Ротоногие способны различать круговую поляризацию света
Пётр Смирнов
Учёные выявили у ракообразных уникальную способность, совершенно недоступную человеку и другим животным. Рачки отряда ротоногих способны различать круговую поляризацию света. Учёные полагают, что с помощью этой способности самки и самцы находят друг друга.
Нам недоступны многие способы познания природы. Некоторые из них – например, сонар летучих мышей и нюх собак – человеку, миллионы лет назад сделавшему выбор в пользу дневного образа жизни, и не нужны. Тем обиднее осознавать, что какие-то «мелкоскопические» родственники креветок достигли гораздо большего в развитии глаза – органа чувств, которым человек по праву может гордиться.
Уникальная структура глаза членистоногих обеспечивает им восприятие ближнего ультрафиолетового и инфракрасного спектров, и хотя точные пределы установить сложно, ученые не сомневаются, что они гораздо шире, чем у млекопитающих. Впрочем, в цветовосприятии с насекомыми и ракообразными могли потягаться рыбы, воспринимающие ближнюю ультрафиолетовую область.
Членистоногие способны также определять плоскость поляризации линейно поляризованного света. Благодаря этому умению, как считают многие энтомологи, пчёлы, например, умеют ориентироваться по рассеянному свету, даже когда не видно Солнца. Кроме этого, как может засвидетельствовать любой обладатель очков-поляроидов, информация о поляризации света способна увеличить контрастность изображения и избавить от слепящих бликов – отражённый свет, как правило, сильно поляризован, и тем самым его легко заблокировать.
В новой работе учёных из университетов австралийского штата Квинсленд и американских Мэриленда и Калифорнии описана
еще одна уникальная особенность ротоногих – эти ракообразные способны различать круговую поляризацию света.
Как пояснил Science один из исследователей, Джастин Маршалл, «это новое измерение зрения».
Свет, поляризованный по кругу, можно представить в виде спирали, закрученной, как шуруп, влево или вправо. Одну поляризацию называют левовращающей, вторую – правовращающей. Для их различения необходимо сначала поставить под углом фильтр, преобразующий свет в линейно поляризованный, то есть колеблющийся в одной плоскости, а затем уже анализировать последний. Именно так и устроен глаз ротоногих, которых ещё называют раками-богомолами и даже креветками-богомолами — за исключительно внешнее сходство как с десятиногими, так и с насекомыми.
Способность распознавать циркулярно поляризованный свет предполагалась раньше у пластинчатоусых жуков – их наружные покровы, отражая свет, способны превращать его в свет, поляризованный по кругу. Однако до сих пор остаётся неясным, нужна ли жукам такая способность, или это свойство наружных покровов возникло «случайно». Работа Маршалла и его коллег – первое реальное доказательство способности различать круговую поляризацию, как с точки зрения физиологического устройства органа зрения, так и биологической функциональности этой способности.
Для доказательства своей гипотезы ученые провели две группы экспериментов с ротоногими рода Odontodactylus. В первой они снимали электрический потенциал с рецепторов, показав неспособность одной группы рецепторов воспринимать правовращающий, а другой – левовращающий свет. При этом электрический потенциал нейронов при освещении линейно поляризованным и соответствующим ему циркулярно поляризованным светом достоверно не отличался. Этим ученые доказали, что за всё отвечают одни и те же фоторецепторы, но для света, поляризованного по кругу, нужен фильтр.
Второй способ доказательства – самый надежный, проверен сотнями лет. Энтомологи натренировали ротоногих, научив их двигаться за пищей в ответ на правовращающий или левовращающий свет. Как признают ученые, этого удалось добиться не у всех подопечных, но у большинства.
Самый интересный вопрос – зачем это уникальное умение нужно членистоногим.
Маршалл считает, что, как всегда, «всё дело в сексе». Известно, что линейная поляризация используется ими как раз для взаимодействия в обществе. Свет, поляризованный по кругу, помогает различить самцов и самок, ведь он отражается от кутикулы – покрова самцов, но не самок. По крайней мере, учёные смогли отличить самцов от самок через анализатор круговой поляризации. Возможно, на это способны и похожие на больших креветок ротоногие.
По мнению учёного, это еще и универсальный канал общения, не доступный ни хищникам – врагам и конкурентам ротоногих, ни их жертвам – ещё более мелким рачкам. Правда, хищникам и жертвам отличать самок ротоногих от самцов не нужно: своими кулинарными свойствами и охотничьими повадками они несильно отличаются друг от друга.
Цивилизация
