Геніальний дизайн. Стародавні трилобіти мали кришталеві очі, і вони досі залишаються загадкою

Трилобіти, група нині вимерлих істот, мали один із найдавніших прикладів складного ока. Цікаво, що ці стародавні очі використовували нетрадиційний матеріал для фокусування світла, який не зустрічається у сучасних організмів. Очі трилобітів складалися з твердого кристалу, відомого як кальцит, пише ScienceAlert.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Трилобіти бродили по Землі протягом 300 млн років, перш ніж вимерти приблизно 250 мільйонів років тому. Велика кількість планів моделей трилобітів, що збереглися у викопних рештках, свідчить про те, що вони досягли неабиякого успіху під час свого існування. Завдяки кам'янистій природі їхніх очей, численні скам'янілості чудово зберегли ці унікальні очні структури.

Наші знання про зір трилобітів ґрунтуються на вивченні цих добре збережених знахідок. Подібно до комах, трилобіти мали складні очі, що складалися зі скупчень фоторецепторів, які називаються омматідії. Кожна з них мала власні фоторецептори та лінзи.

Теоретично, чистий кальцит — прозорий, що дозволяє світлу проникати і фокусуватися, тим самим даючи змогу фоторецепторам виявляти його. Однак, як і у випадку із зором комах, тут, ймовірно, був компроміс: хоча трилобіти, можливо, не мали високої просторової роздільної здатності, вони мали підвищену чутливість до руху.

Очі трилобітів поділялися на три типи

Найдавніший і найпоширеніший тип, відомий як голохроальне око, мав маленькі омматідії, вкриті єдиною рогівковою оболонкою, з сусідніми лінзами, що безпосередньо контактували одна з одною.

Абатохроальне око, унікальне для родини Eodiscidae, складалося з маленьких лінз, кожна з яких вкрита тонкою рогівкою.

Нарешті, шизохроальне око, притаманне лише підряду Phacopina, мало більші розділені лінзи, і кожна з них мала власну рогівку. Вчені вважають, що ці очі — надзвичайно специфічні.

Голохромне око найбільше нагадувало сучасні аппозиційні очі, які можна побачити у деяких комах та ракоподібних. Вчені припускають, що вони функціонували так: кожна омматідія працювала незалежно і створювала мозаїчне зображення, яке сприймав трилобіт.

Кальцит, однак, вніс певну складність у зір трилобітів. Він має одне з найсильніших двопроменезаломлень у природі, що призводить до двох показників заломлення.

Коли світло проходить через кальцит, воно розщеплюється на два промені, які рухаються з різною швидкістю, що призводить до створення подвійного зображення.

У випадку невеликих омматідій, таких як ті, що характерні для голохроальних очей, відхилення променів незначне порівняно зі світлочутливим органом, а тому не є проблематичним.

Для шизохромних очей, однак, двопроменезаломлення становило набагато серйознішу проблему. Оскільки кристалам не вистачає гнучкості, великі омматідії не могли відрегулювати свій фокус, щоб пом'якшити наслідки двозаломлення. У відповідь на це вчені виявили, що шизохроальні очі мають подвійну структуру кришталика.

Ця структура складається з двох шарів, кожен з яких має різний показник заломлення, що ефективно коригує двозаломлення. Несподівано трилобіти незалежно розробили конструкцію лінз, подібну до дублетних, пізніше винайдених математиками Рене Декартом і Християном Гюйгенсом у 17 столітті.

Попри наше розуміння різних структур, що складають око трилобіта, внутрішня робота шизохромного ока залишається дещо невловимою. Неясно, чи функціонувало воно так само, як і аппозиційне око, чи його унікальна будова спричинила появу альтернативних зорових механізмів

Нещодавнє дослідження пролило нове світло на складну будову шизофренічного ока, припустивши, що кожна лінза покривала мініатюрне складне око, створюючи своєрідне "супероко". Ці знахідки наближають нас до розгадки таємниць зору трилобітів.

Раніше Фокус писав про доісторичне створіння із зубами-бензопилою, яке жило 270 мільйонів років тому.

А також ми розповідали про найстаріший шлунковий камінь, якому 150 млн років.