Una capesante e i suoi occhi meravigliosi. Occhio a specchio di capesante in pecten

La creatura raffigurata nella fotografia è quella che viene chiamata una capesante. Dai un'occhiata più da vicino alla foto. Avete notato i piccoli punti luminosi posti lungo i bordi dell'animale? Saresti sorpreso se ti dicessero che questi punti blu sono occhi?

Per quanto sorprendente possa essere, ciascuno dei punti blu è un vero occhio appartenente alla creatura nella fotografia. Questi occhi, la cui dimensione è di solo 1 mm, permettono all'animale di scappare dai suoi nemici.

Ciascuno di questi minuscoli occhi a capesante ha la propria lente e retina. Le lenti di questi occhi servono a raccogliere e focalizzare la luce. Tuttavia, queste creature non hanno un centro visivo nel cervello. In altre parole, le immagini focalizzate dai loro occhi non vengono viste nel loro cervello come vedono gli occhi normali. Gli scienziati che studiano questo mollusco suggeriscono che questi occhi straordinari non possono formare immagini. A cosa servono allora?

Le capesante li usano per distinguere la luce dall'oscurità, acquisendo così la capacità di spostarsi dai luoghi sabbiosi a quelli verdi. Inoltre, i loro piccoli occhi sono abbastanza sensibili da consentire alle capesante di riconoscere i movimenti che si verificano intorno a loro. Usando questa preziosa capacità, la capesante può sfuggire ai predatori.

60 circa di piccole dimensioni e luminoso occhi azzurri situato lungo il bordo del mantello del mollusco per catturare il movimento, la luce e l'oscurità. Il pettine può facilmente far ricrescere qualsiasi occhio perso o danneggiato. Anche se questi occhi potrebbero non formare immagini chiare, la capacità di notare oggetti che si muovono alla velocità di uno dei predatori consente al mollusco di salvare il proprio guscio chiudendolo rapidamente o nuotando via.

Le capesante hanno una caratteristica sorprendente che non si trova in altri molluschi: la capacità di nuotare spingendosi fuori pericolo contraendo potenti muscoli e "sbattendo" i lembi della conchiglia, spingendo l'acqua fuori attraverso i fori su entrambi i lati della chiusura della conchiglia. Possono muoversi avanti e indietro, girare e livellare la loro posizione. Le capesante nuotano particolarmente velocemente quando incontrano un predatore. In altri casi, quando non sono minacciati, questi molluschi siedono quasi immobili sul fondo del mare e si nutrono, filtrando i microrganismi dall'acqua.

Dal mantello emergono numerosi palpi carnosi; in questa fotografia il loro aspetto ricorda piuttosto denti minacciosi. Ma in vita reale svolgono il ruolo di antenne sensibili, aiutando la capesante a riconoscere il pericolo e ad avviare lo sbattimento della conchiglia. Servono come qualcosa come un setaccio, impedendo l'ingresso di particelle di grandi dimensioni.

Il mantello carnoso che ricopre la conchiglia racchiude lo spazio interno (cavità del mantello) dove si trovano le branchie e la massa viscerale. Il movimento dei peli microscopici (ciglia) sulle branchie crea correnti d'acqua. L'acqua si muove attraverso la cavità del mantello lungo le branchie, portando ossigeno e microscopiche particelle nutritive. Le particelle nutritive catturate sulla superficie delle branchie vengono trasportate dai peli alla bocca.

Le favolose conchiglie della Florida, World Publications, FL, 1999, pagina 15.

Una capesante comune ha fino a 100 occhi. Il loro numero varia anche all'interno della stessa specie. Le capesante possono facilmente far ricrescere gli “organi visivi” perduti

Gli occhi degli animali superiori sono molto difficili organo organizzato. La strada è stata estremamente lunga, dalle semplici cellule fotosensibili a quel sistema unico di cellule enorme quantità elementi che l'occhio è oggi. La cosa più interessante è che questo organo non si trova solo negli esseri umani o nei mammiferi. Occhi composti sono apparsi più di una volta nel processo di evoluzione, e alcuni di essi non erano affatto formazioni morbide, ma mineralizzate.

Anche le meduse hanno gli occhi, che sono considerati molto organismi semplici. Più precisamente, in uno dei tipi di meduse. Anche i molluschi hanno gli occhi. Ma ora non stiamo parlando di cefalopodi di questo tipo, ma di un rappresentante più semplice: la capesante. Se guardi da vicino, puoi vedere una serie di punti luminosi lungo il bordo del guscio quando è aperto.

