(P Gonzalez-Bellido/Wardill Lab) Bezaubernde Kopffüßer wurden mit winzigen 3D-Brillen noch bezaubernder gemacht. Doch den Wissenschaftlern ging es nicht darum, den Tintenfisch zum Genießen zu bewegen Backen 3-D ; Vielmehr soll die stereoskopische rot-blaue Brille uns helfen zu verstehen, wie das 3D-Sehen der Tiere funktioniert.
Und es stellt sich heraus, dass die Augen von Tintenfischen ( Sepia officinalis ) sind ganz anders als menschliche Augen, ihr 3D-Sehen funktioniert sehr ähnlich wie unseres – sie nutzen die sogenannte Stereopsis, um die Entfernung zu sich bewegender Beute zu beurteilen. Aber der Mechanismus hinter dieser Stereopsis ist wahrscheinlich ein ganz anderer.
„Diese Studie bringt uns einen Schritt weiter zum Verständnis, wie sich verschiedene Nervensysteme entwickelt haben, um dasselbe Problem zu lösen“, sagte die Neurowissenschaftlerin Rachael Feord der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich.
Tintenfische haben einige der seltsamsten Augen im Tierreich. Sie haben nur einen Typ von Photorezeptoren, was bedeuten sollte, dass sie nur in Schwarzweiß sehen können; aber sie haben eine einzigartige, W-förmige Pupille kann es ihnen ermöglichen, Farben wahrzunehmen ganz anders als Wirbeltiere.
Wenn wir unsere Augen fokussieren, verändert sich die Form der Linse. Bei Tintenfischen ist die Das Objektiv ändert tatsächlich seine Position . Und im Gegensatz zu uns haben sie Augen, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen und so eine vollständige 360-Grad-Sicht ermöglichen.
Aber Tintenfische haben im Gegensatz zu anderen Kopffüßern wie Tintenfischen und Kraken auch Augen, die ihre Augen nicht nach vorne schwenken können und sich daher bei der Tiefenwahrnehmung nicht auf Stereopsis verlassen können. Dabei können kleine Unterschiede zwischen dem, was jedes Auge in derselben Ansicht sieht, zur Beurteilung der Entfernung herangezogen werden.
Wir wissen, dass es einige Tintenfische gibt Beulen auf der Netzhaut Dadurch können sie beispielsweise die Entfernung anhand der Geschwindigkeit beurteilen, mit der Objekte in den Fokus oder aus dem Fokus geraten.
Im Gegensatz zu diesen Verwandten können Tintenfische ihre Augen nach vorne richten. Daher gingen die Forscher davon aus, dass Tintenfische sich von anderen Kopffüßern dadurch unterscheiden könnten, dass sie die Fähigkeit zur Stereopsis besitzen.
(Wardill Labor)
Um das herauszufinden, klebten sie sorgfältig einen kleinen Klettverschluss zwischen die Augen von 14 Tintenfischen – so ließen sich die 3D-Brillen leicht anbringen und abnehmen. (Drei der Tintenfische nahmen die Brille ab, als sie in ihr Becken zurückgebracht wurden.) Anschließend trainierten sie die Tintenfische, mit ihren Tentakeln nach Beute zu greifen, während sie die Brille trugen.
Der Tank wurde vor einen Computerbildschirm gestellt und zwei laufende Garnelen in verschiedenen Farben wurden angezeigt. Diese Garnelenbilder wurden durch die 3D-Brille entweder vor oder hinter dem Bildschirm angezeigt. Wenn die Tintenfische Stereopsis verwenden würden, würden sie an dieser versetzten Position zuschlagen.
Und genau das ist passiert.
„Wie die Tintenfische auf die Unterschiede reagierten, beweist eindeutig, dass Tintenfische bei der Jagd Stereopsis verwenden.“ sagte der sensorische Neurobiologe Trevor Wardill des College of Biological Sciences der University of Minnesota.
„Wenn nur ein Auge die Garnelen sehen konnte, was bedeutete, dass eine Stereopsis nicht möglich war, brauchten die Tiere länger, um sich richtig zu positionieren. Wenn beide Augen die Garnelen sehen konnten, was bedeutete, dass sie Stereopsis nutzten, konnten Tintenfische beim Angriff schnellere Entscheidungen treffen. „Das kann beim Fangen einer Mahlzeit den entscheidenden Unterschied machen.“
Damit ist der Tintenfisch das zweite bekannte Wirbellose, das die Stereopsis zur Entfernungswahrnehmung nutzt. Wissenschaftler in Großbritannien haben das gezeigt Gottesanbeterinnen verfügen auch über eine binokulare Tiefenwahrnehmung (Eine Entdeckung, die auch mit winzigen 3D-Brillen gemacht wurde).
Aber die Stereopsis der Gottesanbeterin unterscheidet sich stark von der Stereopsis des Menschen. Wir können die Tiefe in unbewegten Szenen wahrnehmen, selbst wenn sich nichts bewegt; Die Tiefenwahrnehmung der Gottesanbeterin konzentriert sich nur auf Dinge, die sich bewegen.
Wie die Stereopsis von Tintenfischen funktioniert, ist nicht ganz klar, aber es wird wahrscheinlich wieder ein anderes Verfahren sein – nicht wegen ihrer Augen, sondern eher wegen ihres Gehirns.
„Obwohl Tintenfische ähnliche Augen wie Menschen haben, unterscheiden sich ihre Gehirne erheblich.“ sagte die Neurowissenschaftlerin Paloma Gonzalez-Bellido der Fakultät für Biowissenschaften.
„Wir wissen, dass die Gehirne von Tintenfischen nicht segmentiert sind wie Menschen.“ Sie scheinen keinen einzigen Teil des Gehirns zu haben – wie unser Hinterhauptslappen –, der für die Verarbeitung des Sehvermögens zuständig ist. „Unsere Forschung zeigt, dass es in ihrem Gehirn einen Bereich geben muss, der die Bilder vom linken und rechten Auge eines Tintenfisches vergleicht und deren Unterschiede berechnet.“
Der nächste Schritt in der Forschung besteht darin, die Gehirnschaltkreise von Tintenfischen zu untersuchen, um herauszufinden, wie genau die Stereopsis-Berechnung funktioniert.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte .