عجیب‌ترین چشم‌ها در سلسله حیوانات جهان را چگونه می‌بینند؟

وقتی به جهان به شیوه‌ای خاص نگاه می‌کنید، به‌راحتی می‌توانید این موضوع را فراموش کنید که همه دید یکسانی ندارند. موجودات مختلف به شکلی تکامل یافته‌اند که جهان را متفاوت می‌بینند و ساختارها و پیکربندی‌های چشمی دارند که برای انواع مختلف وجود بهینه شده است.

البته موارد آشکاری وجود دارد: مردمک‌های افقی چشم گیاه‌خواران به آن‌ها دیدی سراسرنما (پانوراما) از محیط پیرامون می‌‌دهد که هم به دیدن شکارچیان درحال نزدیک شدن و هم به اجتناب از برخورد با موانع حین فرار کمک می‌کند. در همین حین، شکارچیان شبگرد مردمک‌های عمودی دارند تا در شب به‌خوبی ببینند. با‌این‌حال، چشم‌های دیگری نیز در دنیا وجود دارند که به گونه‌ای می‌بینند که ممکن است حتی آن را تصور نکنیم. در ادامه به برخی از عجیب‌ترین چشم‌ها در سلسله حیوانات می‌پردازیم که واقعا شگفت‌آور هستند.

هیچ جانور دیگری مردمک چشمی شبیه سپیداج ندارد. شکل مردمک چشم این جانور مانند W است. مردمک W شکل ممکن است به متوازن کردن میدان نوری عمودی غیریکنواختی که در زیستگاه معمول آن‌ها یعنی در اعماق آب وجود دارد، کمک کند. اما این فقط آغاز ماجرا است.

سپیداج فقط یک نوع گیرنده نوری دارد که باید بدان معنا باشد که دید تک‌رنگی دارد. با‌این‌حال، مردمک‌های عریض سپیداج و سفالوپودهای دیگر می‌تواند روش کاملا متفاوتی از دید رنگی را امکان‌پذیر کند: طبق روشی که نوری که از منشور می‌گذرد به رنگین‌کمانی از رنگ‌ها تجزیه می‌شود.

هرچه مردمک چشم کوچک‌تر باشد، این اثر کم‌تر می‌شود، بنابراین مردمک عریض سفالوپودها به‌شدت مستعد این پدیده خواهد بود. اما حتی اگر این پدیده به ایجاد تصاویر تار منجر شود، تاری به رنگ بستگی دارد، یعنی می‌تواند راهی برای دیدن رنگ‌ها برای این موجودات به ظاهر کوررنگ باشد. این امکان وجود دارد که سفالوپودها بتوانند رنگ‌هایی را ببینند که ما حتی درمورد آن‌ها نمی‌دانیم. این ویژگی ممکن است همچنین توضیح دهد که آن‌ها چگونه می‌توانند به‌منظور استتار، خودشان را ازنظر رنگ با محیط هماهنگ کنند.

اگرچه برخلاف سفالوپودهای دیگر، چشم‌های سپیداج می‌تواند بچرخد که به آن‌ها اجازه می‌دهد دنیا را به صورت سه‌بعدی نیز ببینند. اخیرا دانشمندان دریافتند که این چشم‌های چرخان به دید استریوسکوپیک (دید عمق) منجر می‌شوند و به سپیداج مزیت دیگری در محیط پیرامونش می‌دهند.

چشم‌ سپیداج

پرندگان، با چشم‌های ریز و مهره‌مانند خود، احتمالا می‌توانند چیزهایی را ببیند که ما نمی‌توانیم.

سفالوپودها فقط یک نوع گیرنده نوری دارند. انسان‌ها چهار نوع دارند: سه نوع مخروطی و یک نوع استوانه‌ای. یعنی ما در سه قله‌ی طول موج حساسیت به رنگ داریم؛ چیزی که آن را دید سه‌رنگی می‌نامیم (سلول استوان‌های برای دید در نور کم است). پرندگان دارای شش نوع هستند: چهار نوع سلول مخروطی که به آن‌ها دید چهاررنگی می‌دهد و یک نوع سلول استوانه‌ای و یک نوع سلول مخروطی مضاعف غیرعادی که با آن حرکت را درک می‌کنند.

