Морской гребешок и его удивительные глаза. Глаз зеркальный гребешка Pecten

Создание, изображенное на фотографии, - это , называемый гребешком. Присмотритесь к фотографии. Заметили ли вы маленькие яркие точки, размещенные вдоль краев животного? Удивились бы вы, если бы вам сказали, что эти голубые точечки являются глазами?

Как бы удивительно это не было, но каждая из синих точек является настоящим глазом, принадлежащим созданию на фотографии. Эти глаза, чей размер составляет всего 1 мм, позволяют животному убегать от своих врагов.

Каждый из этих крошечных глаз гребешка имеет свой собственный хрусталик и сетчатку. Хрусталики этих глаз служат для сбора и фокусировки света. И все же, этим созданиям не достает зрительного центра в их мозгу. Другими словами, образы, фокусируемые их глазами, не видны в их мозгу так, как видят нормальные глаза. Ученые, изучающие этого моллюска, предполагают, что эти удивительные глаза не могут формировать изображение. Для чего же тогда они предназначены?

Гребешки используют их для отличения света от темноты, получая, таким образом, возможность передвигаться с песчаных мест к зеленым. Более того, их крошечные глаза достаточно чувствительны, чтобы позволить гребешкам распознавать движения, происходящие вокруг них. Используя эту ценную способность, гребешок может убегать от хищников.

Около 60 маленьких ярких синих глаз расположены вряд вдоль края мантии моллюска для улавливания движений, света и темноты. Гребешок может легко отрастить заново любой потерянный или поврежденный глаз. Хотя эти глаза и не могут, возможно, формировать четкие изображения, но способность замечать объекты, двигающиеся со скоростью одного из хищников, позволяет моллюску спасать свою ракушку, быстро закрывая ее или уплывая.

Гребешки имеют удивительную черту, отсутствующую у других моллюсков - способность плавать, продвигая себя от опасности посредством сокращения мощных мышц и "хлопая" затворками раковины, выталкивая воду через отверстия на обоих сторонах замка раковины. Они могут двигаться вперед и назад, делать повороты, выравнивать свое положение. Гребешки плывут особенно быстро, когда сталкиваются с хищником. В других случаях, когда им ничего не угрожает, эти моллюски довольно неподвижно сидят на дне моря и питаются, отфильтровывая микроорганизмы из воды.

Многочисленные мясистые щупики выходят из мантии, на этой фотографии их вид напоминает, скорее, грозные зубы. Но в реальной жизни они играют роль чувствительных антенн, помогая гребешку распознавать опасность и инициировать захлопывание ракушки. Они служат чем-то наподобие сита, предотвращая попадание внутрь крупных частиц.

Мясистая мантия, покрывающая ракушку гребешка, огораживает внутреннее пространство (мантийная полость), где находятся жабры и висцеральная масса. Движение микроскопических волосков (реснички) на жабрах создает водные течения. Вода движется через мантийную полость вдоль жабр, принося кислород и микроскопические питательные частички. Питательные частички, пойманные на поверхности жабр, транспортируются волосками ко рту.

Florida"s Fabulous Seashells, World Publications, FL, 1999, p. 15.

У обычного морского гребешка — до 100 глаз. Их количество различается даже в пределах одного вида. Гребешки могут без проблем отращивать утраченные «органы зрения»

Глаза высших животных — очень сложно устроенный орган. Он прошел чрезвычайно длительный путь от простых светочувствительных клеток до той уникальной системы из огромного количества элементов, которой глаз является сегодня. Самое интересное то, что этот орган есть не только у человека или млекопитающих. Сложные глаза не раз возникали в процессе эволюции, причем некоторые из них были вовсе не мягкими, а минерализованными образованиями.

Глаза есть даже у медуз, которых считают очень простыми организмами. Точнее, у одного из видов медуз. Есть глаза и у моллюсков . Но речь сейчас не о головоногих представителях этого типа, а о более простом представителе — морском гребешке. Если внимательно присмотреться, то по краю раковины, когда она открыта, можно заметить ряд ярких точек.

