Nota Editor: Kisah ini dikemas kini pada jam 11:20 pagi E.D.T. pada hari Jumaat, 17 Mei
Menghidupkan zarah cahaya ke dalam maklumat visual adalah kerja keras, dan tubuh anda bergantung pada oksigen untuk mendapatkan pekerjaan yang dilakukan. Ini benar sama ada anda berjalan di atas dua anggota badan atau berenang melalui laut dengan lapan.
Sebenarnya, menurut satu kajian terbaru dalam Jurnal Biologi Eksperimental, jumlah oksigen yang tersedia untuk invertebrat laut seperti cacing, ketam dan gurita mungkin jauh lebih penting kepada visi mereka daripada yang difikirkan sebelumnya. Dalam kajian yang diterbitkan dalam talian pada 24 April, penyelidik menyaksikan kejatuhan dalam aktiviti retina dalam empat spesies larva marin (dua ketam, sotong dan sotong) apabila haiwan itu terdedah kepada persekitaran oksigen yang berkurangan selama 30 minit.
Bagi sesetengah spesies, walaupun paras penurunan minuscule dalam oksigen mengakibatkan kehilangan penglihatan yang hampir serta-merta, akhirnya menyebabkan buta hampir mendekati sebelum oksigen digegarkan kembali lagi.
Penulis kajian utama Lillian McCormick, calon kedoktoran di Scripps Institution of Oceanography di La Jolla, California, beberapa bentuk penglihatan penglihatan mungkin merupakan realitas sehari untuk spesies ini, yang bermigrasi antara permukaan tepu oksigen yang sangat oksigen dan hipoksia (kedalaman oksigen rendah) semasa rutin pemakanan harian mereka. Dan apabila paras oksigen laut terus menurun di seluruh dunia, sebahagiannya disebabkan oleh perubahan iklim, risiko kepada makhluk ini dapat dipergiat.
"Saya khuatir bahawa perubahan iklim akan menjadikan masalah ini lebih teruk," McCormick memberitahu Live Science, "dan gangguan penglihatan mungkin berlaku lebih kerap di laut."
Untuk mencungkil cephalopod di mata
Untuk kajian baru, McCormick dan pasukannya menyiasat cumi pasaran (Doryteuthis opalescens), sotong dua tempat (Octopus bimaculatus), ketam tuna (Pleuroncodes planipes) dan ketam batu anggun (Metacarcinus gracilis). Spesies ini semua tempatan ke Lautan Pasifik dari California Selatan, dan mereka semua terlibat dalam rutin menyelam harian yang dikenali sebagai penghijrahan menegak. Pada waktu malam, mereka berenang berhampiran permukaan untuk memberi makan; Pada siang hari, mereka turun ke kedalaman yang lebih tinggi untuk bersembunyi dari matahari (dan pemangsa yang lapar yang dibawanya).
Oleh kerana makhluk-makhluk ini bermigrasi ke atas dan ke bawah lajur air, ketersediaan oksigen berubah secara dramatik. Lautan penuh dengan oksigen di dekat permukaan, di mana udara dan air bertemu, dan jauh kurang tepu dengan oksigen pada 165 kaki (50 meter) di bawah permukaan, di mana banyak krustasea dan cephalopod sembunyi pada siang hari.
Untuk mengetahui sama ada perubahan ini dalam oksigen mempengaruhi penglihatan haiwan, McCormick melampirkan elektrod kecil ke mata masing-masing larva ujiannya, tidak ada yang mengukur lebih lama daripada 0.15 inci (4 milimeter). Elektrod ini mencatatkan aktiviti elektrik di setiap mata larva sebagai retina yang bertindak balas kepada cahaya - "seperti EKG, tetapi untuk matamu bukan hati anda," kata McCormick.
Setiap larva kemudian dimasukkan ke dalam tangki air dan dibuat untuk melihat cahaya terang manakala paras oksigen air semakin menurun. Tahap jatuh dari ketepuan udara 100%, paras oksigen yang anda harapkan untuk mencari di permukaan lautan, hingga kira-kira 20% ketepuan, yang lebih rendah daripada apa yang mereka alami saat ini. Selepas 30 minit keadaan oksigen rendah ini, tahap oksigen meningkat kembali ke 100%.
