Из единственного глаза со временем образовались два
Все позвоночные, в том числе и люди, произошли от далекого общего предка, жившего 600 миллионов лет назад и имевшего всего один глаз. В процессе эволюции так называемый срединный глаз, который находился у этого существа в центре головы, превратился в эпифиз (шишковидное тело) — эндокринную железу, расположенную в глубине нашего мозга.
Такое удивительное открытие сделали исследователи из Лундского (Швеция) и Сассексского (Великобритания) университетов, статья которых опубликована в журнале Current Biology.
«Полученные нами результаты совершенно неожиданны. Они переворачивают наше понимание эволюции глаза и мозга с ног на голову», — говорит ведущий автор исследования Дан-Эрик Нильссон, почетный профессор сенсорной биологии Лундского университета.
Наш далекий одноглазый предок представлял собой небольшой червеобразный организм, который перешел к малоподвижному образу жизни и питался, фильтруя планктон из морской воды.
Ранее у этого существа были парные глаза, как и у большинства других животных. Однако все более спокойный и неподвижный образ жизни означал, что парные глаза червеобразному существу больше не нужны, и оно их утратило в ходе эволюции. При этом в середине головы сохранилась группа светочувствительных клеток, из которых развился небольшой, примитивный срединный глаз, способный отслеживать смену дня и ночи, а также определять положение тела.
В течение последующих миллионов лет наш далекий предок снова начал вести активный образ жизни, что увеличило потребность в новых парных глазах, формирующих изображение. Они развились из частей срединного глаза.
«Теперь мы, наконец, понимаем, почему глаза позвоночных так радикально отличаются от глаз всех других групп животных, например таких, как насекомые или кальмары. Дело в том, что сетчатка развилась из мозга, тогда как глаза насекомых и кальмаров берут начало в коже по бокам головы», — объяснил Нильссон.
«Мало того, мы впервые поняли происхождение нейронных цепей, которые анализируют изображение на нашей сетчатке».
Другими словами, глаза позвоночных представляют собой более современную модель, которая эволюционировала благодаря этому своеобразному обходному пути, связанному с малоподвижным образом жизни циклопа. Вывод о том, что парные глаза у позвоночных эволюционировали именно таким образом, основан на обширном анализе светочувствительных клеток у всех групп животных, а также на физиологии и расположении этих клеток в организме.
Что, возможно, самое удивительное, остатки древнего теменного срединного глаза далекого предка до сих пор сохранились в нашей голове, превратившись в шишковидную железу (эпифиз). Шишковидная железа — это светочувствительный орган в головном мозге позвоночных. Она вырабатывает гормон мелатонин, который помогает регулировать циркадный ритм организма.
«Поразительно, что способность нашей шишковидной железы регулировать сон в зависимости от изменения освещенности происходит от циклопического срединного глаза далекого предка, жившего 600 миллионов лет назад», — отметил Нильссон.
Теперь точно не будем считать эпифиз бесполезным рудиментом, как иногда думают про некоторые органы нашего тела.