Ptaki oszukały fizjologię. Rozwiązano zagadkę ewolucyjną sprzed 300 lat
Choć oczy ptaka składają się z jednej z najbardziej energochłonnych tkanek występujących na planecie, naukowcy właśnie odkryli, że funkcjonuje ono niemal całkowicie bez tlenu. To ewolucyjne oszustwo nie tylko rozwiązuje zagadkę, nad którą biolodzy głowili się od XVII wieku, ale może stać się kluczem do ratowania ludzkich tkanek po udarach.
- Oczy ptaków funkcjonują bez dopływu tlenu dzięki glikolizie.
- Siatkówka przystosowana jest do życia w warunkach niedotlenienia.
- Wyniki nowych badań mogą pomóc w leczeniu udarów u ludzi.
Siatkówki ptasich oczu funkcjonują bez tlenu - informuje „Nature”
Ptaki widzą świat zupełnie inaczej niż my. Jak przystało na zwierzęta przystosowane do lotu, oczy ptaków, nie tylko orłów czy sokołów, pod wieloma względami przewyższają ludzkie. Potrafią widzieć w ultrafiolecie, co pozwala dostrzegać niedostrzegalne dla nas wzory na piórach innych osobników. Szybciej zmieniają ostrość widzenia, co jest ważne na przykład w locie nurkującym. Potrafią rozróżnić nawet 160 obrazów na sekundę (ludzie tylko 15–20).
Ptaki drapieżne widzą nawet 8 razy lepiej niż ludzie, a mająca oczy po bokach głowy słonka amerykańska obserwuje pełną panoramę - 360 stopni w poziomie oraz 180 w pionie. Wydawałoby się, że tak bystre oczy wymagają ogromnego dopływu krwi, która dostarcza im tlenu. Tkanka nerwowa zazwyczaj szybko obumiera bez tlenu. Tymczasem – chociaż siatkówki ptaków to jedne z najbardziej energochłonnych tkanek w świecie zwierząt – potrafią stale funkcjonować bez tlenu.
Jak wykazał po ośmiu latach badań międzynarodowy zespół, wewnętrzne części siatkówki ptaków funkcjonują w warunkach przewlekłego niedotlenienia, opierając się na beztlenowej produkcji energii. Większość zwierząt zaopatruje tkankę nerwową w tlen dzięki gęstej sieci drobnych naczyń krwionośnych. Siatkówka, wysoce wyspecjalizowane przedłużenie mózgu, zużywa więcej energii niż jakakolwiek inna tkanka w organizmie.
Tymczasem siatkówki ptaków nie mają naczyń krwionośnych w samej tkance siatkówki. Uważa się, że ta cecha poprawia ostrość wzroku, ponieważ naczynia krwionośne rozpraszają światło na drodze do fotoreceptora. To, jak siatkówka radzi sobie bez dopływu krwi, pozostawało jednak tajemnicą.
„Zgodnie z całą naszą wiedzą o fizjologii tkanka ta nie powinna być w stanie funkcjonować” – powiedział biolog Christian Damsgaard, pierwszy autor badania i profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Aarhus (Dania).
Biologiczny paradoks
Przez lata nikomu nie udało się bezpośrednio zmierzyć poziomu tlenu w siatkówce ptaków w normalnych warunkach – było to technicznie niemal niewykonalne. Dopiero w 2020 roku zespół z Uniwersytetu w Aarhus, dzięki współpracy z ekspertką anestezjologii weterynaryjnej, dokonał tego przełomu. Wynik zaskoczył naukowców: grzebień siatkówki w ogóle nie dostarcza tlenu, a wewnętrzne warstwy siatkówki są permanentnie niedotlenione – około połowa jej tkanki funkcjonuje bez dostępu do tlenu. Jak więc możliwe jest tak sprawne widzenie?
Odpowiedź przyniosły wieloletnie badania wykorzystujące nowoczesne techniki, w tym transkryptomikę przestrzenną, swoisty „molekularny GPS”. Okazało się, że siatkówka działa głównie dzięki beztlenowej glikolizie, mniej wydajnej energetycznie, ale nadrabianej ogromnym poborem glukozy. Kluczową rolę odgrywa grzebień, który nie dostarcza tlenu, lecz paliwo i usuwa metaboliczne odpady. To sprytne rozwiązanie ewolucyjne – brak naczyń krwionośnych poprawia ostrość widzenia, a jego korzenie mogą sięgać jeszcze czasów dinozaurów, przodków dzisiejszych ptaków.
Niezwykły mechanizm może pomóc w leczeniu udarów
Chociaż badanie ma charakter czysto podstawowy, autorzy wskazują, że wyniki mogą mieć szersze implikacje.
„W stanach takich jak udar ludzkie tkanki cierpią, ponieważ zmniejszone jest dostarczanie tlenu, a produkty przemiany materii kumulują się” – wskazał Nyengaard. W siatkówce ptaków można zaobserwować system, który radzi sobie z niedoborem tlenu w zupełnie inny sposób.
„Natura rozwiązała u ptaków problem fizjologiczny, który powoduje choroby u ludzi. Mamy nadzieję, że zrozumienie tego ewolucyjnego rozwiązania zainspiruje nowe sposoby myślenia o tym, dlaczego tkanki zawodzą w wyniku niedotlenienia w przebiegu chorób i jak można je leczyć” – dodał.
Źródło: CHILLIZET/ Damsgaard, C., Skøtt, M.V., Williams, C.J.A. et al. Oxygen-free metabolism in the bird inner retina supported by the pecten. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09978-w/PAP
