Sekret tego, jak żaby widzą świat
Widać wyraźnie, że gatunki takie jak żaby drzewne mają gigantyczne oczy, ale systemy wzrokowe większości żab nie zostały zbadane przez naukowców.
Międzynarodowy, interdyscyplinarny zespół naukowców zaczyna to zmieniać. W ramach pierwszego badania będącego owocem współpracy zespół zbadał okazy muzealne reprezentujące wszystkie 55 rodzin żab, aby przetestować hipotezy dotyczące ewolucji wielkości oczu żab i ich związku z różnymi aspektami ich stylu życia. Wyniki pokazują, że ogólnie żaby inwestują dużo energii w utrzymanie oczu i że widzenie jest prawdopodobnie ważne dla ich przetrwania i sukcesu reprodukcyjnego.
Rayna Bell, asystent kuratora herpetologii w Kalifornijskiej Akademii Nauk i jeden z autorów nowego artykułu, mówi, że chociaż żaby były wczesnym modelem badania wzroku na przełomie XIX i XX wieku, badania ograniczały się do niewielkiej liczby łatwych dostępne gatunki.
„Nie odzwierciedlało to ogromnej różnorodności żab, o których wiemy, że istnieją dzisiaj” – mówi. „Nasze rozumienie wzroku u żab nie nadąża za takimi badaniami na innych kręgowcach, takich jak ryby, ptaki i ssaki”.
W różnych siedliskach i ekosystemach żyje ponad 7 000 gatunków żab: niektóre spędzają całe życie pod wodą, inne w koronach drzew, a jeszcze inne pod ziemią.
Pierwszym celem Bell i jej współpracowników było wyjście poza te początkowe gatunki żab, których wizja została scharakteryzowana historycznie, i udokumentowanie zróżnicowania wielkości oczu u żab. Aby to zrobić, jej zespół polegał przede wszystkim na okazach zachowanych w kolekcjach przyrodniczych na całym świecie. Zmierzyli rozmiar oczu u 220 gatunków żab reprezentujących wszystkie 55 rodzin.
Badanie wykazało, że żaby mają stosunkowo duże oczy jak na ich rozmiar ciała, a niektóre gatunki żab drzewnych wychodzą na wierzch. Bell mówi, że względny rozmiar oczu jest wskaźnikiem tego, jaka część budżetu energetycznego organizmu jest inwestowana w tkankę oka.
„Oczy są metabolicznie drogie w utrzymaniu, więc jeśli masz duże oczy, oznacza to, że w dużym stopniu polegasz na wzroku i inwestujesz energię w utrzymanie tkanki oka” – mówi.
Zespół przetestował również, czy rozmiary oczu były skorelowane z cechami historii życia, takimi jak miejsce zamieszkania żab lub czy są aktywne w dzień lub w nocy. Jak widać u innych zwierząt, istniał silny związek między typem siedliska a rozmiarem oczu, przy czym gatunki żyjące pod ziemią lub w mętnej wodzie mają zredukowane oczy. Jest prawdopodobne, że w środowiskach z niedoborem światła zwierzęta nie polegają tak bardzo na wzroku i nie warto inwestować w rosnące duże oczy.
Bell mówi, że to badanie jest ważnym pierwszym krokiem w zrozumieniu różnorodności wielkości oczu u żab. Następnie ona i jej koledzy badają genetyczne podłoże tej zmienności i charakteryzują wrażliwość na fotoreceptory u różnych żab. Interesuje się również tym, jak zmienia się system wzrokowy żab, gdy z wodnych kijanek stają się dorosłymi, którzy mogą żyć w zupełnie innym środowisku.
„Jest to interesujące z perspektywy ewolucji, ale także z perspektywy behawioralnej, jeśli chodzi o zrozumienie, w jaki sposób żaby wyczuwają i wchodzą w interakcję z otoczeniem” – mówi Bell.
„Wiemy, że mają duże oczy. Nie wiemy dokładnie dlaczego, ale pracujemy nad tym ”.