Szenzációs oka van a macskák függőleges pupillájának

A Science Advances folyóiratban publikált kutatás szerint a függőleges pupillák a leggyakrabban a zsákmányukra lesből támadó, éjszakai vagy krepuszkuláris ragadozók körében fordulnak elő. A kutatók azonban itt nem álltak meg; azt is feltárták, hogy a bizarr, fekvő téglalap alakú pupillák, amelyet kecskéknél és birkáknál figyelhetünk meg, hogyan állnak kapcsolatban a cicák hasított szembogarával. Sőt, azt is megmutatjuk, milyen előnyei vannak a kerek pupillának, és kiknél figyelhető meg.

A következőkből tehát kiderül, hogyan profitálnak kedvenceink a függőleges pupilla nyújtotta előnyökből.

A függőleges pupilla egy fegyver

Azt már a 40-es években megfigyelték, hogy a ragadozók általában függőleges pupillával rendelkeznek, akik vízszintes pupillájú prédákat zsákmányolnak. Ugyanakkor a megfigyelésen túl egészen a közelmúltig senki nem merészkedett. Martin Banks, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem látáskutatója és csapata azonban készen állt elveszni összesen 214 szárazföldi faj lelkének tükrében, amelyből egy adatbázist is összeállítottak. Miután kielemezték az adatokat, összefüggésbe tudták hozni a szembogár alakját az állat táplálkozási szokásaival és a tevékeny időszakával.

A lesből támadó ragadozók, mint sok macskaféle és a kígyók is, jellemzően függőleges pupillákkal rendelkeztek, főleg akkor, ha éjszakai életet éltek. Ennek az összefüggésnek az oka valószínűleg a szem mechanikájával van kapcsolatban. „A lesből támadó vadászoknak ugyanis nagyon jónak kell lennie a mélységérzékelésben” – magyarázta Martin Banks a Live Scinece-nek.

A mélység mozgás nélküli mérésének két módja van. A sztereopszis során az agy létrehozza a képet a két retina vetületéből, míg az úgynevezett elmosás során a fókuszpont mögötti és előtti objektumok homályosságát használja ki annak meghatározásához. Úgy gondolják, hogy sztereopszisban használt oldalirányú elmozdulás könnyebben mérhető függőleges vonalak és kontúrok segítségével, mint vízszintesekkel. A vízszintes távolságok megítéléséhez a kutatók szerint azonban a kettes számú módszert használják a macskák és a többi, hozzájuk hasonló ragadozó. Az elmosódás maximalizálása érdekében a ugyanis pupillának szélesre kell nyílnia felülről lefelé, vagyis az ideális forma szintén a hasíték.

A zsákmány pupillája

A spektrum másik oldalán a kecskék, birkák, lovak és néhány varangyfajta furcsa, négyszögletes pupillái helyezkednek el. A Banks és munkatársai által létrehozott adatbázisban a 42 növényevő zsákmányállat közül 36-nak volt vízszintes pupillája. Hogy megtudják, miért, számítógépes modellt készítettek egy bárányszemről, és megmérték az optikáját. Az eredmények azt mutatták, hogy a vízszintes pupilla minimálisra csökkenti a felülről és alulról érkező információk bevitelét, ezzel együtt pedig maximalizálja az elölről és hátulról látható képeket. Ezt kiegészítve a szemek a fej oldalán helyezkednek el, ami szintén hozzájárul a panorámalátáshoz.

És itt nincs vége! Elképesztően érdekes, hogy a kutatók szerint ezek a pupillák minimalizálják a vízszintes kontúrok elmosódását is, így élesebb képet adnak a talajról és a területről, ami a jószág előtt van. Ez igen fontos egy olyan állat számára, akinek azonnal reagálnia kell, vagyis el kell futnia, ha fenyegetést észlel.

Az elmélet kidolgozása közben azonban szembesültek egy problémával. Az állat szemének összhangban kell maradnia a horizonttal, különben semmit nem érzékelnének az előnyökből. A terepen folytatott vizsgálatok során azonban világossá vált, hogy ezek a jószágok mind elforgatják a szemüket – az egyiket az óramutató járásával megegyezően, a másikat pedig az óramutató járásával ellentétes irányban –, hogy a pupilláikat egy vonalban tartsák a horizonttal legelés közben.

A kerek pupilla misztériuma

Ha leegyszerűsítve a függőleges pupilla vadászatra, a vízszintes pupilla pedig menekülésre való, akkor vajon milyen előny származik a kerekből? Banks szerint erre a kérdésre nem lehet egyértelmű választ adni. A kerek pupillájú állatok általában aktív ragadozók vagy gyűjtögetők, élelmet keresők, akik éjjel és nappal is aktívak. Azonban az tagadhatatlan, hogy ebben az esetben a pupilla alakja és a tulajdonságok közötti összefüggés nem volt olyan erős, mint az előző esetekben.

Hogy valamelyest tisztázzák a kérdést, a kutatók családfát készítettek a macskafélékről és a kutyafélékről, hogy lemérhessék, a különböző pupillaformák csak egyszer alakultak ki ezekben a családokban, vagy többször és önállóan bukkantak fel. Az eredmények arra utaltak, hogy többször, egymástól függetlenül alakultak ki. Banks még hozzátette, hogy a távolság megítélése mellett a pupilla formájának természetesen köze van a színlátáshoz és a mintafelismeréshez is, így ebben a témakörben is szeretnék bővíteni az eddig megszerzett információkat.