Natura dała nam umiejętność odróżniania czerwonych owoców od zielonych, za to pozbawiła nas nocnego widzenia. Z kolei koty nie dostrzegają koloru czerwonego, ale w ciemności ich świecące oczy widzą perfekcyjnie.

Człowiek o słabych nerwach nie wybiera się po zmroku do środkowoamerykańskiej dżungli. W naszej umiarkowanej strefie klimatycznej, zwłaszcza z dala od świateł miasta, łatwo zatopić się w ciep­łym, pachnącym wiciokrzewem i schnącym sianem mroku lipcowych nocy. Choć ciemne, są one pełne życia, wibrują dźwiękami i ruchem – zapraszają, obiecując chwilę wytchnienia i spokoju. W Hondurasie czy Kostaryce dżungla nocą to środowisko człowiekowi obce. Zabójcze. Atramentowy mrok, w którym nasze nauczone dnia oczy ślepną. Labirynt szeleszczących roślin, w zakamarkach których odbywa się nieustanny taniec śmierci. Po leśnym runie leniwie suną jadowite żararaki, wśród liści kursują wałęsaki, gotowe każdemu intruzowi wstrzyknąć swój toksyczny koktajl. Do tego dochodzi światło. A raczej światła.

Choć zatopiona w mroku, dżungla no­cą mieni się od zapalających się oraz gas­nących tu i ówdzie świateł. Niektóre zdają się przerastać ciemność i czarne kontury zanurzonych w niej obiektów jak tętnice niewidocznego za dnia układu krwionośnego. Jarzące się na zielono sznureczki oplatają butwiejące pnie i sterty kruszejących w wilgotnym upale liści. Każda z tych nitek to element większej sieci spowijającej cały ten ekosystem, złożonej ze splątanych ścieżek grzybni przenikającej martwą materię. Jedne z nich świecą, z niektórych wyras­tają nawet niewielkie, świecące kapelusze – miniogrody surrealistycznego blasku jakby wyjęte z Krainy Czarów. Między drzewami suną w ciszy świetliki, ich szybkie i krótkie życia dosłownie spalają się w seledynowej poświacie produkowanej przez ciała. Niezdolne do pobierania pokarmu, w ciągu kilku dni wyświecają całą zgromadzoną w sobie energię, mając jeden tylko cel: przekazanie dalej genów, a wraz z nimi – tajemnicy ujarzmienia neonowego blasku. Ale dookoła są również inne światła. Zielone, błękitne, żółtawe, brązowozłote. W dziwnym rytmie pojawiają się i znikają na tle czarnego lasu. Nieruchomo wiszą w powietrzu; często parami, czasami w większych zgrupowaniach. Chmary i roje światełek, zupełnie jakby przestrzeń przyglądała się nam setkami uważnych oczu.

Pewnego dnia, w czasie jednego z takich późnowieczornych spacerów po dolinie rzeki Java w okolicach kostarykańskiego San Vito, tradycyjnie towarzyszyły mi girlandy świetlnych punkcików rozrzuconych na czerniejącym tle zapadającej się w noc dżungli. I wszystko byłoby w porządku – nie był to mój pierwszy nocny spacer po gęstwinach Las Cruces – gdyby nie jedna szczególna para złocistych ogników, która nagle pojawiła się kilkadziesiąt metrów przede mną, na samym środku leśnej ścieżki. Dwa punkciki, niewzruszone, cierpliwe. Wiedziałem, czym może się skończyć takie spotkanie w tropikalnej dżungli. Jeśli punkt światła jest jeden, a w dodatku wykonuje trudne do przewidzenia akrobacje i esy-floresy, to najpewniej świetlik. Jeśli jednak punkciki są dwa, natychmiast trzeba ocenić, jak blisko siebie się znajdują. Centymetr, dwa – prawdopodobnie mamy do czynienia z gryzoniem. Więcej niż kilka centymetrów – warto rozważyć spokojny odwrót. Tak też zrobiłem. Przez krótką chwilę przyglądałem się jeszcze napotkanej istocie (istotom?) i nie wiedzieć czemu, fantazja podsunęła mi absurdalny w tej sytuacji obraz. Wyobraziłem sobie, że tuż pod dwoma światełkami – jak na Krainę Czarów przystało – zaraz wyrośnie bielusieńki, szczerzący się do mnie, szeroki koci uśmiech. I choć właścicielem złocistych latarenek nie mógł być Kot z Cheshire, moja wyobraźnia wcale nie powędrowała zbyt daleko.

