Podle studie z roku 2017 v časopise Nature, celková hladina kyslíku v oceánu za posledních 50 let celosvětově poklesla o 2% a do roku 2100 se očekává pokles až o dalších 7%. Změna klimatu je významným faktorem Studie Nature zjistila, zejména v horních částech oceánu, kde larvy, které McCromick studoval, mají tendenci trávit většinu svého života.
Tato deoxygenace vyvolaná oteplováním - ve spojení s přírodními silami, jako jsou vzorce cirkulace větru a vody, které způsobují, že hladiny kyslíku v blízkosti povrchu jsou v regionu nekonzistentní - by mohla vést k tomu, že zranitelnější tvorové ztratí svou vizi, když to nejvíce potřebují. Riziková zvířata by se mohla stát méně účinnou při lovu potravy blízko povrchu a mohla by jim chybět náznaky dravců uprostřed, řekl McCormick. Je to ponurá možnost - je však zapotřebí více výzkumu, aby bylo možné určit množství ztráty vidění spojené s kyslíkem, které skutečně vyžaduje, než tito tvorové udělají potenciálně škodlivé chyby.
„Jestli si doma vytáhnu kontaktní čočky a projdu se kolem, možná bych se strčil do špičky, ale dostanu se,“ řekl McCormick. "Další otázkou je, kolik poškození sítnice odpovídá změně vizuálního chování?"
Poznámka editora: Tento příběh byl aktualizován, aby korigoval měření larev. Jsou kratší než 0,15 palce, nikoli 1,5 palce. Příběh byl také aktualizován s ohledem na to, že mořští bezobratlí obvykle nezažívají 20% saturaci kyslíkem v jejich normálním prostředí.
