Prohlédnout pod hladinou: Jak funguje zrak v nejtemnějších hlubinách

Krakatice Histioteuthis heteropsis české jméno nemá, ale mohli bychom ji provizorně označit jako „krakatici různookou“. Tak se dá totiž přeložit latinský vědecký název tohoto hlavonožce. Dvě zcela odlišné oči jsou také jeho nejnápadnějším rysem. Přitom na začátku života má krakatice obě oči stejné – zapadlé, malé, kulaté a modře zbarvené. S tím jak roste, se jí levé oko mění, až je nakonec dvakrát větší, „vykulené“, žluté a má válcovitý tvar.

Jedno oko nahoru, druhé dolů

Dlouho nebylo jasné, proč příroda vybavila tohoto mořského živočicha tak bizarní zrakovou disproporcí. Teprve záběry podmořských kamer odhalily, že krakatice plavou na pravém boku. Velké žluté oko je tedy prakticky neustále obrácené k hladině, naopak malá modrá zřítelnice se upírá do hlubiny.

Histioteuthis heteropsis žije v hloubkách kolem 500 metrů, kde už je jen velmi málo světla. Levé oko je vysoce citlivé na modrou barvu, která se jako poslední z kompletního spektra barev slunečního svitu prodere do hloubek pod 200 metrů. Krakatice díky levému oku rozeznává i v přítmí hlubin siluety živočichů, kteří plavou blíž k hladině a jejich těla se rýsují proti zbytkům světla přicházejícím shora.

Naopak pravé oko má za úkol zachytit světélkování tvorů, kteří žijí v temnotách pod krakaticí. Toto světélkování je často překvapivě silnější než zbytky slunečního svitu. I proto je pravé oko menší a na světlo méně citlivé. Citlivé levé oko by totiž mohlo být silným světélkováním podmořských tvorů oslepeno. 

Oči pro vorvaní auru

Náročnost života v zóně na pomezí mezi povrchovými vodami prozářenými sluncem a bezednou temnotou mořských hlubin dokládá i zrak obřího kalmara Hamiltonova (Mesonychoteuthis hamiltoni). Ten dorůstá délky až 15 metrů a hmotnosti pěti metrických centů. Do tmy zírá největšíma očima živočišné říše, která v průměru měří až 30 centimetrů. (Jen pro srovnání, profesionální basketbalový míč má průměr 27 cm.)

Růst a „provoz“ oka jsou nesmírně náročnou záležitostí, a tak se nabízí otázka, proč kalmar Hamiltonův do očí tolik investuje. Díky tvaru oční čočky je jeho oko dalekozraké a hlavonožec vidí blízké předměty velmi špatně. Zdá se tedy, že oko mu může včas pomoci odhalit blížícího se nepřítele.

Tím je vorvaň (Physeter macrocephalus), který kalmary a další velké hlavonožce s oblibou loví. Jenže optické vlastnosti vody nedovolují využít kapacitu tak velkého oka pro rozlišení obrysů blížícího se nepřítele. Pro kalmara nemá pro tyto účely smysl oko větší než pomeranč. Obří hlavonožec však nevyhlíží siluetu vorvaně, nýbrž „auru“, která ho obklopuje. I když velryba klouže vodou zcela hladce, přeci jen za ní vznikají drobné vlnky a víry. Na ty reagují některé mořské mikroorganismy rozsvícením svých vnitřních zdrojů světla. Vorvaně tak provází „závoj“ z velmi jemné záře. Kalmar díky svým rekordně velkým očím zachytí tento slaboučký svit na velkou dálku a může se lovícímu vorvani včas klidit z cesty. 

Život na hladině

Jiní obyvatelé přísvitové zóny na pomezí prosvětlených vod při hladině a temnot hlubin se s nároky prostředí s dvěma zcela odlišnými „světelnými světy“ vyrovnali zdvojením očí. Ryba strašík natalenský (Rhynchohyalus natalensis) má válcovitě tvarované oko, kterým se dívá do prostoru nad sebou. Ve spodní části se oko otevírá druhou zornicí světlu přicházejícímu zdola. Toto světlo je nasměrováno k světločivným buňkám sítnice silně lesklou vrstvou krystalů fungujících jako zrcadlo.

