Jonas Gustafsson
Fiffiga fisklinser fokuserar flera färger
Synsinnet har haft en enormt stor inverkan på evolutionen hos högre utvecklade djur.
Färgseende är en vidareutveckling som kan ge ytterligare fördelar framför allt under
instabila ljusförhållanden. Under olika ljusförhållanden har djur tvingats utveckla olika
metoder för att hantera de problem som uppstår då ögat ska samla in och fokusera ljus.
För landlevande djur spelar hornhinnan en stor roll när det gäller att fokusera ljus på
näthinnan. Här fungerar linsen mest som en fininställning för att vi ska kunna se skarpt.
Under vatten uteblir i det närmaste brytningseffekten vid hornhinnan. Detta innebär att
akvatiska djur, t.ex. fiskar, blir väldigt beroende av sin lins för att fokusera ljus på
näthinnan. Men vid brytningen i linsen uppstår sidoeffekter i form av sfärisk och
kromatisk aberration. Ju mer beroende ögat är av att just linsen ska fokusera ljuset på
näthinnan, desto starkare blir dessa oönskade sidoeffekter.
Sfärisk aberration ~ Ljuset bryts på olika sätt beroende på olika infallsvinklar.
Kromatisk aberration ~ Ljus av olika våglängder bryts olika mycket.
Det har varit känt sedan 1800-talet att fisklinser har en gradient av olika brytningsindex.
Detta hjälper fisken att övervinna problemet med sfärisk aberration. För att samtidigt
kunna fokusera flera olika våglängder av ljus på näthinnan har det bevisats att flertalet
sötvattensfiskar har en s.k. multifokal lins. Denna lins består av flera olika zoner vars
ljusbrytande egenskaper är anpassade till ljus av en speciell våglängd. Med hjälp av
denna multifokala lins kan fiskögat undvika problem med icke fokuserat ljus på det
område av näthinnan som används för skarpseende.
Att undersöka om dessa multifokala linser finns hos de utvalda fiskarna var mitt primära
mål med detta arbete. I andra hand ville jag undersöka om det fanns skillnader i
linsegenskaper mellan rovfiskar och växtätande fiskar.
För att påvisa deras egenskaper mättes och fotograferades linserna hos sex olika revfiskar
i Aqabaviken, Röda Havet. Tre fiskar var rovfiskar och tre var växtätare.
I ett så färgrikt ekosystem som korallrevet och med så många olika färgvarianter på dess
invånare, kunde man tänka sig att dessa fiskar skulle ha multifokala linser för att på så
sätt underlätta för eventuellt färgseende. Men eftersom dessa undersökningar av marina
fiskars linser aldrig tidigare genomförts, var det med en förutsättningslös inställning jag
utförde mina mätningar. Efter att ha kommit fram till överrensstämmande resultat från tre
olika metoder drog jag dock slutsatsen att alla de undersökta arterna har multifokala
linser. Jämförelsen mellan de två olika grupperna av fiskar blev onödig att genomföra då
rovfiskarna visade alldeles för stora interna skillnader.
Handledare: Ronald Kröger
Examensarbete 20 p i Marinbiologi. VT 2004.
Institutionen för Cell och Organismbiologi, Lunds Universitet
Lens optics, with focus on colour vision, in marine fishes
A comparison between predatory and herbivorous fish in the Red Sea
Jonas Gustafsson – [email protected]
Supervisor: Ronald Kröger
Co-supervisor: Nadav Shashar
Marine biology, 20 credits, August 2004
It has been found in fresh-water fishes that the presence of a multifocal lens solves the
problem of chromatic blur. The presence of a multifocal lens in marine fishes has not
been proven, until now. Near Eilat, in the Bay of Aqaba, the Red Sea, six species of reef
fishes were studied in order to compare the physical properties of the lenses. Three
predators, Fistularia commersonii, Pterois miles, Synodus variegatus and three
herbivores, Siganus luridus, Siganus rivulatus and Acanthurus nigrofuscus, were
examined in order to determine the possible existence of a multifocal lens. Differences in
lens properties between the groups were also studied. Measurements of longitudinal
spherical aberration (LSA) of the lenses were carried out with a laser scanning method.
Schlieren photography and photorefractometry was used to visualize the lens properties
and to support the laser-scanning results. Fluctuations in the LSA-curves and their
accordance with features in pictures of the lenses led to the conclusion that all
investigated species have multifocal lenses. Great internal variance in the predator group
prohibited statistical comparisons between groups.
