يستخدم هذا المخلوق البحري عدسات مجهرية بلورية للهروب من الحيوانات المفترسة
ميريت سلين
تحديث - 23/08/2001
في الصورة: كوتشفون يام. نظام "الرؤية" الخاص به هو الأول والوحيد من نوعه الذي تم اكتشافه حتى الآن في حيوان موجود اليوم على الأرض
يسمح نظام بصري متطور يتكون من عدسات مجهرية بلورية، اكتشفه باحثون إسرائيليون وأمريكيون في نوع معين من نجم البحر، لهذه الكائنات بملاحظة اقتراب حيوان مفترس في وقت مبكر. تم تطوير بنية بصرية بنفس المستوى من التطور منذ بضع سنوات فقط، وتُستخدم في البصريات الدقيقة. يتم نشر هذا الاكتشاف اليوم في مجلة الطبيعة
كانت بداية البحث عبارة عن سلسلة من التجارب أجراها البروفيسوران ليا إيدي وستيف وينر من قسم البيولوجيا الهيكلية في معهد وايزمان - مع الدكتورة جينا أيزنبرغ (التي كانت آنذاك طالبة أبحاث) - بالتعاون مع جوردون هاندلر من معهد وايزمان. يعمل الباحثان الإسرائيليان معًا لسنوات عديدة في متحف التاريخ الطبيعي في لوس أنجلوس على فك رموز الآليات التي تستخدمها الحيوانات البحرية لبناء هيكلها الخارجي وبلورات الكالسيوم. الكربونات التي تسمى الكالسيت هي المكون الرئيسي للهيكل العظمي، وتتكون المواد الهيكلية من ركيزة من البروتينات والجزيئات الأخرى، التي تشرف على ترسب الكالسيت وتكون بمثابة نوع من القالب الذي تتشكل فيه البلورات.
يقول آدي: "قبل حوالي عشر سنوات، عندما كنا في كاليفورنيا، التقينا بجوردون هاندلر". "أخبرنا هاندلر عن نوع معين من نجم البحر (Ophiocoma wendtii) اكتشف فيه حساسية كبيرة للضوء، مما يسمح لهم باكتشاف تغيرات الضوء الناتجة عن اقتراب حيوان مفترس والهرب." تعيش نجوم البحر بين الصخور، وهي مجهزة بخمسة أذرع طويلة (حوالي عشرة سنتيمترات في طول الذراع) تبرز وتلتقط الطعام. عندما يمر حيوان مفترس محتمل، فإنه يلقي بظلاله على الأذرع، والتي يتعرف عليها نجم البحر بسرعة ويتفاعل معها.
يشتبه هاندلر في أن النتوءات الصغيرة الموجودة على سطح الذراعين تعمل كعدسات تنقل الضوء من البيئة إلى الجهاز العصبي لنجم البحر. وتعززت هذه الشكوك بعد أن أدرك وجود درنات عصبية تحت النتوءات. وكان يعتقد أنه من الممكن أن توجد داخل بلورات الكالسيت التي تشكل النتوءات آلية تركز الضوء على الأعصاب.
بدأ إيدي ووينر وأيزنبرغ في التحقيق في هذه الظاهرة. "لقد اكتشفنا أن كل نتوء عبارة عن بلورة من الكالسيت، تشير هندستها إلى بنية من العديد من العدسات التي تركز الضوء. إذا كنت تعرف طبيعة العدسة والمادة المصنوعة منها، فيمكنك حساب المكان الذي سيركز فيه الضوء "، يقول عدي. ووفقاً لهذه القياسات، وجد أيزنبرغ أن البنية الهندسية للعدسات تعني أن موضع المستوى البؤري الخاص بها يتوافق مع موضع الأعصاب التي تمر تحت العدسة. ولكن هل هذا حقا ما يحدث في الطبيعة؟
تم تقديم الجواب بعد حوالي سبع سنوات. قام أيزنبرغ بإزالة عدسات الكالسيت من الهيكل الخارجي لنجم البحر، وقام بتثبيتها في نوع من القناع الذي وضع تحته مادة حساسة للضوء، ووجد أن المستوى البؤري للعدسة (حيث تركز الضوء بمعدل 50 مرة) يقع بالضبط في العمق الذي توجد فيه الدرنات العصبية.
ويعتبر نظام "الرؤية" الخاص بنجم البحر هو الأول والوحيد من نوعه الذي تم اكتشافه حتى الآن في حيوان موجود حاليا على الأرض. وربما كان هناك نظام مماثل متاحًا لثلاثيات الفصوص، وهي سلسلة من الحيوانات البحرية التي عاشت قبل حوالي 350 مليون سنة. يقول وينر: "لا يمكنك تسميتها عيونًا، لأنه ليس لدينا أي دليل على أن نجم البحر يعالج البيانات المرئية. كما أننا لا نعرف ما إذا كانوا يرون صورة أم لا. فمن الواضح أنهم حساسون للضوء".
وفي مقال مصاحب في مجلة Nature، كتب الفيزيائي روي سيمبلز من جامعة إكستر في إنجلترا أن مثل هذا الهيكل الدقيق والوظيفة للعدسات المجهرية البلورية يتطلب نظام تحكم دقيق للغاية، والذي يشرف على نمو بلورات الكالسيت حتى تكوين العدسة. عدسة. ووفقا له، تمكن البشر من تطوير مصفوفات عدسات مجهرية مماثلة، بنفس المستوى من التطور، قبل بضع سنوات فقط. ويكتب قائلاً: "مراراً وتكراراً، نجد أن الطبيعة قد تفوقت على تطوراتنا التكنولوجية".
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~382180146~~~198&SiteName=hayadan