علاوه‌بر‌این، پروتئینی درون چشم پرندگان می‌تواند به آن‌ها اجازه دهد تا میدان‌های مغناطیسی را ببینند. پرندگان مهاجر می‌توانند به‌خوبی جهت‌یابی کنند و برای مدت زمان طولانی مشخص نبود که آن‌ها چگونه این کار را انجام می‌دهند. اخیرا، دانشمندان توانایی جهت‌یابی پرندگان را به گروهی از پروتئین‌ها نسبت داده‌اند که کریپتوکروم نامیده می‌شوند و به نور آبی حساسند.

به‌نظر می‌رسد توانایی درک میدان‌های مغناطیسی در پرندگان، به نور آبی وابسته باشد که نشان می‌دهد این حس ممکن است مبتنی‌بر بینایی باشد. احتمال دیگری که وجود دارد، این است که فیلتر مغناطیسی برای رنگ آبی نتیجه‌ای از ویژگی کوانتومی باشد. مطالعات آزمایشگاهی اخیر نشان داده‌اند که میدان مغناطیسی روی ویژگی‌های کوانتومی کریپتوکروم‌ها اثر می‌گذارد و الکترون‌های آن‌ها را هدایت می‌کند.

دم‌آبی هیمالیایی

این موجود شگفت‌آور درواقع چهار چشم ندارد، بلکه دو چشمش تکامل پیدا کرده‌اند و سازگاری باورنکردنی به دست آورده‌اند. کنام اکولوژیکی آن‌ها سطح آب است و آن‌ها بیشتر وقت خود را در آن می‌گذرانند و حشراتی را شکار می‌کنند که اطراف اکوسیستم‌های آبی معلق هستند.

چشم‌های ماهیان چهارچشمی (Anableps anableps) بالای سرشان قرار دارد که به آن‌ها کمک می‌کند حشرات را در محیط هوایی بهتر ببینند. اما قسمتی از اندام بینایی آن‌ها زیر سطح آب قرار می‌گیرد و اینجا است که موضوع جالب می‌شود: هر مردمک به دو نیمه تقسیم شده است که یکی از آن‌ها بالای خط آب (خلفی) و دیگری زیر خط آب (قدامی) قرار می‌گیرد. بدین‌ترتیب،، ماهی مذکور می‌تواند به‌طور هم‌زمان بالا و پایین آب را ببیند (محیط‌هایی که نور در آن‌ها به شکل متفاوتی پراکنده می‌شود)، تا هم شکارچی و هم شکار را ببینند. ضخامت عدسی (و همچنین اپیتلیوم قرنیه) نیز متفاوت است تا با ضریب شکست‌های متفاوت محیط هوایی و آبی تطابق داشته باشد.

پروتئین‌های موجود در سلول‌های گیرنده نور شبکیه نیز کمی متفاوت هستند: در شبکیه خلفی به نور سبز و در شبیکه قدامی به نور زرد حساس‌تر هستند. ازآنجا که این ماهی‌ها اغلب در محیط‌های گل‌آلودی مانند جنگل‌های مانگرو زندگی می‌کنند، ممکن است این قابلیت باعث تقویت بینایی آن‌ها در آب‌های کدر شود.

چشم‌های عجیب ماهی چهارچشمی

از میان تمام چشم‌ها در سلسله جانوران، پیچیده‌ترین چشم‌هایی که می‌‌شناسیم به نوعی سخت‌پوست دریایی تعلق دارد که زندگی خود را در شکاف بین صخره‌های کف دریا می‌گذارند.

همان‌طور که اشاره شد، انسان‌ها چهار گیرنده نوری و پرندگان شش گیرنده نوری دارند. اما میگوی آخوندکی که از راسته‌ی راسته دهان‌پایان است، ۱۶ گیرنده نوری دارد. آن‌ها با این گیرنده‌های نوری چه کاری انجام می‌دهند؟ آن‌ها همه چیز را می‌بینند. با یک دهان‌پا قایم‌موشک بازی نکنید.

