Hibrid szemmel születnek a sötétség lakói

A gerinces állatok látását kétféle fényérzékeny sejt segíti: a sötétebb viszonyok közt, éjjel aktív és csak a fényerősséget érzékelő pálcikák, valamint a világos, nappali fényviszonyokban működő, színek látását és a kiváló éleslátást is lehetővé tevő csapsejtek. Ezt a két sejttípust jól ismerjük mintegy másfél évszázada, azonban egy új kutatásból úgy tűnik, a helyzet nem mindig ilyen egyszerű.

A Queenslandi Egyetem számolt be mélytengeri halak ivadékaiban talált hibrid fényérzékelő sejtek felfedezéséről a Science Advances folyóiratban.

A kutatók olyan fotoreceptor sejtet találtak, amely a félhomályos körülmények közt is optimális látást biztosít. A felfedezés új kameratechnológiához és orvosi kezeléshez is elvezethet.

A felfedezett hibrid sejtek molekuláris működése és genetikai irányítása a csapokéhoz hasonló, ám a felépítésük, alakjuk a pálcikákét tükrözi. Ezzel a sejt ötvözni tudja mind a világosabb mind a sötét fényviszonyokhoz szükséges tulajdonságokat, és így képes alkalmazkodni a félhomályos körülményekhez.

A pálcika alak azt is jelenti, hogy így nagyobb fénygyűjtő felülete van a sejtnek, több fotont képes elnyelni – ez teszi lehetővé, hogy gyenge fényviszonyok közt is jól működjön. A csapsejtekre jellemző opszinok és egyéb fehérjék pedig azt biztosítják, hogy e sejtek gyorsan reagálnak a változásokra.

A kutatók a Vörös-tengeren fogták be a halakat (Maurolicus mucronatus), köztük az alig fél centis ivadékokat is, amelynek szeme kisebb egy milliméternél. Az ismert volt, hogy e halfaj egyedei felnőttként akár 1 kilométeres mélységbe is merülnek, így a látásuk a sötétséghez alkalmazkodott. Azonban az ivadékok még kevésbé mély vizekben élnek, ahol félhomály, és nem teljes sötétség uralkodik – a kutatók ezért is voltak kíváncsiak, hogy vajon milyen lehet a retinájuk a fejlődésük korai szakaszában.

A gerincesek születésükkor jórészt csapsejtekkel rendelkeznek, és csak az egyedfejlődés későbbi szakaszában alakulnak ki a pálcikáik. Érthető okból a nappali életmódú állatok szemében jórészt csapok, a sötétben élőkében, mint az éjszakai életmódú szárazföldi állatok, vagy épp a mélytengeri halak, pedig jórészt pálcikák vannak.

Ez utóbbiak egyedfejlődése során már egészen korai életszakasztól fogva jellemző, hogy a pálcikák vannak többségben. A most vizsgált halakon túl több mint egy tucat esetről van tudomásuk a kutatóknak, ahol a hal szemében efféle hibrid, pálcikaszerű csapsejteket találni. Valószínűleg sokkal szélesebb körben elterjedt tulajdonság lehet ez a mélytengeri halaknál.

A felfedezett hibrid sejtek alapján felépíthetők új típusú szenzorok akár kamerarendszerek, akár éjjellátók számára anélkül, hogy a gyenge fényviszonyokban fel kellene áldozni az éleslátást. Az orvoslásban pedig amiatt lehet izgalmas, mert ha megértjük, miként fejlődik ki a mélytengeri, nagy nyomásviszonyok közepette a halakban ez a sejttípus, akkor olyan módszereket is találhatunk, amelyek emberi szembetegségek, például a zöldhályog gyógyítását teszik majd lehetővé.