Física en el mundo animal: los oficios y su visión inusual.

Más de una o dos veces en Geektimes se publicaron materiales sobre los órganos de visión de los animales, tanto existentes como fósiles, aquellos que desaparecieron hace millones de años. Este artículo es una continuación, podría decirse, del ciclo, ya que también está dedicado a la visión. Esta vez, el material no mira a los ojos, sino a la fotosensibilidad, la sensibilidad a la luz de animales inusuales.

Ophiuras , o colas de serpiente, son una clase de animales marinos de fondo del tipo equinodermo. La mayoría de las especies tienen una forma muy inusual de moverse: cuando la ophiura se arrastra por el fondo, sus rayos se retuercen, haciendo movimientos de serpiente. La mayoría de las especies de esta clase viven en aguas tropicales. A pesar de que el ophiur no tiene ojo, como tal, de alguna manera sabe cómo evadir la persecución y atrapar presas. Como lo hacen A ver

Para ser justos, debe tenerse en cuenta que no todos los tipos de ophiur pueden responder a la luz. La fotosensibilidad se descubrió por primera vez en una especie, Ophiocoma wendtii. Al final resultó que, después de un estudio exhaustivo del oficio de esta especie, estos animales deben su "visión" a la capacidad de aislar pequeños cristales de calcita CaCO3, que forman una microestructura esférica de forma de dos lentes. Según los investigadores, el ophiura de esta y algunas otras especies puede formar microlentes casi perfectas. Los cristales forman una cuadrícula, enfocando la luz directamente en el tejido epitelial de las capas subyacentes a una profundidad de 4-7 micras. Allí, la luz es capturada por haces nerviosos.

El estudio también afirma que el grupo de lentes del ophiur tiene una estructura que permite reducir la aberración esférica y la doble refracción del haz. Esto abre la posibilidad de que el ophiur capture la luz desde una dirección específica, y no desde cualquier lugar de inmediato. Tienen (varias especies tienen esta característica) cromatóforos fototrópicos que regulan la dosis de iluminación que llega a los receptores. Estas microestructuras realizan una función puramente mecánica y óptica.

Según los expertos, las microlentes que crean el ophiur son tan perfectas que una persona todavía no puede crear algo como esto (esta opinión se expresó en 2001 - aprox. ed.). Quizás tales estructuras se puedan usar en sistemas ópticos de transmisión de datos. Transmiten luz prácticamente sin distorsión. Una red de microlentes, según los científicos, transmiten una sola imagen, no muchas pequeñas.

Joanna Eisenberg, ingeniera de Bella Laboratories , ha estado investigando y analizando estas microestructuras durante mucho tiempo. Ella cree que las pequeñas formaciones creadas por el ophiur son "demasiado parecidas a lentes para ser creadas al azar". En otras palabras, Eisenberg cree que estas microlentes surgieron durante la evolución y no son un capricho de la naturaleza, lo que creó un sistema innecesario para el cuerpo.

"Es impresionante que esta criatura orgánica pueda usar material inorgánico para operaciones de alto grado de precisión, y esto a pesar del hecho de que la criatura no tiene cerebro", dijo Roy Sambles, especialista en óptica y fotónica de la Universidad de Exeter .


Micrografía obtenida por microscopio electrónico de barrido. En la foto, parte del esqueleto de Ophiocoma wendtii ophiura con micro

lentes, los Ophiuras viven en todas partes en el fondo del mar., a una profundidad de 6-8 km. La mayoría ocurre a una profundidad de más de 500 m; Los arrecifes de coral también habitan. Se arrastran por el fondo doblando rayos o cavando en el suelo. Se mueven en estado de shock, estirando hacia adelante 2 pares de manos y doblando bruscamente hacia atrás. Al comer, las manos del ophiur se elevan casi verticalmente. En algunas especies, la rama de los brazos y la congestión de comer ophiur se asemeja a una alfombra de tentáculo real. Pequeños animales (gusanos, crustáceos, medusas) y partículas de comida en suspensión (plancton) se atascan o capturan activamente en él.

El crecimiento de los cristales, según los científicos, debe ser autoorganizado, este proceso es apoyado por el cuerpo de ophiur y continúa continuamente. "Todo comienza con una sopa de elementos químicos, y al final obtenemos una microestructura increíble", dijo Sambles. Espera repetir el proceso en el laboratorio, lo que permitiría el crecimiento de cristales de la forma correcta con un eje óptico para diversas necesidades de la industria y la ciencia.

A pesar de la falta de cerebro, el ophiur tiene un sistema nervioso ramificado. Como se mencionó anteriormente, los cristales enfocan la luz en los tejidos del cuerpo, en la mayoría de los casos, en las terminaciones nerviosas. El cuerpo del ophiura es esencialmente un gran ojo, que permite al animal "ver" su entorno y reaccionar en consecuencia. Eisenberg compara el proceso de formación de imágenes con una cámara digital, que construye una imagen clara píxel por píxel.

"Es extraño, no sé nada como las lentes integradas en el cuerpo", dice Michael Land, especialista en visión animal en la Universidad de Sacks, Reino Unido.

Desafortunadamente, los científicos aún no pueden decir qué tan buena es la imagen final. Pero el hecho de que los oficios con este órgano de visión reaccionen a la iluminación del ambiente y puedan sentir que los depredadores los amenazan es indudable. Para refinar los resultados de la observación, se requieren más experimentos.

Source: https://habr.com/ru/post/es401053/