Глаза-фасетки — непрерывная черта эволюции

Исследователи во главе с доктором Бриджит Шёнеманн (Университет Кёльна) расшифровали структуру и принцип работы древнейшего из известных сложных (фасеточных) глаз. Объектом изучения послужила исключительно хорошо сохранившаяся окаменелость трилобита Schmidtiellus reetae возрастом более полумиллиарда лет.

Структура древнего глаза

  • Глаз принадлежит трилобиту, найденному в Эстонии.
  • Это типичный фасеточный глаз, состоящий примерно из 100 омматидиев, расположенных относительно далеко друг от друга по сравнению с современными формами.
  • Каждый омматидий состоит примерно из восьми сенсорных клеток, сгруппированных вокруг центрального рабдома — световоспринимающей структуры.
  • Ключевое отличие: у этого древнего глаза, в отличие от глаз современных пчёл, стрекоз или крабов, отсутствует линза. Учёные связывают это с отсутствием у мягкотелых членистоногих того времени необходимого для формирования линз слоя в панцире.

Принцип работы и производительность

  • Физические свойства центрального рабдома обеспечивали каждому элементу глаза ограниченное поле зрения, создавая общее мозаичное изображение, как у современных фасеточных глаз.
  • Точность такого глаза определяется количеством элементов. С примерно 100 «пикселями» зрение трилобита не было выдающимся, но его хватало для:
    • обнаружения движения (например, приближающегося хищника);
    • грубого различения распределения света;
    • избегания препятствий.

Эволюционный контекст

  • Принцип работы современных фасеточных глаз поразительно похож на тот, что существовал полмиллиарда лет назад, что говорит о его консервативности и успешности.
  • Уже через несколько миллионов лет после Schmidtiellus у другого балтийского трилобита, Holmia kjerulfi, развились усовершенствованные фасеточные глаза с более высоким разрешением, приближающимся к зрению современных стрекоз.
  • Физический анализ глаз обоих трилобитов показал, что эти организмы обитали в ярко освещённых водах, вероятно, на шельфовых участках палеозойского океана.

«Принцип современного сложного глаза, скорее всего, восходит к временам, предшествовавшим нашим первым ископаемым находкам. Полмиллиарда лет назад он находился на ранней стадии развития, и нашей работой нам удалось раскрыть первые видимые шаги этого чрезвычайно успешного зрительного принципа», — заключает Бриджит Шёнеманн.