Rodenty poruszają oczami w przeciwnych kierunkach, dzięki czemu zawsze mają oko na przestrzeń powietrzną nad nimi

Naukowcy z Max Planck Institute for Biological Cybernetics w Tybindze, używając zminiaturyzowanych szybkich kamer i szybkiego śledzenia zachowań, odkryli, że szczury podczas biegania poruszają oczami w przeciwnych kierunkach zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej. Każde oko porusza się w innym kierunku, w zależności od zmiany pozycji głowy zwierzęcia. Analiza pola widzenia obu oczu wykazała, że ruchy oczu wykluczają możliwość łączenia przez szczury informacji wizualnych w jeden obraz, tak jak to robią ludzie. Zamiast tego oczy poruszają się w taki sposób, aby przestrzeń nad nimi była stale w polu widzenia – przypuszczalnie jest to adaptacja pomagająca im radzić sobie z głównym zagrożeniem ze strony drapieżnych ptaków, z jakim gryzonie stykają się w swoim naturalnym środowisku.

Jak wiele ssaków, szczury mają oczy po bokach głowy. Daje im to bardzo szerokie pole widzenia, przydatne do wykrywania drapieżników. Jednak widzenie trójwymiarowe wymaga nakładania się pól widzenia obu oczu. Tak więc system wizualny tych zwierząt musi spełniać jednocześnie dwa sprzeczne wymagania; z jednej strony maksymalny nadzór, a z drugiej szczegółowe widzenie obuoczne.

Zespół badawczy z Max Planck Institute for Biological Cybernetics po raz pierwszy zaobserwował i scharakteryzował ruchy gałek ocznych swobodnie poruszających się szczurów. Zamontowali oni na głowach zwierząt miniaturowe kamery ważące zaledwie około jednego grama, które mogły rejestrować błyskawiczne ruchy gałek ocznych z wielką precyzją. Naukowcy wykorzystali również inną nową metodę do pomiaru pozycji i kierunku głowy, co pozwoliło im zrekonstruować dokładną linię widzenia szczurów w danym momencie.

Odkrycia naukowców Maxa Plancka były całkowitym zaskoczeniem. Chociaż szczury przetwarzają informacje wizualne z ich oczu poprzez bardzo podobne ścieżki mózgowe do innych ssaków, ich oczy najwyraźniej poruszają się w zupełnie inny sposób. „Ludzie poruszają oczami w bardzo stereotypowy sposób, zarówno w celu przeciwdziałania ruchom głowy, jak i poszukiwania informacji. Oba nasze oczy poruszają się razem i zawsze podążają za tym samym obiektem. U szczurów natomiast oczy poruszają się na ogół w przeciwnych kierunkach” – wyjaśnia Jason Kerr z Max Planck Institute for Biological Cybernetics.

W serii eksperymentów behawioralnych neurobiolodzy odkryli również, że ruchy oczu w dużej mierze zależą od położenia głowy zwierzęcia. „Kiedy głowa skierowana jest w dół, oczy przesuwają się do tyłu, z dala od czubka nosa. Kiedy szczur unosi głowę, oczy patrzą do przodu: że tak powiem, na krzyż. Jeśli zwierzę położy głowę na jedną stronę, oko po niższej stronie przesuwa się w górę, a drugie oko w dół” – mówi Jason Kerr.

U ludzi kierunek, w którym patrzą oczy, musi być dokładnie wyrównany, w przeciwnym razie obiekt nie może zostać utrwalony. Odchylenie pola widzenia o mniej niż jeden stopień wystarczy, aby spowodować podwójne widzenie. U szczurów przeciwstawne ruchy gałek ocznych pomiędzy lewym i prawym okiem powodują, że linia widzenia różni się nawet o 40 stopni w płaszczyźnie poziomej i do 60 stopni w płaszczyźnie pionowej. Konsekwencją tych niezwykłych ruchów gałek ocznych jest to, że niezależnie od energicznych ruchów głowy we wszystkich płaszczyznach, ruchy gałek ocznych zawsze poruszają się w taki sposób, aby zapewnić, że obszar nad zwierzęciem jest zawsze w polu widzenia obu oczu jednocześnie – coś, co nie występuje w żadnym innym regionie pola widzenia szczura.

Te niezwykłe ruchy gałek ocznych, które posiadają szczury, wydają się być sposobem układu wzrokowego na dostosowanie się do warunków życia zwierząt, biorąc pod uwagę, że są one żerowane przez liczne gatunki ptaków. Chociaż obserwowane ruchy oczu uniemożliwiają połączenie dwóch pól widzenia, naukowcy postulują, że stała widoczność w kierunku potencjalnych powietrznych napastników drastycznie zwiększa szanse zwierząt na przeżycie.

HR

.