Mantis räkor

vissa arter har minst 16 fotoreceptortyper, som är indelade i fyra klasser (deras spektrala känslighet justeras ytterligare av färgfilter i näthinnorna), 12 för färganalys i de olika våglängderna (inklusive sex som är känsliga för ultraviolett ljus) och fyra för analys av polariserat ljus. Som jämförelse har de flesta människor bara fyra visuella pigment, varav tre är dedikerade till att se färg och mänskliga linser blockerar ultraviolett ljus., Den visuella informationen som lämnar näthinnan verkar bearbetas till många parallella dataströmmar som leder in i hjärnan, vilket minskar de analytiska kraven på högre nivåer.

sex arter av Mantis räkor har rapporterats kunna upptäcka cirkulärt polariserat ljus, som inte har dokumenterats i något annat djur, och om det förekommer i alla arter är okänt., Några av deras biologiska quarter-waveplates utför mer enhetligt över det visuella spektrumet än någon nuvarande konstgjorda polariserande optik, vilket kan inspirera till nya typer av optiska medier som skulle överträffa den nuvarande generationen Blu-ray Disc-teknik.

arten Gonodactylus smithii är den enda organism som är känd för att samtidigt detektera de fyra linjära och två cirkulära polarisationskomponenter som krävs för att mäta alla fyra Stokes-parametrar, vilket ger en fullständig beskrivning av polariseringen. Det tros därför ha optimal polarisationsvision., Det är det enda djur som är känt för att ha dynamisk polarisationsvision. Detta uppnås genom roterande ögonrörelser för att maximera polarisationskontrasten mellan objektet i fokus och dess bakgrund. Eftersom varje öga rör sig oberoende av den andra skapar det två separata strömmar av visuell information.

midband täcker endast ca 5 till 10° av synfältet vid varje givet tillfälle, men liksom de flesta kräftdjur är Mantis räkor” ögon monterade på stjälkar., I Mantis räkor är rörelsen av det stalkade ögat ovanligt fri och kan drivas upp till 70° i alla möjliga rörelser med åtta ögonmuskler uppdelade i sex funktionella grupper. Genom att använda dessa muskler för att skanna omgivningen med mittbandet kan de lägga till information om former, former och landskap, som inte kan detekteras av ögonens övre och nedre halvklot. De kan också spåra rörliga föremål med stora, snabba ögonrörelser där de två ögonen rör sig oberoende., Genom att kombinera olika tekniker, inklusive rörelser i samma riktning, kan mittbandet täcka ett mycket brett spektrum av synfältet.

den enorma mångfalden ses i mantis räkor fotoreceptorer sannolikt kommer från gamla gen dubblering händelser. En intressant konsekvens av denna dubbelarbete är bristen på korrelation mellan opsin-transkriptnummer och fysiologiskt uttryckta fotoreceptorer. En art kan ha sex olika opsin gener, men bara uttrycka en spektralt distinkt fotoreceptor., Under årens lopp har vissa Mantis räkor arter förlorat förfädernas fenotyp, även om vissa fortfarande upprätthålla 16 distinkta fotoreceptorer och fyra ljusfilter. Arter som lever i en mängd olika fotomiljöer har högt selektivt tryck för fotoreceptordiversitet och upprätthåller förfäders fenotyper bättre än arter som lever i skumma vatten eller är främst nattliga.,

föreslagna fördelar med visuell systemEdit

vilken fördel känslighet för polarisering ger är oklart; polarisationsvisionen används emellertid av andra djur för sexuell signalering och hemlig kommunikation som undviker rovdjurens uppmärksamhet. Denna mekanism kan ge en evolutionär fördel; det kräver bara små förändringar i cellen i ögat och kan lätt leda till naturligt urval.,

ögonen på Mantis räkor kan göra det möjligt för dem att känna igen olika typer av korall, bytesdjur (som ofta är transparenta eller halvtransparent), eller rovdjur, såsom barracuda, som har skimrande skalor. Alternativt kan det sätt på vilket de jagar (mycket snabba rörelser av klorna) kräva mycket exakt varierande information, vilket skulle kräva exakt djup uppfattning.

under parningsritualer fluorescerar Mantis räkor aktivt och våglängden för denna fluorescens matchar de våglängder som detekteras av deras ögonpigment., Kvinnor är endast fertila under vissa faser av tidvattencykeln; förmågan att uppfatta månens fas kan därför bidra till att förhindra bortkastade parningsinsatser. Det kan också ge dessa räkor information om storleken på tidvattnet, vilket är viktigt för arter som lever i grunt vatten nära stranden.

förmågan att se UV-ljus kan möjliggöra observation av annars svårt att upptäcka byte på korallrev.,

deras visuella erfarenhet av färger skiljer sig inte mycket från människor; ögonen är faktiskt en mekanism som fungerar i nivå med enskilda koner och gör hjärnan effektivare. Detta system gör att visuell information kan förbehandlas av ögonen istället för hjärnan, som annars skulle behöva vara större för att hantera strömmen av rådata, vilket kräver mer tid och energi. Medan ögonen själva är komplexa och ännu inte helt förstådda, verkar systemets princip vara enkel. Det är liknande i funktion till det mänskliga ögat, men fungerar på motsatt sätt., I den mänskliga hjärnan har den underlägsna temporala cortexen ett stort antal färgspecifika neuroner, som bearbetar visuella impulser från ögonen för att skapa färgglada upplevelser. Mantis räkor använder istället de olika typerna av fotoreceptorer i ögonen för att utföra samma funktion som de mänskliga hjärnneuronerna, vilket resulterar i ett hårdkokt och effektivare system för ett djur som kräver snabb färgidentifiering. Människor har färre typer av fotoreceptorer, men mer färginställda neuroner, medan Mantis räkor verkar ha färre färgneuroner och fler klasser av fotoreceptorer.,

en publikation av forskare från University of Queensland uppgav att sammansatta ögon Mantis räkor kan upptäcka cancer och aktiviteten hos nervceller, eftersom de är känsliga för att upptäcka polariserat ljus som reflekterar annorlunda från cancer och frisk vävnad. Studien hävdar att denna förmåga kan replikeras genom en kamera genom användning av aluminium nanotrådar för att replikera polarisationsfiltrerande mikrovilli ovanpå fotodioder. I februari 2016 befanns räkorna använda en form av reflektor av polariserat ljus som inte tidigare setts i naturen eller i mänsklig teknik., Det gör det möjligt att manipulera ljus över strukturen snarare än genom dess djup, det typiska sättet polarisatorer fungerar. Detta gör att strukturen kan vara både liten och mikroskopiskt tunn, och ändå kunna producera stora, ljusa, färgglada polariserade signaler.