Бележка на редактора: Тази история е актуализирана в 11:20 ч. E.D.T. в петък, 17 май
Превръщането на светлинните частици във визуална информация е трудна работа и тялото ви разчита на кислород, за да свърши работата. Това е вярно независимо дали ходите по сушата на два крайника или плувате през морето с осем.
Всъщност, според скорошно проучване в Journal of Experimental Biology, количеството кислород, достъпно за морските безгръбначни животни като калмари, раци и октоподи, може да бъде много по-важно за зрението им, отколкото се смяташе досега. В проучването, публикувано онлайн на 24 април, изследователите наблюдават значителен спад на активността на ретината при четири вида морски ларви (две раци, октопод и калмари), когато животните са били изложени на среда с намалено съдържание на кислород за едва 30 минути.
За някои видове дори и незначителният спад на нивата на кислород доведе до почти незабавна загуба на зрението, което в крайна сметка доведе до почти пълна слепота, преди кислородът да бъде откачен отново.
Според водещия автор на изследването Лилиан Маккормик, докторски кандидат в института за океанография на Скрипс в Ла Джола, Калифорния, някаква форма на увреждане на зрението може да бъде ежедневна реалност за тези видове, които мигрират между силно наситената с кислород повърхност на океана и нейната хипоксичност (нискокислородни) дълбочини по време на ежедневната си храна. И тъй като нивата на кислород в океана продължават да спадат по целия свят, отчасти поради климатичните промени, рисковете за тези същества могат да се засилят.
"Притеснен съм, че изменението на климата ще влоши този проблем", каза Маккормик пред Live Science, "и че зрителното увреждане може да се случва по-често в морето."
Да пъхне главоног в очите
За новото проучване McCormick и нейният екип изследват пазарните калмари (Doryteuthis opalescens), октопод с две точки (Октопод бимакулатус), раци от риба тон (Pleuroncodes planipes) и грациозна скална раци (Metacarcinus gracilis). Всички тези видове са местни в Тихия океан извън Южна Калифорния и всички те участват в ежедневна гмуркане, известна като вертикална миграция. През нощта те плуват близо до повърхността, за да се хранят; денем се спускат на по-големи дълбочини, за да се скрият от слънцето (и гладните хищници, които носи).
Докато тези същества мигрират нагоре и надолу по водния стълб, наличността на кислород се променя драстично. Океанът е пълен с кислород близо до повърхността, където се срещат въздух и вода и значително по-малко наситен с кислород на 165 фута (50 метра) под повърхността, където много ракообразни и главоноги се скриват през деня.
За да разбере дали тези ежедневни люлки в кислорода влияят на зрението на животните, Маккормик прикрепи малки електроди към очите на всяка от нейните тестови ларви, нито един от които не е бил по-дълъг от 0,15 инча (4 милиметра). Тези електроди записват електрическата активност в очите на всяка ларва, тъй като ретините й реагират на светлина - „нещо като EKG, но за очите ви, вместо за сърцето ви“, каза Маккормик.
След това всяка ларва се поставя в резервоар с вода и се прави да гледа ярка светлина, докато нивото на кислорода във водата постоянно намалява. Нивата паднаха от 100% насищане на въздуха, нивата на кислород, които очаквате да намерите в повърхността на океана, до около 20% насищане, което е по-ниско от това, което изпитват в момента. След 30 минути на това състояние с ниско съдържание на кислород нивата на кислород се повишават обратно до 100%.
Докато всеки от четирите вида показва малко по-голяма толерантност, и четирите нанасят подчертан удар върху зрението, когато са изложени на нискокислородна среда. Като цяло, ретиналната активност на всяка ларва намалява между 60% и 100% при условия с ниско съдържание на кислород. Някои видове, особено пазарните калмари и скалните раци, се оказаха толкова чувствителни, че започнаха да губят зрението си, щом изследователите започнаха да намаляват кислорода в резервоара.
„По времето, когато достигнах най-ниските нива на кислород, тези животни бяха почти заслепени“, каза Маккормик.
Добрата новина е, че загубата на зрение не е постоянна. В рамките на около час след завръщането си в напълно наситена кислородна среда, всички ларви възвръщат поне 60% от зрението си, като някои видове отскачат до 100% функционалност.
Слепи във водата
Вероятно е, че тъй като в Тихия океан естествено се наблюдават много условия с ниско съдържание на кислород в близост до Южна Калифорния, тези силно чувствителни видове се борят с някаква форма на увреждане на зрението всеки ден, каза Маккормик. (Въпреки това са необходими още изследвания, за да знам със сигурност.) Надяваме се, добави Маккормик, тези рискови видове естествено развиват поведение на избягване, така че да плуват към по-високо кислородни части на океана, когато настъпят тежки нарушения на зрението.
Въпреки това, каза Маккормик, бързото дезоксигениране, причинено от климатичните промени, може да затрудни приспособяването на тези видове. Според проучване от 2017 г. в списание Nature, общите нива на кислород в океана са намалели с 2% в световен мащаб през последните 50 години и се очаква да намалят с до 7% до 2100 г. Промените в климата са важен фактор за това загуби, открито в Nature Nature, особено в горните части на океана, където изследваните ларви McCromick са склонни да прекарат по-голямата част от живота си.
Тази индуцирана от затоплянето дезоксигенация - в съчетание с природни сили като вятър и водна циркулация на водата, които правят нивата на кислород в близост до повърхността непоследователни в региона - може да доведе до по-уязвими същества, които губят зрението си, когато най-много се нуждаят от него. Животните в риск биха могли да станат по-малко ефективни при лов на храна в близост до повърхността и може да пропуснат фини признаци на хищници сред тях, каза Маккормик. Това е мрачна възможност - обаче са необходими още изследвания, за да се определи количеството на загубата на зрение, свързано с кислород, което наистина отнема, преди тези същества да направят потенциално вредни грешки.
"Ако извадя контактните си лещи у дома и се разхождам, бих могъл да закърпя пръста на крака си, но ще мина," каза Маккормик. "Следващият въпрос е колко нарушение на ретината се равнява на промяна във визуалното поведение?"
Бележка на редактора: Тази история е актуализирана, за да коригира измерването на ларвите. Те са по-малки от 0,15 инча, а не 1,5 инча, дълги. Историята също беше актуализирана, за да се отбележи, че морските безгръбначни обикновено не изпитват 20% насищане с кислород в нормалната си среда.
