Линзы глаз лягушек развиваются по-разному в зависимости от среды обитания взрослых особей
Новое исследование, основанное на КТ-сканировании более 100 видов лягушек и жаб, показало, что их глазные линзы претерпевают значительные изменения в процессе метаморфоза, адаптируясь к будущей среде обитания взрослой особи.
Ключевые выводы:
- Водные и роющие виды сохраняют сферические линзы, похожие на линзы головастиков, что обеспечивает хорошее зрение под водой и на коротких дистанциях под землёй.
- Наземные виды (лазающие, планирующие, прыгающие) по мере взросления уплощают линзы, что даёт им лучшее зрение в воздушной среде.
Как объясняет ведущий автор исследования Амартья Митра, это связано с разной рефракцией (преломлением света) в воде и на суше:
- В воде показатель преломления среды схож с внутренней средой глаза, поэтому для фокусировки света необходимы мощные сферические линзы.
- На суше часть фокусировки берёт на себя роговица, поэтому линза становится более плоской и менее мощной.
Методология:
Учёные использовали микро-КТ-сканер для создания 3D-моделей линз 179 особей из 126 видов, включая 45 видов, у которых были изучены и головастики, и взрослые особи. Этот неразрушающий метод позволил проанализировать гораздо больше образцов, чем традиционные гистологические срезы.
Неожиданный результат:
У роющих лягушек линзы оказались более сферичными и мощными, чем ожидалось, что, вероятно, делает их близорукими на суше. Возможные объяснения:
- Под землёй им не нужно видеть далеко.
- В темноте глаза используются мало, и энергозатратные изменения линзы нецелесообразны.
- Они активно используют зрение в основном в короткий брачный сезон, часто проходящий в воде.
Эволюционный контекст:
Линзы формируются слоями: линза головастика обрастает новыми слоями, которые у наземных видов откладываются иначе, меняя её форму. Изучение этих изменений помогает понять эволюцию зрения не только у амфибий, но и у позвоночных в целом.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B.