Dlaczego ustonogi wysyłają tajne informacje przy użyciu Twisted Light

Ustonogi mają najdziwaczniejsze chyba oczy we wszystkich oceanach. Każde oko może ogniskować się na przedmiotach trzema różnymi regionami, dając zwierzęciu „trójsoczewkowe” widzenie głębi jednym okiem. Niektóre gatunki mają 12 rodzajów komórek światłoczułych,każdy nastrojony na inny kolor; my mamy tylko trzy. Potrafią także używać filtrów, by przystosować te komórki do lokalnych warunków świetlnych.

Ich oczy potrafią także wykryć spolaryzowane światło, które drgaw jednej płaszczyźnie – wyobraź sobie sznurek przyczepiony do ściany i poruszany w górę i w dół. My nie widzimy tego rodzaju światła, ale wiele zwierząt to potrafi. Owady wodne, takie jak pluskolcowate, używają go do znajdowania zbiorników wody, ponieważ zbiorniki wody odbijają od swoich powierzchni światło spolaryzowane. Inne owady używają wzorów spolaryzowanego światła na niebie, żeby skierować się na właściwą drogę. Ośmiornice i mątwy używają go do precyzyjnego dopasowania swojego kamuflażu i, być może, także do komunikacji.  

Spolaryzowane światło nie zawsze jednak porusza się po płaszczyźnie. Może także poruszać się na kształt helisy, jako wędrujący promień w kształcie spirali. Jest to polaryzacja kołowa, w skrócie CP. W 2008 r. Justin Marshall z University of Queensland pokazał, że ustonogi są jedynymi zwierzętami, które ją widzą. Potrafią, na przykład, rozróżnić między CP, która porusza się zgodnie z wskazówkami zegara lub w przeciwną stronę.

Ale po co? Zespół znalazł jedną ważną wskazówkę: wyglądało na to, że muszle ustonogów odbijają CP i że samce i samice mają inne wzory. Być może, te zwierzęta używają tych wzorów, by wysyłać do siebie tajne komunikaty podczas zalotów. Niemniej „nikt nigdy nie pokazał przykładu [ustonogach] używających CP do czegokolwiek” – mówi Yakir Gagnon, badacz w grupie Marshalla.

Video: World’s Deadliest—Shrimp Packs a Punch. Ustonoga przebija się przez półcentymetrowe szkło, żeby się dobrać do jedzenia.

Gagnon zabrał się za szukanie pierwszego takiego przykładu, pracując z małym gatunkiem ustonogów, które mają wyraźne wzory CP na odwłoku, odnóżach i głowie. Kiedy te zwierzęta walczą ze sobą – a robią to bardzo często – zwijają się, żeby chronić ciało ciężko uzbrojonym odwłokiem. W tej pozycji odbijające CP powierzchnie są wyraźnie widoczne. Może więc te wzory używane są jako ostrzeżenie lub groźba?  

Gagnon sprawdzał tę tezę, wykorzystując fakt, że ustonogi pozostawione w otwartym miejscu, natychmiast szukają schronienia w norce. Jest dla nich lepiej, jeśli norka jest pusta; jeśli w środku jest druga ustonoga, rozpoczyna się walka, a przy sile tych zwierząt takie starcia mogą być bardzo niebezpieczne.

Gagnon wkładał więc ustonogi do okrągłego zbiornika i dawał im do wyboru dwie norki, które blokował filtrami w kształcie odwłoka ustonoga. Jeden filtr odbijał niespolaryzowane światło, a drugi odbijał kołowo spolaryzowane światło. Zwierzęta wyraźnie wolały niespolaryzowaną norkę, biegnąc ku niej w 68 procentach przypadków.

Robiły to samo, kiedy Gagnon podświetlał norki albo światłem niespolaryzowanym, albo światłem CP. Tym razem ustonogi wybierały niespolaryzowane norki w 88 procentach przypadków. Te zaś, które biegły ku norkom oświetlonym CP, spędzały 7 razy więcej czasu na badaniu norki zanim próbowały szczęścia.

Te wyniki sugerują, że ustonogi – a przynajmniej ten ich gatunek – używają wzorów CP jako sygnałów, które mówią “Zajęte”. Dla innego ustonoga ta informacja jest jak migający neon. Dla przepływającej ryby lub ośmiornicy jest kompletnie niewidzialna; widzą zielono brązową muszlę doskonale zakamuflowaną w skałach rafy koralowej.

“Nie zaobserwowaliśmy [widzenia CP] u żadnego innego zwierzęcia” – mówi Gagnon. Świetliki i poświętnikowate są jedynymi innymi grupami, które odbijają CP, ale nie ma dowodów, że mogą je widzieć i nie mają specjalnej budowy oka, takiej jaka pozwala ustonogom na widzenie go. „ To jest po prostu tak bardzo rzadkie”.

Mike Bok z uniwersytetu w Lund, który bada wzrok ustonogów, mówi, że początkowo był sceptyczny wobec tych wyników: „Jako ktoś, kto spędził wiele frustrujących godzin na badaniu zachowania ustonogów, 88 procentowa preferencja wobec niespolaryzowanego światła wydawała mi się podejrzanie wysoka jak na te nieobliczalne zwierzęta. Yakir dobrze jednak podparł swoje wyniki i teraz sądzę, że ta wysoka preferencja mówi o dużym znaczeniu sygnałów CP dla tych zwierząt”.

Roy Caldwell z University of California, Berkeley także chwali to badanie. “Próba przypisania funkcji CP jest nadal trudna, ale myślę, że podeszliśmy bliżej” – mówi . Dodaje jednak, że ponieważ najbardziej prymitywny gatunek ustonogów potrafi widzieć CP, to “ten kanał komunikacji istnieje od bardzo dawna i mogło wyewoluować wiele jego potencjalnych zastosowań”.

Obecnie zespół Marshalla sprawdza inne możliwe zastosowania, włącznie z sygnalizowaniem podczas godów (jak to sugerowano początkowo), wzmocnieniem widzialnego kontrastu, a nawet oceną właściwości materiału, jaki chcą uderzyć.  

AWht Mantis Shrimp send most secretive signals

Not Exactly Rocket Science, 12 listopada 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska