דג הוגפיש משנה את צבעו לצורך הסוואה ונעזר לשם כך בשכבה של תאי חישת אור. מחקר חדש מנסה להסביר איך הוא עושה את זה
דגי שונית מסוימים יכולים לשנות את צבעם בזריזות, בהתאם לסביבה שבה הם נמצאים. הם עושים זאת בלי מראַה או כל דרך אחרת להשוות בין המראה שלהם לבין סביבתם. איך הדג יודע מה הצבע שלו? איך הוא מתאים את צבעו לסביבה שבה הוא נמצא?
לפני כמה שנים, במסע דיג באיי פלורידה קיז, הביולוגית לורי שווייקרט (Schweikert) תפסה דג הוגפיש (Lachnolaimus maximus) ממשפחת השפתוניים, שחי בשוניות האלמוגים הצבעוניות ומשנה את צבעו, וכך הוא מסווה את עצמו וחומק מטורפים. כשלורי אספה את הדג מתחתית הסירה היא ראתה שהוא שינה את צבעו מאדום לאפור, בדומה לצבע הסיפון, אף על פי שכבר היה מת. לורי לא הבינה איך הדג יכול לשנות את צבעו כשהעיניים והמוח שלו כבר אינם מתפקדים. התופעה המוזרה עוררה את סקרנותה, והיא החליטה לחקור אותה במסגרת לימודיה כפוסט-דוקטורנטית באוניברסיטת דיוק ובאוניברסיטה הבינלאומית של פלורידה.
במחקר שפרסמו לורי ועמיתיה לאחרונה בכתב העת Nature Communications, הם זיהו בעור הדג שכבת תאים שלא הייתה מוכרת עד כה. בעזרת ריצוף גנטי הם מצאו גנים שאחראים לייצור חלבונים בשם אופסינים (Opsins), שחשים את האור ונמצאים בשכבת התאים הזו. החלבונים האלה נמצאים בעיניים של כל בעלי החיים, כולל בני האדם, וגם בתאים ובאיברים שאינם חלק מרקמות העין, כמו העור והמוח. תפקידם של האופסינים מחוץ לעיניים עוד לא ידוע, אבל יש כמה השערות: אולי הם מסייעים לניווט בעזרת חישה של כיוון השמש; אולי הם מסייעים לשינוי צבע בהתאם לקרינת השמש; ואולי הם מסייעים לשעונים הביולוגיים של הגוף.
יכולים לשנות את צבעם לצבע הסביבה, אפילו אחרי שהם מתים. דג הוגפיש במופעי צבעים שונים | Photos courtesy of Dean Kimberly and Lori Schweikert
האור מאותת לעור
בעזרת נוגדנים מסומנים ומיקרוסקופים מתקדמים, לורי ועמיתיה אכן איתרו בעור הדג שכבת תאים עם אופסינים מתחת לשכבת תאים שנקראים כרומטופורים. בכרומטופורים יש צבענים (פיגמנטים) שאחראים לצבע של הדג. כשהם מתכווצים, הם משווים לדג מראה בהיר, וכשהם מתרחבים, הדג נראה כהה.
לורי ועמיתיה גילו תאים שחשים אור דווקא מתחת לכרומטופורים. הם שיערו שהתאים האלה לא חשים את הסביבה החיצונית של הדג אלא מסייעים לדג לחוש את מצב הכרומטופורים: כשהכרומטופורים מתרחבים, הם חוסמים את האור. האור לא מגיע לתאי חישת האור שנמצאים מתחת להם, ואלה אינם מופעלים. כשהכרומטופורים מתכווצים, האופסינים קולטים אור ותאי חישת האור מתחילים לפעול. כשהם פועלים, גוף הדג מקבל איתות שאומר שהכרומטופורים מכווצים, ובתגובה הדג מתבהר. הדג לא באמת יכול לראות דרך העור שלו, במובן הקלאסי של חוש הראייה, אבל בעזרת תאי חישת האור, הוא חש עד כמה הוא מכוסה בצבענים ולפי זה הוא משנה את המראה שלו.
בעור הדג יש שכבת תאים המכילים צבענים. כשהם מתכווצים, הם משווים לדג מראה בהיר, וכשהם מתרחבים, כהה. התאים במצבים שונים של כיווץ והתרחבות | Lori Schweikert, University of North Carolina Wilmington
אנחנו עדיין לא יודעים איך הכרומטופורים מתַקשרים עם תאי חישת האור ואיך הדג מתאים את עצמו לסביבה. צבעו של הדג משתנה גם אחרי שהוא מת, כך שברור שהתהליך הזה לא נעשה במודע. לא ברור איך גוף הדג מעבד את הנתונים מהסביבה לאחר מותו. דרושים מחקרים נוספים כדי ללמוד איך תאי הצבען של הדג משתנים וכך מקנים לו צבעים שונים, אבל המחקר הנוכחי מקדם אותנו בדרך להבנת התהליך המרתק הזה.
