Kā lasis redz

1896. gadā zinātnieki pirmo reizi pamanīja, ka saldūdens zivīm, salīdzinot ar to jūrā mītošajiem brāļiem un māsām, fotopigmenti ir novirzīti uz spektra sarkano galu. Kāpēc tas ir svarīgi makšķerniekam? Izlasi – noderēs!

Dažviet septembrī, citviet jau martā laši atstāj jūras un okeānus, lai atgrieztos upēs, kur tie dzimuši. Šī episkā pārceļojuma laikā tiek pārvarēti neticami augsti ūdenskritumi, kilometriem garas krāces un vietām pat nākas saskarties ar mūždien izsalkušo lāču asajiem nagiem. Šīs iespaidīgās migrācijas laikā lašu ķermenis mainās – tā krāsa kļūst tumšāka, tēviņiem veidojas knābjveidīgs žoklis un dažām sugām pat kupris. Sarkanie muskuļi, kas ir noderīgi peldēšanai garā distancē, tiek aizstāti ar ātras darbības baltajiem muskuļiem, kas spēj dot zibenīgu spēku sprintam un augstiem lēcieniem. Tomēr viena no vērienīgākajām un vismazāk acīm redzamajām pārmaiņām notiek acīs.

Fizioloģisks ekskurss

Upēs dubļu un aļģu sīkās daļiņas novirza zemūdens gaismas spektru prom no okeāna dzidri zilā gala sarkanās gaismas virzienā. Laši to ir iemācījušies kompensēt: vienkāršs bioķīmisks slēdzis tīklenē pakāpeniski uzlabo spēju redzēt infrasarkano gaismu. Var teikt, ka laši efektīvi papildina savas acis ar nakts redzamības brillēm, lai redzētu tālāk duļķainajā ūdenī, kurā viņi cīnīsies, pārosies, nārstos un dažas no lašu sugām pat mirs.

Šis triks ir saistīts ar molekulu pāri, kas veido ķieģelīšus, no kā būvēta jebkura dzīvnieka acs, – proteīnu, ko sauc par opsīnu, un tam partnerīgu ķīmisko vielu, ko sauc par hromoforu. Tie abi cieši aptver viens otru, veidojot kopīgu vienību. Šo vienību sauc par fotopigmentu. Kad gaisma saskaras ar šo pigmentu, hromofors absorbē tā enerģiju un ātri maina savu formu. Tās izliekumi liek pārveidoties arī partnerim – opsīnam. Abas transformācijas izraisa virkni ķīmisku reakciju, kuru rezultātā tiek radīts elektrisks signāls, kas tiek nosūtīts tālāk uz smadzenēm. Šo procesu sauc par redzi.

Ir dažādi hromoforu veidi, un tiem parasti ir viens un tas pats ķīmiskais pamats – A vitamīns – ar dažiem smalkiem pielāgojumiem. Tieši šie pielāgojumi var radīt milzīgas pārmaiņas. Tie maina gaismas viļņa garumu, ko hromofori absorbē vislabāk, un tādējādi mainās krāsas, pret kurām fotopigmenti ir visjutīgākie.

Zinātnieki pētīja, līdz izpētīja

1896. gadā zinātnieki pirmo reizi pamanīja, ka, saldūdens zivīm salīdzinot ar to jūrā mītošajiem brāļiem un māsām, fotopigmenti ir tendēti uz spektra sarkano galu. Trīsdesmitajos gados amerikāņu zinātnieks Džordžs Valds parādīja, ka šī atšķirība ir pilnībā atkarīga no hromofora: jūras zivīs ir A1 vitamīns, savukārt saldūdens zivīs – A2. (Valds bija tas, kurš atklāja A vitamīna lomu redzē, par ko viņam 1967. gadā piešķīra Nobela prēmiju.)

