У древнего существа внутри глаз нашли еще другие глаза
У окаменелого трилобита возрастом 390 миллионов лет была кучка крошечных глаз внутри глаз.
Окаменевший трилобит, впервые изученный палеонтологом-любителем полвека назад, предоставил исследователям совершенно новый способ взглянуть на мир в самом буквальном смысле этого слова.
Рентгеновские снимки, сделанные древним членистоногим еще в начале 1970-х годов, были подвергнуты повторному рассмотрению, и на них была обнаружена структура глаза, не похожая ни на одну из тех, что наблюдались у любого животного до или после.
Как руководитель отделения радиологии Siemens Вильгельм Штюрмер кое-что знал об использовании рентгеновских лучей для раскрытия скрытых секретов. Это было особенно верно, когда дело дошло до изучения окаменелостей, страсть, которую он подогревал, оборудовав микроавтобус с рентгеновским оборудованием, чтобы вывезти его на места раскопок.
Несмотря на свои познания в области радиологии, Штюрмер не был палеонтологом, поэтому немногие серьезно отнеслись к его заявлению об обнаружении зрительных нервов внутри окаменелости возрастом 390 миллионов лет.
"В то время все считалось, что в окаменелостях можно увидеть только кости и зубы, твердые части живых существ, но не мягкие части, такие как кишечник или нервы", - говорит палеонтолог Кельнского университета Брижит Шенеманн.
В дополнение к нервам было расположено множество "волокон", которые странно выглядели как фоторецепторные клетки, называемые омматидиями. Только в этом случае они были странно удлинены, примерно в 25 раз больше их собственного диаметра; слишком долго, чтобы казаться правдоподобной как светособирающая структура.
С тех пор многое изменилось. Сегодня палеонтологам нравится идея, что структуры мягких тканей могут оставлять четкий след в окаменелостях. С тех пор в сложных глазах водных членистоногих были обнаружены сверхдлинные омматидии.
Имея это в виду, Шенеманн и ее коллеги вернулись к исходным изображениям Штюрмера для более детального изучения. После двойной проверки окаменелости с помощью современной компьютерной томографии они определили, что обнаруженные им нити почти наверняка были волокнами зрительного нерва.
Но именно то, к чему было подключено пенообразное гнездо волокон, действительно привлекло внимание исследователей: то, что казалось двумя сложными глазами, на самом деле было сотнями, разделенными на левый и правый кластеры.
"Каждый из этих глаз состоял из примерно 200 линз размером до одного миллиметра", - говорит Шенеманн.
"Под каждой из этих линз, в свою очередь, установлено по крайней мере шесть фасеток, каждая из которых вместе снова образует небольшой составной глаз. Таким образом, у нас есть около 200 составных глаз (по одному под каждой линзой) в одном глазу".
Трилобиты более или менее доминировали в океанах в течение сотен миллионов лет, приспосабливаясь, чтобы заполнить широкий спектр водных ниш множеством странных и прекрасных строений тела.
Одним из их самых умных изобретений была визуальная система беспрецедентной сложности. Несмотря на то, что они были сравнительно простыми в современном понимании, их версия глаз давала им преимущество в охоте или прятании, а также в обнаружении мельчайших изменений яркости и движения.
Хотя анатомия их глаз имела множество форм, наиболее распространенные структуры были бы легко узнаваемы большинством современных зоологов, состоящие из аккуратно расположенного рисунка линз, работающих вместе, чтобы превратить рассеянный свет в сильно пиксельную карту своего окружения.
Современные насекомые и другие членистоногие продолжают полагаться на такие сложные глаза, чтобы добиться большого эффекта. Недостаток разрешения в этом пиксельном представлении легко компенсируется простотой и адаптируемостью, эволюционируя для преодоления ограничений с помощью нескольких настроек анатомии.
Однако из-за невероятного разнообразия глаз трилобитов глаза некоторых представителей подотряда Phacopina поставили палеонтологов в тупик.
В так называемом шизохроальном глазу каждая линза находится на небольшом расстоянии от своего соседа, оставляя много пустого пространства, которое можно было бы использовать, чтобы поймать больше света.
Теперь мы знаем, что то, что кажется единственной линзой, на самом деле представляет собой единый составной глаз в двух "гиперглазах". Хотя он не говорит нам, почему эволюционировали эти глаза, он меняет то, какие вопросы нам нужно задать об этом необычном членистоноге. Вместо того, чтобы размышлять о бесполезной трате пространства между линзами, биологи теперь могут размышлять о преимуществах, которые сотни крошечных глаз имеют при адаптации к слабому освещению или реагированию на быстрые изменения условий освещения на более широкой площади.
"Также возможно, что отдельные компоненты глаза выполняли разные функции, например, увеличивая контрастность или воспринимая разные цвета", - говорит Шенеманн. Штюрмер, должно быть, подозревал, что в глазах есть что-то стоящее, нарисовав стрелку красной ручкой, указывающую прямо на полдюжины граней под одной из линз. К сожалению, радиолог скончался в 1980-х годах, задолго до того, как его открытие получило заслуженное признание.