Klucz do rozwiązania tej łamigłówki kryje się w spiralnie zwiniętych nerwach wzrokowych, które działają na podobnej zasadzie co przewody w starych telefonach z tarczą. To właśnie ta niezwykła struktura anatomiczna pozwala kameleonom na osiągnięcie tak imponującego zakresu ruchu gałek ocznych.
Czytaj też: Kameleon eksplodował feerią barw, nim wydał ostatnie tchnienie. To jak śmierć w technikolorze
Badacze dr Juan Daza z Sam Houston State University i dr Edward Stanley z Florida Museum of Natural History wykorzystali nowoczesne skanowanie CT do odkrycia, że te spiralne nerwy zapewniają oczom dodatkowy luz, umożliwiając im obracanie się o ponad 180 stopni w poziomie i co najmniej 90 stopni w pionie. Dla porównania, ludzie dysponują jedynie 80 stopniami rotacji poziomej i 70 stopniami w pionie.
Co ciekawe, struktura ta przez stulecia umykała uwadze naukowców głównie dlatego, że tradycyjne metody sekcyjne niszczyły delikatne tkanki nerwowe jeszcze zanim badacze zdążyli je dokładnie zbadać. Dopiero nieinwazyjne techniki obrazowania pozwoliły ujawnić ten ewolucyjny majstersztyk.
Jak działają oczy kameleonów?
Kameleony wykorzystują swoje oczy niczym zaawansowane systemy monitoringu, które skanują otoczenie niezależnie od siebie, poszukując potencjalnego pożywienia. Gdy tylko któryś z oczu wypatrzy ofiarę, oba natychmiast się synchronizują, co jest niezbędne do precyzyjnego wystrzelenia języka osiągającego prędkość do 97 km/h w zaledwie 0,01 sekundy.
Czytaj też: Ukryty mieszkaniec kalifornijskich wydm. Naukowcy odkryli nowy gatunek pająka
Badania embrionalne kameleona jemeńskiego pokazały, jak rozwija się ta niezwykła struktura. W początkowym stadium rozwoju nerwy wzrokowe są proste, ale ok. 150. dnia zaczynają się zwijać, by tuż przed wykluciem osiągnąć pełną spiralną formę charakterystyczną dla dorosłych osobników. Ten proces embriogenezy wskazuje, że mamy do czynienia z precyzyjnie zaprogramowanym rozwojem, a nie przypadkową mutacją.
Warto zauważyć, że kameleony nie są jedynymi zwierzętami zdolnymi do niezależnego ruchu oczu – podobne umiejętności obserwujemy u niektórych ryb teleskopowych czy krewetek modliszkowych. Jednak u kameleonów ewolucja wypracowała zupełnie unikalne rozwiązanie anatomiczne, co stanowi doskonały przykład konwergencji ewolucyjnej.
Przełom w badaniach nastąpił w 2017 r., gdy Edward Stanley dostrzegł charakterystyczny kształt na skanie CT miniaturowego kameleona Brookesia. Technologia DiceCT i projekt oVert umożliwiły wizualizację anatomii bez niszczenia próbek, co otworzyło nowe możliwości badawcze. Spiralne nerwy wzrokowe okazały się znacznie dłuższe niż u innych jaszczurek, a stosunek ich długości do długości mózgu waha się od 1,67 do 3,36 w zależności od gatunku.
Badania objęły 34 gatunki łuskonośnych, w tym trzy gatunki kameleonów o różnej wielkości – od malutkiego Brookesia superciliaris po sporego Chamaeleo calyptratus. Wszystkie kameleony wykazały tę samą spiralną strukturę nerwów wzrokowych, której nie zaobserwowano u żadnej innej badanej jaszczurki.
Warto wspomnieć, że Arystoteles błędnie twierdził, że kameleony w ogóle nie posiadają nerwów wzrokowych, sądząc, że oczy są bezpośrednio połączone z mózgiem. W XVII wieku teoria ta została podważona, ale wciąż brakowało pełnego zrozumienia mechanizmu. Nawet Isaac Newton, zafascynowany nietypową budową oczu kameleonów, propagował niepełne wyjaśnienia w swojej książce Optiks z 1704 r.