У самых ранних позвоночных нашли вторую пару глаз
Свыше полумиллиарда лет назад самые ранние из известных позвоночных, судя по всему, обладали дополнительной парой глаз. Более того, у нас, возможно, сохранились остатки этого древнего эволюционного излишества.
Необычные окаменелости двух видов безчелюстных рыб, милокунимингид, найдены с 2019 по 2024 год на берегах озера Дяньчи на юго-западе Китая. Древние формы жизни, обнаруженные в этом регионе (биота Чэнцзян), сохранились в удивительных деталях. Датировка отнесла их к кембрийскому периоду (около 518 миллионов лет назад), когда биоразнообразие резко увеличилось, породив большинство основных типов животных, существующих по сей день. Большим везением для ученых стало, что сохранились не только твердые, но и мягкие ткани, включая глаза этих существ.
Сложные глаза эволюционировали независимо у нескольких групп животных. У некоторых беспозвоночных, например насекомых, фасеточные глаза состоят из сотен или тысяч отдельных элементов (омматидиев), каждый со своей линзой, светочувствительными клетками и конусом, вместе создающими мозаичное изображение.
Иначе устроено зрение у позвоночных, например людей и рептилий. Наши глаза — камерного типа (глазные яблоки) — состоят из сферического хрусталика, сетчатки, радужной оболочки и мышц, контролирующих движение. Они также содержат пигментированные структуры — меланосомы, которые, среди прочего, определяют цвет радужки.
Каждому глазу — по хрусталику
Палеонтологи изучили окаменелости под электронным микроскопом, результатами чего поделились на страницах Nature. Они увидели пару глаз по бокам головы с сохранившимися меланосомами, а также два загадочных, гораздо меньших черных пятна между ними.
«Еще поразительнее, что и в боковых, и в центрально расположенных глазах сохранился отпечаток хрусталика», — говорит соавтор исследования Якоб Винтер из Бристольского университета.
По его мнению, это указывает на то, что у древних рыб было две пары камерных глаз: «Они позволяли этим позвоночным, жившим 518 миллионов лет назад, формировать картину окружающего мира почти так же, как это делаем мы. Но ключевое отличие в том, что они использовали четыре глаза вместо двух».
Исследователи полагают, что в ходе эволюции эта дополнительная пара глаз превратилась в пинеальный (теменной) комплекс. У некоторых позвоночных, таких как рептилии, до сих пор есть светочувствительный орган на макушке головы, называемый теменным глазом. У млекопитающих этот комплекс представлен только шишковидной железой (эпифизом), которая регулирует наш цикл сна и бодрствования, секретируя мелатонин.
«Мы показываем, что [пинеальные органы] имели более важную функцию как глаза у ранних позвоночных и могли создавать довольно четкое изображение, прежде чем эволюционировали в органы, регулирующие наш цикл сна», — объясняет Винтер.
По его словам, крупные глаза, вероятно, лучше подходили для детального зрения, а меньшие глаза помогали животному замечать приближающиеся объекты. Это обеспечивало немного иное поле зрения, что было важно в кембрийских морях, где безчелюстные рыбы были желанной добычей.
«Вероятно, они могли довольно хорошо различать объекты, определяя их форму и в некоторой степени трехмерность, — полагает Винтер. — Благодаря четырем глазам у них, скорее всего, был также широкий обзор окружающей среды, в стиле IMAX».
Могло показаться
Тэцуто Миясита из Канадского музея природы в Оттаве «наполовину верит, наполовину пугается этой новой оригинальной интерпретации» данных окаменелостей. Он признает, что эти точки долгое время ставили ученых в тупик, и осознание, что это может быть еще одна пара камерных глаз, стало «озарением».
Однако если это глаза, то возникает вопрос: где же нос? «Столь многое в ранней эволюции рыб вращается вокруг носа, поэтому с точки зрения биологии развития маловероятно, что он не сохранился», — отмечает палеобиолог.
Он предсказывает серьезные дебаты, пока специалисты не придут к общему знаменателю. «Неужели действительно так логично иметь так много выдающихся глаз на голове?» — задается вопросом Миясита.
Для видов-жертв было логично «развить такое зрение, просто чтобы избегать страшных хищников, которые могли за ними охотиться», считает Джон Петерсон из Университета Новой Англии в Австралии.
«Кембрий — довольно странное время, когда в эволюционном плане можно наблюдать странные вещи — не только пара глаз, смотрящих вбок или вперед, — глаза могут быть и на других частях головы», — говорит он.
Не помешало бы детальное картирование всего тела окаменелостей, чтобы проверить, есть ли другие подобные отметины в других местах, добавил Карма Нанглу из Калифорнийского университета в Риверсайде. Вторая пара глаз на самом деле может быть всего лишь артефактом, порожденным химическими процессами фоссилизации (окаменения).
Зубы на лбу: эволюция подарила акулам-призракам пугающий орган — биологи
Как кораллы «видят» без глаз, выяснили ученые
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram