Bu Balık Sadece Gözleriyle değil, Derisiyle de Görüyor

Araştırmacılar bu balığın derisi ile de görebildiğini düşünüyorlar.

DURHAM, NC -- Birkaç yıl önce Florida Keys'te bir balık tutma gezisinde biyolog Lori Schweikert alışılmadık bir hızlı değişim eylemiyle karşı karşıya kaldı. Domuz balığı adı verilen sivri burunlu bir resif balığını yakaladı ve tekneye fırlattı. Ancak daha sonra onu soğutucuya koymaya gittiğinde tuhaf bir şey fark etti: Derisi teknenin güvertesiyle aynı renk ve desendeydi.

Batı Atlantik Okyanusu'nda Kuzey Carolina'dan Brezilya'ya kadar yaygın bir balık olan domuz balığı, renk değiştiren derisiyle tanınır. Türler, birkaç milisaniye içinde beyazdan alacalıya ve kırmızımsı kahverengiye dönüşerek mercanlara, kuma veya kayalara karışabiliyor.

Yine de Schweikert şaşırmıştı çünkü bu domuz balığı artık hayatta olmasa da kamuflajını sürdürüyordu. Bu da onu meraklandırdı: Domuz balıkları, gözlerinden ve beyinlerinden bağımsız olarak yalnızca derilerini kullanarak ışığı algılayabilir mi?

Schweikert, "Bu benim için tüm bu alanın kapısını açtı" dedi.

Takip eden yıllarda Schweikert, Duke Üniversitesi ve Florida Uluslararası Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olarak "deri görme" fizyolojisini araştırmaya başladı.

2018 yılında Schweikert ve Duke biyoloğu Sönke Johnsen, domuz balıklarının derilerinde aktive olan, opsin adı verilen ışığa duyarlı bir proteine ​​ait gen taşıdığını ve bu genin, gözlerinde bulunan opsin genlerinden farklı olduğunu gösteren bir çalışma yayınladı .

Ahtapotlardan kertenkelelere kadar renk değiştiren diğer hayvanların da derilerinde ışığa duyarlı opsinler ürettiği bulunmuştur. Ancak renk değiştirmeye yardımcı olmak için bunları tam olarak nasıl kullandıkları belirsizdir.

"Domuz balığında bulduğumuzda Sönke'ye baktım ve dedim ki: Deride neden ışık dedektörü var?" Kuzey Carolina Wilmington Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Schweikert şöyle konuştu:

Bir hipotez, ışığa duyarlı derinin hayvanların çevreyi algılamasına yardımcı olduğu yönündedir. Ancak yeni bulgular başka bir olasılığa işaret ediyor: "Bunu kendilerini görmek için kullanıyor olabilirler" dedi Schweikert.

Nature Communications dergisinde 22 Ağustos'ta yayınlanan bir çalışmada Schweikert, Johnsen ve meslektaşları domuz balığı derisine daha yakından bakmak için bir araya geldi.

Domuz balığı adı verilen sivri burunlu resif balığı, çevresine bağlı olarak beyazdan benekli kahverengiye ve kırmızımsıya kadar değişebilir. Fotoğraflar Dean Kimberly ve Lori Schweikert'in izniyle.

Araştırmacılar balığın vücudunun farklı yerlerinden deri parçaları aldılar ve bunların mikroskop altında fotoğraflarını çektiler.

Yakından bakıldığında bir domuz balığının derisi noktacı bir tabloya benziyor. Her bir renk noktası, kırmızı, sarı veya siyah olabilen pigment granüllerini içeren, kromatofor adı verilen özel bir hücredir.

Cildin rengini değiştiren bu pigment granüllerinin hareketidir. Granüller hücre boyunca yayıldığında renk daha koyu görünür. Görülmesi zor olan küçük bir noktada bir araya geldiklerinde hücre daha şeffaf hale gelir.

Daha sonra araştırmacılar, ciltteki opsin proteinlerini bulmak için immün etiketleme adı verilen bir teknik kullandılar. Domuz balığında renk değiştiren kromatofor hücrelerinde opsinlerin üretilmediğini buldular. Bunun yerine opsinler doğrudan altlarındaki diğer hücrelerde bulunur.

Transmisyon elektron mikroskobu ile alınan görüntüler, kromatoforların hemen altında, opsin proteini ile dolu, önceden bilinmeyen bir hücre tipini ortaya çıkardı.

Schweikert, bunun, cilde çarpan ışığın, ışığa duyarlı katmana ulaşmadan önce pigmentle dolu kromatoforlardan geçmesi gerektiği anlamına geldiğini söyledi.

Araştırmacılar, domuz balığı derisindeki opsin moleküllerinin mavi ışığa en duyarlı olduğunu tahmin ediyor. Bu, balığın kromatoforlarındaki pigment granüllerinin en iyi emdiği ışığın dalga boyudur.

Bulgular, balığın ışığa duyarlı opsinlerinin bir şekilde dahili Polaroid film gibi davrandığını, pigment granülleri bir araya geldiğinde veya yayıldıkça yukarıdaki pigmentle dolu hücrelerden filtrelenebilen ışıktaki değişiklikleri yakaladığını gösteriyor.

Johnsen, "Hayvanlar kelimenin tam anlamıyla kendi derilerinin içeriden fotoğrafını çekebiliyor" dedi. "Bir bakıma hayvana derisinin nasıl göründüğünü söyleyebiliyorlar çünkü bakmak için eğilemiyor."

Schweikert, "Açık olmak gerekirse, domuz balığı derisinin göz gibi işlev gördüğünü iddia etmiyoruz" diye ekledi. Gözler yalnızca ışığı algılamaktan fazlasını yapar; görüntüler oluştururlar. Schweikert, "Cildinde ne olduğunu gösteren hiçbir kanıtımız yok" dedi.

Daha ziyade, domuz balığının renk değiştirirken kendi derisini izlemesine ve gözleriyle gördüğü şeye uyacak şekilde ince ayar yapmasına olanak tanıyan duyusal bir geri bildirim mekanizmasıdır.

Schweikert, "Kendi renk değişimlerini izliyor gibi görünüyorlar" dedi.

Araştırmacılar, çalışmanın önemli olduğunu söylüyor çünkü robotik uzuvlar ve sürücüsüz arabalar gibi, yalnızca görme yeteneği veya kamera yayınlarına dayanmadan performanslarına ince ayar yapması gereken cihazlar için yeni duyusal geri bildirim tekniklerinin önünü açabilir.

Johnsen, "Duyusal geri bildirim, teknolojinin hâlâ çözmeye çalıştığı hilelerden biri" dedi. "Bu çalışma yeni bir duyusal geri bildirim sisteminin güzel bir incelemesidir."

“Aynanız olmasaydı ve boynunuzu bükemeseydiniz, uygun şekilde giyinip giyinmediğinizi nasıl anlardınız?” Schweikert şunları söyledi: "Bizim için önemli olmayabilir" diye ekledi. Ancak yırtıcılardan saklanmak, rakiplerini uyarmak veya eşlerine kur yapmak için renk değiştirme yeteneklerini kullanan canlılar için "bu, ölüm kalım meselesi olabilir."

Çalışma Florida Teknoloji Enstitüsü, Florida Uluslararası Üniversitesi ve Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı'ndan araştırmacılar tarafından ortak yazılmıştır. 

Kaynak: https://today.duke.edu