Renk değişiminin ustası aslında renk körü mü?
Hem kalamar hem de ahtapot renk körüdür, ancak kamufle etmek için ten rengi ortamın tonuna göre değişecektir. Renk körlüğü olarak ortamın tonunu nasıl biliyorlar?
Kuzeybatı İspanya kıyılarına yakın, su altında 20 metre olan biyolog Roger Hanlun, kamerasıyla bir ahtapotu takip ediyor. Ahtapot, çakıl kaplı deniz yatağına uyum sağlamak için açık kahverengi, gri ve beyaz giyinmişti. Sonra bir yosun öbeğine doğru yürüdü, yaprakların arasına yerleşti ve ten rengini kızıl kahverengi yosunla eşleşecek şekilde hızla koyulaştırdı. Her zaman ve her yerde bu tür renk değiştiren sihir insanlar üzerinde derin bir etki bıraktı, ancak Hanlun için de kafasını karıştıran şey bu - çünkü ahtapotların renk körü olduğunu biliyor.
Kafadanbacaklılar renk körüdür
Ahtapot, kalamar ve nautilus kafadan bacaklılardır. Yeryüzündeki en uzaylı benzeri hayvanı seçerseniz, korkarım o bir kafadanbacaklı değildir. Çoğu kafadanbacaklıların birden fazla kalbi ve beyni vardır. Hayvanlar aleminde bu çok farklı.
Kafadanbacaklıların çoğu güçlü kamuflaj becerilerine sahiptir. Çevreye uyması için ten rengini hızla değiştirebilir ve kendilerini gizleyebilirler. Sadece doğal düşmanlardan kaçınmakla kalmaz, aynı zamanda av için de pusuda yatar. Ama kılık değiştirmek istediğiniz için, önce ortamın ne renk olduğunu bilmelisiniz. Gözler çevrenin rengini algılayabilir ve buna karşılık gelen bir kamuflaj yapabilirse, bu alışılmadık bir şey değildir. Ancak kafa karıştırıcı olan şey, çoğu kafadanbacaklıların renk körü olmasıdır, siyah ve beyaz hariç, diğer renkleri hiçbir şekilde ayırt edemezler!
Kafadanbacaklıların renk körü olup olmadığı uzun zamandır tartışılıyor - çünkü bu inanılmaz. Hayvan davranışçılarının yaptığı bazı deneyler de çelişkili, bazıları kafadanbacaklıların renk körü olduğunu, bazıları ise renk körü olmadıklarını söylüyor. Ancak 1980'lerde herkes temelde tüm kafadan bacaklıların renk körü olduğu konusunda bir fikir birliğine vardı. Çünkü bilim adamları, birçok kafadanbacaklıların gözlerini parçalara ayırdılar ve gözlerinde insan gözünde renkli görme oluşturmak için kullanılan hiçbir koni olmadığını buldular.
Deride ışığa duyarlı proteinlerin de olduğu bulundu.
Bu, kafadanbacaklı kamuflajının gizemini derinleştirir. Özellikle, yırtıcılar onları yakalamak için beklerken kafadanbacaklıların sadece siyah ve beyazı görebildiğini ve bunun hayatta kalmaları için çok zararlı olduğunu göz önünde bulundurmalısınız.
Massachusetts Deniz Biyolojisi Laboratuvarı'ndan Roger Hanlun ve meslektaşları, uzun yıllar, kabukların derisindeki vücut rengini ve desenlerini değiştirmekten sorumlu biyolojik mekanizmaları ortaya çıkarmak için harcadılar. Kafadanbacaklı derisindeki renk değiştirme sisteminin en az iki katmandan oluşan karmaşık bir cihaz olduğunu keşfettiler: üst katman çeşitli "boyalar" salgılayan pigment kesesi ve alt katman "boyayı" yapan doku.
Hanlun bir gün birden düşündü: Kafadanbacaklılar renkleri gözleriyle göremiyorlarsa, belki derileriyle görebilirler?
Bu fikir göründüğü kadar tuhaf değil. Araştırmacılar, bazı hayvanların derilerinin, gözlerdeki opsin ile aynı aileye ait ışığa duyarlı bir protein içerdiğini keşfettiler, bu nedenle buna genellikle opsin denir.
