Ученые рассказали, как хамелеоны могут двигать глазами по отдельности.

Новости МирТесен

Исследователи обнаружили, что глаза хамелеонов способны вращаться в разных направлениях благодаря особенностям их зрительных нервов. Оказалось, что у этих животных зрительные нервы не имеют короткой и прямой структуры, как у большинства представителей животного мира, а представляют собой длинные, спирально закрученные образования, напоминающие шнур старого телефонного аппарата. Эта ранее не описанная характеристика создает дополнительную длину, позволяющую глазам поворачиваться без перенапряжения и повреждения ключевого нерва.

Глаза хамелеона способны вращаться независимо, обеспечивая обзор почти на 360 градусов: по горизонтали – на 180 градусов, по вертикали – на 90 градусов. Зрительный нерв соединяет глаз с мозгом. При вращении нерв подвергается натяжению, что потенциально могло бы привести к его повреждению или ограничить подвижность. Ученые в своей статье нашли ответ на вопрос, каким образом хамелеону это удается, вышедшей в журнале Scientific Reports.

Ученые на протяжении веков изучают анатомию хамелеонов (в статье приводятся исследования, проведенные еще Аристотелем и Ньютоном). Однако традиционный подход, заключающийся в физическом вскрытии, приводит к повреждению тканей. При вскрытии черепа палеонтологи или анатомы часто сталкивались с тем, что глазной нерв либо смещался, либо разрывался, либо принимался за хаотичное переплетение волокон.

Для проведения исследования ученые применили метод контраст-усиленной компьютерной томографии (DiceCT). Образцы тканей хамелеонов были пропитаны раствором йода. Йод поглощается мягкими тканями, такими как мозг, мышцы и нервы, что делает их заметными для рентгеновских лучей томографического сканера. Благодаря этому стало возможным создание трехмерных моделей мозга и нервной системы в их исходном расположении внутри черепа, не прибегая к разрушению.

Ученые выяснили, что зрительный нерв хамелеона имеет извилистую структуру, а не является прямой линией. Его длина в два-три раза превышает расстояние от мозга до глаза. Такая особенность обеспечивает наличие резерва длины, что позволяет глазу свободно поворачиваться в любом направлении, исключая натяжение нерва.

Сравнение с другими рептилиями (было исследовано 34 вида) выявило, что у большинства ящериц зрительные нервы имеют прямолинейную или незначительно изогнутую форму. Такая сложная спиральная структура не встречается ни у одного из них. Таким образом, скрученная форма нерва является уникальной адаптацией, характерной только для хамелеонов.

Исследователи провели сканирование эмбрионов хамелеонов на различных этапах развития. На начальном этапе (100 дней) зрительный нерв эмбриона имеет прямую форму. К моменту вылупления (200 дней) он полностью скручивается в спираль. Это указывает на то, что данная особенность является врожденной, генетически обусловленной, а не формируется в процессе жизни из-за постоянных вращений глаз. Хамелеон рождается уже с потенциалом вращать глаза.

Данное открытие демонстрирует элементы адаптации хамелеона к жизни на деревьях, характерной для хищника, нападающего из засады. Он выжидает добычу, практически не совершая движений, чтобы не раскрыть своё местонахождение, и маскируется под листья и ветки.

Специфический метод охоты обусловил формирование у хамелеона прочный и малоподвижный скелет. Однако такая конструкция скелета не позволяет ему поворачивать голову, как это делают другие хищники, подстерегающие добычу, например, сова. Эволюционным ответом стало развитие способности сворачивать зрительный нерв, аналогично сматыванию телефонного шнура, для обеспечения подвижности глаз.