Hladinovka čtyřoká (Anableps anableps) jejíž každé oko má dvě zorničky – jedna směřuje nad hladinu, druhá pod ni (foto: Flickr, to.wi, CC BY-NC-SA 2.0)

Na dva světy se dívají i ryby žijící na hladině. Sladkovodní rybka z Karibiku hladinovka čtyřoká (Anableps anableps) kouká na svět párem „zdvojených“ očí podobně jako strašík natalenský. Každé oko této ryby má dvě zorničky. Jedna směřuje nahoru a ryba, která tráví hodně času pláváním po hladině, s ní pozoruje vzdušný prostor nad sebou. Druhá zornice směřuje dolů a hladinovka si jejím prostřednictvím udržuje přehled o dění pod hladinou. Každá část oka je uzpůsobena jiným optickým vlastnostem dvou různých prostředí, na jejichž hraně se hladinovka pohybuje. Horní část oka vidí dobře ve vzduchu, ale pod vodou je to s jejími schopnostmi zobrazit dění kolem podstatně horší. V tom vyniká naopak spodní část, která by neodváděla dobrou práci na suchu. 

Brouk s bifokálníma očima

Zdvojenýma očima se dívá kolem sebe i larva amerického brouka potápníka Thermonectus marmoratus. Příroda je pro lov drobného hmyzu vybavila hned dvanácti očima s 28 sítnicemi a dvěma sadami unikátních čoček, jaké sice oční optici běžně vsazují do brýlových obrub, ale v živočišné říši představují naprostou raritu. 

Larva amerického brouka potápníka Thermonectus marmoratus má v živočišné říši zcela raritní oči. Dospělí potápníci jsou však vybaveni už úplně tuctovýma hmyzíma očima (foto: Wikimedia Commons, Ltshears, CC BY-SA 3.0)

Larvy potápníka, jenž si vysloužil své druhové jméno marmoratus mramorovaným zbarvením krovek, žijí v kalných vodách jezírek a potoků na americkém jihozápadě. Kořist uchvátí jediným bleskurychlým výpadem. Po oběti pátrají očima posazenýma po stranách hlavy. Čtveřice očí se dívá vlevo a další oční kvartet sleduje pravou stranu. Jakmile tyhle „pátrací“ oči zahlédnou slibný objekt, obrátí se k němu larva čelem a zaměří na něj centrální čtveřici očí. Pomaličku se blíží nic netušící oběti, a když se dostane na přesně určenou vzdálenost zhruba půl centimetru, udeří.

Jeden pár centrální čtveřice oči vidí velmi dobře nablízko, zatímco druhý pár je naopak „dalekozraký“. V každém okamžiku přibližovacího manévru zobrazuje jeden pár očí kořist ostřeji než druhý. Už to, které oči vidí ostřeji, nabízí larvě brouka rámcovou představu o tom, jak je cíl daleko. 

Se stářím se zrak horší

Každé z očí larvy potápníka má dvě sítnice a navíc čočku složenou ze dvou různých čoček. Jde o jakousi obdobu bifokálních skel v brýlích. Světlo se v oku láme tak, že kreslí obraz jak na sítnici na zadní straně oka, tak i na druhé sítnici umístěné po stranách oka. Tato sítnice se skládá z dvanácti vrstev světločivných buněk a není proto s to zobrazit objekt správně. To ale vůbec nevadí, protože v tom její úkol nespočívá. Pro přesné zobrazení slouží sítnice na zadní straně oka. Jak se larva oběti přibližuje, zaostřuje se obraz na stále hlubší světločivné vrstvě postranní sítnice. Larva usuzuje na vzdálenost od kořisti podle toho, na které vrstvě sítnice vidí obraz nejjasněji. 

TIP: Barevný paradox: Hlavonožci umí měnit barvy, přestože jsou barvoslepí

Když se larva zakuklí, dojde v jejím těle ke komplexní přestavbě. Té se nevyhnou ani unikátní oči s bifokálními čočkami. Kdo by očekával, že dospělý potápník bude vybaven ještě úžasnějšíma očima, toho čeká hořké zklamání. Potápníci totiž mají tuctové hmyzí oči složené ze spousty maličkých oček čili omatidií.