Обнаружены древнейшие позвоночные с четырьмя глазами
Ученые предполагают, что эти органы эволюционировали в часть мозга, регулирующую сон у современных животных, включая человека.
Палеонтологи обнаружили, что одни из древнейших известных науке позвоночных животных, возможно, обладали четырьмя глазами, а не двумя. Исследование основано на анализе исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей бесчелюстных рыб, найденных в Китае.
Окаменелости двух видов миллокунимингид были обнаружены в отложениях Чэнцзянской биоты на юго-западе Китая командой под руководством Пэйюнь Цуна из Юньнаньского университета. Эти рыбы обитали около 518 миллионов лет назад, в кембрийский период, когда произошёл резкий рост разнообразия жизни.
«Что более поразительно, так это наличие отпечатка хрусталика в каждом из боковых глаз и в центрально расположенных глазах», — отмечает участник исследовательской группы Якоб Винтер из Бристольского университета.
Изучение образцов под электронным микроскопом выявило пару крупных боковых глаз с сохранившимися меланосомами, содержащими пигмент меланин, а также две меньшие тёмные структуры между ними, также содержащие следы меланина. Учёные пришли к выводу, что это свидетельствует о наличии двух пар глаз так называемого камерного типа, характерного для современных позвоночных, включая человека.
«Это позволило бы этим 518-миллионнолетним позвоночным формировать изображение их мира почти так же, как это делаем мы, — говорит Якоб Винтер. — Но ключевое отличие в том, что они использовали четыре глаза, а не два».
Окаменелость Хайкоуихтис (Haikouichthys), демонстрирующая сохранившиеся меланосомы. Фото: Xiangtong Lei, Sihang Zhang
Исследователи полагают, что дополнительная пара глаз впоследствии эволюционировала в так называемый пинеальный комплекс. У некоторых современных позвоночных, например у рептилий, сохранился светочувствительный теменной глаз на верхней части головы. У млекопитающих этот комплекс представлен шишковидной железой (эпифизом), которая регулирует циклы сна и бодрствования, выделяя гормон мелатонин.
«Мы показываем, что [пинеальные органы] имели более важную функцию в качестве глаз у ранних позвоночных и могли создавать вполне приличное изображение, прежде чем эволюционировали в органы, регулирующие наш цикл сна», — объясняет Винтер.
По мнению учёных, большие боковые глаза, вероятно, отвечали за высокую разрешающую способность и детализацию, в то время как меньшие центральные глаза могли помочь животному заметить приближающиеся объекты, обеспечивая более широкое поле обзора. Это было критически важно для выживания в кембрийских морях, где эти бесчелюстные рыбы были лёгкой добычей.
Открытие вызвало неоднозначную реакцию в научном сообществе. Так, Тецуто Миясита из Канадского музея природы в Оттаве выразил скептицизм, назвав интерпретацию «увлекательно оригинальной», но требующей дополнительных доказательств.
«Структуры, видимые между боковыми глазами этих окаменелостей, давно озадачивали исследователей, и это “момент озарения” — осознать, что они могут быть ещё одним набором камерных глаз», — говорит он.
Одним из вопросов, по мнению Мияситы, является расположение носа, так как эволюция ранних рыб тесно связана с развитием обонятельных органов. Он прогнозирует серьёзные дебаты, пока эксперты не придут к консенсусу.
Другие учёные считают гипотезу правдоподобной в контексте кембрийского периода. Джон Пейтерсон из Университета Новой Англии в Австралии отмечает, что для вида-жертвы развитие такого типа зрения для избегания хищников вполне логично.
«Кембрий — это немного странное время, когда вы видите, как животные в эволюционном смысле впервые делают странные вещи, когда это не всегда просто пара глаз, смотрящих вбок или вперёд, — но у вас фактически могут быть глаза на других частях головы», — комментирует Пейтерсон.
Карма Нанглу из Калифорнийского университета в Риверсайде предлагает более осторожный подход. Он указывает на необходимость детального картирования всего тела окаменелостей, чтобы исключить вероятность того, что вторая пара «глаз» является артефактом процесса фоссилизации, а не реальным органом.
Таким образом, открытие, если оно будет подтверждено дальнейшими исследованиями, может кардинально изменить представления о ранней эволюции зрительной системы позвоночных и показать, что наши древнейшие предки обладали гораздо более сложным зрением, чем считалось ранее.