Сотни миллионов лет назад моря Земли изобиловали трилобитами, существа с твердой оболочкой, напомнившие колючих водных тараканов. Поскольку их экзоскелеты предоставили себя окаменению, ученые знают много о том, на что за пределами их органов был похож. Их внутренние работы, однако, остались таинственными.
Теперь, новое исследование показало структуру глаза трилобита, принеся исследователям один шаг ближе к пониманию развития видения.Как сегодняшние насекомые и ракообразные, трилобиты имели сложные глаза со многими различными линзами, сосредотачивающими свет на группы чувствительных клеток, лежащих ниже их.
Получающееся изображение было соединено много как картина на Вашем мониторе с каждой линзой, производящей один «пиксель» целого. Поскольку сами линзы были сделаны из минерального кальцита, они часто фоссилизировали вместе с остальной частью жесткого экзоскелета трилобита. Чувствительные клетки под линзами, однако, были эфемерны, и ученые всегда предполагали, что они распались без следа.Поэтому вообразите удивление Брижитт Шэнеман, когда она определила фоссилизируемые версии этих тонких чувствительных клеток при делании рентген длинного мертвого трилобита со сканером компьютерной томографии (CT). «Я ожидал, что мы будем видеть [что-то] в линзе трилобитов, но тогда внезапно мы видели структуры клеток ниже линзы», вспоминает Шенеман, физиолог в Боннском университете и университете Кельна, обоих в Германии.
Вдохновленный, она обратилась для взятия большего количества окаменелостей к европейскому Радиационному Сооружению Синхротрона в Гренобле, Франция, где она могла использовать высокоэнергетические рентгеновские лучи ускорителя частиц для равноправного информационного обмена глубже в глаза трилобитов. Теперь, она говорит, она создала изображения всей визуальной системы потухшего животного, вниз к уровню фоссилизируемых отдельных клеток.
Таким образом, что делает внутреннюю часть глаза трилобита, похожи? Немного как цветок, сообщают Шенеман и соавтор онлайн сегодня в Научных Отчетах. Ниже каждой линзы круглые чувствительные клетки устроены как лепестки вокруг ромбовидного фоторецептора, который в состоянии взять тусклый свет, отфильтровавший вниз через древние океаны Земли. Пигментные клетки заполнили пространство между расцветами и вероятно заставили глаза трилобита казаться коричневато-черными.
Этот букет легких чувствительных расцветов, буферизованных пигментными клетками, очень похож на структуру, замеченную в глазах сегодняшних мечехвостов (Limulus). «Если у Вас есть оптическая система, работающая, она может продлиться», говорит Ричард Форти, палеонтолог в Музее естественной истории в Лондоне. Он надеется, что методы рентгеновских лучей, используемые в этом исследовании, будут скоро применены к большему количеству разновидностей трилобита — который, возможно, развил различные визуальные системы — а также другие типы хорошо сохранившихся окаменелостей.
Современные методы как радиация синхротрона «производят детали, Вы не мечтали бы, мог быть замечен несколько лет назад», говорит он.«Это фантастически, чтобы видеть», что этот новый инструмент принят, согласовывает физика Уве Бергмана из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии, также использовавшего рентгеновские лучи от синхротрона там для изучения окаменелостей. «Кажется, как будто эти методы томографии рентгеновских лучей произвели действительно новое знание … о раннем развитии глаз».