Informacja

Z ostatniej chwili! To druga z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Pomyłka ewolucji

Nazajutrz dość szybko dowiedziałem się, czym były te dwa „świetliki” – nie dało się zresztą przeoczyć ogólnego podniecenia, jakie zapanowało w stacji badawczej. Okazało się, że niedługo przed moim nocnym spacerem fotopułapka zamontowana na ścieżce prowadzącej do jednej z bram zarejestrowała leniwie spacerującą po dżungli pumę. Zarówno czas, jak i gabaryty potencjalnego właściciela świecących punktów doskonale do niej pasowały. Miałem więc potwierdzenie, że decyzja o wycofaniu się była słuszna. Co więcej, moja szalejąca wyobraźnia wcale nie przesadziła, podsuwając mi wizję wiszącego w powietrzu kociego uśmiechu.

Czy puma śmiała się ze mnie, tego nie wiem. Niesamowite jednak było to, jak jaskrawy okazał się blask jej oczu ze stoic­kim spokojem śledzących każdy mój ruch – dziwnego zwierzęcia ewidentnie mającego problemy z poruszaniem się w ciemniejącym lesie. Tamto wydarzenie było niezwykłym spotkaniem dwóch strategii radzenia sobie ze światem za pomocą zmysłów. Po jednej stronie znalaz­łem się ja: zwierzę dnia, ssak przystosowany do zdobywania pożywienia w blasku słońca, ze wzrokiem zaadaptowanym do odróżniania subtelnych wariantów kolorystycznych. Takiego widzenia potrzebował mój daleki przodek – zdolności rozpoznawania owoców pozwalającej pominąć niedojrzałe i skupić się na tych smakowitych, gotowych do zjedzenia. W ten sposób według badaczy prehistorii ssaków wyglądały siły ewolucyjne, które doprowadziły naczelne (w tym człowieka) do widzenia „trójbarwnego”, opartego na stymulacji trzech receptorów koloru w naszych oczach. Potrzebowaliśmy tej umiejętności, by móc efektywnie odróżniać niejadalne zielone owoce od smacznych czerwonych. Nasz wzrok ewoluował więc w stronę coraz lepszej wydajności za dnia, gdy do oczu dociera wystarczająco dużo światła i za większość widzenia odpowiadają wrażliwe na kolory czopki. Kiedy zapada ciemność, stajemy się wzrokowymi fajtłapami. Czopki wycofują się z pierwszych linii zmysłowego frontu i są wtedy praktycznie bezużyteczne. Zamiast nich obraz rzeczywistości w dużej mierze tworzą pręciki, wrażliwe na słabe światło, ale też mniej liczne i rzadziej rozmieszczone w siatkówce. W ciemności więc coś widzimy, ale kiepsko i nieostro.

Za taki stan rzeczy częściowo odpowiada także konstrukcja oka kręgowców. Siatkówka naszych oczu składa się z wielu warstw – jedną z nich, najważniejszą i najbardziej światłoczułą, jest ta zawierająca „ciała” czopków i pręcików. Z powodów, nad którymi wciąż debatują biolodzy i embriolodzy, znajduje się ona na spodzie siatkówki. To trochę tak, jakbyśmy do aparatu fotograficznego włożyli film odwrotnie, stroną światłoczułą skierowaną na zewnątrz. W dalszym ciągu uda nam się wykonać zdjęcie (podłoże kliszy fotograficznej jest przezroczyste, przepuści więc sporo światła), ale będzie ono nieostre, zamglone. Nieoptymalna budowa naszych oczu sprawia, że w ciemności dodatkowe warstwy siatkówki pochłaniają cenne fotony mające trafić do fotoreceptorów, co również pogarsza możliwości ludzkich oczu.

Ewolucja rzadko próżnuje, skoro więc popełniła „błąd”, tworząc oczy kręgowców, postanowiła go (przynajmniej częś­ciowo) naprawić. Odwrócenie ewolucji narządu tak precyzyjnego i skomplikowanego jak oko nie wchodziło w grę – zbyt łatwo można by coś zepsuć, zamiast naprawić. Trzeba było go zatem „przeprojektować” – i kostarykańska puma, a wraz z nią większość kotowatych, to przykład konstrukcyjnej rewolucji, która częściowo naprawiła ewolucyjny bubel.

