Een internationaal onderzoeksteam heeft het geheim onthuld van het vermogen van chameleons om elke oog afzonderlijk in een andere richting te bewegen en vervolgens hun blik te verenigen op het moment dat ze zich op hun prooi storten. 3D-scans hebben aangetoond dat achter de opgeblazen ogen zich twee lange en ingewikkelde optische zenuwen bevinden, een structuur die nog nooit eerder is waargenomen bij andere hagedissen.
Volgens de studie, gepubliceerd op 10 november in het tijdschrift “Scientific Reports”, biedt deze ontdekking een anatomische verklaring voor de bijna ronde gezichtsvoering van chameleons en hun vermogen om snel tussen hun ogen te coördineren.
Innovatieve Breinmodellen
Juan Daza, de hoofdauteur van de studie en adjunct-professor in biologische wetenschappen aan de Sam Houston State University in de Verenigde Staten, legt uit dat de ogen van chameleons functioneren als bewakingscamera’s die in alle richtingen bewegen. Terwijl ze de omgeving onderzoeken, bewegen de ogen onafhankelijk van elkaar. Zodra een prooi is geïdentificeerd, coördineren ze echter in één richting om de positie van de tong met precisie te berekenen.
Daza wijst erop dat deze opvallende structuur voor het eerst werd waargenomen in 2017 bij de studie van een zeer kleine chameleon, maar dit moest door middel van verder onderzoek worden bevestigd. In de nieuwe study maakten de onderzoekers gebruik van röntgen-CT-scans in plaats van traditionele dissectiemethoden, die de optische zenuw zouden kunnen beschadigen en cruciale details zouden verliezen.
Daarnaast maakte het team gebruik van de open database “Ovirt”, die digitale 3D-modellen van werveldierstructuren biedt. Ze downloadden en analyseerden afbeeldingen van meer dan 30 soorten hagedissen en slangen, en creëerden hersenmodellen van 18 soorten, waaronder drie soorten chameleons.
De resultaten onthulden dat deze drie soorten langere en meer gewonden optische zenuwen hebben in vergelijking met andere hagedissen, wat suggereert dat dit een algemene eigenschap van deze groep is en geen individuele afwijking.
Een Blik op de Ontwikkeling van de Chameleon
Daza legt verder uit dat de studie de evolutie van deze structuur gedurende de groeifasen van de chameleon volgt. In de vroege embryonale stadia verschijnt de zenuw recht, maar deze groeit en verandert in gedraaide lussen vóór het uitkomen, waardoor het jong met volledig bewegende ogen ter wereld komt.
Dit proces ondersteunt het idee dat de kronkeligheid de zenuw extra speling biedt, waardoor spanning tijdens de brede oogbeweging wordt verminderd, vergelijkbaar met een gewonden telefoonkabel die een groter bewegingsbereik mogelijk maakt dan een rechte draad.
Dieper Inzicht in het Oogbewegingen Mysterie
Daza benadrukt dat de functionele uitleg van de ontdekking “logisch lijkt”, gezien de levensstijl van chameleons. Deze hagedissen zijn beperkt in nekbeweging, maar hebben een wijd gezichtsveld nodig tijdens het afwachten op takken. De kronkeling in de zenuw stelt het oog in staat om een groot rotatiebereik te hebben zonder belasting, waardoor het gelijktijdig twee taken kan uitvoeren: de omgeving met onafhankelijke ogen monitoren en onmiddellijk de blik verenigen om de snel vurende tong te richten op een afstand die meer dan tweemaal de lengte van hun lichaam bedraagt.
De auteurs geloven dat de wetenschappelijke relevantie van deze bevindingen verder gaat dan alleen het oplossen van het mysterie van oogbeweging. Het bestaan van een effectieve anatomische oplossing binnen dit zenuwstelsel in een klein brein werpt licht op herhaalde aanpassingspaden bij wezens die op takken jagen.
Bovendien bieden de resultaten een praktisch model voor bredere vragen over hoe dieren hun gezichtsveld uitbreiden, hetzij door de nek te bewegen, zoals bij uilen en maki’s, of door hun ogen vrij te bewegen via flexibele en golvende zenuwen, zoals bij mensen en sommige knaagdieren.
Daza wijst erop dat het team momenteel verder onderzoek doet naar andere vragen die meer inzicht in deze materie kunnen bieden, zoals de mogelijkheid dat andere boomhagedissen vergelijkbare structuren hebben en of de mate van kronkeling van de zenuw afhankelijk is van de omgeving of de jachtstrategie.
De onderzoeker merkt op: “Na eeuwen van observatie heeft de natuur nog steeds veel te onthullen. Het is spannend om de volgende schakel te zijn in een lange reeks van begrip van wat er daadwerkelijk binnen de ogen van chameleons gebeurt.”
