Международная группа исследователей предложила новое объяснение происхождения глаз позвоночных, включая человека. Согласно результатам работы, опубликованной в журнале Current Biology, современные органы зрения могли сформироваться из единственного центрального глаза древнего существа, обитавшего на Земле около 600 миллионов лет назад.
Читайте: В Госдуме готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Ученые попытались разобраться в одной из давних эволюционных загадок — почему строение глаз позвоночных принципиально отличается от зрительной системы большинства других животных. В центре внимания оказались два типа светочувствительных клеток: рабдомерные и цилиарные фоторецепторы. У насекомых, моллюсков и ракообразных именно рабдомерные клетки образуют основные органы зрения, тогда как цилиарные отвечают главным образом за биологические ритмы и восприятие уровня освещенности.
У позвоночных наблюдается противоположная картина. Сетчатка человека использует для восприятия света цилиарные клетки, однако обработка сигналов осуществляется нейронами, обладающими признаками рабдомерных клеток. Исследователи отмечают, что подобное сочетание не встречается ни у одной другой известной группы животных.
Для выяснения происхождения этой особенности специалисты изучили расположение и функции светочувствительных клеток у 36 крупных групп животных. Анализ позволил предположить, что общий предок позвоночных представлял собой небольшое червеобразное существо, имевшее два боковых глаза и один центральный глаз, расположенный на верхней части головы.
Авторы работы считают, что на определенном этапе эволюции предки позвоночных перешли к малоподвижному образу жизни и начали обитать в морском грунте. В таких условиях боковые органы зрения постепенно утратили свое значение и исчезли. При этом центральный глаз сохранился, поскольку продолжал выполнять важные функции, связанные с ориентацией в пространстве и определением времени суток.
Как пояснил нейробиолог Том Баден, даже после утраты полноценного зрения животным было необходимо различать верх и низ, а также реагировать на смену дня и ночи. Именно поэтому, по версии исследователей, центральный светочувствительный орган продолжил существование.
Впоследствии, когда потомки этих организмов вернулись к активному плаванию, возникла необходимость в развитом зрении. Ученые предполагают, что сохранившийся центральный глаз начал усложняться, затем разделился на две части и постепенно сместился по бокам головы. В результате этого процесса сформировались современные парные глаза позвоночных.
По мнению авторов исследования, такая эволюционная история может объяснить необычное строение человеческой сетчатки. Кроме того, специалисты допускают, что древний центральный глаз сохранился до наших дней в преобразованном виде. Его возможным потомком называют эпифиз — шишковидную железу, расположенную в глубине мозга и участвующую в регуляции сна за счет выработки мелатонина.
В пользу этой гипотезы исследователи приводят примеры современных животных. Так, у гаттерии — древней рептилии, обитающей в Новой Зеландии, на верхней части головы расположен светочувствительный орган, который имеет собственные элементы, напоминающие сетчатку и хрусталик. По мнению ученых, такие особенности могут служить отдаленным напоминанием о древнем центральном глазе, который, вероятно, сыграл важную роль в эволюции зрения позвоночных.
Читайте также: