Как устроено зрение морского гребешка

Как именно могут видеть морские гребешки? Ответ на этот вопрос наконец-то раскрыли, после пятидесяти лет экспериментов и исследований.

Ученые знали, что, по крайней мере, с 1960-х годов, гребешки используют зеркала в своих глазах, чтобы отражать свет вперед и проектировать изображения на их двойные сетчатки. Это была работа Майкла Ланда, первопроходца в изучении животного видения. Но Земля никогда не могла понять, из чего сделаны эти зеркала, или как они работают; он предположил, что участвует кристаллический гуанин, но все микроскопические техники эпохи обезвоживают зеркальную ткань, уничтожая его образцы, прежде чем он сможет их изучить.

Теперь, в статье, опубликованной в журнале Science, группа исследователей из Института науки Вейцмана в Израиле и Лундского университета в Швеции объявили, что они нашли ответы.

Ученые замораживают зеркальную ткань, изучая ее под сканирующим электронным микроскопом (этот метод имеет очень крутое название «криогенная сканирующая электронная микроскопия» или «крио-СЭМ»). Они обнаружили, что зеркальная ткань действительно состоит из кристаллов гуанина. Но в них было что-то странное и сильное. Гуанин не так редок в природе. Он также появляется у некоторых белых пауков, в коже хамелеонов и некоторых крошечных, радужных ракообразных, которые нашли ученые.

Но обычно, когда образуются кристаллы гуанина, они образуются в виде призмы — не очень хорошая форма для точного отражения света на линзе. И в гребешках эта точность важна; линзы в их глазах почти не преломляют свет, нигде не достаточно точно, чтобы сфокусировать изображение. Исследователи обнаружили, что сами зеркала делают фокусировку на гребешках, и они отталкивают это, точно структурируя и формируя гуанин в живой ткани.

Каждый отдельный кристалл гуанина формируется в крошечный квадрат, а не призму. Квадраты лежали плоскими, сгруппированными в изогнутых, вогнутых слоях без каких-либо промежутков между ними — их плоские, блестящие поверхности были нацелены прямо на сетчатки криттера.

Представьте себе кучу шахматных досок в форме спутниковых антенн, уложенных один поверх другого. Исследователи сравнивают структуру этих сгущенных кристаллов с изогнутыми плитами отражающих телескопов — и он оказывается мощным фокусирующим механизмом, позволяющим каждому глазу обучать свое внимание на другой части пространства. Как же морские гребешки так точно контролируют образование кристалла? Исследователи все еще не знают ответа на этот вопрос.