A Szent István Egyetem 1. évfolyamos biológus (BSc) hallgatói tudományos ismeretterjesztő írás elkészítését kapták feladatul egyik múzeumi munkatársunktól. A legjobban sikerült munkákat blogunkon is közzétesszük. E sorozat következő részeként Verebélyi Viktória írását olvashatjuk „beépített” fejtetői iránytűkről.
Zöld gyík (Lacerta viridis) fejtetői szeme (Fotó: Verebélyi Viktória)
A magányos szem
Az ősgerinceseknek feltehetően négy szemük volt, két oldalsó, „képlátó” szem és két fejtetői szem, amelyek nem a vizuális tájékozódást, hanem a fény intenzitásának érzékelését szolgálták. Az idők folyamán a fejtetői szemek száma egyre redukálódott. Négyszemű gerincesek ma már nem élnek, de az állkapocsnélküli nyálkahalaktól a hüllőkig bizonyos fajokban a szerv egy harmadik, magányos szemként fennmaradt – hol fejlettebb, hol csökevényesebb formában. Ez a kétéltűeknél homlokszem, a hüllőknél pedig fejtetői szem néven ismert. Sokakban, így a nyakörvös gyíkokban, agámafélékben, leguánokban, varánuszokban megtalálható, viszont hiányzik a teknősökből és a krokodilokból. A hüllőknél a fejtetői szem jól látható, ha kicsit közelebbről szemügyre vesszük kedvenc szakállasagámánk vagy zöld leguánunk, esetleg valamelyik hazai gyíkfajunk fejét. A mai madaraknál a fejtetőn ugyan nincs külső lencse (bizonyos madarak ősmaradványinál megtalálhatók a nyomai), de a koponyán keresztül átszűrődő fény érzékelésére képes idegsejtek őrzik e szerv emlékét.
Kék leguán (Cyclura lewisi) fejtetői szeme (Forrás: burrard-lucas.com)
Titokzatos belső központ
De vajon mire jó, mit „lát” ez a különleges „harmadik szem”? Nem az okkultista kifejezésről van szó, bár valószínű, hogy a „belső szemről” szóló tanok is innen eredeztethetőek. Az okkultisták szerint, ha aktiváljuk a belső harmadik szemünket, akkor természetfeletti képességek birtokába juthatunk. Természetesen a természetfeletti hatalmat tudományos kísérletek nem támasztják alá, de tény, hogy a kétéltűeknek és hüllőknek valóban hasznos képességeket biztosít a fejtetői szem, hozzájárul alkalmazkodásukhoz, és segíti a túlélésüket.
Mind a hüllők fejtetői szeme, mind a kétéltűek homlokszeme a tobozmiriggyel van összeköttetésben, amely a köztiagy része. Ez szerv az embernél is megtalálható. Érdekes, hogy e kisméretű mirigy működése, funkciója nem olyan rég, az 1950-es években tisztázódott. A tobozmirigy által termelt hormont, a melatonint először a kétéltűek és hüllők bőrszínének szabályozásában játszott szerepe révén ismerték meg, további funkciói a napszakos és évszakos ritmusok szabályozásában később derültek ki – itt jut igazán szerephez a tobozmirigyhez kapcsolt „harmadik szem”, ugyanis a tobozmirigy hormontermelése fényfüggő.
Napi viszonylatban a sötétben megemelkedő melatoninszint alvásra „utasítja” a szervezetet. Ősszel és télen, a rövidülő nappalok hatására kialakuló magasabb melatoninkoncentráció a téli álom, hibernáció beindításában játszik szerepet. Emberként mi sajnos nem tehetjük meg, hogy egész télre bevackoljuk magunkat, így a melatonin mennyiségének növekedése és a szerotonin (az ellentétes hatású hormon) alacsonyabb koncentrációja álmosságot, levertséget, „téli melankóliát” eredményezhet. Mindenesetre annyit tehetünk a szerotonin szint növeléséért, hogy ilyenkor többet mozgunk a szabadban, így több természetes fényhez jut a szervezet.
A kétéltűek és hüllők a fejtetői szemük segítségével észlelik környezetük fényviszonyait, így segítségükre van a megfelelő hőmérsékletű helyek megtalálásában, amely rendkívül fontos a változó testhőmérsékletű állatok számára. Ezen kívül szerepet játszik a szaporodási időszak szabályozásában, valamint a téli hibernáció megkezdésében.
Tüskés békagyík (Phrynosoma cornutum) fejtetői szeme (Forrás: www.propaedeuticist.com)
Archaikus iránytű
A Ferrarai Egyetem kutatói érdekes kísérleteket végeztek 2009-ben a fejtetői szemmel kapcsolatban. Első lépésként egy kis, körbekerített úszómedencében megtanítottak olasz faligyíkokat (Podarcis sicula) arra, hogy a medence központi részéből hogyan jussanak el a rejtett párkányhoz, amely az egyetlen kiút volt a vízből. Az állatok egyetlen vizuális tájékozódási pontja a Nap állása volt. Ezután három szobát alakítottak ki, az elsőben lévő gyíkok alkották a kontrollcsoportot: itt úgy világították meg őket mesterséges fénnyel, hogy az a Nap járásával megegyezett. A második és harmadik szobában úgy alakították a megvilágítást, hogy az 6 órával előrébb, illetve hátrébb tolta a gyíkok napi ritmusát. Újra elvégezték a tesztet, és csak a kontrollcsoport tudta megtalálni a kivezető utat. A másik két csoport elvétette a megfelelő irányt, a célhoz képest balra vagy jobbra úsztak, tehát képesek voltak tájékozódni, csak rossz irányban keresték a célt. Végül a kutatók festékkel fedték be az állatok fejtetői szemét. Ahogy várható volt, a „megvakított” egyedek teljesen véletlenszerű irányokba úsztak, képtelenek voltak jól navigálni a medencében. Ez megerősíti az iránytű-elméletet, vagyis hogy a harmadik szem egyfajta iránytűként szolgál – legalábbis a gyíkokban bizonyosan.
A kísérlet alanyai ép és lefestett fejtetői szemmel
(Forrás: http://jeb.biologists.org/content/212/18/2918)
Ezek a hidegvérű élőlények sok, nem éppen átlagos evolúciós adottsággal bírnak, gondoljunk csak a farok ledobására és regenerációjára, a téli hibernációra, vagy arra a nemrég végzett kísérletre, amelyben anoliszok sikeresen oldottak meg madaraknak szánt feladatokat. Ha kirándulásaink, sétáink során nyitott szemmel járunk, megfigyelhetjük ezeket az állatokat, amint sikeresen alkalmazkodnak az időjáráshoz, a természetes környezethez, de akár az urbánus közeghez is, és közben talán eszünkbe jut, milyen tulajdonságok birtokában képesek minderre.
Írta: Verebélyi Viktória, SzIE-ÁoTK biológus BSc 1. évf.
Források:
http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(14)00603-4
http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/3/3/309.full
http://jeb.biologists.org/content/212/18/2918
http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/early/2011/06/29/rsbl.2011.0480
http://www.termeszetvilaga.hu/szamok/tv2014/tv1408/csaba.html
http://phd.semmelweis.hu/mwp/phd_live/vedes/export/fejerzsold.d.pdf
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.