Świetlisty gobelin

Tapetum lucidum. Te dwa łacińskie słowa, w dosłownym tłumaczeniu znaczące „świetlisty gobelin” czy też „lśniąca makatka”, są ewolucyjną odpowiedzią na potrzeby kocich – ale też psich i wielu innych – oczu. Drapieżniki często polują w nocy, więc ich oczy muszą zapewniać perfekcyjne widzenie w ciemności. Błona odblaskowa – czyli właśnie tapetum lucidum – to genialnie proste rozwiązanie problemu małej ilości światła dostępnego nocą, niewymagające wprowadzania konstrukcyjnych rewolucji w strukturze gałki ocznej. Zbudowana w nieco inny sposób u różnych zwierząt błona odblaskowa jest w zasadzie tzw. retroreflektorem – konstrukcją odbijającą padające na nią światło w kierunku dokładnie przeciwnym do tego, z którego ono dociera. U pumy – jak zresztą u innych ssaków drapieżnych – warstwa ta znajduje się pomiędzy siatkówką a naczyniówką. Zbudowana jest ze specjalnych komórek zawierających przezroczyste kryształy guaniny. Są one uporządkowane w sposób nadający błonie odblaskowej charakterystyczny, opalizujący połysk. Światło wpadające do oka zwierzęcia najpierw przechodzi przez siatkówkę i znajdujące się w niej światłoczułe receptory. To, co z tego światła pozostaje, pada na położoną głębiej warstwę wyposażoną w tapetum lucidum – tam promienie są załamywane i odbijane w przeciwnym kierunku, dzięki czemu drugi raz przepływają przez wrażliwe na światło receptory. Następnie spora część tego świat­ła wydostaje się z oka na zewnątrz, a że jego promienie są jednocześnie skupiane przez wklęsłe dno oka i soczewkę, widzimy je jako wyjątkowo jaskrawe, nawet jeśli pierwotnie do oka zwierzęcia wpadło światło stosunkowo rozproszone. Dodatkowym efektem, który zapewnia tapetum, jest tzw. konstruktywna interferencja fal świetlnych: te odbite od warstwy odblas­kowej w drodze powrotnej natrafiają na kolejne fotony, z którymi się sumują, wzmacniając słaby sygnał niesiony przez nikłe światło pochodzące z nocnego środowiska zwierzęcia.

Posiadanie takich superoczu wydaje się kapitalną sprawą, w niejednej ludzkiej głowie zrodzi się więc pytanie: dlaczego my, ludzie, nie zostaliśmy wyposażeni w ten wynalazek? Ależ byłoby niesamowicie móc za dnia korzystać z ostrego jak brzytwa widzenia barwnego, a nocą – z noktowizji zapewnianej przez wyściełający dno oka retroreflektor. W przyrodzie jednak mało jest rzeczy, które dostaje się za darmo. Kocie oczy są prawie 50 razy bardziej czułe od naszych na bodźce wzrokowe nocą, ale posiadanie lśniącej błonki odbijającej światło prowadzi zarazem do spadku ostrości widzenia (zwłaszcza wtedy, gdy światła jest pod dostatkiem). U ludzi oraz innych ssaków aktywnych głównie za dnia przeważyła zatem ewolucyjna potrzeba ostrego widzenia barwnego. Dlatego nasze siatkówki nie tylko nie zawierają żadnych odbijających światło błon, lecz także są możliwie jak najciemniejsze: znajdujące się w nich barwniki pochłaniają tyle światła, ile tylko się da – by żaden niesforny foton nie odbijał się we wnętrzu gałki ocznej, psując precyzyjną robotę czopków rejestrujących bodźce świetlne i pozwalających widzieć całe spektrum barw.

Daltonizm mile widziany

Kocie oczy, choć deklasują ludzkie w konkurencji widzenia nocnego, mają jedno podstawowe ograniczenie, które dotyczy zarówno kotowatych, jak i psowatych oraz wielu ssaków nienaczelnych. Otóż w przeciwieństwie do naszych trichromatycznych oczu (widzących kolory dzięki kombinacji trzech rodzajów receptorów barwnych) kocie siatkówki zawierają tylko dwa rodzaje czopków rejestrujących kolor: długo- i krótkofalowe. Oznacza to, że postrzeganie tych zwierząt ogranicza się do szarawo nijakich mieszanek niebieskiego i żółtozielonego (wszystko z naszego ludzkiego punktu widzenia; oczywiście nie mamy pojęcia, jakie kolory widzą koty). Tym, czego szczególnie brakuje w ich świecie, są barwy ciepłe: czerwienie i pomarańcze.

