Biologi

Varför ser pupiller ut som de gör?

Aomi Thurén-Yoshida

Komplexa organismer såsom däggdjur, fåglar, reptiler och fiskar har ögon som ger oss förmågan att kunna absorbera ljus för att sedan tolka en bild. Det är pupillerna—den svarta ljusöppningen i iris—som gör detta möjligt. Pupiller är svarta då allt ljus som strömmar mot dem absorberas. Faktorer såsom ljusexponering, vissa läkemedel samt emotionella och mentala tillstånd kan ändra storleken på pupillen och formen på dem varierar mellan olika arter. Till exempelvis har människor runda pupiller, medan det finns grodor som har hjärtformade. Varför ser pupiller ut som de gör och varför varierar utseendet mellan olika arter? 

Bacteria, Microbiology, Organism, Biology, Science
Bildkälla: Pixabay.com

De första organismerna som kunde se sin omgivning var cyanobakterierna som har funnits i 2,7 miljarder år. Genom fotoreceptorer som reagerar på ljus och aktiveras när de blir upplysta, kan de uppfatta ljusets riktning och därmed förflytta sig mot solljuset. Genom evolution har förmågan att se selekterats fram, och idag finns ett flertal organismer med ögon. I och med att olika arter lever i olika miljöer och har skiftande placeringar i näringskedjan (olika ekologiska nischer), har det utvecklats diverse egenskaper hos synen som gynnat deras överlevnadsförmåga. Detta visas i formen på pupillen. 

Huskatter är skymningsjägare och har vertikala, långsträckta pupiller. I mörker expanderar denna struktur och kan bli upp till 135 gånger större än dess minimala storlek, medan de krymper till skåror i ljusa miljöer. Människans pupiller kan endast bli upp till 15 gånger större än den minimala storleken. Pupillens vertikala form hos katter gör att ljuset skapar skarpa vertikala konturer. Detta ger katter förmågan att kunna bedöma det exakta avståndet mellan sig själva och deras måltavla genom att hitta små och skarpa skillnader mellan bilderna från varje öga. Denna formen på pupillen är användbara för att uppfatta djup och avstånd, däribland har krokodiler, rävar, katter och ormar, som alla jagar med ansiktet nära marken i täta vegetationen denna typ av pupiller. 

Trollsländor och andra insekter har pseudo pupiller: pupiller som inte är optiska strukturer utan endast optiska illusioner hos observatören. Ögonen som kallas fasettögon består av tusentals ljusavkännande enheter som bildar 30 000 linser och ger ett synfält på 360 grader. Människan har endast en lins i vardera öga. När några av de ljusavkännande enheterna på ögonen riktas åt ditt håll absorberas majoriteten av all inkommande ljus vilket gör att du ser en svart fläck i ögonen, men i verkligheten finns ingen öppning. Därmed har trollsländor en väldigt bra synförmåga, oberoende av väder och 80% av trollsländans hjärnor jobbar just för synförmågan. Denna typ av pupill är anpassad för att hitta myggor, getingar och andra flygande insekter i ljusfattiga miljöer med noggrannhet. 

Andra djur, som vi människor, har runda pupiller. Det är tack vare den runda formen som vi har en mer allmän observationsförmåga jämfört med många andra djur som endast kan fokusera på enstaka detaljer. Istället kan vi få ett stort helhetsintryck, vilket är till en fördel vid sökande efter föda eller för att känna igen ansikten. Andra djur som har sådana pupiller är björnar och hundar. 

Hur pupillerna är formade hos organismer beror på i vilken miljö de lever i och vad som gynnar de i chansen för överlevnad. Däremot finns det några undantag. Ett exempel är pallaskatter och manguster som båda är små bakhålls rovdjur. Pallaskatter har runda pupiller medan manguster har smala, vågräta pupiller. I vissa fall finns det fler än en typ av pupill som är anpassad till samma miljö, vilket kan vara anledningen till att organismer i liknande miljöer har olika pupiller. 

Det är evolutionen som styr vilka former på pupiller som uttrycks hos organismerna. Skulle vår miljö förändras, kanske våra pupiller behöver anpassa oss efter det. Selektionen kommer då att verka, och det kan vara så att det blir väldigt fördelaktigt med runda ögon, även för katter. Idag finns det otroligt många variationer i formen på pupillen: allt från w-formade, halvmåne-formade och hjärtformade m.m. Det är tack vare den variationen som vi ser på det sätt vi gör och har alla förmågor som det medför.