Biologer har i årtier undret sig over paradokset ved blæksprutternes syn. På trods af deres farvestrålende hud og evne til hurtigt at skifte farve for at falde ind i baggrunden, har blæksprutter som blæksprutter og blæksprutter kun øjne med én type lysreceptor – hvilket grundlæggende betyder, at de kun ser sort og hvidt.

Hvorfor ville en han risikere at blinke med sine lyse farver under en parringsdans, hvis hunnen ikke engang kan se ham – men en nærliggende fisk kan, og hurtigt sluger ham? Og hvordan kan disse dyr matche deres hudfarve med omgivelserne som camouflage, hvis de ikke kan se farverne?

En ny undersøgelse viser, at blæksprutter faktisk kan se farver – bare anderledes end alle andre dyr.

Deres hemmelighed? En usædvanlig pupil – U-formet, W-formet eller dumbbell-formet – som gør det muligt for lyset at trænge ind i øjet gennem linsen fra mange forskellige retninger i stedet for kun lige ind på nethinden.

Kromatisk aberration

Mennesker og andre pattedyr har øjne med runde pupiller, der trækker sig sammen til nålehuller, så vi ser skarpt, hvor alle farver er fokuseret på det samme sted. Men som alle, der har været hos øjenlægen, ved, gør udvidede pupiller ikke kun alting sløret, men skaber også farverige frynser omkring objekter – det, der kaldes kromatisk aberration.

“Fremmed” genom afslører blækspruttehemmeligheder

Dette skyldes, at øjets gennemsigtige linse – som hos mennesker ændrer form for at fokusere lyset på nethinden – fungerer som et prisme og opdeler hvidt lys i de farver, det består af. Jo større pupilareal, som lyset trænger ind gennem, jo mere spredes farverne ud. Jo mindre vores pupil er, jo mindre er den kromatiske aberration. Kamera- og teleskopobjektiver lider på samme måde af kromatisk aberration, hvilket er grunden til, at fotograferne blænder ned for deres objektiver for at få det skarpeste billede med mindst mulig farveforvrængning.

Kephalopoder har imidlertid udviklet brede pupiller, der accentuerer den kromatiske aberration, og har måske evnen til at bedømme farver ved at bringe bestemte bølgelængder i fokus på nethinden, på samme måde som dyr som kamæleoner bedømmer afstand ved hjælp af relativ fokus. De fokuserer disse bølgelængder ved at ændre dybden af deres øjeæble, ændre afstanden mellem linsen og nethinden og flytte pupillen rundt for at ændre dens placering uden for akse og dermed mængden af kromatisk sløring.

“Vi foreslår, at disse skabninger måske udnytter en allestedsnærværende kilde til billedforringelse i dyreøjne og forvandler en fejl til en funktion,” siger Alexander Stubbs, der er kandidatstuderende ved University of California, Berkeley. “Mens de fleste organismer udvikler måder at minimere denne effekt på, maksimerer de U-formede pupiller hos blæksprutter og deres blæksprutte- og blæksprutte-slægtninge faktisk denne ufuldkommenhed i deres visuelle system, mens de minimerer andre kilder til billedfejl, hvilket slører deres syn på verden, men på en farveafhængig måde og åbner muligheden for, at de kan få farveinformation.”

Hvordan U-formede pupiller fungerer

Stubbs fik ideen om, at blæksprutter kunne bruge kromatisk aberration til at se farver efter at have fotograferet øgler, der viser sig med ultraviolet lys, og bemærket, at UV-kameraer lider af kromatisk aberration. Sammen med sin far, Christopher Stubbs, professor i fysik og astronomi ved Harvard University, udviklede han en computersimulering for at modellere, hvordan blæksprutteøjne kunne bruge dette til at opfatte farver. Deres resultater er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences.

De konkluderede, at en U-formet pupil som hos blæksprutter og blæksprutter ville gøre det muligt for dyrene at bestemme farven på baggrund af, om den var fokuseret på nethinden eller ej. De dumbel-formede pupiller hos mange blæksprutter fungerer på samme måde, da de er viklet rundt om øjeæblet i en U-form og giver en lignende effekt, når man ser nedad. Dette kan endda være grundlaget for farvesynet hos delfiner, som har U-formede pupiller, når de er trukket sammen, og hos hoppende edderkopper.

“Deres syn er sløret, men slørethed afhænger af farven,” siger Stubbs. “De ville være forholdsvis dårlige til at opløse hvide objekter, som reflekterer alle bølgelængder af lys. Men de kunne ret præcist fokusere på objekter, der er renere farver, som gul eller blå, der er almindelige på koralrev, sten og alger. Det ser ud til, at de betaler en høj pris for deres pupilform, men de kan være villige til at leve med en reduceret synsstyrke for at opretholde den kromatisk afhængige sløring, og det kan måske muliggøre farvesyn hos disse organismer.”

“Vi udførte en omfattende computermodellering af disse dyrs optiske system og blev overrasket over, hvor stærkt billedkontrasten afhænger af farven,” siger Christopher Stubbs. “Det ville være en skam, hvis naturen ikke udnyttede dette.”

Ingen nok kontrast

Alexander Stubbs gennemgik omfattende 60 års undersøgelser af farvesynet hos blæksprutter og opdagede, at mens nogle biologer havde rapporteret om en evne til at skelne farver, rapporterede andre om det modsatte.

Octopus hud kan opfatte lys uden øjne

De negative undersøgelser testede dog ofte dyrets evne til at se ensfarvede farver eller kanter mellem to farver med samme lysstyrke, hvilket er svært for denne type øje, fordi det, ligesom med et kamera, er svært at fokusere på en ensfarvet farve uden kontrast. Blæksprutter er bedst til at skelne mellem kanterne mellem mørke og lyse farver, og faktisk er deres visningsmønstre typisk områder med farver adskilt af sorte bjælker.

“Vi mener, at vi har fundet en elegant mekanisme, der kan gøre det muligt for disse blæksprutter at bestemme farven på deres omgivelser på trods af, at de kun har et enkelt synspigment på nethinden”, siger han. “Dette er en helt anden ordning end de visuelle flerfarvepigmenter, som er almindelige hos mennesker og mange andre dyr. Vi håber, at denne undersøgelse vil anspore til yderligere adfærdseksperimenter i blækspruttesamfundet.”

UC Berkeley’s Museum of Vertebrate Zoology, en bevilling fra Graduate Research Fellow Program til Alexander Stubbs og Harvard University har støttet arbejdet.