Fugu je jedna z mála ryb, která dokáže zavřít oči. Na rozdíl od většiny obratlovců k tomu nepoužívají oční víčka, ale spíše vtahují oční bulvu hluboko do hlavy a pomocí speciálních kruhových svalů napínají kůži kolem ní. Japonští vědci došli k tomuto závěru poté, co provedli sérii experimentů s fugu a studovali strukturu jejich hlavových svalů. Jak je uvedeno v článku v časopise Zoologie, podobný mechanismus je znám pouze u kapustňáků – ale puffers jej nepochybně získali nezávisle.
Většina suchozemských obratlovců je schopna zavřít oči pomocí očních víček. Díky tomu je můžete zvlhčit, chránit před poškozením a omezit tok světla. Mezi rybami, s výjimkou některých čeledí žraloků, však tato schopnost není téměř běžná – možná kvůli skutečnosti, že ve vodě, kde žijí, není vyžadována dodatečná vlhkost pro oči. Ze všech kostnatých ryb dokáže zavřít oči jen několik zástupců čeledi pufferfish (Tetraodontidae), například druhy z rodů Takifugu и Torquigener. Ti první se proslavili díky smrtícímu pokrmu fugu, který se připravuje z jejich masa, a ti druzí staví na dně oceánu neobvyklé soustředné postavy z písku. Na videu níže můžete vidět blikající další druh z této čeledi, Arothron nigropunctatus.
Stejně jako ostatní kostnaté ryby nemají ani pufferfish oční víčka, takže jak přesně dokážou zavřít oči, zůstalo až dosud neznámé. Této problematice se rozhodl porozumět tým ichtyologů pod vedením Keisuke Ogimota z Muzea námořních věd v Shimonoseki. Jako objekt výzkumu si vybrali dva exempláře fugu. Takifugu flavipterus – druh, u kterého nebyla dříve popsána schopnost zavřít oči.
Během experimentů vědci stříkali papouškovi do očí proud teplé mořské vody z pipety a reakci ryb zaznamenali na video. Ukázalo se, že v reakci na podnět se kůže kolem oka začne napínat a asi za 420 milisekund ji zcela skryje. Je to trochu podobné tomu, jak funguje oční duhovka nebo irisová clona fotoaparátu. Pomocí ultrazvuku autoři zjistili, že oční bulva se začne zatahovat přibližně sto milisekund předtím, než se kůže začne uzavírat a ponoří se do vzdálenosti přesahující 70 procent jejího průměru (to je jeden z největších ukazatelů v živočišné říši).
V dalších fázích Ogimoto a jeho kolegové pracovali se dvěma fugu, kteří zemřeli přirozenou smrtí. První ryba byla pitvána, aby pochopili strukturu svalů, které zajišťují zavírání očí. Vědci zjistili, že kolem každého oka T. flavipterus je zde kožní sval, jehož vnější okraje sahají k nozder a žabernímu krytu a vnitřní okraje ohraničují oční bulvu. Vlákna jeho centrální části jsou orientována koncentricky vzhledem k oku a tvoří m. orbicularis. Jak ukázaly experimenty s druhým mrtvým exemplářem, elektrická stimulace kožního svalu způsobí jeho stažení a uzavření oka ryby.
To znamená, že T. flavipterus (a pravděpodobně i další pufferfish) zavře oči a stahuje kůži kolem nich. Většina ostatních obratlovců používá zcela jiný způsob zavírání očí. Jedinou výjimkou jsou kapustňáci (Trichechus), ve kterém se oči zavírají pomocí svěračů, které je obklopují. Autoři se domnívají, že stejný mechanismus zavírání očí jako u fugu může být charakteristický pro ryby z čeledi bidentata související s pufferfish (Diodontidae), které mají podobnou strukturu hlavových svalů. Doposud však tato stvoření nebyla přistižena, jak mrká nebo zavírá oči.
Naučit se zavírat oči a mrkat má mnoho výhod. Pomáhá například kamarádit se s kočkami. Jak zjistili britští vědci, kočky, když vidí osobu, která pomalu mrká, začnou reagovat stejně, což podle předchozích studií naznačuje pohodlí a povahu domácího mazlíčka. Tato strategie je účinná, i když kočka komunikuje s cizím člověkem: zvíře bude více přitahováno pomalu mrkajícím cizím člověkem.
