Гениальный дизайн. Древние трилобиты имели хрустальные глаза, и они до сих пор остаются загадкой

Трилобиты, группа ныне вымерших существ, имели один из древнейших примеров сложного глаза. Интересно, что эти древние глаза использовали нетрадиционный материал для фокусировки света, который не встречается у современных организмов. Глаза трилобитов состояли из твердого кристалла, известного как кальцит, пишет ScienceAlert.

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

Трилобиты бродили по Земле в течение 300 млн лет, прежде чем вымереть примерно 250 миллионов лет назад. Большое количество планов моделей трилобитов, сохранившихся в ископаемых останках, свидетельствует о том, что они достигли большого успеха во время своего существования. Благодаря каменистой природе их глаз, многочисленные окаменелости прекрасно сохранили эти уникальные глазные структуры.

Наши знания о зрении трилобитов основываются на изучении этих хорошо сохранившихся находок. Подобно насекомым, трилобиты имели сложные глаза, состоящие из скоплений фоторецепторов, которые называются омматидии. Каждая из них имела собственные фоторецепторы и линзы.

Теоретически, чистый кальцит — прозрачный, что позволяет свету проникать и фокусироваться, тем самым позволяя фоторецепторам обнаруживать его. Однако как и в случае со зрением насекомых, здесь, вероятно, был компромисс: хотя трилобиты, возможно, не имели высокого пространственного разрешения, они обладали повышенной чувствительностью к движению.

Глаза трилобитов делились на три типа

Древнейший и самый распространенный тип, известный как голохроальный глаз, имел маленькие омматидии, покрытые единой роговичной оболочкой, с соседними линзами, непосредственно контактирующими друг с другом.

Абатохроальный глаз, уникальный для семейства Eodiscidae, состоял из маленьких линз, каждая из которых покрыта тонкой роговицей.

Наконец, шизохроальный глаз, присущий только подотряду Phacopina, имел большие разделенные линзы, и каждая из них имела собственную роговицу. Ученые считают, что эти глаза — чрезвычайно специфические.

Голохромный глаз больше всего напоминал современные аппозиционные глаза, которые можно увидеть у некоторых насекомых и ракообразных. Ученые предполагают, что они функционировали так: каждая омматидия работала независимо и создавала мозаичное изображение, которое воспринимал трилобит.

Кальцит, однако, внес определенную сложность в зрение трилобитов. Он имеет одно из самых сильных двулучепреломлений в природе, что приводит к двум показателям преломления.

Когда свет проходит через кальцит, он расщепляется на два луча, которые движутся с разной скоростью, что приводит к созданию двойного изображения.

В случае небольших омматидий, таких как те, что характерны для голохроальных глаз, отклонение лучей незначительно по сравнению со светочувствительным органом, а потому не является проблематичным.

Для шизохромных глаз, однако, двулучепреломление представляло гораздо более серьезную проблему. Поскольку кристаллам не хватает гибкости, большие омматидии не могли отрегулировать свой фокус, чтобы смягчить последствия двулучепреломления. В ответ на это ученые обнаружили, что шизохроальные глаза имеют двойную структуру хрусталика.

Эта структура состоит из двух слоев, каждый из которых имеет разный показатель преломления, что эффективно корректирует двупреломление. Неожиданно трилобиты независимо разработали конструкцию линз, подобную дублетным, позже изобретенным математиками Рене Декартом и Христианом Гюйгенсом в 17 веке.

Несмотря на наше понимание различных структур, составляющих глаз трилобита, внутренняя работа шизохромного глаза остается несколько неуловимой. Неясно, функционировал ли он так же, как и аппозиционный глаз, или его уникальное строение вызвало появление альтернативных зрительных механизмов

Недавнее исследование пролило новый свет на сложное строение шизофренического глаза, предположив, что каждая линза покрывала миниатюрный сложный глаз, создавая своеобразное "суперглаз". Эти находки приближают нас к разгадке тайн зрения трилобитов.

Ранее Фокус писал о доисторическом создании с зубами-бензопилой, которое жило 270 миллионов лет назад.

А также мы рассказывали о самом старом желудочном камне, которому 150 млн лет.