Оказывается, эти точки нужны гребешку не для красоты. Они представляют собой глаза, которые дают животному возможность видеть все, что происходит вокруг и в случае опасности быстро удирать. Двустворчатый моллюск тоже может быстро передвигаться. Кстати, та самая медуза с глазами, о которой шла речь выше, вполне в состоянии двигаться целенаправленно в одном направлении и очень быстро.

Глаза морского гребешка не так просты. Каждый из них представляет собой полноценный орган со своим собственным хрусталиком и сетчаткой. Сетчатка в глазу у гребешка двухслойная, плюс есть вогнутая светоотражающая поверхность. Хрусталики глаз, как и в любом другом случае, работают в качестве линзы, которая фокусирует свет. Но здесь есть одна особенность — дело в том, что зрительного центра у этих животных нет. То есть, насколько можно судить. Гребешки не видят окружающий их мир так, как видят его другие животные с глазами и более-менее сложно развитым мозгом. Нервная система у двустворчатых разбросанно-узлового типа. У них она устроена проще, чем у брюхоногих, так что о мозге говорить не приходится.

Простые глазки, расположенные по краю мантии, есть и у представителей групп Arcoidea, Limopsoidea, Mytiloidea, Anomioidea, Ostreoidea и Limoidea. Но здесь все довольно просто: такие органы состоят из небольшого углубления, которое выстлано светочувствительными клетками и светопреломляющего хрусталика.

Тем не менее, ученые, после ряда исследований, определили, что гребешки могут отличать темные места от светлых, что позволяет им перемещаться из песчаных «пустынь» в места, где есть зелень. Плюс ко всему, эти моллюски распознают движение. Если нервная система регистрирует такое движение, гребешок сразу убегает. Это позволяет ему успешно скрываться от практически любых хищников. Конечно, есть и проворные животные, но здесь уже ничего не поделаешь. Зато от подавляющего большинства врагов гребешок может убежать. Если есть опасность, гребешок либо уплывает, либо остается на месте, захлопнув створку.

Как уже говорилось выше, моллюск умеет плавать. Это он делает, используя струю воды, которая образуется при резком закрытии створок раковины. Гребешки умеют плавать назад и вперед, а также выполнять довольно сложные маневры. Умеют они и корректировать направление своего движения. Если же никакой опасности рядом нет, то гребешки просто мирно сидят на дне моря, фильтруя воду с целью получения содержащихся в ней микроорганизмов.

Кроме умения быстро передвигаться и наличия десятков глаз, гребешок мало чем отличается от класса двустворчатых (или пластинчатожаберных). К этим моллюскам относятся и устрицы с мидиями. Большинство представителей класса имеют сильно развитые пластинчатые жабры (ктенидии), выполняющие не только дыхательную функцию, но и роль фильтров для отцеживания пищевых частиц из воды, поэтому по типу питания двустворчатые — преимущественно фильтраторы.

Впервые эти моллюски появились около 500 миллионов лет назад. Сейчас общее число видов двустворчатых составляет примерно 9200. Они входят в 1260 родов 106 семейств.

Всего у морского гребешка насчитывается около шести десятков ярких синих глаз, которые располагаются вдоль края мантии животного. Глаза расположены в ряд. В случае утери какого-либо из органов зрения гребешок без проблем отращивает новый. В этом его отличие от большинства более сложно организованных животных. Если конечности могут регенерировать даже гораздо более сложные животные, нежели гребешок, то с глазами этот прием не проходит.

Кроме глаз, на мантии моллюска расположены и другие элементы. Например, выросты, похожие на зубы. На самом деле, это мягкие отростки, которые играют роль сенсоров. Эти отростки вместе с глазами составляют «систему безопасности» моллюска. Малейшее движение воды, и раковина захлопывается. Кроме того, они же играют роль фильтра, отсеивая попадание внутрь раковины частиц песка или других материалов.

У большого гребешка около 100 простых глазок, хотя их число непостоянно даже в пределах одного вида. Глазки расположены в 2 ряда по средней складке мантийного края словно бусы на ниточке.

Морские гребешки имеют до 100 простых глаз.

Голубые глаза гребешка крупным планом (фото B. Capman)

Эти фоторецепторы помогают гребешку избегать хищников и ориентироваться при плавании.

Имеется также очень любопытное предположение, что свет, преломляясь через глазки, освещает изнутри мантийную полость и играет некоторую роль в обмене веществ, способствуя использованию световой энергии. Некоторые западные исследователи даже именуют глазки гребешков «гелиофагами», т.е. «солнцеедами».

Видео: Сказки на ночь. Сборник 1000 сказок - мультик

Когда морской гребешок кормится, лежа на дне и раскрыв створки раковины, его глаза постоянно обозревают все вокруг. Каждый глаз имеет по 2 сетчатки: одна чувствительна к повышению интенсивности света, другая - к понижению. У морского гребешка есть механизм, усиливающий чувствительность каждого глаза при недостаточной освещенности.

В отличие от мидий и сердцевидок, гребешок способен плавать, выталкивая воду из полости раковины вблизи замка. Он продвигается в направлении, в котором открываются створки.

Глазки гребешка могут видеть лишь на небольшом расстоянии, улавливая изменение интенсивности света но этого достаточно, чтобы заметить опасность и захлопнуть створки. Когда главный враг гребешков - морская звезда, приблизится почти вплотную, моллюск скачком «обращается в бегство», поочередно открывая и закрывая створки раковины и используя глаза для ориентации в воде.

В Черном море живет лишь один черноморский гребешок Chlamys (Flexopecten) glaber ponticus - подвид средиземноморского гребешка. Его небольшая (до 5 см) раковина, ярко окрашенная в желтый, розовый и другие цвета, с небольшим количеством ребер, известна всем, кто бывал на берегах Черного моря. Черноморский гребешок обитает на глубине 50-60 м, главным образом в биоценозе ракушечника, вместе с венусами, тапесами, модиолами и сердцевидками.

Гребешки легко восстанавливают утраченный или раненый глаз.

Многочисленные мясистые щупальца простираются от мантии, и выглядят угрожающие как зубы. Эти щупальца играют сенсорную роль, помогая предупреждать гребешка об опасности, и они служат своего рода ситом для предотвращения попадания крупных частиц в мантийную полость.

Ученые заморозили глаза морских гребешков и рассмотрели их под микроскопом. Оказалось, что вогнутые зеркала, скрытые в каждом из двух сотен глаз известного многим скорее как деликатес моллюска, работают как телескопы. Статья об исследовании опубликована в журнале Science.

В живой природе такой принцип обычно используется для создания необычной окраски покровов тела, а не в органах зрения. Эта система отличает морских гребешков от большинства животных, у которых свет преломляется, проходя сквозь линзы (например, у человека и других позвоночных это хрусталик, а у многих беспозвоночных эту роль выполняют фасетки).

Морской гребешок Pecten maximu демонстрирует часть из множества своих глаз

Ceri Jones/Haven Diving Services

С 1960-х годов ученым было известно, что двустворчатые моллюски морские гребешки (семейство Pectinidae ) видят с помощью своеобразных вогнутых зеркал. Они отражают свет, падающий на сетчатки гребешков (в каждом глазу их по две). Но на этом, как выяснилось, необычные особенности зрительных органов у этих двустворчатых моллюсков не заканчиваются. Зеркала в глазах моллюсков оказались не простыми, а многослойными образованиями, состоящими из кристаллов гуанина. Рассмотреть их в деталях раньше не удавалось, так как работа с просвечивающими электронными микроскопами, которая подразумевает испарение всей воды, разрушала хрупкие глаза моллюсков. Поэтому ученые из Израиля и Швеции использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы изучить 3D-структуры в глазах крупного морского гребешка вида Pecten maximus .

