Окаменевший трилобит, впервые изученный палеонтологом-любителем полвека назад, предоставил исследователям совершенно новый способ взглянуть на мир в самом буквальном смысле этого слова. Рентгеновские снимки древнего членистоногого, сделанные еще в начале 1970-х годов, были подвергнуты повторному рассмотрению, и на нем была обнаружена структура глаза, не похожая ни на одну из тех, что наблюдались у любого животного до или после.
В качестве главы радиологического отделения Siemens Вильгельм Штюрмер кое-что знал об использовании рентгеновских лучей для раскрытия скрытых секретов. Это было особенно верно, когда дело дошло до изучения окаменелостей - страсти, которую он подогревал, оборудовав микроавтобус рентгеновским оборудованием, чтобы вывозить его на палеонтологические места.
Несмотря на свои знания и опыт в области радиологии, Штюрмер не был палеонтологом, поэтому немногие серьезно отнеслись к его заявлению об обнаружении зрительных нервов внутри окаменелости трилобита Phacops geesops возрастом 390 миллионов лет.
«В то время был достигнут консенсус в том, 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, Бриджит Шёнеманн.
В дополнение к нервам было расположено множество «волокон», которые поразительно странно выглядели как фоторецепторные клетки, называемые омматидиями. Только в этом случае они были странно удлинены, примерно в 25 раз больше их собственного диаметра; слишком длинно, чтобы казаться правдоподобной как светособирающая структура.
С тех пор многое изменилось. Сегодня палеонтологам нравится идея, что структуры мягких тканей могут оставлять четкий сигнатурный след в окаменелостях. С тех пор сверхдлинные омматидии были обнаружены в сложных (фасеточных) глазах водных членистоногих.
Учитывая это, Шенеманн и ее коллеги вернулись к исходным изображениям Штюрмера для более детального изучения. После двойной проверки окаменелости с помощью современной компьютерной томографии они определили, в конце концов, нити, которые он заметил, почти наверняка были волокнами зрительного нерва.
Но именно то, к чему было подключено пенообразное гнездо волокон, действительно привлекло внимание исследователей: то, что казалось двумя фасеточными 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 сложный (фасеточный) глаз. Таким образом, у нас есть около 200 сложных (фасеточных) глаз (по одному под каждой линзой) в одном глазу».
Трилобиты более или менее доминировали в океанах на протяжении сотен миллионов лет, приспосабливаясь к тому, чтобы заполнить широкий спектр водных ниш множеством странных и чудесных строений тела.
Одним из их самых умных изобретений была зрительная система беспрецедентной сложности. Несмотря на то, что они были сравнительно простыми в современном понимании, их версия глаз давала им преимущество при охоте или укрытии, а также в обнаружении мельчайших изменений яркости и движения.
Хотя анатомия их глаз имела множество форм, наиболее распространенные структуры, которые сегодня могут быть легко узнаваемы большинством зоологов, состоят из аккуратно расположенного рисунка линз, работающих вместе, чтобы превратить рассеянный свет в существенно 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.
Но все же из невероятного разнообразия глаз трилобитов, те, что относятся к некоторым представителям подотряда Phacopina поставили палеонтологов в тупик.
В так называемом шизохроическом глазу каждая линза находится на небольшом расстоянии от их соседних линз, оставляя много пустого пространства, которое можно использовать, чтобы поймать больше света.
Теперь мы знаем, что то, что кажется единственной линзой, на самом деле представляет собой единый сложный глаз в двух «гиперглазах».
Хотя это пока не говорит нам, почему эволюционировали эти глаза, это действительно меняет то, какие вопросы нам нужно задавать об этом необычном членистоногом.
Вместо того, чтобы размышлять о бесполезной трате пространства между линзами, биологи теперь могут рассуждать о преимуществах, которые сотни крошечных глаз имеют при адаптации к слабому освещению или реакции 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 красной ручкой стрелку, указывающую прямо на полдюжины фасеток под одной из линз.
К сожалению, радиолог скончался в 1980-х годах, задолго до того, как его открытие получило заслуженное признание.
Как и трилобит, Штюрмер до своего времени явно был провидцем.
Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.
Источник: University of Cologne / Science Alert