Bahňáci, neobvyklé ryby, které žijí na souši, mrkají, aby si namočili rohovku, odstraňují nečistoty z očí a chrání je před mechanickým poškozením. Zoologové k tomuto závěru dospěli poté, co s těmito tvory provedli sérii experimentů. Přestože se tedy skokani a čtyřnohí obratlovci naučili blikat nezávisle na sobě, toto chování plní podobné funkce u zástupců obou skupin. Jak je uvedeno v článku v časopise Sborník Národní akademie vědSchopnost mrkání s největší pravděpodobností získali jak bahňáci, tak předci suchozemských obratlovců jako adaptace na suchozemský život.
Většina čtyřnohých obratlovců (Tetrapoda), od obojživelníků po savce, je schopna mrkání. To jim umožňuje zvlhčovat oči, čistit je a chránit je před poškozením. Paleontologové se domnívají, že tetrapodi se naučili mrkat ve stejnou dobu, kdy se dostali na pevninu asi před 375 miliony let. Ale jejich vodní předci, lalokoploutví (Sarcopterygii), s největší pravděpodobností ještě neuměli zavřít oči. Alespoň nemrkají novodobí zástupci této skupiny, coelacanth a plicník.
Tým specialistů pod vedením slavného paleontologa Neila Shubina z Chicagské univerzity se rozhodl dozvědět se více o evoluci mrkání. Vědci z pochopitelných důvodů neměli možnost osobně pozorovat první lalokoploutvou rybu na přistání, a tak se zaměřili na bahňáky (Oxudercinae) – moderní paprskoploutvé ryby, které přecházely k životu na souši nezávisle na předcích tetrapodů. Stejně jako suchozemští obratlovci mohou i tito tvorové mrkat. K tomu spustí oční bulvu (jednu nebo obě najednou) do infraorbitálního prostoru a rohovku pokrývají stoupající kožní membránou. Mrkají přitom téměř výhradně na souši a pod vodou se takto chovají jen zřídka.
K nalezení anatomických struktur, které umožňují bahňákům mrkat, Shubin a jeho spoluautoři použili mikropočítačovou tomografii a histologickou analýzu ke studiu struktury hlavy dvou druhů těchto ryb (Periophthalmus barbarus и Periophthalmodon septemradiatus) a jejich vzdálený příbuzný, výlučně vodní goby kulatý (Neogobius melanostomus). Ukázalo se, že skokani nevyvinuli nové svaly zodpovědné za mrkání. Místo toho používají šest svalů oční bulvy, které měli již jejich předkové. Aby mrkli, propojky stahují depresorové svaly (pravděpodobně především horní šikmý a horní přímý sval) a kožní membrána se v reakci pasivně zvedá. Když se svaly uvolní, oko se vrátí na své normální místo bez další námahy.
Vědci nebyli schopni odhalit mnohobuněčné žlázy u propojek, které produkují slzný film, aby smáčely oči. V epitelu kožní membrány pokrývající rohovku při mrkání však byly nalezeny jednotlivé sekreční buňky. Zřejmě se jedná o stejné pohárkové buňky, které se nacházejí na povrchu těla u ryb a produkují hlen. K zvlhčení očí během mrkání tedy bahňáki nepoužívají sekreci specializovaných žláz jako u tetrapodů, ale sekreci pohárkových buněk. Zajímavé je, že koncentrace pohárkových buněk na membráně pokrývající rohovku byla stejná jako na celém povrchu kůže.
V dalším kroku Shubin a jeho spoluautoři testovali, zda bahňáci skutečně mrkají, aby si namočili rohovku. K tomu natočili chování skokanů v zajetí žijících v zajetí. P. barbarus za normálních podmínek a při odpařování se zvýšil 30krát. Jak se očekávalo, zvýšené odpařování způsobilo, že ryby mrkaly častěji (p<0,0001). To je v souladu s myšlenkou, že mrkání pomáhá hydratovat oční bulvy.
Před zahájením experimentů si vědci také všimli, že skokani se občas převalili přes mokrý písek nebo bahno a přitiskli na něj jednu stranu hlavy. Zároveň zavírají oko, aby se jeho kožní membrána dostala do kontaktu s vlhkostí na povrchu souše. Snad tímto způsobem skokani sbírají v infraorbitálním prostoru vodu, která jim pak pomáhá zvlhčovat oči. V experimentu se za normálních podmínek tyto ryby válely jen zřídka, ale při zvýšeném odpařování toto chování pravidelně prokazovaly. To podporuje myšlenku, že skokani jsou hydratováni vodou z povrchu země. A tak je směs sekretu pohárkových žláz s vlhkostí z prostředí zodpovědná za zvlhčení jejich očí.
