Глаза позвоночных животных, включая человека, сформировались в результате сложной эволюции, начавшейся около 600 млн лет назад. К такому выводу пришли исследователи, изучившие развитие органов зрения у десятков групп животных. Об этом сообщает портал The Conversation.
Долгое время ученые знали, что глаза позвоночных принципиально отличаются от глаз беспозвоночных — как по строению клеток, так и по развитию.
Однако причины этих различий оставались неясными.Авторы нового исследования проанализировали 36 крупных групп животных и обнаружили закономерность: светочувствительные клетки у них расположены в двух местах — по бокам головы и по центру, над мозгом. При этом боковые структуры отвечают за движение и ориентацию, а центральные — за восприятие дня и ночи и положения в пространстве.
На основе этих данных ученые реконструировали эволюцию зрения. По их мнению, общий предок всех двусторонне-симметричных животных — червеобразное существо — изначально имел оба типа светочувствительных структур.
Около 600 млн лет назад этот организм перешел к малоподвижному образу жизни, зарывшись в морское дно. В таких условиях "навигационные" парные глаза стали бесполезны и исчезли. При этом центральные светочувствительные клетки сохранились, поскольку продолжали выполнять важную функцию — помогали ориентироваться во времени и пространстве.
Позднее, когда предок вновь начал активно двигаться, возникла необходимость в зрении. Тогда эволюция "перестроила" центральный глаз: по его бокам сформировались углубления, которые со временем отделились и превратились в новые парные глаза — такие, как у современных позвоночных.
Этот процесс происходил в промежутке между 600 и 540 млн лет назад.
Остатки древней структуры сохранились в мозге в виде эпифиза — органа, регулирующего выработку гормона сна мелатонина. У многих животных он до сих пор способен воспринимать свет, однако у млекопитающих эта функция утрачена, и ее полностью взяли на себя глаза.
При этом у беспозвоночных животных, которые не проходили стадию "утраты зрения", сохранились исходные типы светочувствительных систем. Это объясняет разнообразие глаз у современных видов — от фасеточных у насекомых до камерных у осьминогов и улиток.
Авторы работы также показали, что сложность сетчатки глаза позвоночных могла возникнуть гораздо раньше, чем считалось. Это означает, что многие нейронные механизмы зрения сформировались еще у древнего предка, а не появились позже в ходе эволюции.
По мнению исследователей, эволюция глаз тесно связана с развитием мозга: появление парных глаз стало ключевым этапом, позволившим сформироваться сложному поведению и когнитивным функциям.
Свежие комментарии