Hanlun, kalamar derisindeki protein üzerinde "büyük bir kontrol" yaptı. Hehe, gerçekten opsin buldu. 2010'daki bu keşif, yepyeni bir araştırma alanı getirdi. O zamandan beri, cilt üzerindeki opsinlerin nasıl çalıştığını ve kafadanbacaklıların derisindeki renk değiştiren cihazlarla ilişkili olup olmadığını öğrenmek umuduyla görme bilimcileriyle işbirliği yaptı.
Fotoreseptör proteininin renk değişikliği ile ilgisi yok gibi görünüyor
Kafadanbacaklılar, beyni dahil etmeden deriden renge doğrudan tepki verebilirlerse, zoologların kafadanbacaklıların renk körü olup olmadığını araştırmak için yaptıkları önceki deneylerin neden çelişkili sonuçlar verdiğini açıklayabilir. Çünkü bazı deneyler sadece gözlerin renkleri görüp göremediğini anlamak içindir; diğer deneyler ise renklere bir bütün olarak tepki verip veremeyeceğini araştırmak içindir. Birincisi yalnızca gözleri içerir ve ikincisi tüm vücudu içerir. Kafadanbacaklılar rengi göremeseler de bu onların renk duygusu olmadığı anlamına gelmez.
Hanlun'un araştırma ekibi, kalamar ve ahtapot derisine çeşitli renkli ışıkları ışınlayarak beş yıl geçirdi. Ne yazık ki, derideki opsin ile kafadanbacaklıların renk değiştirme sistemi arasında herhangi bir bağlantı bulamadılar.
Başka bir araştırma ekibi, "iki noktalı ahtapot" adı verilen bir kafadanbacaklıdan bezelye büyüklüğünde bir deri parçası aldı, pigment kesesini mikroskop altında gözlemledi ve sonra pigment kesesini ışıkla ışınladı. "Tepki biraz gecikmiş olsa da, ahtapot derisindeki pigment kesesi bir çiçek gibi açıldı." Bu deney, ahtapot derisinin ışığa tepki verdiğini göstermesine rağmen, neden tepki verdiğini ve süreci açıklamadığını buldular. Opsin içerip içermediği.
Daha ciddi bir sorun ise kafadanbacaklıların derisindeki opsinlerin gözlerindeki opsin ile tamamen aynı olmasıdır! Düşünün, göz ve ciltteki renk algılama proteinleri aynı ise, gözle görülemeyen renkler ciltle nasıl görülebilir?
Hanlun'un tahmini, kafadanbacaklıların derisinde keşfedilmemiş opsin olabileceğidir (çünkü opsin, birden fazla türde, büyük bir ailedir). Ancak, kafadanbacaklıların genomlarını sıralayıp taradıktan sonra cevabın bilinmesi gerekiyor. Şu anda, bilim adamları bunu zaten yapıyor.
Renkleri renk farkına göre tanımlama
Derideki opsin herhangi bir etkiye sahip görünmediğinden, Amerika Birleşik Devletleri Harvard Üniversitesi'nden iki fizikçi bu sorunu başka bir açıdan çözmeye çalıştı.
Önerileri 2016 yılında yayınlandı ve temel fikri renk farkı kavramıdır. Bir ışık demetinin farklı dalga boylarına sahip ışıklardan oluştuğunu ve farklı dalga boylarının farklı renkler anlamına geldiğini biliyoruz. Aynı malzeme, farklı ışık dalga boyları için farklı kırılma indislerine sahiptir. Bu nedenle, farklı renkteki ışık lensin içinden geçtiğinde, lensin arkasında farklı bir konuma odaklanacaktır.Bu fenomene renk sapması denir. Bu etki aynı zamanda kamera ve insan gözünde de meydana gelir ve etki en çok göz bebeğinin merkez dışı konumunda belirgindir. Bu etki kafadanbacaklıların gözlerinde de bulunabilir.
İki bilim adamı, kafadanbacaklıların gözleri farklı ışık renklerinin neden olduğu renk sapmalarını tespit edecek kadar hassas ise (başka bir deyişle, farklı renklerdeki gelen ışığın odak konumundaki farkı fark edebiliyorlarsa), o zaman özel bir görsel algı olmasa bile hesapladık. Koni hücreleri ayrıca renkleri ayırt edebilir. Bu yüzden kafadanbacaklıların değişen cilt renginin cildin kendisine değil, yine de gözlere bağlı olabileceğini tahmin ettiler.
