שכבה מחזירת אור בעין מאפשרת לסרטנים צעירים לראות בלי להיראות
היכולת לראות ולא להיראות היא משהו שאנחנו פוגשים בדרך כלל רק בסרטי גיבורי-על או מדע בדיוני. אבל בעבור חלק מבעלי החיים, לא מדובר במדע בדיוני – אלא במלחמת הישרדות. כך, למשל, ליצורים החיים בים הפתוח כדאי מאוד להסתיר את עצמם מעיניהם של טורפים. לכן רבים מהם הם בעלי גוף שקוף – כמו למשל המדוזות וסוגים שונים של רכיכות ודגים. אך גוף שקוף בלבד איננו מספיק: העיניים של יצורים אלה מכילות צבענים (פיגמנטים) כהים שקל מאוד להבחין בהם, ולכן הן עלולות להסגיר את נוכחותם לטורפים.
מסתירים את העיניים
בעלי חיים שונים פיתחו מגוון אסטרטגיות כדי להתמודד עם בעיה זו. לדגים מסוימים, למשל, יש עיניים קטנות יותר כדי להקשות על טורפים להבחין בהן. סרטנאים (crustaceans) צעירים משתמשים באסטרטגיה נוספת: שכבה מחזירת אור (reflector) המונחת מעל הצבענים שבעין. השכבה מחזירת האור יוצרת צבע המותאם לסביבת המחיה של הסרטן הצעיר, וכך מאפשרת לו להיות כמעט בלתי נראה.
העיניים של סרטנאים קרויות עיניים מורכבות, משום שהן בנויות מהרבה יחידות קטנות. כל אחת מהיחידות מוצבת בזווית שונה, והיא מכילה עדשה ותאים קולטי אור. הצבענים הכהים פזורים סביב התאים קולטי האור, יוצרים הפרדה יעילה בין היחידות המרכיבות את העין ומאפשרים לאור להיכנס בזווית המתאימה לכל יחידה. מעל לצבענים אלה נמצאת השכבה מחזירת האור, היוצרת זוהר אשר מסתיר את הצבענים מעיני הטורף.
הזוהר שיוצרת שכבה זו הוא ייחודי, ושונה מזוהר עיניהם של בעלי חיים אחרים, כגון עטלפי פירות, למורים, חמוסים, פרות, כלבים וחתולים. בקרב בעלי חיים אלה, העיניים זוהרות הודות לשכבה בשם טפטום לוסידום (tapetum lucidum). שכבה זו נמצאת מאחורי הרשתית, והיא משפרת את הראייה של בעלי חיים בתנאי חשכה, כגון בשעות הלילה ובמקומות סגורים ואפלוליים. קרני אור שלא נקלטו על ידי תאי הקולטנים פוגעות בשכבה זו ומוחזרות החוצה לעבר הרשתית, וכך יש להן הזדמנות נוספת לפגוע בהם. הקרניים המוחזרות מהטפטום לוסידום אך אינן נקלטות בתאי הקולטנים ממשיכות הלאה ויוצאות מן העין, וכך יוצרות את המראה הזוהר האופייני לעיני חתולים בלילה. לכן עיניהם של כלבים, חתולים ומגוון בעלי חיים אחרים זוהרות כשמאירים עליהם בפנס בלילה. השכבה מוכרת לנו זה זמן רב; לעומת זאת, המנגנון היוצר את זוהר העין של סרטנאים צעירים לא היה מוכר עד כה.
העיניים של סרטנאים קרויות עיניים מורכבות, משום שהן בנויות מהרבה יחידות קטנות. | צילום: בן פלמר, קשת שביט. אוניברסיטת בן גוריון בנגב
על חשיבותם של כדורי דיסקו
במחקר של קבוצה בינלאומית בהובלת חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון, שהתפרסם בכתב העת המדעי Science, הצליחו החוקרים לפענח את מבנה השכבה הגורמת לזוהר העין הייחודי של סרטנאים צעירים ממינים שונים. כחיית מודל לצורך המחקר שימש מין של סרטן בשם Macrobrachium rosenbergii. בעזרת מיקרוסקופ אופטי ומיקרוסקופ אלקטרונים, הצליחו החוקרים להראות כי שכבה זו עשויה גבישים המאורגנים בצורת כדוריות זעירות. לדברי בנג'מין פלמר (Benjamin Palmer), מוביל המחקר, כדוריות אלה מזכירות כדורי דיסקו. כל אחת מהן בנויה מלוחיות דקות של חומר מחזיר אור בשם איזוקסנתופטרין (isoxanthopterin), ולוחיות אלה צמודות זו לזו ויוצרות כדוריות מחזירות אור בגדלים שונים. הכדוריות הן בעלות ליבה חלולה, כך שאור המגיע בזוויות מסוימות עובר דרך המשטחים והמרכז החלול של הכדורית ומגיע אל הרשתית, ואילו אור המגיע בזוויות אחרות – חוזר. בדרך זו, השכבה מחזירת האור מסתירה את הצבענים שמתחתיה והופכת את הסרטנאים הצעירים לבלתי נראים, בלי לפגוע ביכולת שלהם לראות.
מינים שונים של סרטנאים מתאפיינים בגודל שונה של הכדוריות הזעירות האלה; גדלים שונים של הכדוריות יוצרים שכבה מחזירת אור בצבעים ובגוונים שונים, מכחול עמוק ועד גוונים צהובים-ירוקים. בדרך זו, למינים שונים יש עיניים בצבע או בגוון המתאימים לצבעים האופייניים לבתי גידול שונים בים. נוסף על כך, באמצעות שינוי הסידור המרחבי של אותן הכדוריות, הפרטים עצמם יכולים להתאים את הגוון של השכבה מחזירת האור לעומק שבו הם שוהים ולעוצמת האור במים, וכך להסתיר את עצמם בצורה הטובה ביותר. המבנה הייחודי של השכבה מחזירת האור מאפשר לה ליצור את הצבע הרצוי ללא תלות בזווית שבה מסתכלים על העין.
נוסף על תפקידה של השכבה מחזירת האור בהסתרת הצבענים שבעין, ייתכן שיש לה תפקידים נוספים במערכת הראייה של הסרטנאים. לדוגמה, עיניים קטנות במיוחד פירושן בדרך כלל ראייה ברזולוציה נמוכה יותר. כלומר, עיניים קטנות אמנם הופכות את בעל החיים לפחות בולט לטורפים, אבל היכולת שלו לראות היטב את הסביבה – פוחתת. ייתכן שהשכבה מחזירת האור ממזערת את ה"מחיר" שהסרטנאים משלמים כדי שלא להיראות. שכבה זו חוצצת בין תאי הקולטנים בצורה טובה יותר מאשר הצבען, מסייעת לאור להגיע לרשתית בזווית המתאימה ומשפרת את חדות הראייה.
האם מחקר העוסק בעיניים של סרטנים נראה לכם חסר תועלת מעשית? ובכן, מתברר שלמחקר זה כבר יש השלכות יישומיות. חוקרים מפתחים טכנולוגיות חדישות המחקות את פעולת השכבה מחזירת האור הזאת, ומקווים ליצור חומרים אופטיים הבנויים ממולקולות אורגניות ויכולים להתאים את עצמם לתנאי סביבה משתנים.