Si scopre che la capesante non ha bisogno di questi punti per la bellezza. Sono occhi che danno la possibilità all'animale di vedere tutto ciò che accade intorno e, in caso di pericolo, scappare velocemente. Il mollusco bivalve può anche muoversi rapidamente. A proposito, la stessa medusa con gli occhi di cui abbiamo parlato sopra è abbastanza capace di muoversi intenzionalmente in una direzione e molto rapidamente.

Gli occhi di capesante non sono così semplici. Ognuno di essi è un organo a tutti gli effetti con il proprio cristallino e la propria retina. La retina nell'occhio della capesante è a due strati, inoltre c'è una superficie riflettente concava. Le lenti degli occhi, come in ogni altro caso, agiscono come una lente che focalizza la luce. Ma qui c'è una particolarità: il fatto è che questi animali non hanno un centro visivo. Cioè, per quanto si può giudicare. Le capesante non vedono il mondo che li circonda come lo vedono gli altri animali con gli occhi e in modo più o meno complesso cervello sviluppato. Il sistema nervoso dei bivalvi è di tipo nodulare sparso. La loro struttura è più semplice di quella dei gasteropodi, quindi non è necessario parlare del cervello.

Anche i rappresentanti dei gruppi Arcoidea, Limopsoidea, Mytiloidea, Anomioidea, Ostreoidea e Limoidea hanno ocelli semplici situati lungo il bordo del mantello. Ma qui tutto è abbastanza semplice: tali organi sono costituiti da una piccola depressione, rivestita da cellule fotosensibili e da una lente che rifrange la luce.

Tuttavia, gli scienziati, dopo una serie di studi, hanno stabilito che le capesante possono distinguere i luoghi bui da quelli chiari, il che consente loro di spostarsi dai “deserti” sabbiosi ai luoghi dove c'è vegetazione. Inoltre, questi molluschi riconoscono il movimento. Se sistema nervoso registra un tale movimento, la capesante scappa immediatamente. Ciò gli consente di nascondersi con successo da quasi tutti i predatori. Naturalmente ci sono anche animali agili, ma non puoi farci niente. Ma la capesante può sfuggire alla stragrande maggioranza dei nemici. Se c'è pericolo, la capesante nuota via o rimane sul posto, sbattendo la persiana.

Come accennato in precedenza, il mollusco sa nuotare. Lo fa utilizzando un flusso d'acqua, che si forma quando il guscio si chiude improvvisamente. Le capesante possono nuotare avanti e indietro ed eseguire anche manovre piuttosto complesse. Sono anche in grado di regolare la direzione del loro movimento. Se non c'è pericolo nelle vicinanze, le capesante si siedono semplicemente pacificamente sul fondo del mare, filtrando l'acqua per ottenere i microrganismi in essa contenuti.

A parte la capacità di muoversi velocemente e la presenza di decine di occhi, la capesante non è molto diversa dalla classe dei bivalvi (o elasmobranchi). Questi molluschi includono anche ostriche e cozze. La maggior parte dei rappresentanti della classe hanno branchie lamellari altamente sviluppate (ctenidia), che non solo si esibiscono funzione respiratoria, ma anche il ruolo dei filtri per la filtrazione particelle di cibo dall'acqua, quindi, per tipo di alimentazione, i bivalvi sono principalmente filtratori.

Questi molluschi apparvero per la prima volta circa 500 milioni di anni fa. Ora numero totale Esistono circa 9200 specie di bivalvi, incluse in 1260 generi in 106 famiglie.

In totale, la capesante ha circa sei dozzine di occhi azzurri luminosi, che si trovano lungo il bordo del mantello dell'animale. Gli occhi sono disposti in fila. Se uno qualsiasi degli organi visivi viene perso, il pettine ne ricresce uno nuovo senza problemi. Questo è ciò che lo distingue dagli animali organizzati più complessi. Se anche animali molto più complessi di un pettine possono rigenerare gli arti, questa tecnica non funziona con gli occhi.

Oltre agli occhi, sul mantello del mollusco si trovano altri elementi. Ad esempio, escrescenze simili a denti. In realtà, si tratta di processi soft che fungono da sensori. Questi processi, insieme agli occhi, costituiscono il “sistema di sicurezza” del mollusco. Il minimo movimento acqua e il lavandino si chiude di colpo. Inoltre, svolgono anche il ruolo di filtro, impedendo alle particelle di sabbia o altri materiali di entrare nel lavandino.

