Rotat liikuttavat silmiään vastakkaisiin suuntiin ja pitävät siten aina silmällä yläpuolellaan olevaa ilmatilaa

Tübingenissä sijaitsevan Max Planck Institute for Biological Cybernetics -instituutin tutkijat havaitsivat miniatyrisoitujen suurnopeuskameroiden ja nopean käyttäytymisen seurannan avulla, että rotat liikuttavat silmiään vastakkaisiin suuntiin sekä vaaka- että pystytasossa juostessaan. Kumpikin silmä liikkuu eri suuntaan riippuen eläimen pään asennon muutoksesta. Molempien silmien näkökentän analyysissä havaittiin, että silmien liikkeet sulkevat pois sen mahdollisuuden, että rotat sulauttaisivat visuaalisen informaation yhdeksi kuvaksi kuten ihmiset tekevät. Sen sijaan silmät liikkuvat siten, että niiden yläpuolella oleva tila on jatkuvasti näkyvissä – oletettavasti tämä on sopeutuminen, joka auttaa jyrsijöitä selviytymään suurimmasta petolintujen aiheuttamasta uhasta, jonka ne kohtaavat luonnollisessa ympäristössään.

Kuten monilla nisäkkäillä, rotilla on silmät pään sivuilla. Tämä antaa niille hyvin laajan näkökentän, joka on hyödyllinen saalistajien havaitsemisessa. Kolmiulotteinen näkeminen edellyttää kuitenkin molempien silmien näkökenttien päällekkäisyyttä. Näin ollen näiden eläinten näköjärjestelmän on täytettävä samanaikaisesti kaksi ristiriitaista vaatimusta; toisaalta maksimaalinen valvonta ja toisaalta yksityiskohtainen binokulaarinen näkö.

Biologisen kybernetiikan Max Planck -instituutin tutkijaryhmä on nyt ensimmäistä kertaa havainnoinut ja luonnehtinut vapaasti liikkuvien rottien silmänliikkeitä. He asensivat eläinten päähän vain noin gramman painoisia minikokoisia kameroita, joilla pystyttiin tallentamaan salamannopeat silmänliikkeet erittäin tarkasti. Tutkijat käyttivät myös toista uutta menetelmää pään asennon ja suunnan mittaamiseen, jonka avulla he pystyivät rekonstruoimaan rottien tarkan katselulinjan milloin tahansa.

Max Planckin tutkijoiden havainnot tulivat täytenä yllätyksenä. Vaikka rotat käsittelevät silmistään saatavaa visuaalista informaatiota hyvin samankaltaisten aivoratojen kautta kuin muut nisäkkäät, niiden silmät liikkuvat ilmeisesti täysin eri tavalla. ”Ihmiset liikuttavat silmiään hyvin stereotyyppisellä tavalla sekä pään liikkeiden vastapainoksi että etsimistä varten. Molemmat silmämme liikkuvat yhdessä ja seuraavat aina samaa kohdetta. Rotilla sen sijaan silmät liikkuvat yleensä vastakkaisiin suuntiin”, selittää Jason Kerr biologisen kybernetiikan Max Planck -instituutista.

Käyttäytymiskokeissa neurobiologit havaitsivat myös, että silmien liikkeet riippuvat pitkälti eläimen pään asennosta. ”Kun pää osoittaa alaspäin, silmät liikkuvat taaksepäin, poispäin nenän kärjestä. Kun rotta nostaa päätään, silmät katsovat eteenpäin: niin sanotusti ristiin. Jos eläin kääntää päänsä toiselle puolelle, alempana oleva silmä liikkuu ylöspäin ja toinen silmä alaspäin.” Jason Kerr kertoo.

Ihmisillä silmien katsesuunnan on oltava tarkasti samansuuntainen, muuten kohdetta ei voi fiksoida. Vähemmän kuin yhden asteen mittainen poikkeama näkökentässä riittää aiheuttamaan kaksoiskuvan. Rotilla vasemman ja oikean silmän vastakkaiset silmänliikkeet aiheuttavat sen, että näkökenttä vaihtelee vaakatasossa jopa 40 astetta ja pystytasossa jopa 60 astetta. Näistä epätavallisista silmien liikkeistä seuraa, että riippumatta pään voimakkaista liikkeistä kaikissa tasoissa, silmien liikkeet liikkuvat aina siten, että eläimen yläpuolella oleva alue on aina samanaikaisesti molempien silmien näkökentässä, mitä ei tapahdu millään muulla rotan näkökentän alueella.

Nämä epätavalliset silmien liikkeet, joita rotilla on, näyttävät olevan näköjärjestelmän tapa sopeutua eläinten elinolosuhteisiin, kun otetaan huomioon, että ne ovat lukuisten lintulajien saalistamia. Vaikka havaitut silmänliikkeet estävät kahden näkökentän yhdistymisen, tutkijat esittävät, että pysyvä näkyvyys mahdollisten ilmassa lentävien hyökkääjien suuntaan lisää dramaattisesti eläinten selviytymismahdollisuuksia.

HR