はじめに

目次

図1:〜3cm幅のホタテ(©Mickey von Dassow)です。

ホタテの貝殻の縁には何百もの美しい青い目があり、それぞれがレンズ、集束鏡、網膜を組み合わせてきちんとした画像を形成することができます1。 右の画像にある青い点がその目です。 左下は2つの目のクローズアップで、ちょうど瞳孔が見える。 二枚貝は知能が高くないので、その複雑な目はパズル的だ。

このように複雑な視覚システムでホタテは何をしているのだろうか。

このような複雑な視覚系を持つホタテガイは、どのような働きをしているのでしょうか。捕食者の可能性を感じたり、良い生息地を探したり、浮遊粒子の濃度や水の流速が餌にとって良いものかどうかを判断するために目を使うようです(ホタテに流れる粒子の動画を再生するという巧妙な実験によって判断されています.

二つの目を持つ動物が距離を見るには、二つの目の画像を比較することで行います。 目がたくさんあるホタテは距離を感じることができるのでしょうか?

実験の提案

図2:ホタテの目のアップと実験装置の提案の図。

驚愕反応(殻を急速に閉じるとき)が角度の大きさと絶対的な大きさのどちらに依存するかを見ることによって、これをテストすることができます(ウニの関連研究を参照してください)。 私(M.フォンダッソー)は、学生のグループに、パワーポイントのスライドをホタテに点滅させることでこれを試みました(左の図)。 スライドは、ホタテ貝の大きさの異なる黒い四角の上で点滅し、モニターはホタテ貝から異なる距離に置かれました。 こうすることで、正方形の絶対的な大きさと角度を独自に変化させることができる。 そして、黒い正方形が現れたときにホタテ貝が閉じるかどうかを観察した。 しかし、テストはかなり限定的で、悲しいことに、元のデータセットは学期末に失われてしまいました。

単純なモデル

Fig. 3: ホタテガイによる物体距離検出の仮想メカニズムの幾何学的構造

ホタテガイが距離の違いを検出できるようになるには、物体がどのくらい近くなければならないかを予測することができます。 右の図のように、ある物体がホタテ貝から距離xのところにあり、別の物体が距離b*xのところにあるとする。 この2つの物体を識別するためには、角度θが目の角度分解能(A〜0.035ラジアン)以上でなければならない。 ホタテ貝の半値幅をrとすると、ホタテ貝が差を解消できる最小値bは次式で与えられる。 b=(r/x)*tan(arctan(x/r)+A)$. この式は、$x=r*tan(π/2-A)$で無限大になり、写真のように〜3cmのホタテガイでは43cmになります。 この距離以下では、(bの式で制限されるが)距離の変化がわかるはずである。 Land, M.F., Scallop, Pecten maximusの眼球における凹面反射器による結像。 生理学雑誌,1965. 179(1): p. 138-153.

2. Hamilton, P.V. and K.M. Koch, Orientation towards natural and artificial grassbed by swimming bay scallops, Argopecten irradians (lamarck, 1819). 実験海洋生物学・生態学誌,1996. 199(1): p. 79-88 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0022-0981(95)00191-3.
3. Speiser, D.I. and S. Johnsen, Scallops visually respond to the size and speed of virtual particles.ホタテガイは仮想粒子の大きさと速度に反応する。 実験生物学雑誌, 2008. 211(Pt 13): p. 2066-70 DOI: http://dx.doi.org/10.1242/jeb.017038.
4. Jackson, E. and S. Johnsen, Orientation to objects in the sea urchin Strongylocentrotus purpuratus depends on apparent and not actual object size. 生物学紀要,2011. 220(2): p. 86-8.

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