La conchiglia possiede circa 100 occhi semplici, anche se il loro numero è variabile anche all'interno della stessa specie. Gli occhi si trovano su 2 file lungo la piega centrale del bordo del mantello, come perline su un filo.

Le capesante hanno fino a 100 occhi semplici.

Primo piano degli occhi blu di una capesante (foto di B. Capman)

Questi fotorecettori aiutano la capesante a evitare i predatori e a navigare durante il nuoto.

C'è anche un'ipotesi molto interessante secondo cui la luce, rifratta attraverso gli occhi, illumina la cavità del mantello dall'interno e svolge un ruolo nel metabolismo, facilitando l'uso dell'energia luminosa. Alcuni ricercatori occidentali chiamano addirittura “eliofagi” gli occhi delle capesante. "mangiatori di sole".

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Quando una capesante si nutre, sdraiata sul fondo con il guscio aperto, i suoi occhi sorvegliano costantemente tutto ciò che la circonda. Ogni occhio ha 2 retine: una è sensibile all'aumento dell'intensità della luce, l'altra alla diminuzione. La capesante ha un meccanismo che aumenta la sensibilità di ciascun occhio in condizioni di scarsa illuminazione.

A differenza delle cozze e delle vongole, la capesante è in grado di nuotare spingendo l'acqua fuori dalla cavità della conchiglia vicino alla chiusa. Si muove nella direzione in cui si aprono le porte.

Gli occhi della capesante vedono solo a breve distanza, rilevando i cambiamenti nell'intensità della luce, ma questo è sufficiente per accorgersi del pericolo e sbattere le persiane. Quando principale nemico scaloppine - Stella marina, si avvicina quasi da vicino, il mollusco salta in volo, aprendo e chiudendo alternativamente le valvole della conchiglia e usando gli occhi per orientarsi nell'acqua.

Nel Mar Nero vive solo una capesante del Mar Nero, Chlamys (Flexopecten) glaber ponticus, una sottospecie della capesante mediterranea. Il suo guscio piccolo (fino a 5 cm), dai colori vivaci giallo, rosa e altri colori, con una piccola quantità costole, è noto a tutti coloro che sono stati sulle rive del Mar Nero. La capesante del Mar Nero vive a una profondità di 50-60 m, prevalentemente nelle biocenosi delle rocce conchigliarie, insieme a veneri, nastri, modioli e cordati.

Le capesante ripristinano facilmente un occhio perso o ferito.

Dal mantello si estendono numerosi tentacoli carnosi, dall'aspetto minaccioso come denti. Questi tentacoli stanno giocando ruolo sensoriale, aiutando ad avvertire la capesante del pericolo e servono come una sorta di setaccio per impedire alle particelle di grandi dimensioni di entrare nella cavità del mantello.

Gli scienziati hanno congelato gli occhi delle capesante e li hanno esaminati al microscopio. Si è scoperto che gli specchi concavi nascosti in ciascuno dei duecento occhi del mollusco, noto a molti come una prelibatezza, funzionano come telescopi. Un articolo sullo studio è stato pubblicato sulla rivista Science.

Nella natura vivente, questo principio viene solitamente utilizzato per creare una colorazione insolita del corpo e non negli organi visivi. Questo sistema distingue le capesante dalla maggior parte degli animali, in cui la luce viene rifratta mentre passa attraverso le lenti (ad esempio, negli esseri umani e in altri vertebrati questa è la lente, e in molti invertebrati questo ruolo è svolto dalle sfaccettature).

La capesante Pecten maximu mette in mostra alcuni dei suoi numerosi occhi

Ceri Jones/Haven Diving Services

Dagli anni '60, gli scienziati sanno che i bivalvi, le capesante (famiglia Pettinidi) sono visti utilizzando particolari specchi concavi. Riflettono la luce che cade sulle retine delle capesante (ce ne sono due in ciascun occhio). Ma queste, come si è scoperto, sono caratteristiche insolite organi visivi questi bivalvi non si esauriscono. Gli specchi negli occhi dei molluschi si sono rivelati non semplici, ma formazioni multistrato costituite da cristalli di guanina. In precedenza non era possibile esaminarli in dettaglio, poiché si lavora con materiali traslucidi microscopi elettronici, che implica l'evaporazione di tutta l'acqua, ha distrutto i fragili occhi dei molluschi. Quindi scienziati israeliani e svedesi hanno utilizzato la microscopia crioelettronica per studiare le strutture 3D negli occhi delle grandi specie di capesante Pecten massimo.

