Tema

Syre banade väg för skarpa djurögon

Ögats utveckling fick ny skjuts med syretillförsel till näthinnans celler. Denna anpassning skärpte synen hos ryggradsdjur som levde för hundratals miljoner år sedan. Inte minst för att kunna jaga – eller undvika att bli jagad.

Ögats komplexitet har sysselsatt evolutionsbiologer sedan Charles Darwins bok Om arternas uppkomst gavs ut 1859. I en ny studie pekar en internationell forskargrupp på syrets fundamentala betydelse för ögats utveckling.

Enligt forskarna var bristande syretillförsel till näthinnans celler det som begränsade ögats evolution, inte minst synskärpan, bland djur som levde för hundratals miljoner år sedan.

– Allt handlar om anpassningar för att förbättra syretillförseln till näthinnans celler. Sådana anpassningar har varit en förutsättning för att optimera synen hos däggdjur, fiskar och fåglar, säger professor Eric Warrant vid Lunds universitet, en av forskarna bakom studien.

Studien reder ut vilka mekanismer som genom historien utvecklats hos ryggradsdjur och vars gemensamma nämnare är att de bidrar till bättre syretillförsel till ögats celler.

Ny mekanism tack vara mutationer

En sådan mekanism är mutationer i hemoglobinet hos fiskar, något som möjliggjort transport av syre under högt tryck. I studien visar forskarna att den mekanismen uppkom för cirka 280 miljoner år sedan och sammanföll med dramatiskt större ögon och tjockare näthinna.

En annan mekanism som forskarna pekar på är uppkomsten av finmaskiga nätverk av mikroskopiska blodkärl i näthinnan hos däggdjur för ungefär 100 miljoner år sedan. Bakgrunden är att dinosaurierna vid samma tid gick från att vara kallblodiga till varmblodiga och kunna reglera sin egen kroppstemperatur. Det ledde till att de kunde börja jaga på natten eftersom de inte längre var beroende av solen för att hålla värmen.

För att öka chansen att undkomma dinosaurierna tvingades däggdjuren, som tills dess mest varit nattaktiva, att bli mer aktiva på dagen. I dagsljus var behovet av god syn större än på natten. Därför utvecklades ögonen och synen blev bättre.

I studien visar forskarna dessutom att evolutionen har lett till att däggdjur som inte använt synen vid jakt, exempelvis fladdermöss, har förlorat nätverket av blodkärl, kapillärerna, i näthinnan.

Fotnot:

Förutom Sverige har teamet bestått av forskare från Danmark, Kanada, USA, Storbritannien, Vietnam och Tyskland. Tillsammans har de studerat ögonens anatomi och fysiologi hos 87 olika djurarter. Forskarna placerade in arterna på ett så kallat fylogenetiskt träd för att utröna släktskapet mellan arterna. På så sätt lyckades de kartlägga ögats utvecklingshistoria under 400 miljoner år.

Vetenskaplig artikel:

Retinal oxygen supply shaped the functional evolution of the vertebrate eye. eLife

Kontakt:

Eric Warrant, professor, Biologiska institutionen, Lunds universitet, eric.warrant@biol.lu.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Syre banade väg för skarpa djurögon

 lästid ~ 2 min