V dalším kroku autoři testovali, zda si bahňáki dokážou vyčistit oči mrkáním. Za tímto účelem se na oční bulvy ryb nasypala suchá vajíčka korýšů Artemia – asi patnáct kusů najednou. Většině jedinců stačilo mrknout jen jednou, aby se zbavili všeho, co se dostalo do odpadků. V průměru se skokani na jedno mrknutí zbavili 97 procent vajíček vysypaných do očí,
V nejnovější sérii experimentů Shubin a kolegové hodnotili ochrannou funkci mrkání u propojek. K tomu se dotkli oční bulvy pěti experimentálních jedinců měkkou sondou. V reakci na to všichni skokani skryli oči v průměru po 28 milisekundách. Pro srovnání, lidé reflexně mrkají 25-40 milisekund poté, co se dotknou jejich rohovky. Mechanická stimulace zároveň způsobí, že skokani zavřou oči v průměru na 93 milisekund, zatímco při mimovolním mrkání udrží oči zavřené mnohem déle (p < 0,0001). Podobný vzorec je typický pro lidi.
Z anatomického hlediska není mezi mrkaním bahňáků a čtyřnohými obratlovci mnoho společného. Například skokani si nevyvinuli nové svaly pro mrkání nebo specializované žlázy na zvlhčení očí. Experimenty však potvrdily, že podobně jako suchozemští obratlovci i tyto ryby mrkáním zvlhčují rohovku, čistí oční bulvy a chrání je před poškozením. Ve stejné době, stejně jako tetrapodi, bahenní s největší pravděpodobností získali schopnost mrkat po dosažení země jako adaptace na nové stanoviště. Částečně se tato evoluční cesta opakuje v ontogenezi těchto ryb. Mladí skokani žijí ve vodě a jejich oči nejsou zvednuté nad hladinu hlavy. Není těžké uhodnout, že nemohou mrkat. Teprve poté, co dospějí, skokani přijdou na zem, získají charakteristické vypoulené oči a začnou mrkat.
Některé ryby, které žijí ve vodě, mohou také mrkat. Mezi nimi například slavná fugu (Takifugu flavipterus). Na rozdíl od většiny obratlovců nemrkají pomocí očních víček, ale spíše zatahují oční bulvu hluboko do hlavy a napínají kůži kolem ní pomocí speciálních kruhových svalů. Japonští vědci došli k tomuto závěru poté, co provedli sérii experimentů s fugu a studovali strukturu jejich hlavových svalů.
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.
Zlatý krtek, považovaný za vyhynulý, byl znovu objeven po 80 letech
Zoologům pomohl psí bystrý čich a analýza exogenní DNA
Zoologové znovu objevili zlatého krtka De Wintona, vzácného savce, o kterém se od konce 1930. let XNUMX. století považovalo za vyhynulého. K nalezení tohoto druhu museli vědci použít psa, který vyčmuchal zlaté krtky a také analyzoval exogenní DNA z půdy. Ve výsledku se ukázalo, že zlatý krtek De Winton nejenže nevyhynul. ale je také mnohem rozšířenější, než se dříve myslelo. Výsledky studie byly publikovány v článku pro časopis Biodiversity and Conservation. Zlatí krtci (Chrysochloridae) se podobají krtkům, ale nejsou blízce příbuzní. Tito savci patří spolu s tenreci madagaskarskými (Tenrecidae) a rejsci vydřími (Potamogalidae) do řádu Afrosoricida, který je zase zařazen do kladu Afrotheria – kam patří i řády Proboscidea, sirény (Sirenia), hyraxy (Hyracoidea ), skokani (Macroscelidea) a zardvarci (Orycteropodidae). Zlatí krtci žijí v subsaharské Africe, vedou norský životní styl a loví bezobratlé a malé obratlovce. Některé druhy přitom budují tunelové systémy, jiné „plavou“ ve volném písku. Dnes vědci znají 21 druhů zlatých krtků. Některé z nich jsou rozšířené a zcela běžné, jiné však žijí jen na omezeném území a lidé je spatří jen zřídka. Například jediným známým stanovištěm zlatého krtka De Wintona (Cryptochloris wintoni) jsou pobřežní duny kolem města Port Nolloth v severozápadní Jižní