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地中海海生蠕虫长出了“像磨石一样大”的眼睛

本站发布时间:2024-04-09 11:05:57

科学家们对一种鬃毛虫的发现感到惊讶,这种鬃毛虫有着如此敏锐的眼睛,可以与哺乳动物和章鱼的眼睛相媲美。哥本哈根大学和隆德大学的研究人员怀疑,这些海洋蠕虫可能有一种秘密的语言,这种语言使用的紫外线只有它们自己的物种才能看到。这种原始生物的高级视觉有助于解决关于眼睛进化的史诗般的争论

钒刚毛虫的眼睛像磨石一样大—相对而言。事实上,如果我们的眼睛和这种地中海海生蠕虫的眼睛一样大,我们就需要一辆又大又结实的独轮车和结实的手臂来搬运额外的100公斤

作为一组,蠕虫的眼睛大约是动物头部其他部分的20倍,在这种微小透明的海洋生物身上显得格格不入。就好像两个巨大的、闪闪发光的红色气球绑在它的身上

钒刚毛蠕虫,也称为多毛类,可以在那不勒斯以西的意大利庞萨岛周围找到。就像岛上的一些夏季聚会者一样,这些蠕虫是夜间活动的,当太阳高高的时候就看不见了。那么,这种多毛类动物在天黑后会对打滚的偷窥者做什么呢?它们有什么好处

哥本哈根大学生物系的神经和海洋生物学家Anders Garm不能忽视这个问题。抛开其他计划不谈,研究人员觉得有必要深入研究并试图找出答案。隆德大学的同事Michael Bok给他看了一段鬃毛蠕虫的录音后,他就迷上了

“我们一起着手解开一个谜,为什么一种在夜深人静时进食的几乎看不见的透明蠕虫进化成了巨大的眼睛。因此,第一个目标是回答大眼睛是否赋予蠕虫良好的视力,”Michael Bok说,他与Garm一起撰写了一篇新的研究文章

事实证明,钒人的视力非常优秀和先进。研究表明,这种蠕虫可以用眼睛看到小物体并追踪它们的运动

“这真的很有趣,因为像这样的能力通常是留给我们脊椎动物的,还有节肢动物(昆虫、蜘蛛等)和头足类动物(章鱼、鱿鱼)。这是第一次在这些群体之外展示出如此先进和详细的观点。事实上,我们的研究表明,这种蠕虫有着出色的视力。尽管它是一种相对简单的生物,大脑很小,但它的视力与老鼠不相上下,”Garm说

这就是为什么蠕虫的眼睛和非凡的视觉在动物王国中是独一无二的。正是这种关于钒刚毛蠕虫的综合因素真正引起了加姆的注意。研究人员的工作重点是了解简单的神经系统如何具有非常复杂的功能;这里的情况确实如此

紫外线和一种秘密语言目前,研究人员正试图找出是什么导致这种蠕虫视力如此良好。蠕虫是透明的,除了它们的眼睛,它们需要记录光线才能正常工作。因此,它们不可能天生透明。这意味着它们伴随着进化的权衡。由于变得可见肯定是以钒为代价的,它眼睛的进化益处肯定大于后果

蠕虫的确切收获尚不清楚,特别是因为它们是夜间活动的动物,在白天,眼睛通常工作得最好

“从来没有人在白天见过这种蠕虫,所以我们不知道它藏在哪里。所以,我们不能排除它的眼睛在白天也会被使用。我们所知道的是,它最重要的活动,如寻找食物和交配,发生在晚上。所以,很可能这是它的眼睛很重要的时候,”Garm说

部分解释可能是因为这些蠕虫看到的光的波长与我们人类不同。它们的视觉适应人眼看不见的紫外线。根据Garm的说法,这可能表明它眼睛的目的是在漆黑的夜间海洋中看到生物发光信号

“我们有一种理论,认为蠕虫本身是生物发光的,并通过光相互交流。如果你使用正常的蓝光或绿光作为生物发光,你也有吸引捕食者的风险。但如果蠕虫使用紫外线,它将对除本物种以外的动物保持不可见。因此,我们的假设是,它们已经形成了敏锐的紫外线视觉,从而拥有与交配有关的秘密语言,”Garm说

“也可能是因为它们在寻找紫外线生物发光的猎物。无论如何,这让事情变得真正令人兴奋,因为紫外线生物发光还没有在任何其他动物身上看到。所以,我们希望能够将其作为第一个例子,”研究人员说

令人兴奋的机器人研究和进化史

由于这一发现,Garm和他的研究同事也开始与马士基McKinney Mø的机器人研究人员合作;南丹麦大学(SDU)的勒研究所,他们在生物学中找到了技术灵感。他们共同的目标是研究是否有可能很好地理解这些眼睛背后的机制,从而将其转化为技术

“与机器人研究人员一起,我们正在努力了解大脑如此简单的动物是如何处理如此大的眼睛可能收集到的所有信息的。这表明,有超智能的方法可以处理它们神经系统中的信息。如果我们能从数学上检测到这些机制,它们可以集成到计算机芯片中,并用于控制

More information: Michael J. Bok et al, High-resolution vision in pelagic polychaetes, Current Biology (2024). DOI: 10.1016/j.cub.2024.02.055

Journal information: Current Biology

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