50. un 60. gados Valds un viņa kolēģi guva pierādījumus tam, ka hromofora veids nav iecirsts akmenī. Tādas zivis kā, piemēram, lasis un nēģis, kuras pārmaiņus dzīvo gan sāļūdenī, gan saldūdenī, iepeldot upēs un virzoties augšup pret straumi, var pārslēgties no A1 uz A2. Tādējādi uzlabojas šo zivju spēja redzēt infrasarkano gaismu ūdenī, kur tas ir būtiski. 2015. gadā Dženifera Enraita un Džozefs Korbo no Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolas beidzot izskaidroja, kā šīs dzīvās radības to dara.

Enraita un Korbo pētīja zebrzivis, kuru tīklenē parasti ir A1 vitamīns, bet ar hormonu terapiju to izdevās gandrīz pilnībā pārslēgt uz A2. Viņi pievērsās arī Amerikas vērša vardēm. Lielākā daļa abinieku pāriet no A2 vitamīna uz A1, kad piedzīvo metamorfozi no ūdenī mītošiem kurkuļiem uz sauszemē dzīvojošiem pieaugušajiem. Taču vērša vardes daudz laika pavada pie ūdens virsmas un acis tur, daļēji iegremdētas. Tāpēc tās saglabā A2 vitamīnu tīklenes augšējā daļā – jo saņem gaismu no zemāk esošā ūdens. Savukārt tīklenes apakšējā daļa, kas saņem gaismu no augšas, izmanto A1. Sanāk, ka šīm vardēm ir bifokālas nakts redzamības brilles!

Abos gadījumos Enraita un Korbo atklāja, ka A2 vitamīna klātbūtne tīklenē ir saistīta ar aktivitāti vienā konkrētā gēnā, pazīstamā kā Cyp27c1. Viņi guva apstiprinājumu, ka šis gēns veido fermentu, kas pārvērš vitamīnu A1 par A2, un eksperimentālu apliecinājumu, ka zivis ar mutētiem gēniem nespēj veikt šo transformāciju un nekad neiegūst spēju redzēt infrasarkano staru spektrā.

Ja viens un tas pats enzīms darbojas vērša vardēs un zebrzivīs, kas ir tālu radniecīgas, Korbo ir pārliecināts, ka līdzīgi tas darbojas arī lašiem un nēģiem. “Mums nav tiešu eksperimentālu pierādījumu, bet mēs esam pārliecināti, ka tas tā ir,” viņš saka.

Starp citu, arī cilvēkiem ir sava Cyp27c1 versija. Ko mēs ar to darām? “Nav ne jausmas,” saka Korbo. Tiek izteikts pieņēmums, ka tas varētu apstrādāt ar A vitamīnu saistītās ķīmiskās vielas mūsu ādā, un “tad tas nodrošinātu zināmu aizsardzību pret ultravioleto gaismu”.

Pašlaik gan reālāk šķiet, ka cilvēkos šis gēns nav saistīts ar redzi. Lai arī gandrīz visu putnu un zīdītāju genomā ir Cyp27c1, nevienam no tiem tīklenē nav A2 vitamīna vai pigmentu, kas būtu jutīgi pret infrasarkanajiem stariem. Iespējams, tas ir tāpēc, ka mēs esam siltasiņu dzīvnieki un nemainīgi siltā temperatūrā A2 vitamīns nav tik stabils kā A1. Vai varbūt mēs vienkārši neesam pietiekami rūpīgi pētījuši. “Ja kāds papētītu upes delfīnus vai zīdītājus, kas dzīvo duļķainā ūdenī, kur ir vajadzība redzēt spektra sarkanajā galā, iespējams, arī viņos atklātu A2 vitamīnu,” saka Korbo.

Cyp27c1 vai ne, bet A2 vitamīna trūkums daļēji izskaidro to, kāpēc infrasarkanos viļņus mēs neredzam. Kāda biohakeru komanda cenšas to mainīt, kopfinansējot eksperimentu, lai nodrošinātu sev nakts redzamību ar A2 papildinātu pārtiku. ASV flote Otrā pasaules kara laikā mēģināja to pašu un, neskatoties uz dažām daudzsološām iestrādēm, eksperimentu pārtrauca. Tiesa, Korbo ir aizdomas – pat ja viņiem tas būtu izdevies, rezultāts, visticamāk, liktu vilties. “Viņiem bija maldīgs priekšstats par to, cik lielu nobīdi sarkanā spektra virzienā iespējams iegūt,” viņš saka. “Tā varētu būt samērā sīka.”