Africe. Tento druh byl popsán na počátku 1937. století a poslední setkání s ním se datuje do roku 1936 (podle jiných zdrojů XNUMX). Někteří vědci nepochybovali o tom, že De Wintonův zlatý krtek vyhynul kvůli zničení jeho původních ekosystémů v důsledku těžby diamantů. Jejich kolegové však doufali, že tento druh stále existuje. V roce 2017 ochranářská organizace Re:wild dokonce zařadila zlatého krtka De Wintona na svůj seznam 25 nejhledanějších druhů. Tým zoologů vedený Samanthou Mynhardtovou z University of Stellenbosch se rozhodl pátrat po De Wintonově zlatém krtkovi pomocí analýzy exogenní DNA (genetického materiálu, který živé organismy zanechávají v půdě, vodě nebo vzduchu). Tento přístup se již osvědčil jako nástroj pro studium vzácných zvířat a dokonce pomohl znovu objevit některé druhy, které byly považovány za vyhynulé. Mynhardt a její kolegové odcestovali na západní pobřeží Jižní Afriky a s pomocí border kolie jménem Jessie se vycvičili k vyčmuchání tří druhů zlatých krtků (poušť (Eremitalpa granti), mysu (Chrysochloris asiatica) a Van Zyla (Cryptochloris). zyli)), našel nory vyhrabané těmito zvířaty. V okolí Port Nolloth však byly nalezeny tunely, které pes nepoznal. Autoři navrhli, že je vykopali De Wintonovi zlatí krtci, jejichž pach Jessie neznala, protože zoologové neměli dostatečně čerstvé vzorky tohoto druhu. Poté se vědci vrátili k bodům se zlatými krtčími tunely a sesbírali 49 vzorků písčité půdy z jejich stěn. Shromážděné materiály byly rozděleny do šesti skupin podle oblasti sběru. Autoři navíc pomocí pastí chytili v Lamberts Bay a v okolí Port Nolloth po jednom zlatém krtkovi, odebrali z nich vzorky DNA a vypustili je. Vzorek také zahrnoval dvě zvířata, která byla zabita domácími kočkami a psy a která dobrovolníci poslali zoologům ke studiu. Vědci izolovali exogenní DNA ze vzorků půdy a poté ji analyzovali. V důsledku toho jsme našli důkaz, že ve studovaných oblastech podél západního pobřeží Jižní Afriky žijí čtyři druhy zlatých krtků. Dva z nich jsou běžné – pouštní a kapští zlatí krtci. Další druh, krtek zlatý Van Zylův, je velmi vzácný a od roku 2003 ho zoologové neviděli. Nakonec se autorům podařilo identifikovat genetický materiál patřící nepolapitelnému zlatému krtkovi De Wintonovi ve všech šesti oblastech. Navíc se ukázalo, že k tomuto druhu patřil s pravděpodobností 98,88 procenta i jedinec ulovený v okolí Port Nolloth (další tři exempláře ze vzorku byly dva pouštní a jeden krtek kapský). Pro potvrzení znovuobjevení De Wintonova zlatého krtka však museli autoři počkat na zveřejnění referenční sekvence DNA tohoto druhu (byla izolována z muzejního vzorku) v lednu 2022. Výsledky studie potvrzují, že De Wintonův zlatý krtek, považovaný za vyhynulý, stále existuje. Navíc, soudě podle analýzy exogenní DNA, je distribuována mnohem šíře, než se dříve myslelo: od Lamberts Bay na jihu téměř k hranici s Namibií na severu. S největší pravděpodobností je však zlatý krtek De Wintonův poměrně vzácný i na vhodných stanovištích. Nyní zoologové hodlají upřesnit hranice jeho areálu a přijmout opatření na ochranu tohoto druhu, zejména na ochranu před těžbou diamantů. Před necelým měsícem se vešlo ve známost o znovuobjevení dalšího druhu, který byl několik desetiletí považován za vyhynulý. Zoologové zjistili, že echidna attenboroughská (Zaglossus attenboroughi), která byla dosud známá z jediného exempláře zachyceného kolem roku 1961, stále žije v pohoří Cyclops na severu Nové Guineje. Nepolapitelnou šelmu bylo možné zachytit pomocí automatických kamer instalovaných v tropickém pralese.