Ancak bu sadece teorik olarak uygulanabilir olduğunu kanıtlamak içindir, pratikte doğru olup olmadığına gelince, ikna edici deneylerle kanıtlanması gerekir.
"Usta" nın kimliği sorgulanır
Bu problemin derinlemesine incelenmesiyle, bazı insanlar kafadanbacaklıların kamuflaj yeteneğinden bile şüphe duydu. Sormaktan kendini alamazlar: Gerçekten kılık değiştirme konusunda ustalar mı?
Bu sorunun kaynağı şudur: Kafadanbacaklıların kamuflajı kesinlikle gözümüzde çok başarılıdır ve sahte olma etkisini sağlayabilir. Ama bu konuda aslında sözümüz yok: Öncelikle doğal koşullar altında insanlar ne kafadanbacaklıların avı ne de onların yırtıcılarıdır. İkincisi, insan gözünün renkleri ayırt etme yeteneği aslında çok sınırlıdır. Gözlerimizde sadece üç rengi (kırmızı, yeşil ve mavi, "ana renkler" dediğimiz) ayıran koniler vardır. Ancak doğada birçok hayvan bizimkinden çok daha zengin renk görüşüne sahiptir. Örneğin kafadanbacaklıların yırtıcılarından biri olan dalış kuşu, bizimkinden daha zengin bir renk görüşüne sahiptir. Bir ahtapot kılık değiştirmede çok başarılı görünebilir, ancak belki bir bakışta bir dalış kuşu tarafından fark edilebilir. Hala başarılı gibi davrandığını söyleyebilir misin?
Hanlun, bu soruyu yanıtlamak için şu anda 16 "ana rengi" ayırt edebilen bir süper spektral kamera geliştiriyor. Ahtapotun kamuflajının avcılar için de etkili olduğu kanıtlanırsa, insanların şüphelerini ortadan kaldırabilir. Nasıl yaptıklarına gelince? Bu tabii ki başka bir sorundur.
Bilim adamları kafadanbacaklıların derisindeki renge tepki verebilen veya kafadanbacaklıların renkleri renk farkıyla algıladığını kanıtlayabilen yeni bir opsin türü bulabilirse, ileride insan renk körlüğünü tedavi etmek için kullanılabilir.
daha fazla okuma
Gizemli opsin
Gözlerimizde iki tür görme hücresi vardır: çubuk hücreler ve koni hücreler. Çubuk hücreleri düşük ışığa duyarlıdır, ancak yalnızca ışığı ve karanlığı ayırt edebilirler, ancak renkleri ayırt edemezler. Koni hücreleri güçlü ışığı hissedebilir, zayıf ışığa duyarlı değildir ancak renkleri ayırt edebilir.
Her iki hücrede de opsin adı verilen bir molekül vardır. Son birkaç yılda, opsinlerin de gözlerin dışında ortaya çıktığını gördük. Burada ne yapıyorlar?
Örnek olarak tilapiyi alın. Bu balığın yüzgeçleri yumurtlama mevsimi boyunca kırmızıdır. 2015 yılında yapılan bir araştırma, derilerindeki opsinlerin güneş ışığı rengindeki mevsimsel değişikliklere yanıt verdiğini gösterdi. Güneş ışığında çeşitli ışık dalgası bileşenleri mevsimlerle değişecektir. Bu, farklı mevsimlerden ve güneşin farklı açılarından kaynaklanır, bu da atmosfer boyunca farklı güneş kalınlıklarına neden olur. Örneğin, atmosfer ne kadar kalınsa, ultraviyole ışığı yansıtma yeteneği o kadar güçlü ve güneş ışığında daha az ultraviyole ışık. Opsin üzerine etki eden ultraviyole ışık, ciltteki pigment konsantrasyonunu artıracak ve yüzgecin rengini değiştirecektir.
Diğer hayvanlarda, gözlerin dışındaki opsinler sirkadiyen ritmi düzenlemede rol oynayabilir.
Opsin ayrıca memelilerin beyninde ve derisinde (kendimiz dahil) bulunur. Kafadanbacaklılarda olduğu gibi, derilerindeki opsinin tam olarak ne oynadığı hala belirsizdir.