Kas mums no tā?

Mēs, protams, bez jebkādiem zinātniskiem pētījumiem zinām, ka naktī ķeras daudzas saldūdens zivis – gan karpas un brekši, gan līdakas un zandarti. Turklāt, ja vēl karpu un brekšu aktivitāti vismaz daļēji varētu izskaidrot ar ārkārtīgi spēcīgo ožu, tad plēsējiem barības zivtiņu medīšanai ar ožu pilnīgi noteikti nepietiek. Tagad mēs zinām, ka laši redz infrasarkanajā spektrā, ko cilvēks nespēj. Mēs diemžēl nevaram ielīst zivs galvā un saprast, ko tieši tā redz un kā tas izskatās salīdzinājumā ar skatīšanos redzamajā gaismā. Katrā ziņā to nevajadzētu saistīt ar bildēm, ko redzam termālajās kamerās – tur tās ir digitāli pārveidotas, lai mūsu acij sniegtu maksimāli daudz informācijas. Tomēr mēs samērā droši varam pieņemt, ka zivis tumsā, redzot infrasarkanajā spektrā, krāsas atšķirt nespēj.

Līdz ar to visticamākais secinājums par copi tumsā ir tāds, ka daudz lielāka uzmanība ir jāpievērš mānekļa vai mušas izmēram, formai, vibrācijām, kustības ātrumam un animācijai, nevis mānekļa vai mušas krāsai. Līdzīgus secinājumus var izdarīt, piemēram, par pavadiņu un montāžas kamuflāžu karpu copē – tumsā diez vai tai būs nozīme. No otras puses, var gadīties, ka tumsā zivis mūs, makšķerniekus, laivas un citus objektus redz ne sliktāk kā dienā.

Lašu ķērājiem šī visa, protams, ir viela pārdomām. Parasti pie mums šo zivju cope koncentrējas diennakts gaišajā laikā, bet uz vakarpusi copmaņu skaits krastā sarūk. Tiesa, ir vietas, kur makšķerēt diennakts tumšajā laikā nemaz nav atļauts. Tāda, piemēram, ir Salaca, kur laikā starp saulrietu un saullēktu pie upes atrasties ar kātu nav ļauts. Bet tur, kur šāda ierobežojuma nav, nakts pasākumu ir vērts apsvērt. Tas tikpat labi attiecas kā uz copi pavasarī, tā rudenī – fizika un laša spēja redzēt infrasarkanajā spektrā paliek tā pati. Skaidrs ir arī tas, ka lasis naktī mēdz būt aktīvāks. Daudzviet pastāv uzskats, ka tieši naktī tas pārvietojas no pūla uz pūlu, bet dienas gaišo laiku izmanto atpūtai. Cita lieta, ka tieši šajos atpūtas brīžos lasi izprovocēt uz ņēmienu ir vienkāršāk.

Par vieglu pastaigu copi naktī gan nenosauksi. Un daudz padomu neiedosi, katram pašam ir jāatrod savi risinājumi – kur un kā mēģināt. Vai nemēģināt. Skandināvijā, tās dienvidu galā, lašu un taimiņu makšķerēšana vēlu vakarā, naktī vai ļoti agri no rīta reizēm ir vienīgais veids, kā vispār tikt pie copes. Visbiežāk tas attiecas un laiku, kad ūdens ir siltāks un tikt pie ņēmiena dienas laikā ir patiešām sarežģīti. Šāds laiks var vilkties līdz pat septembra otrajai pusei, kad upju krastos lielākoties var sastapt tikai rūdītākos makšķerniekus. Un tikai tumšajā laikā. Pārējie virzās uz Skandināvijas ziemeļiem, kur, iestājoties polārajai dienai, jautājums par redzamību tumsā, protams, atkrīt. Tad lašus var copēt 24 stundas diennaktī, praktiski nekādas atšķirības starp nakti un dienu nemanot.

@ BDR Copes Lietas, publicitātes foto.