A farkasok és a rókák egymás közeli rokonai, és sok tekintetben nagyon hasonlítanak is egymásra, ha azonban a szemükre pillantunk, gyökeresen eltérőnek látjuk azt. A farkasok pupillája olyan, mint az emberé, míg a rókáké egy vékony, függőleges vonalat formáz. Az állatvilágban körbetekintve rengeteg különböző alakú és méretű pupillával találkozhatunk, de vajon mi lehet ezen sokféleség oka?

A kérdés régóta foglalkoztatja a látást kutató szakértőket. A Berkeley munkatársai frissen megjelent tanulmányukban magyarázattalszolgálnak a pupillák változatos alakjának kifejlődésére. A kecskék, birkák, lovak, macskák és sok más állat rendelkezik olyan pupillával, amely halvány fényben teljesen kerek, erős megvilágítás mellett viszont vékony vonallá vagy téglalappá szűkül. A szakértői elméletek szerint az ilyen hosszúkás formára szűkíthető pupillák esetében precízebben és szélesebb keretek közt szabályozható, hogy mennyi fény lép be a szembe, mint például az emberi szemnél.

A házi macskák esetében például a legtágabb pupilla területe 135-szöröse a legszűkebb állapotnak, az ember esetében viszont csak 15-szörös ez az eltérés. A hosszúkás pupilla tehát különösen hasznos lehet azon állatok számára, amelyek nappal és éjjel is aktívak. Ez az elmélet azonban arra nem ad magyarázatot, hogy milyen szerepe van a pupilla orientációjának, vagyis miért rendelkeznek egyes fajok függőleges, mások vízszintes pupillákkal, és miért nem jellemző, hogy a fényt beengedő szemnyílás átlósan helyezkedjen el.

A Berkeley kutatói tehát erre a kérdésre fókuszáltak vizsgálatuk során. Emlősök és kígyók függőleges és vízszintes pupilláit vizsgálták, és úgy találták, hogy a nyílás pozíciója az állat ökológiai helyzetéhez köthető. A kutatás tanúsága szerint a függőleges pupillájú élőlények többnyire olyan ragadozók, amelyek egyedül vadásznak és lesből támadnak, viszonylag közelről rohanva le áldozatukat. Az ilyen állatok szeme általában fejük elülső oldalán foglal helyet. Jó példát jelentenek erre a házi macskák vagy a rókák. (A rókák és a farkasok közt ennek kapcsán még egy különbség feltűnhet: a kerek pupillájú farkasok falkában vadásznak és sokszor hosszú ideig űzik zsákmányukat.)

A vízszintes pupillájú állatok ezzel szemben majdnem minden esetben növényevő, legelő élőlények, amelyek szemei fejük két oldalán kapnak helyet. Ilyenek például a birkák és a kecskék. Ezek az állatok gyakran a zsákmány szerepét töltik be a táplálékláncban.

A kutatók létrehoztak egy számítógépes modellt, amellyel azt szimulálták, hogy a különbözőképpen orientált pupillákkal milyen a látás, és milyen előnyökkel járhatnak az eltérő irányú nyílások. A modellből az derült ki, hogy a fej elülső részén elhelyezkedő, függőleges pupillákkal könnyebben megbecsülhetők a távolságok a fej mozgatása nélkül is, ami megriaszthatná a közeli zsákmányt.

A legelő állatoknak ezzel szemben az a fontos, hogy minél nagyobb teret lássanak be, amikor táplálék után kutatnak, illetve a ragadozók nyomát lesik. A fej két oldalán elhelyezkedő szemek, és a vízszintes pupillák ezt segítik. Ezen élőlények szeme alig kap fényt felülről és alulról, vízszintes irányban viszont közel 360 fokos a látótér. Ez a panorámalátás segít a ragadozók észlelésében, amint azok feltűnnek a színen, és a potenciális menekülő útvonalak felderítésében is lényeges.

A vizsgálatból az is kiderült, hogy az alacsonyabb termetű állatok szeme gyakrabban foglal helyet koponyájuk elülső felén, és ezzel együtt függőleges irányú a pupillájuk. Úgy tűnik, hogy ez a típusú szem előnyösebb a kisebb élőlények számára, ezért körükben sokkal gyakoribb, mint a kerek pupillák.

A szakértőkben ugyanakkor a vizsgálat közben felmerült egy kérdés. Ha a legelő állatok szeme azért vízszintes pupillájú, hogy jobban lássák környezetüket, mi történik, amikor lehajtják a fejüket evés közben? A szakértők éppen ezért legelés közben is megfigyelték a kérdéses élőlényeket, és kiderült, hogy a kecskék, szarvasok, lovak és birkák szeme úgy mozdul el fejük mozgatása közben, hogy a pupillájuk mindig vízszintes legyen a talajjal. Ehhez akár 50 fokban is el kell fogatniuk szemgolyójukat, ami egészen lenyűgöző mozgékonyságot jelent, mondják a kutatók.

A pupillákkal kapcsolatban ezzel együtt továbbra is akadnak megválaszolatlan kérdések. Egyelőre nem világos például, hogy a mongúzoknak miért vannak előrenéző szemeik és hozzá függőleges pupilláik. Rejtélyes a gekkók pupillája is, amely kitágult állapotban egyetlen nagy korongot formál, amikor összehúzódik, akkor viszont több piciny ponttá válik szét. A tintahalak pupillája ugyanakkor valamilyen okból W alakú, mintha kombinálná a különböző orientációk előnyeit.