Панцири хитонов покрыты тысячами крохотных глаз: зачем им все эти зрительные линзы

Исследователи наконец-то разгадали тайну морского существа, у которого глаза расположены по всей раковине.

Океан покрывает более 70% поверхности планеты и является домом для множества причудливых существ, например маленьких хитонов, чьи сегментированные панцири покрыты тысячами выпуклых крохотных глаз. Исследователям уже известно, что они состоят из минерала под названием арагонит, однако причина возникновения такого количества глаз до сих пор ускользала от исследователей, пишет Science Alert.

Эти тысячи глазиков представляют собой крошечные и примитивные органы чувств, но ученые считают, что они действительно помогают хитонам видеть, а именно различать формы и свет. В то же время у некоторых видов хитонов есть меньшие «глазные пятна», которые функционируют как отдельные пиксели, подобно компонентам сложного глаза насекомых или креветок-богомолов. Простыми словами, вся эта система глаз образует зрительный сенсор, распределенный по панцирю хитона.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В новом исследовании команда из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сосредоточилась на изучении того, как возникли эти зрительные системы. Авторы исследования уверяют, что обнаружили удивительную эволюционную проворность хитонов, обитающих в скалах: и предки успешно развили глаза в четырех разных случаях. В результате этой эволюции у современных хитонов появились два совершенно разных типа зрительных систем.

По словам ведущего автора исследования Ребекки Варни, они с командой исходили из того, что у современных морских хитонов существует два типа глаз, а потому ученые не рассчитывали обнаружить четыре независимых источника происхождения. Однако это произошло: у хитонов глаза развивались четыре раза, двумя разными способами, что весьма удивило исследователей.

Зрительные системы хитонов состоят из небольших светочувствительных структур, называемых эстетами (слева; зеленый), с вкраплениями либо более крупных глаз-раковин (в центре, синий), либо меньших и более многочисленных глазных пятен (справа, красный)

Фото: Science

В ходе анализа команда реконструировала эволюционную историю глаз хитонов. Для этого ученые сравнили окаменелости и проанализировали образцы НК, взятые из образцов, хранящихся в Музее естественной истории Санта-Барбары. В результате им удалось собрать воедино эволюционное древо хитонов.

Результаты работы ученых показывают, что две зрительные системы этих морских существ развивались дважды и в быстрой последовательности. Любопытно, что группы, пришедшие к схожим системам глаз, не были наиболее тесно связаны между собой — фактически, они были дальними родственниками, разделенными миллионы лет назад.

У одной группы хитонов глазные пятна появились 260-200 миллионов лет назад, во времена триаса, когда на Земле впервые появились динозавры. В то же время другая группа хитонов развила глаза лишь в юрском периоде — около 200-150 миллионов лет назад.

Хитоновые глаза. Темные пятна — глаза, шишки поменьше — эстеты

Фото: Wyss Institute at Harvard University

Следующий виток эволюции произошел между 150 и 100 миллионами лет назад, во время мелового периода: тогда у хитонов Toniciinae и Acanthopleurinae эволюционировали глаза-раковины. В итоге это сделало их самыми последними появившимися линзовиндными глазами, о которых сегодня известно науке. Четвертый этап произошел между 75 и 25 миллионами лет назад. В этот период у другой ветви хитонов вновь появились глазные пятна.

По словам Варни, они с коллегами обнаружили, что количество глаз и их сложность напрямую зависит от количества щелей на теле хитонов: чем меньше щелей, тем меньшее количество глаз развивалось у существ, однако их система была сложнее. В то же время у хитонов с большим количеством щелей развивалось большее количество глазных пятен, но они были более простыми.

Авторы исследования планируют продолжить работу, чтобы понять, как глазные структуры хитонов передают визуальную информацию их мозгу. На данный момент ученым известно, что по крайней мере у одного вида хитонов более сложные глаза-раковины посылают визуальную информацию для обработки в кольцеобразную нервную структуру, которая окружает все их тело. Зрительные нервы фактически подключены к этому кольцу, что позволяет им определить местоположение объекта в зависимости от того, какие части кольца активизируются.

Ранее Фокус писал о том, что среди восьми рук у осьминога есть одна — самая любимая.