Согласно новому исследованию, все позвоночные произошли от далекого предка, похожего на циклопа, с одним срединным глазом. Это в корне меняет наши представления об эволюции глаз и мозга. Фото: Shutterstock
Один древний глаз может объяснить, как у позвоночных развились современное зрение и шишковидная железа.
У людей есть удивительная реликвия из глубокой эволюционной истории, восходящая к крошечному одноглазому предку, жившему почти 600 миллионов лет назад. Новые данные об эволюции глаз показывают, что эта необычная особенность сыграла ключевую роль в формировании современной биологии.
Исследовательская группа из Университета Лунда и Университета Сассекса сообщает, что ранние позвоночные произошли от организма с одним глазом, расположенным на верхней части головы. Согласно результатам исследования, эта структура не исчезла полностью. Вместо этого она превратилась в шишковидную железу в человеческом мозге.
«Результаты оказались неожиданными. Они переворачивают наше представление об эволюции глаза и мозга с ног на голову», — говорит Дан-Э Нильссон, почетный профессор сенсорной биологии Лундского университета.
Древние позвоночные когда-то утратили глаза
Этот далекий предок жил почти 600 миллионов лет назад и был похож на маленькое червеобразное существо. Он всю жизнь фильтровал планктон из морской воды и в основном оставался неподвижным. Изначально у него, как и у многих других животных, были парные глаза, но со временем эти органы чувств исчезли.
«Мы не знаем, были ли парные глаза на нашей ветви эволюционного древа просто светочувствительными клетками или простыми органами зрения, формирующими изображение. Мы знаем только, что впоследствии организм их утратил», — говорит Дан-Э Нильссон.
У некоторых видов позвоночных на верхней части головы до сих пор сохранился срединный глаз. У этой лягушки срединный глаз выглядит как небольшое голубое пятнышко между обычными глазами. Источник: Wikimedia Commons
По мере того как организм приспосабливался к более медленному и менее активному образу жизни, необходимость в двух глазах отпала. Со временем эти органы зрения исчезли, но в центре головы осталось скопление светочувствительных клеток. Из них развился простой срединный глаз, который мог улавливать смену дня и ночи и определять направление.
Современные глаза произошли от одной структуры
Спустя миллионы лет потомки этого организма вернулись к более активному образу жизни, связанному с плаванием. В связи с этим возросла потребность в улучшенном зрении. Исследователи предполагают, что новые парные глаза образовались из частей более раннего срединного глаза.
«Теперь мы наконец понимаем, почему глаза позвоночных так сильно отличаются от глаз всех остальных групп животных, таких как насекомые и кальмары. Сетчатка наших глаз развивается из мозга, в то время как глаза насекомых и кальмаров формируются в коже по бокам головы», — говорит Дан-Э Нильссон.
Этот эволюционный путь помогает объяснить, почему глаза позвоночных структурно отличаются от глаз других животных. Этот вывод подтверждается обширным сравнением светочувствительных клеток у видов, а также их структуры и расположения в организме.
«Теперь мы впервые понимаем, как возникли нейронные цепи, которые анализируют изображение на нашей сетчатке», — добавляет Дан-Э Нильссон.
Древний глаз сохранился в организме человека
Следы того древнего срединного глаза сохранились до наших дней в виде шишковидной железы. Эта небольшая структура в головном мозге по-прежнему чувствительна к свету и играет ключевую роль в регуляции циклов сна, вырабатывая гормон мелатонин.
«Поразительно, что способность нашей шишковидной железы регулировать сон в зависимости от освещения унаследована от циклопического срединного глаза далекого предка, жившего 600 миллионов лет назад», — заключает Дан-Э Нильссон.
Источник: SciTechDaily
