A sötétségnek is vannak fokozatai. Az éjszaka a mi nappali, színlátásra berendezkedett szemünk számára már sötét, de sok állati szem ilyenkor érzi igazán elemében magát. Nincsen olyan sötét éjszaka, amelyben ne lennének elcsíphető fotonok. Akkor is, ha éppen a Hold gyér fényét eltakarják a felhők, a távoli csillagokból hosszú útjukról ideérő sugarakra fényéhes állati szemek várnak. Az éjszaka lakói számos megoldást fejlesztettek ki arra, hogy egyetlen foton se vesszen kárba. Sokan hatalmas szemeket növesztettek, hisz nagyobb ablakokon több fény juthat be (e téren a koboldmakik jutottak legmesszebbre az emlősök között: szemgolyójuk testükhöz képest a legnagyobb, olyan nagy, hogy már nem is mozgatható a koponyában; hasonlóak e téren a baglyok is, a ragadozó madár foglalkozás éjszakai műszakjának betöltői), és különböző trükkökkel (esetleg fényvisszaverő tükrökkel) igyekeznek minden egyes fotont csapdába ejteni. Sokuk a színlátásról is lemondott, hogy a szemében növelje a rendkívül fényérzékeny pálcikák számát a csapok rovására. A hallás, szaglás és más érzékszervek (gondoljunk csak a denevérek visszhang-alapú echolokációs „képalkotására”) látást segítő vagy többé-kevésbé helyettesítő felerősítése szintén jellemző a kevés fotonból élőkre.
A koponya méretéhez képest az éjszakai életmódú koboldmakik szeme a legnagyobb az emlősök között
Hőkamerák a sötétben
A Napból jövő infravörös sugarakat ugyan érzékeljük a bőrünkön (ezek a hősugarak), de nem látjuk, így képalkotásra, távérzékelésre nem tudjuk felhasználni. Egyetlen más állatfaj látása sem nyúlik a miénknél számottevően messzebbre az infravörös tartományba. Léteznek azonban állatok, amelyek képesek az infravörös sugarak segítségével valamiféle, látáshoz hasonló képalkotásra, mert távérzékelésre is alkalmas hőtérképező rendszert fejlesztettek ki. Ezek az állatok a gödörkésarcú viperák (ide tartoznak pl. a csörgőkígyók), illetve néhány más boa- és pitonfaj. A kígyókon kívül jelenlegi tudásunk szerint csak a vérszopó-denevéreknél alakult ki hasonló hőérzékelő képalkotás. Az agyban kialakuló hőtérkép hasonló lehet a látáshoz, mégsem hívjuk annak, mert nem a szem segítségével jön létre.
A boák és pitonok a gödörkésarcú viperáktól és egymástól is függetlenül találták fel a távérzékelésnek ezt a módját. Úgy tűnik, a kígyók minden más lénynél nagyobb érdeklődéssel és kísérletező kedvvel fordultak az infrasugarak általi képalkotás lehetősége felé. A gödörkésarcú viperák azonban messzebbre jutottak e téren a többieknél, így a továbbiakban csak rájuk szűkítjük a részletek kibontását.
Gödörszerv egy piton (fent) és csörgőkígyó (lent) arcán
A történetük érzékszervi főszereplői nem a szemek, hanem a kétoldali gödörkék az arcon, az orrnyílások közelében. A gödörszervben erekkel gazdagon átszőtt, a háromosztatú ideg által beidegzett hártya húzódik. A hártya elképesztő mértékben érzékeny az előtte és mögötte lévő légtér hőmérsékletének a különbségére: 0,001 °C eltérést is érzékel. A gazdag erezet nem csak az oxigénellátásban fontos, hanem abban is, hogy gyorsan visszahűtse a hártyát egy hőstimulus után a vér hőmérsékletére, ami – hidegvérű állatról lévén szó – a környezet hőmérsékletét jelenti. Enélkül akkor is kínosan sokáig ingerületben maradna, és hamis jelet küldene a szerv, ha a hőforrás már messze jár.
Gödörszerv vázlatos rajza
Néhány idegi átkapcsolás után a gödörkék közvetítette ingerületet az agy azon területe dolgozza fel, amelyik a vizuális információt is. Az érzékelés és képalkotás hatótávolsága mindössze egy méter körüli, ami nem tűnik soknak, de a kígyók szeme sem büszkélkedhet lényegesen többel. Az éjszaka sötétjében vadászó kígyóknak azonban kétségtelen előny egy méterrel tovább „látni” az orruknál, mint az orrukig se.