Ketika masing-masing empat spesies menunjukkan toleransi yang sedikit berbeza, keempat-empat mereka mendapat pukulan yang jelas terhadap penglihatan apabila terdedah kepada persekitaran oksigen rendah. Secara keseluruhan, setiap aktiviti retina larva menurun antara 60% dan 100% dalam keadaan oksigen rendah. Sesetengah spesies, terutama sotong pasaran dan ketam batu, terbukti sangat sensitif bahawa mereka mula kehilangan penglihatan mereka sebaik sahaja para penyelidik mula menurunkan oksigen dalam tangki.
"Ketika saya mencapai tahap oksigen yang paling rendah, haiwan-haiwan ini hampir buta," kata McCormick.
Berita baik ialah kehilangan penglihatan tidak kekal. Dalam kira-kira satu jam kembali ke persekitaran oksigen tepu sepenuhnya, semua larva memperoleh sekurang-kurangnya 60% dari visi mereka, dengan beberapa spesies memantul kembali ke fungsi 100%.
Buta di dalam air
Kemungkinan besar kerana Pasifik secara alami mengalami banyak keadaan oksigen rendah berhampiran Southern California, spesies ini sangat sensitif bergulat dengan beberapa bentuk penglihatan yang berlaku setiap hari, kata McCormick. (Semakin banyak penyelidikan diperlukan untuk mengetahui dengan pasti, walaupun.) Semoga McCormick menambahkan, spesies berisiko ini secara semulajadi mengembangkan tingkah laku mengelakkan supaya mereka berenang ke bahagian-bahagian oksigen yang lebih tinggi di lautan apabila penurunan penglihatan yang teruk.
Walau bagaimanapun, McCormick berkata, deoxygenation pesat yang disebabkan oleh perubahan iklim dapat menjadikannya lebih sukar bagi spesies ini untuk menyesuaikan diri. Menurut kajian 2017 di jurnal Nature, jumlah paras oksigen laut telah menurun sebanyak 2% secara global dalam 50 tahun yang lalu dan diunjurkan menurun sehingga 7% tambahan pada tahun 2100. Perubahan iklim merupakan faktor penting yang mendorong ini Kerugian, kajian alam yang dijumpai, terutama di bahagian atas lautan, di mana larva McCromick belajar cenderung menghabiskan sebagian besar nyawa mereka.
Deoxygenation yang disebabkan oleh pemanasan ini - ditambah pula dengan kekuatan semula jadi seperti corak peredaran angin dan air yang membuat paras oksigen berhampiran permukaan tidak konsisten di rantau ini - boleh menyebabkan makhluk yang lebih terdedah kehilangan pandangan mereka apabila mereka memerlukannya. Haiwan berisiko boleh menjadi kurang berkesan untuk memburu makanan berhampiran permukaan, dan mungkin terlepas tanda-tanda pemangsa yang halus di tengah-tengah mereka, kata McCormick. Ia adalah satu kemungkinan suram - bagaimanapun, lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk menentukan jumlah kehilangan penglihatan yang berkaitan dengan oksigen yang benar-benar diperlukan sebelum makhluk ini membuat kesilapan yang berpotensi berbahaya.
"Sekiranya saya mengambil kanta lekap di rumah dan berjalan-jalan, saya mungkin merapatkan jari kaki saya, tetapi saya akan dapat," kata McCormick. "Persoalan seterusnya ialah, berapa banyak kesan retina sama dengan perubahan dalam tingkah laku visual?"
Nota Editor: Kisah ini dikemaskini untuk membetulkan ukuran larva. Mereka kurang daripada 0.15 inci, tidak 1.5 inci, panjang. Cerita ini juga dikemaskini untuk mengetahui bahawa invertebrat laut biasanya tidak mengalami ketepuan oksigen sebanyak 20% dalam persekitaran normalnya.
