Science Advances -lehdessä julkaistun, 214 maaeläinlajia käsittävän tutkimuksen mukaan eläimen ekologinen kapeikko ennustaa vahvasti pupillien muotoa.
Tutkimuksen mukaan pupillit voivat paljastaa, onko eläin metsästäjä vai saalistaja. Kuvan luotto: Tambako the Jaguar / CC BY-ND 2.0.
Lajit, joiden pupillit ovat pystysuoria rakoja, ovat todennäköisemmin petoeläimiä, jotka ovat aktiivisia sekä päivällä että yöllä.
Lajit, joiden pupillit ovat vaakatasossa pitkänomaiset, ovat sitä vastoin hyvin todennäköisesti kasvinsyöjälajeja, joilla on silmät pään sivuilla.
Ympyränmuotoiset pupillit yhdistettiin aktiivisiin metsästäjiin eli eläimiin, jotka jahtaavat saalista.
Mutta selittääkseen, miksi vaakasuoraan pitkänomaiset pupillit vastasivat muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta laiduntavia saaliseläimiä, kuten lampaita, peuroja ja hevosia, tutkimuksen tekijät – professori Martin Banks Kalifornian yliopistosta, Berkeleystä, ja apulaiskirjailijat – kääntyivät tietokonemallien puoleen tutkiakseen erilaisten pupillien muotojen vaikutuksia.
Tutkijat havaitsivat, että vaakasuuntaiset pupillit laajensivat tehokasta näkökenttää. Vaakasuoraan venytettynä pupillit ovat linjassa maanpinnan kanssa, jolloin ne saavat enemmän valoa sisäänsä edestä, takaa ja sivuilta.
Suuntaus auttaa myös rajoittamaan yläpuolelta tulevan auringon häikäisevän valon määrää, joten eläin näkee paremmin maanpinnan.
“Näiden eläinten ensimmäinen keskeinen näkövaatimus on havaita lähestyvät saalistajat, jotka yleensä tulevat maanpinnan tasolta, joten niiden on nähtävä panoraamanäkymällä maanpinnan tasolta mahdollisimman pienin sokeilla pisteillä. Toinen kriittinen vaatimus on, että kun ne havaitsevat saalistajan, niiden on nähtävä, minne ne juoksevat. Niiden on nähtävä tarpeeksi hyvin silmäkulmasta, jotta ne voivat juosta nopeasti ja hypätä asioiden yli”, professori Banks selittää.
Mutta mitä tapahtuu tälle orientaatiolle, kun eläin laskee päänsä alas laiduntaakseen? Jos pupilli seuraa pään kaltevuutta, niistä tulisi pystysuuntaisempia.
“Tarkistaakseni tämän vietin tuntikausia Oaklandin eläintarhassa, usein luokkaretkellä olevien koululaisten ympäröimänä, tarkkaillakseni eri eläimiä. Totta kai, kun vuohet, antiloopit ja muut laiduntavat saaliseläimet laskivat päänsä alas syömään, niiden silmät kääntyivät, jotta pupillit pysyisivät vaakasuorassa linjassa maanpinnan kanssa”, professori Banks sanoi.
“Laiduntavien eläinten silmät voivat kääntyä 50 astetta tai enemmän kummassakin silmässä, mikä on 10 kertaa suurempi alue kuin ihmisen silmien.”
Tutkijat totesivat, että pystysuoraan halkaistujen pupillien omaaville väijytyspetoeläimille on tärkeää arvioida tarkasti etäisyys, jonka eläimet tarvitsisivat hyökätäkseen saaliinsa kimppuun.”
Tutkijat tunnistivat kolme vihjettä, joita yleensä käytetään etäisyyden mittaamiseen: stereopsis, liikeparallaksia, jossa lähempänä olevat kohteet liikkuvat kauempana ja nopeammin näkökentässämme, ja epäselvyyttä (blurryn), jossa eri etäisyyksillä olevat kohteet ovat tarkentumatta.
He sulkivat pois liikeparallaksin tekijänä, koska sen käyttäminen edellyttäisi pään liikettä, joka voisi paljastaa saalistajan sijainnin.
“Kaksi jäljelle jäävää vihjettä, binokulaarinen dispariteetti ja epätarkkuus, toimivat yhdessä pystysuoraan pidentyneiden pupillien ja etupuolelle suunnattujen silmien kanssa”, tutkijat sanoivat.
“Binokulaarinen näkö toimii paremmin erojen arvioinnissa, kun ääriviivat ovat pystysuoria ja kohteet ovat kaukana, kun taas epätarkkuus astuu kuvaan vaakasuorien ääriviivojen ja lähikohteiden kohdalla. Pystysuorat viiltopupillit maksimoivat molemmat vihjeet.”
Pystysuorat pupillit eivät kuitenkaan ole tasaisesti jakautuneet väijytyspetojen kesken.
“Yllättävä asia, jonka huomasimme tästä tutkimuksesta, on se, että viiltopupillit liittyivät saalistajiin, jotka olivat lähellä maata. Kotikissoilla on siis pystysuoria rakoja, mutta isommilla kissoilla, kuten tiikereillä ja leijonilla, ei ole. Niiden pupillit ovat pyöreät, kuten ihmisillä ja koirilla”, sanoi tutkimuksen toinen tekijä, tohtori William Sprague Kalifornian yliopistosta Berkeleystä.
Tutkimukseen osallistuneista 65:stä etusilmäisestä petoeläimestä 44:llä oli pystysuorat pupillit, ja 82 prosentilla niistä olkapään korkeus oli alle 16.5 tuumaa (42 cm).
Pystysuorat pupillit näyttävät maksimoivan pienten eläinten kyvyn arvioida saaliin etäisyyksiä.
Työryhmä selitti tämän laskemalla, että epätarkkuuteen perustuvat syväterävyysvihjeet ovat lyhyille eläimille tehokkaampia etäisyyksien arvioinnissa kuin pitkille.