Middelhavs-orm har udviklet forunderlige øjne ”så store som møllehjul”

Middelhavs-børsteormen, Vanadis, har øjne så store som møllehjul – relativt set. Hvis menneskeøjne havde de samme proportioner i hovedet, så ville vi få brug for en meget stor trillebør og nogle veltrænede arme til at skubbe de ekstra 100kg.

Ormens øjne vejer tilsammen omkring 20 gange så meget som resten af ormens hoved og virker grotesk malplacerede på den lille gennemsigtige orm. Som to kæmpe skinnende røde balloner spændt fast på dens krop.

Den lever omkring øen Ponza på Italiens vestkyst, og er ligesom øens festglade gæster nataktiv og pist væk, når solen står på himlen. Så hvad skal den dog med sine store øjne i mørket, og dur de til noget?

Det spørgsmål kunne neuro- og havbiolog Anders Garm fra Biologisk Institut ved Københavns Universitet ikke se bort fra. Selvom forskeren havde andre planer, måtte han kaste sig hovedkulds ud i et forsøg på at besvare det. Da hans kollega Michael Bok ved Lunds Universitet viste ham børsteormen, var han på krogen.

”Sammen satte vi os for at opklare mysteriet om, hvorfor en nær usynlig, gennemsigtig orm, der finder føde i nattens mulm og mørke evolutionært har anskaffet sig enorme øjne. Første punkt var derfor at besvare, om de store øjne giver ormen et godt syn,” fortæller Michael Bokm der sammen med Anders Garm står bag en ny forskningsartikel[LINK], der har gjort netop det.

Og Vanadis-ormens syn er faktisk fremragende og avanceret.  Forskningen har vist at ormen er i stand til at se små objekter og følge deres bevægelser med øjnene.

”Det er virkelig interessant, fordi den evne ellers er reserveret os hvirveldyr sammen med leddyrene (insekter, edderkopper mv.) og blæksprutter. Det er første gang, at der er påvist et så avanceret og detaljeret syn uden for de grupper. Faktisk har vores forskning vist at ormen ser fremragende. Dens syn har en kvalitet på niveau med mus eller rotters, selvom den er en relativ simpel organisme med en meget lille hjerne,” siger Anders Garm fra Biologisk Institut.

Det gør ormens øjne og højkvalitetssyn til noget helt unikt i dyreverdenen. Det var også den kombination, der gjorde at ormen fandt vej ind på Anders Garms lystavle. Forskeren arbejder med at forstå, hvordan ellers simple nervesystemer kan have endog meget komplekse funktioner. Og det var tilfældet her.

UV-lys tyder på et hemmeligt sprog

Forskerne forsøger nu at finde ud af, hvorfor ormen har udviklet det gode syn. Den er gennemsigtig på nær øjnene, som netop skal opfange lyset for at fungere, så de kan i sagens natur ikke være gennemsigtige. Men det betyder også at de kommer med evolutionær afvejning. For der er en omkostning ved at blive synlig for Vanadis, som rent evolutionært må opvejes af de fordele øjnene giver.

Men det er endnu uklart præcis, hvad det er ormene vinder, særligt fordi de er nataktive dyr og pist væk om dagen, hvor øjne ellers normalt fungerer bedst.

”Ingen har set ormen om dagen, så vi ved ikke, hvor den gemmer sig, og det kan derfor ikke udelukkes, at øjnene også bruges om dagen. Men vi ved at de vigtigste aktiviteter, som at finde føde og parre sig finder sted om natten, så det er sandsynligt, at det er her øjnene er vigtige,” siger Anders Garm

En del af forklaringen kan dog ligge i det faktum, at ormen ser andre bølgelængder af lys end vi mennesker gør. Deres syn er gearet til ultraviolet lys, som menneskeøjet ikke kan se, og det kan, ifølge Anders Garm, tyde på at øjnenes formål er at se bioluminescente signaler i det natmørke hav.

”Vi har en teori om, at ormene selv er bioluminescente og kommunikerer med hinanden via lys.  Bruger man normal blåt eller grønt lys som bioluminescens, risikerer man jo også at tiltrække rovdyr, men hvis ormen i stedet bruger UV-lys, vil det være usynligt for andre dyr end deres artsfæller. Derfor er vores hypotese altså, at de har udviklet det skarpe UV-syn for at have et hemmeligt sprog i forbindelse med parring,” fortæller Anders Garm, der fortsætter:

”Det kan også være at de ser efter UV-bioluminescent bytte. Men uanset gør det det ekstra spændende, at UV-bioluminescens aldrig før har været vist hos noget dyr. Så det håber vi at blive i stand til at vise som de første,” lyder det fra forskeren.

Spændende for både robotforskning og evolutionshistorie

Som følge af opdagelsen har Anders Garm, og hans kollegaer bag studiet, desuden startet et samarbejde op med robotforskere fra Mærsk Mc-Kinney Møller instituttet ved SDU, som finder teknologisk inspiration i biologien. Sammen har de det fælles mål, at undersøge om det muligt at forstå mekanismen bag disse øjne godt nok til, at den viden kan oversættes til teknologi.