Hanno scoperto che il mollusco ha strati di guanina, di cui ce n'erano da due a tre dozzine in ciascuno specchio, separati da strati di citoplasma. Ogni strato è costituito dalla sovrapposizione di cristalli quadrati identici, che ricordano le piastrelle. Tutta questa struttura è mobile e concentra la luce sulle due retine del mollusco, che si trovano in ciascuno dei duecento occhi, uno sopra l'altro. La prima retina è responsabile visione periferica, e il secondo fornisce una vista dell'area direttamente di fronte a lui. Visione periferica aiuta il mollusco a navigare nello spazio quando nuota.

Uno sguardo più attento all'occhio di una capesante

In generale, il principio di funzionamento degli occhi del mollusco si è rivelato approssimativamente uguale a quello dei telescopi riflettori, che hanno anche un sistema complesso specchi

Cristalli di guanina e strati di citoplasma sono spesso utilizzati in natura per creare specchi e il cosiddetto colore strutturale. Con il loro aiuto alcuni ragni ottengono una colorazione bianca; inoltre rendono brillanti e iridescenti le squame di alcuni tipi di pesci e i gusci dei crostacei planctonici. Tuttavia, focalizzare la luce negli occhi utilizzando i cristalli di guanina è forse la loro funzione più complessa.

Sono rimasto molto sorpreso quando ho saputo che questi punti blu sono gli occhi della capesante, con cui ti osserva.

Si scopre anche che duecento occhi di capesante sono progettati come telescopi. Per scoprirlo, gli scienziati hanno congelato gli occhi delle capesante e li hanno esaminati al microscopio. È venuto fuori che…

... gli specchi concavi nascosti in ciascuno dei duecento occhi, conosciuti da molti come una prelibatezza dei crostacei, funzionano come telescopi. Un articolo sullo studio è stato pubblicato sulla rivista Science.

Nella natura vivente, questo principio viene solitamente utilizzato per creare una colorazione insolita del corpo e non negli organi visivi. Questo sistema distingue le capesante dalla maggior parte degli animali, in cui la luce viene rifratta mentre passa attraverso le lenti (ad esempio, negli esseri umani e in altri vertebrati questa è la lente, e in molti invertebrati questo ruolo è svolto dalle sfaccettature).

La capesante Pecten maximu mette in mostra alcuni dei suoi numerosi occhi, Ceri Jones/Haven Diving Services

Dagli anni '60, gli scienziati sanno che i bivalvi, le capesante (famiglia Pectinidae), vedono usando particolari specchi concavi. Riflettono la luce che cade sulle retine delle capesante (ce ne sono due in ciascun occhio). Ma, come si è scoperto, le caratteristiche insolite degli organi visivi di questi bivalvi non finiscono qui. Gli specchi negli occhi dei molluschi si sono rivelati non semplici, ma formazioni multistrato costituite da cristalli di guanina. In precedenza non era possibile esaminarli in dettaglio, poiché il lavoro con i microscopi elettronici a trasmissione, che comporta l'evaporazione di tutta l'acqua, distruggeva i fragili occhi dei molluschi. Così scienziati israeliani e svedesi hanno utilizzato la microscopia crioelettronica per studiare le strutture 3D negli occhi della grande specie di capesante Pecten maximus.

Hanno scoperto che il mollusco ha strati di guanina, di cui ce n'erano da due a tre dozzine in ciascuno specchio, separati da strati di citoplasma. Ogni strato è costituito dalla sovrapposizione di cristalli quadrati identici, che ricordano le piastrelle. Tutta questa struttura è mobile e concentra la luce sulle due retine del mollusco, che si trovano in ciascuno dei duecento occhi, uno sopra l'altro. La prima retina è responsabile della visione periferica, mentre la seconda fornisce la visione dell'area direttamente di fronte ad essa. La visione periferica aiuta il mollusco a navigare nello spazio quando nuota.

In generale, il principio di funzionamento degli occhi del mollusco si è rivelato approssimativamente uguale a quello dei telescopi riflettori, che hanno anche un complesso sistema di specchi.

Cristalli di guanina e strati di citoplasma sono spesso utilizzati in natura per creare specchi e il cosiddetto colore strutturale. Con il loro aiuto alcuni ragni ottengono una colorazione bianca; inoltre rendono brillanti e iridescenti le squame di alcuni tipi di pesci e i gusci dei crostacei planctonici. Tuttavia, focalizzare la luce negli occhi utilizzando i cristalli di guanina è forse la loro funzione più complessa.

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