Hőkamera: talán a kígyók gödörszerve hasonló hőképet rajzol a környezetükről
Fénytelen hullámok
Az igazán koromsötétben élőknek azonban a fény hullámai többé nem segítenek a távérzékelésben, így más hullámokat kell segítségül hívniuk. Teljesen sötét helyek a Földön – ahol egy-egy árva foton sem kószál – csak a tengerek mélyén, illetve a föld alatt vannak. Az ilyen helyeken a legcélszerűbb szemestül-mindenestül megszabadulni az okafogyott látástól. A fotontalan sötétséghez alkalmazkodás is oly sokszínű, hogy a teljesség igénye nélkül szemezgetünk a szemnélküli megoldásokból.
Közismert, hogy a tengerekben lefele haladva egyre sötétebb van. Nem feltétlenül kell azonban túlságosan mélyre menni ahhoz, hogy a látás korlátait elérjük. Zavaros édesvizekben is csődöt mondhatnak a szemek, számtalan és sokféle más érzékelési irányba terelve a „zavarosban halászókat”. Gyönyörű példa erre a kacsacsőrű emlős. Vízi gerinctelenek után kutatva merül alá, szorosra zárt szemekkel. Kacsacsőre mentén olyan érzékszerv húzódik, amely érzékeli az élőlények által kibocsátott apró elektromos hullámokat, jeleket, és ennek segítségével csukott szemmel is boldogul. Az elektromos angolnák szintén képesek erre, sőt, ezek a halak nem csak érzékelni, hanem generálni is tudnak elektromos mezőket maguk körül.
Kacsacsőrű emlős és elektromos angolna
A tengerek mélyére a látható fény tartományának legelszántabb fotonjai sem juthatnak le. Teljes sötétség honol, lakói pedig nem is tesznek hiábavaló kísérleteket a látásra. Vakok, de nem „világtalanok”. A halak például a vízben terjedő hullámokat oldalvonal-szervükkel érzékelik, így ennek segítségével is megtudhatnak annyit a környezetükről, amennyi az életben maradáshoz feltétlenül szükséges.
A talaj és az alapkőzet a víznél is sokkal hatékonyabb fényszűrő. A föld alatt élő állatok, ha idejük egészét vagy döntő részét ott töltik, a látásukat adják cserébe viszonylagos biztonságot nyújtó élőhelyükért. Gondoljunk csak az egészen jelentéktelen szemeket hordó vakondra, csupasz turkálóra és a teljesen vak földikutyára, vagy a barlangi vizek vak gőtéire, halaira és rákjaira. A szem költséges és bonyolult szerv, így ha nincs használatban, az evolúció hamar a leépítése mellett „dönt”. A leegyszerűsödött, csak fényintenzitás-érzékelésre alkalmas szem (pl. a vakond szeme) is csak akkor marad fenn, ha viselője időnként érintkezik a fény világával, és fontos tudnia a biztonságos sötétségbe visszavezető utat.
Nem érdemes azonban sajnálni a földikutyákat a vakságukért: ezek a föld alatti rágcsálók egy egészen sajátos hullámot szerződtettek a fény helyett. A fejük dobolásával keltett szeizmikus hullámokat, a talaj rezgéseit alakítják át „látás-élménnyé”. Az idézőjel nem is annyira indokolt, hiszen agyukban a szeizmikus információkat a látókéreg dolgozza fel – mondhatni ez az agyterület a látás elvesztésével munkanélkülivé vált, majd új munkakört talált.
Földikutya, kivételesen éppen a föld felett
A cikksorozat első két részében láthattuk, milyen végtelenül sokszínűen használják fel a Napból érkező fénysugarak látható tartományát az állatok arra, hogy szemükkel képet alkossanak a környezetükről. Ebben a részben főként olyan távérzékelési találmányokat ismerhettünk meg, amelyek a fény nem látható tartományára vagy fotonszűke miatt más hullámokra hagyatkoznak. Bármily érdekes megoldásokat fejlesztettek ki ezek a fajok, ők a különcök. A távérzékelés, képalkotás legelterjedtebb és egyben legváltozatosabb módja a Földön a szemek általi látás. Így, a sorozat befejező cikkének a végén meg szeretném köszönni kitartó olvasóimnak, hogy betűim ilyen sokat időzhettek retinájuk sárgafoltján.
Szerző: Vas Zoltán