نمی‌دانیم چرا دهان‌پاها به چنین اندام بینایی پیچیده‌ای نیاز دارند؛ تا حد زیادی به این دلیل که تصور آنچه آن‌ها می‌بینند، برای ما بسیار دشوار است. آن‌ها دارای گیرنده‌های نوری رنگی معمول و نیز گیرنده‌های نوری حساس به نور فرابنفش هستند. البته این ویژگی منحصربه‌فرد نیست. برخی از حشرات، پرندگان و حتی گوزن شمالی می‌توانند نور فرابنفش را ببینند. دهان‌پاها می‌توانند پنج باند مختلف فرکانس فرابنفش را ببینند.

علاوه‌بر‌این، دهان‌پاها می‌توانند نور قطبی‌شده یعنی جهت نوسانات موج نور منتشره را ببینند. بسیاری از جانوران ازجمله سپیداج‌ها می‌توانند نور قطبی‌شده خطی را ببینند. اما طبق دانش موجود، دهان‌پاها تنها جانورانی هستند که می‌توانند نور قطبی‌شده به صورت چرخه‌ای را ببینند. هر چشم روی ساقه‌ای قرار دارد و می‌تواند به‌طور مستقل حرکت کند. علاوه‌بر‌این، هر چشم دارای توانایی درک عمق است. انسان‌ها برای درک عمق به دید دو چشمی متکی هستند. دهان‌پاها برای این کار، تنها یه یک چشم نیاز دارند. آن‌ها حتی می‌توانند سرطان را قبل از ظهور علائم ببینند.

میگوی طاووسی

چشم‌ها از چه چیزی ساخته شده‌اند؟ خوب، معمولا بافت یعنی ساختاری که از سلول‌ها تشکیل شده است. البته اگر نوعی جانور نرم‌تن دریایی باشید که کیتون نام دارد و از رده چندلاکه‌ای‌ها (Polyplacophora) است، ساختار چشمی متفاوتی خواهید داشت.

این موجودات نسبتا کوچک درحالی‌که روی صخره‌ها می‌خزند و هر چیز خوراکی را که پیدا می‌کنند، می‌خورند، از زندگی خود با صفحات ضخیمی از زره‌های در‌هم‌تنیده محافظت می‌کنند.

ممکن است فکر کنید چنین موجودی دارای چشم‌های نرمی است که می‌تواند به کمک آن‌ها از اطراف صدف خود نگاه کند تا شکارچیان را ببیند و چرخه روز و شب را حس کند؛ اما اشتباه می‌کنید. البته کیتون‌ها چشم دارند اما چشم‌های آن‌ها در زره آن‌ها جاسازی شده است و از مواد معدنی ساخته شده است (به‌طور دقیق‌تر، نوعی کربنات کلسیم که آراگونیت نام دارد).

چشم‌های ساده کیتون‌ها که در سطح صدف آن‌ها در کنار صدها اندام حسی (aesthete) قرار دارند، از عدسی‌هایی از جنس آراگونیت تشکیل شده است که توسط یک قرنیه و نوعی شبکیه پوشیده شده‌اند. این ارگان‌های کوچک ابتدایی می‌توانند تصاویر را ایجاد کنند. چیزی که نمی‌دانیم این است که این اطلاعات بینایی چگونه توسط مغز آن‌ها پردازش می‌شود.

کیتون‌ها می‌توانند به ما در درک بهتر برخی از مسیرهایی که تکامل در گذشته طی کرده است، کمک کنند. برای مثال، تریلوبیت‌ها (سه‌لَپی‌ها) نیز چشم‌های معدنی با عدسی‌هایی از جنس کلسیت داشتند. این موجودات منقرض‌شده اولین چشم‌های کاملا پیچیده‌ای را داشتند که از آن‌ها خبر داریم، بنابراین درک آن‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا درزمینه‌ی تکامل بینایی روی زمین دانش بیشتری کسب کنیم.

گهواره دریایی کرک‌دار

چشم‌های کیتون. نقاط تیره چشم‌ها هستند، برجستگی‌های کوچک‌تر اندام‌های حسی هستند