От глаз размером с баскетбольный мяч до придатков, которые мигают и светятся, глубоководные обитатели развили некоторые странные особенности, помогающие им выживать в холодной и темной среде обитания.
Но с одним нормальным глазом и одним гигантским, выпученным желтым глазом, «косолапый» кальмар Histioteuthis heteropsis имеет, пожалуй, самый странный вид из всех.
«Вы не можете смотреть на них и не задаваться вопросом, что с ними происходит», - сказала биолог из Университета Дьюка Кейт Томас.
Наблюдая за скольжением и пируэтом косоглазых кальмаров на более чем 150 подводных видеороликах, собранных Научно-исследовательским институтом аквариума Монтерей-Бей (MBARI), Томас собрал первые поведенческие доказательства того, что косоглазые глаза кальмаров эволюционировали, чтобы обнаружить два очень разных источника света, доступного в глубоком море.
Эти наблюдения в сочетании с визуальным моделированием показывают, что большой глаз специально приспособлен для того, чтобы смотреть вверх, выискивая тени других морских существ на фоне быстро угасающего солнечного света, в то время как маленький глаз приспособлен для того, чтобы смотреть вниз, сканируя глубже., более темная вода для вспышек биолюминесценции.
«Глубокое море - это удивительная естественная лаборатория для дизайна глаз, потому что типы глаз, которые вам нужны, чтобы видеть биолюминесценцию, отличаются от типов глаз, которые вам нужны, чтобы видеть основной окружающий свет», - сказал Сёнке Йонсен, профессор. биологии в Университете Дьюка и старший автор исследования. «В случае с Histioteuthis, этим косоглазым кальмаром, они выбрали по одному глазу для каждого."
Также известный как земляничный кальмар за его ярко-розовый цвет и небольшое количество фотофоров в форме семян, Histioteuthis обитает в районе океана, известном как мезопелагическая или «сумеречная» зона, на глубине от 200 до 1000 метров под поверхностью.
Тот скудный свет, достигающий этих глубин, чрезвычайно тусклый, монохроматический синий, и падает прямо сверху вниз. Часто биолюминесцентные вспышки других морских существ, которые могут сигнализировать об опасности или потенциальной добыче, ярче окружающего солнечного света.
С момента своего открытия более века назад несовпадающие глаза косоглазых кальмаров озадачивают биологов.
Чтобы получить представление об их поведении, Томас, аспирант лаборатории Джонсена и ведущий автор статьи, просмотрел 30-летние видеоролики, собранные дистанционно управляемыми аппаратами (ROV) MBARI, в которых задокументировано 152 наблюдения Histioteuthis heteropsis. и девять наблюдений его похожего, но более редкого родственника, Stigmatoteuthis dofleini.
Она обнаружила, что эти «ленивые, медлительные» кальмары предпочитают дрейфовать в море в позе, которая может показаться нам, сухопутным болванам, перевернутой вверх ногами - головой вниз и хвостом вверх - но почти вертикальной, с большой глаз последовательно ориентирован вверх, а маленький глаз последовательно ориентирован вниз.
Используя визуальные симуляции, Томас показал, что, поскольку солнечный свет исходит только прямо сверху, глазу, находящемуся под углом вниз, почти невозможно обнаружить силуэты на фоне окружающего света. Точно так же, увеличивая размер глаза, обращенного вверх, небольшое количество значительно улучшает его чувствительность к тусклому солнечному свету, увеличение размера глаза, обращенного вниз, мало влияет на его способность обнаруживать биолюминесцентные вспышки на темном фоне.
«Глаз, смотрящий вниз, на самом деле может искать только биолюминесценцию», - сказал Джонсен. «Он никак не может различать формы на фоне окружающего света. И когда он ищет биолюминесценцию, ему не нужно быть особенно большим, поэтому он может немного сморщиться в течение поколений. Но глаза, смотрящие вверх, на самом деле выигрывают от того, что становятся немного больше».
Спортивные два гигантских глаза могут показаться идеальной стратегией для выживания в глубоком темном море. Но там, где ресурсы скудны, косоглазый кальмар, возможно, наткнулся на гениальное решение глазной головоломки, сказал Томас.
"Глаза действительно дороги в изготовлении и обслуживании", - сказал Томас. «Вы хотите, чтобы глаза были достаточно большими, чтобы делать то, что вам нужно, но вы не хотите иметь большие глаза, потому что тогда вы просто тратите ресурсы впустую».