{ "version": "https:\/\/jsonfeed.org\/version\/1", "title": "Математик среди биологов: заметки с тегом зрение", "_rss_description": "Я немного умею складывать, но от вычитания у меня всегда кружится голова", "_rss_language": "ru", "_itunes_email": "", "_itunes_categories_xml": "", "_itunes_image": "", "_itunes_explicit": "", "home_page_url": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/tags\/zrenie\/", "feed_url": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/tags\/zrenie\/json\/", "icon": false, "author": { "name": "Антон Лях", "url": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/", "avatar": false }, "items": [ { "id": "4", "url": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/all\/kristallicheskie-glaza-iz-aragonita-u-mollyuskov-hitonov-i-panci\/", "title": "Глаза хитонов из кристалла арагонита", "content_html": "

Рассказ о том, как геометрическая модель помогла ученым понять работу глаз моллюсков.<\/p>\n

Хитоны — это морские панцирные моллюски (класс Polyplacophora), обитатели приливно-отливной зоны. Они регулярно противостоят действию прибоя, поэтому приобрели обтекаемое тело покрытое восемью плотными щитками<\/i>. Это тот самый панцирь-хитон, ставший названием моллюсков.<\/p>\n

\n $\"\"$ \n
Хитон Tonicella lineata<\/i>. Автор фото Дима Мельниченко<\/a><\/div>\n<\/div>\n
Щитки состоят из арагонита<\/i> — кристаллической формы карбоната кальция (CaCO_{3<\/sub>). По составу он идентичен кальциту — другой форме карбоната, но отличается от него строением кристаллической решетки. Многие живые организмы производят этот минерал в процессе биоминерализации. В частности из арагонита состоит перламутровый слой раковин моллюсков.<\/p>\n}
Боминерализация — образование твердых неорганических веществ живыми существами.<\/p>\n
Щитки пронизаны тысячами узких каналов, где расположены отростки нервной системы. Они выполняют различные сенсорные функции, в том числе фоточувствительную. Часть отростков завершаются простым глазом<\/i>, который содержит линзу, играющую роль хрусталика.<\/p>\n
Простые глаза (оцеллии) содержат одну линзу<\/p>\n
О глазах хитонов известно давно: H. N. Moseley описал их еще в 1885 году. Однако ученые долгое время не знали состава линзы-хрусталика. Полагали, что она сформирована из прозрачного белка кристаллина, как хрусталики подавляющего большинства животных. В 2011 году D. I. Speiser с соавторами доказали, что линзы хитонов состоят из арагонита, также, как и панцирь. Это первая находка арагонитовых линз в истории науки.<\/p>\n
\n
\n
Хрусталик глаз хитонов — это монолитный кристалл арагонита<\/p>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n
Арагонит обладает эффектом двойного лучепреломления — внутри кристалла свет расщепляется на два луча: обыкновенный и необыкновенный. Для них арагонит является средой с разными коэффициентами преломления n<\/i>. Для обыкновенного луча n_{α<\/sub><\/i> = 1,53; для необыкновенного n_{β<\/sub><\/i> = 1,68.<\/p>\n}}
Авторы провели эксперименты с панцирем вида Acanthopleura granulata<\/i>. Они изучили строение арагонитовых линз и построили геометрическую модель сечения линзы. Сквозь модель, окруженную водой или воздухом, пропустили обыкновенные и необыкновенные лучи света. Оказалось, что в обеих средах один из лучей фокусируется в области сетчатки глаза моллюска.<\/p>\n
\n $\"\"$ \n
Геометрическая модель арагонитовой линзы хитона: один из лучей света фокусируется в области сетчатки глаза моллюска в воздухе (слева, синий луч) и в воде (справа, красный луч). Рис. 4, D из статьи D.I. Speiser, D.J. Eernisse, S. Johnsen (2011)<\/div>\n<\/div>\n
Хитоны обитают в прибойной зоне. Они регулярно оказываются то в воде, то на открытом воздухе. Получается, что поведение лучей света в арагонитовых линзах помогает моллюскам видеть опасность на суше и на море.<\/p>\n
\n
\n
Двойное лучепреломление арагонитовой линзы помогает видеть на суше и на море<\/p>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n
Однако, не все хитоны имеют глаза. Вид Chaetopleura apiculata<\/i> без глаз, но содержит фоторецепторы.<\/p>\n
Авторы сравнили поведение хитонов с глазами и с фоторецепторами. Они показывали живым моллюскам темные круги на белом фоне или затеняли белый свет. Оказалось, что безглазый Ch. apiculata<\/i> реагирует на незначительное изменение освещенности вызванное кругом и затенением. Глазастый A. granulata<\/i> реагирует только на появление круга.<\/p>\n
Авторы сделали вывод что A. granulata<\/i> обладает пространственным зрением и различает объекты. Ch. apiculata<\/i> ощущет интенсивность света, но объекты не видит и реагирует на любое затенение — даже на пробегающую по небу тучку. Значит он чаще дергается и тратит энергию, когда глазастый хитон спокоен. Таким образом глаза уменьшают вероятность ложных тревог и помогают моллюскам реагировать на непосредственную опасность.<\/p>\n
Лучше всего глазастый хитон видит объекты с угловым размером 9°-12°<\/p>\n
\n
\n
Глаза помогают хитонам различать непосредственную опасность<\/p>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n
Авторы не смогли ответить на вопрос о наличии зрительного центра, который обрабатывает информацию от сотен глаз и формирует единую картинку. Возможно его нет, и каждый глаз хитона напрямую связан с центром реакции.<\/p>\n
См. также<\/h3>\n
Одно из первых описания глаз хитонов. Moseley H.N.<\/i> (1885) On the presence of eyes in the shells of certain Chitonidae and on the structure of these organs<\/a>.<\/p>\n
Speiser D.I., Eernisse D.J., Johnsen S.<\/i> (2011) A chiton uses aragonite lenses to form images<\/a>.<\/p>\n
Заметка на Элементах «Минеральные глаза моллюсков хитонов способны различать форму объекта<\/a>».<\/p>\n", "date_published": "2015-12-05T00:58:29+03:00", "date_modified": "2015-12-05T00:58:03+03:00", "image": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/pictures\/----.jpg", "_date_published_rfc2822": "Sat, 05 Dec 2015 00:58:29 +0300", "_rss_guid_is_permalink": "true", "_rss_guid": "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/all\/kristallicheskie-glaza-iz-aragonita-u-mollyuskov-hitonov-i-panci\/", "_e2_data": { "is_favourite": false, "links_required": [], "og_images": [ "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/pictures\/----.jpg", "http:\/\/antonlyakh.ru\/blog\/pictures\/Fig-4D---Speiser-et-al-2011.png" ] } } ], "_e2_version": 3559, "_e2_ua_string": "E2 (v3559; Aegea)" }