Глаза размером с баскетбол помогают кальмарам защищаться
Гигантские и колоссальные кальмары имеют глаза размером с баскетбольный мяч, и учёный из Университета Дьюка считает, что знает причину.
«Скорее всего, они используют свои огромные глаза, чтобы заметить и спастись от своих хищников — кашалотов», — заявил биолог Сёнке Йонсен.
Йонсен сотрудничал с группой биологов, чтобы смоделировать — как физически, так и биологически — как и зачем кальмару нужен такой большой глаз. Команда обнаружила, что конструкция и размер глаза дают кальмарам способность видеть приближающихся кашалотов, когда те возмущают биолюминесцентные организмы. Исследование опубликовано 15 марта в журнале Current Biology.
Крупные кальмары бывают двух типов — гигантские и колоссальные. Они могут достигать веса, равного весу пяти взрослых мужчин, что сопоставимо с крупным меч-рыбой. Однако глаза меч-рыбы размером с мячи для софтбола, около 3 дюймов (7.6 см) в диаметре.
«Нелогично, что гигантский кальмар и меч-рыба схожи по размеру, но глаза кальмара пропорционально намного больше — в три раза больше в диаметре и в 27 раз больше по объёму, — сказал Йонсен. — Вопрос в том, почему. Зачем гигантскому кальмару такие большие глаза?»
Чтобы объяснить размер глаз кальмаров, Йонсен и его коллеги сначала измерили глаза гигантских и колоссальных кальмаров, используя фотографии и пойманных животных. Они также нашли данные о прозрачности воды и количестве света на глубинах океана, где живут кальмары — обычно от 300 до 1000 метров. Используя эту информацию, учёные начали математически моделировать, как работают глаза этих существ и что они могут видеть.
Команда обнаружила, что большие глаза кальмаров собирают больше света по сравнению с животными схожего размера, но с меньшими глазами. Дополнительное поглощение света улучшает способность кальмара обнаруживать небольшие различия в контрасте в тусклых условиях глубокого океана. Йонсен отметил, что эта способность не так важна для большинства глубоководных животных, которые смотрят на мелкие объекты, которые становятся слишком маленькими, чтобы их увидеть, прежде чем исчезнуть.
Но усиление способности ощущать контраст, которое обеспечивают большие глаза, критически важно для обнаружения слабых световых различий от крупных удалённых объектов, самым важным из которых является биолюминесценция, стимулируемая крупными животными, такими как приближающиеся кашалоты.
Команда осознала, что кашалоты ныряют и непрерывно плавают, испуская сонар для обнаружения кальмаров. Головоногие глухи к сонару, но след кита заставляет мелкие организмы, такие как планктон, производить свет. Основываясь на конструкции глаза кальмара, животное могло бы видеть этот свет, хотя контраст и низкий, на «невероятно больших расстояниях» — около 120 метров, что равно длине американского футбольного поля.
Контраст низкий, потому что вода поглощает и рассеивает свет по мере его движения от светящегося планктона к глазу кальмара. Более крупные глаза означают, что можно увидеть больше тусклого света и предсказать приближение хищника. Однако Йонсен отметил, что сонар кашалота, вероятно, всё равно обнаружит кальмара раньше, чем тот увидит свет. В результате, глаз кальмара размером с баскетбольный мяч и тело, чтобы его нести, нужны не обязательно для того, чтобы выйти из зоны обнаружения кита, а для планирования своевременного побега.
«Именно хищничество крупных зубатых китов привело к эволюции гигантизма в глазах этих кальмаров», — сказал Йонсен.
«Мне нравится эта идея. Однако статья носит спекулятивный характер, — сказал Майкл Лэнд, зоолог из Университета Сассекса, не участвовавший в исследовании. — Большие глаза всегда лучше, и законы роста, которые заставляют крупных позвоночных иметь относительно меньшие глаза, могут не применяться к головоногим. Возможно, они просто вырастают такими большими».
Учёные также распространяют свою теорию за пределы кальмаров, чтобы объяснить, как ихтиозавры, тип плавающих динозавров, также могли использовать глаза увеличенного размера для обнаружения крупных целей, таких как другие морские динозавры, в тусклом свете глубокого океана.
Несмотря на сомнения Лэнда, теория команды «может быть верна». «Это идея, которую будет довольно сложно опровергнуть, но хорошая для обсуждения».
Исследование — «просто классный пример», который команда использовала для разработки более детальной модели того, как глаза в целом работают в глубоком море, на глубинах, недоступных для человека, сказал Йонсен. Команда планирует опубликовать полную теорию о подводном зрении позже в этом году.