Redaktørens merknad: Denne historien ble oppdatert klokka 11:20 E.D.T. fredag 17. mai
Å gjøre lyspartikler om til visuell informasjon er hardt arbeid, og kroppen din er avhengig av oksygen for å få jobben gjort. Dette gjelder enten du går landet på to lemmer eller svømmer gjennom havet med åtte.
I følge en fersk studie i Journal of Experimental Biology kan mengden oksygen tilgjengelig for marine virvelløse dyr som blekksprut, krabber og blekkspruter faktisk være langt viktigere for synet enn tidligere antatt. I studien, publisert online 24. april, så forskere et betydelig fall i netthinneaktivitet hos fire arter av marine larver (to krabber, en blekksprut og blekksprut) da dyrene ble utsatt for miljøer med redusert oksygen i så lite som 30 minutter.
For noen arter resulterte til og med et lite fall i oksygennivået til nesten øyeblikkelig synstap, noe som til slutt førte til nesten total blindhet før oksygenet ble presset opp igjen.
I følge hovedforfatterforfatteren Lillian McCormick, en doktorgradskandidat ved Scripps Institution of Oceanography i La Jolla, California, kan en form for synssvikt være en daglig virkelighet for disse artene, som vandrer mellom havets sterkt oksygenmettede overflate og dets hypoksiske (lite oksygen) dybder i løpet av deres daglige fôringsrutiner. Og ettersom oksygennivået i havet fortsetter å falle rundt kloden, delvis på grunn av klimaendringer, kan risikoen for disse skapningene intensiveres.
"Jeg er bekymret for at klimaendringene vil gjøre dette problemet verre," sa McCormick til Live Science, "og at synshemning kan skje oftere i havet."
Å pirke en blæksprut i øyet
For den nye studien undersøkte McCormick og hennes team markedsblekksprut (Doryteuthis opalescens), to-punkts blekksprut (Blekksprut bimaculatus), tunkrabbe (Pleuroncodes planipes) og grasiøs bergkrabbe (Metacarcinus gracilis). Disse artene er alle lokale ved Stillehavet utenfor Sør-California, og de driver alle med en daglig dykkerrutine kjent som vertikal vandring. Om natten svømmer de nær overflaten for å mate; om dagen går de ned til større dyp for å gjemme seg for solen (og de sultne rovdyrene det fører med seg).
Når disse skapningene vandrer opp og ned i vannsøylen, endrer oksygentilgjengeligheten dramatisk. Havet er fylt med oksygen nær overflaten, der luft og vann møtes, og betydelig mindre mettet med oksygen 50 meter under overflaten, hvor mange krepsdyr og blækspruter gjemmer seg i løpet av dagen.
For å finne ut om disse daglige svingningene i oksygen påvirker dyrenes syn, festet McCormick små elektroder på øynene til hver av testlarvene hennes, hvorav ingen målte seg lenger enn 4 millimeter. Disse elektrodene registrerte den elektriske aktiviteten i hver larvs øyne da retinas reagerte på lys - "litt som en EKG, men for øynene dine i stedet for for ditt hjerte," sa McCormick.
Hver larve ble deretter plassert i en tank med vann og fikk se på et sterkt lys mens vannets oksygennivå ble jevnt redusert. Nivåene falt fra 100% luftmetning, oksygennivå du forventer å finne på overflaten av havet, ned til omtrent 20% metning, som er lavere enn hva de opplever for tiden. Etter 30 minutter med denne oksygenfattige tilstanden, ble oksygennivået økt til 100%.
Mens hver av de fire artene viste en litt annen toleranse, tok alle fire et markant syn for synet når de ble utsatt for miljøet med lite oksygen. Totalt sett falt hver larves netthinneaktivitet mellom 60% og 100% under lite oksygenforhold. Noen arter, særlig markedsvis blekksprut og bergkrabbe, viste seg så følsomme at de begynte å miste synet så snart forskerne begynte å redusere oksygenet i tanken.
"Da jeg nådde de laveste oksygennivåene, var disse dyrene nesten blinde," sa McCormick.
Den gode nyheten er at synstapet ikke var permanent. I løpet av omtrent en time etter at de kom tilbake til et fullstendig mettet oksygenmiljø, fikk alle larvene tilbake minst 60% av synet, og noen arter slo tilbake til 100% funksjonalitet.
Blind i vannet
Det er sannsynlig at fordi Stillehavet naturlig opplever mange forhold med lite oksygen i Sør-California, kaster disse svært følsomme artene seg med en form for synssvikt hver dag, sa McCormick. (Mer forskning er imidlertid nødvendig for å vite det.) Forhåpentligvis, tilføyet McCormick, er disse utsatte artene naturlig utvikler unngåelsesatferd, slik at de svømmer til deler av oksygenet med høyere oksygen når alvorlig synshemning inntar.
McCormick sa imidlertid at rask deoksygenering forårsaket av klimaendringer kan gjøre det vanskeligere for disse artene å tilpasse seg. I følge en studie fra 2017 i tidsskriftet, har de totale oksygennivåene i havet sunket med 2% globalt de siste 50 årene og er anslått å avta med opptil 7% ytterligere innen år 2100. Klimaendringer er en viktig faktor som driver disse tap, fant Nature-studien, spesielt i øvre deler av havet, der larvene McCromick studerte har en tendens til å tilbringe mesteparten av livet.
Denne oppvarmingsinduserte deoksygenering - kombinert med naturkrefter som vind- og vannsirkulasjonsmønster som gjør oksygennivået nær overflaten inkonsekvent i regionen - kan føre til at mer sårbare skapninger mister synet når de trenger det mest. Dyr med risiko kan bli mindre effektive til å jakte på mat nær overflaten, og kan savne subtile tegn på rovdyr i sin midte, sa McCormick. Det er en dyster mulighet - men mer forskning er nødvendig for å bestemme mengden oksygenrelatert synstap det virkelig tar før disse skapningene gjør potensielt skadelige feil.
"Hvis jeg tar ut kontaktlinsene mine hjemme og går rundt, kan jeg stubbe tåen, men jeg kommer forbi," sa McCormick. "Det neste spørsmålet er, hvor mye nedsatt netthinn tilsvarer en endring i synsoppførsel?"
Redaktørens merknad: Denne historien ble oppdatert for å korrigere målingen av larvene. De er mindre enn 0,15 tommer, ikke 1,5 tommer, lange. Historien ble også oppdatert for å merke at marine virvelløse dyr vanligvis ikke opplever 20% oksygenmetning i sitt normale miljø.