Они выяснили, что у моллюска слои гуанина, которых в каждом зеркале оказалось по два-три десятка, разделены прослойками цитоплазмы. Каждый слой состоит из лежащих внахлест одинаковых квадратных кристаллов, напоминающих черепицу. Вся эта конструкция может двигаться и фокусирует свет на двух сетчатках моллюска, которые расположены в каждом из двух сотен глаз одна поверх другой. Первая сетчатка отвечает за боковое зрение, а вторая обеспечивает обзор области прямо перед ним. Периферическое зрение помогает моллюску ориентироваться в пространстве, когда он плывет.

Приближенный взгляд на глаз морского гребешка

В целом принцип работы глаз моллюска оказался примерно таким же, как у рефлекторных телескопов, в которых тоже есть сложная система зеркал.

Гуаниновые кристаллы и слои цитоплазмы часто используются в живой природе для создания зеркал и так называемого структурного цвета. С их помощью некоторые пауки получают белую окраску, они же делают чешуйки некоторых видов рыб и панцири планктонных ракообразных яркими и переливающимися. Однако фокусировка света в глазах с помощью гуаниновых кристаллов, пожалуй, самая сложная их функция.

Я очень удивился, когда узнал, что вот эти синие точки - глаза морского гребешка, которыми он за вами наблюдает.

А еще оказывается, что двести глаз морского гребешка устроены как телескопы. Что бы выяснить это, ученые заморозили глаза морских гребешков и рассмотрели их под микроскопом. Оказалось, что…

… вогнутые зеркала, скрытые в каждом из двух сотен глаз известного многим скорее как деликатес моллюска, работают как телескопы. Статья об исследовании опубликована в журнале Science.

В живой природе такой принцип обычно используется для создания необычной окраски покровов тела, а не в органах зрения. Эта система отличает морских гребешков от большинства животных, у которых свет преломляется, проходя сквозь линзы (например, у человека и других позвоночных это хрусталик, а у многих беспозвоночных эту роль выполняют фасетки).

Морской гребешок Pecten maximu демонстрирует часть из множества своих глаз, Ceri Jones/Haven Diving Services

С 1960-х годов ученым было известно, что двустворчатые моллюски морские гребешки (семейство Pectinidae) видят с помощью своеобразных вогнутых зеркал. Они отражают свет, падающий на сетчатки гребешков (в каждом глазу их по две). Но на этом, как выяснилось, необычные особенности зрительных органов у этих двустворчатых моллюсков не заканчиваются. Зеркала в глазах моллюсков оказались не простыми, а многослойными образованиями, состоящими из кристаллов гуанина. Рассмотреть их в деталях раньше не удавалось, так как работа с просвечивающими электронными микроскопами, которая подразумевает испарение всей воды, разрушала хрупкие глаза моллюсков. Поэтому ученые из Израиля и Швеции использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы изучить 3D-структуры в глазах крупного морского гребешка вида Pecten maximus.

Они выяснили, что у моллюска слои гуанина, которых в каждом зеркале оказалось по два-три десятка, разделены прослойками цитоплазмы. Каждый слой состоит из лежащих внахлест одинаковых квадратных кристаллов, напоминающих черепицу. Вся эта конструкция может двигаться и фокусирует свет на двух сетчатках моллюска, которые расположены в каждом из двух сотен глаз одна поверх другой. Первая сетчатка отвечает за боковое зрение, а вторая обеспечивает обзор области прямо перед ним. Периферическое зрение помогает моллюску ориентироваться в пространстве, когда он плывет.

В целом принцип работы глаз моллюска оказался примерно таким же, как у рефлекторных телескопов, в которых тоже есть сложная система зеркал.

Гуаниновые кристаллы и слои цитоплазмы часто используются в живой природе для создания зеркал и так называемого структурного цвета. С их помощью некоторые пауки получают белую окраску, они же делают чешуйки некоторых видов рыб и панцири планктонных ракообразных яркими и переливающимися. Однако фокусировка света в глазах с помощью гуаниновых кристаллов, пожалуй, самая сложная их функция.

https://indicator.ru/news/2017/12/01/glaza-morskih-grebeshkov/