”Sammen med robotforskerne arbejder vi på at forstå, hvordan dyr med så simpel en hjerne kan behandle al den information, som de store øjne med al sandsynlighed opsamler. Det tyder på, at der i deres nervesystem findes super smarte måder at behandle informationen på, og hvis vi kan aflure de mekanismer rent matematisk, så kan de måske bygges ind i computer-chips og bruges til at styre robotter,” forklarer Ander Garm.

Ifølge Anders Garm er Vanadis’ øjne desuden interessante for evolutionsteorien, fordi de kan være med til at lukke en af de mere standhaftige faglige debatter inden for teorien: Om øjne kun er opstået en gang - og derefter blevet til alle de former vi ser i dag, eller om de er opstået flere gange uafhængigt i evolutionshistorien.

Vanadis’ øjne er nemlig enkelt opbyggede, men alligevel i stand til avancerede funktioner. Samtidigt er de udviklet på relativt kort tid rent evolutionært - dvs. nogle få millioner år. Det betyder at de må være udviklet uafhængigt af eksempelvis menneskets øjne og at udviklingen af syn, selv med højt funktionsniveau, er muligt på relativt kort tid.

*

 

Fakta: Ormen

• Vanadis-ormen tilhører en familie af børsteorme med store øjne, som findes mange steder verden over.
• Dens syn er på niveau med gnavere som mus og rotter. Vanadis’ øjne vejer ca. 20 gange mere end resten af dens hoved
• Ser UV-lys, og er i stand til at stille skarpt på relativt små objekter og følge dem, hvis de bevæger sig.
• Er et nataktivt dyr. Forskerne mener de bruger øjnene til at kommunikere i forbindelse med parring eller til jagt på føde.

Fakta: Bioluminecens

• Bioluminesens er når organismer er selvlysende, dvs. i stand til at producere lys ved egen kraft. Det kan fx gøres kemisk i kroppen, som det kendes fra blandt andet ildluer og Sankthansormen i Danmark.
• Hvis det lykkes for forskerne at dokumentere det, kan Vanadis-ormen blive det første påviste UV-bioluminescente dyr, hvilket ville betyde at de kunne skabe ultaviolet lys naturligt, fx til at kommunikere med. 

 

Ekstra info: Øjet og evolutionen

Generelt er øjne komplekse størrelser, hvilket eksempelvis er tilfældet med det menneskelige øje. Ofte har evolutionsskeptikere peger på øjet og sagt ’se selv, dette må Gud have skabt’.

Vanadis-ormens øjne har et overraskende enkelt naturligt ”design”, som er udviklet på relativt kort tid i forhold til, hvordan evolution ellers fungerer – dvs. nogle få millioner år. På trods deres enkelhed er de alligevel avancerede.

Og øjnenes opståen har været tema for mange diskussioner siden Darwin præsenterede evolutionsteorien i hans bog, Arternes Oprindelse, både hos religiøse og skeptikere uden for videnskaben, men også hos øjenforskere.

En af de debatter har været, om øjne kun er opstået en gang i evolutionen, og derefter blevet til alle de former vi ser i dag, eller om de er opstået flere gange uafhængigt. Forskningen har de senere år fremført en række beviser for den sidste påstand, og Vanadis-ormens øjne er endnu et slagkraftigt bevis i den retning.

”Ikke nok med at denne orms øjne må være udviklet uafhængigt af eksempelvis menneskets, de beviser også at udviklingen af syn, selv med højt funktionsniveau, er muligt på relativt kort tid. Fordi denne orm er så ung i evolutionær skala,” siger Michael Bok.

Darwin og øjet

Charles Darwin skrev selv i hovedværket, Arternes Oprindelse, der ligger til grund for teorien, om øjets utrolige beskaffenhed. Han citeres ofte af evolutions-skeptikere for at sige:

”At antage, at øjet, med alle dets uefterlignelige indretninger til at tilpasse dets fokus til forskellige afstande, til at tillade forskellige mængder af lys, og til at korrigere for sfæriske og kromatiske afvigelser, kunne være blevet formet ved naturlig udvælgelse, synes – det indrømmer jeg gerne – at være absurd i højeste grad.”

Men disse citater glemmer, at tilføje passagens afslutning:

”Dog, fornuften siger mig, at hvis talrige gradvise overgange fra et perfekt og komplekst øje til ét meget uperfekt og simpelt øje - idet hver grad er nyttig for den, der besidder den - kan blive påvist at eksistere; hvis øjet endvidere virkelig forandrer sig nok så lidt, og forandringerne bliver nedarvet – hvilket utvivlsomt er tilfældet – og hvis nogen forandring eller modifikation i organet nogensinde kan være nyttig for dyret under forandrende livsvilkår, så kan vanskeligheden ved at tro, at et perfekt og komplekst øje kunne være formet ved naturlig udvælgelse, næppe anses for at være virkelig, selv om den er uovervindelig for vores forestilling.” (Arternes oprindelse, kap. 6)