Przyznam szczerze, że zdanie sobie sprawy z tych ograniczeń kociego widzenia było dla mnie nie lada zaskoczeniem. Jak to możliwe, że tygrys, zwierzę pozbawione możliwości dostrzegania koloru pomarańczowego, właśnie tę barwę wykorzystuje do stworzenia ikonicznego wzoru swojego futra? Czy zwierzęta nie powinny w swoim ubarwieniu stosować dokładnie tych kolorów, na które są w stanie reagować? Historia tygrysiego umaszczenia i niedostatków kociego wzroku przez długi czas nie dawała mi spokoju i nabrała sensu dopiero wtedy, gdy zacząłem zajmować się rozplątywaniem skomplikowanych ścieżek ewolucji zwierzęcego ubarwienia. Tak samo jak w przypadku genialnego rozwiązania problemu „popsutej” odwróconej siatkówki natura ze zwierzęcego daltonizmu uczyniła atut.

Zacznijmy od prostej obserwacji: tyg­rys skradający się przez zarośla wysokich traw ewidentnie nie jest czempionem maskowania. Choć powtarzane na okrągło zapewnienia przekonują, że pasiaste futro ma gwarantować mu niewidzialność w jego naturalnym środowisku, trudno wyobrazić sobie gorszy kamuflaż niż jaskrawopomarańczowe smugi na tle soczystej zieleni azjatyckiej dżungli. Tylko czy aby na pewno nie wpadamy tutaj w pułapkę naszego antropocentrycznego, samolubnego myślenia? Tygrys jest – i owszem – plamą ognistego oranżu, zwłaszcza pośród bujnej zieleni, ale wyłącznie dla oczu podobnych do naszych, wyposażonych w trzy typy fotoreceptorów koloru. Dla większości ssaków wszystko, co w widmie światła widzialnego znajduje się na prawo od odcieni żółtozielonych, praktycznie nie istnieje: zlewa się z zieloną częścią widma, bo zwyczajnie te zwierzęta nie mają receptorów zdolnych zarejestrować „inność” kolorów cieplejszych od żółci. Dla parzystokopytnych – typowych ofiar tyg­rysa – jego sierść jest więc niemalże tego samego koloru co otaczające go rośliny. Wertykalne, ciemne pręgi czynią ten kamuflaż jeszcze efektywniejszym – w środowisku również pionowych zielonych łodyg umaszczenie tygrysa okazuje się istnym majstersztykiem maskowania.

Czy w takim razie nie byłoby znacznie prościej stać się po prostu zielonym? Tyg­rys nie musiałby wtedy liczyć na wzrokowe niedomagania swoich ofiar, a jego futro byłoby uniwersalnie „niewidzialne”, niezależnie od stopnia wyrafinowania widzenia barwnego jego potencjalnego obiadu. Kłopot w tym, że – poza roślinami korzystającymi z chlorofilu – zieleń jest w naturze pigmentem raczej deficytowym. Niewiele zwierząt potrafi ją wytwarzać, a już na pewno nie zaliczają się do tego grona ssaki (zielony leniwiec jest tutaj co najwyżej interesującym dziwakiem, jego futro przybiera tę barwę jedynie dzięki porastającym je glonom). Sierść ssaków swój kolor zawdzięcza melaninom, czyli barwnikom, które potrafią przybierać całą gamę odcieni: od czerni przez brązy do ognistego rudego. Niestety – z tygrysiego punktu widzenia – nie ma wśród nich zieleni. Ewolucja tygrysów zrobiła więc to, co potrafi najlepiej. Z ambarasu, w jaki wpakowała te pasiaste ssaki, wyposażając je w ograniczony repertuar barwników skórnych, uczyniła atut – korzystając jednocześnie ze sprezentowanego wielu gatunkom ssaków daltonizmu.

Theodosius Dobzhansky powiedział kiedyś, że w „biologii nic nie ma sensu, jeśli nie patrzymy na to w kontekście ewolucji”. Kocie oczy – cudownie ułomne, doskonałe tylko na tyle, na ile jest to potrzebne – są tutaj idealnym przykładem. Bo czy ograniczone widzenie barwne u zwierząt mamy faktycznie prawo nazywać „daltonizmem”? Albo odwróćmy logikę: ciekawe, jaki profesjonalny termin wymyśliłby Kot z Cheshire, chcąc określić słabość naszych biednych ludzkich oczu w mroku nocy. Kto to widział, żeby oko nie potrafiło poradzić sobie w kompletnych ciemnościach? I żeby przy tym nie jarzyło się w mroku upiornym złotozielonym blaskiem? Skandal!