Anatomia czterookich przodków
Analizując skamieliny gatunku Haikouichthys ercaicunensis oraz drugiego, nienazwanego jeszcze tzw. myllokunmingida z formacji Chengjiang, zespół pod kierunkiem Peiyuna Conga dostrzegł coś nieoczekiwanego. Oprócz dwóch dobrze widocznych, bocznie osadzonych oczu, zwierzęta te posiadały dwie dodatne, w pełni wykształcone parzenie narządy wzroku, umieszczone centralnie na głowie.
Czytaj też: Odkryli bakterie, które pozostawały zamarznięte przez tysiące lat. Teraz chcą ich użyć
Mniejsze oczy miały okrągły kształt, zawierały pigmenty światłoczułe i soczewki zdolne do tworzenia obrazu. Ich budowa nie odbiegała zasadniczo od większych „braci”. Kompleks szyszynkowy tych stworzeń obfitował w melanosomy z melaniną, identyczne jak te w barwnikowej warstwie siatkówki oczu bocznych. Naukowcy przyznają, że skupiali się początkowo na analizie dużych oczu. Odkrycie drugiej pary było więc kompletnym zaskoczeniem, które otwiera nowy rozdział w rozumieniu ewolucji zmysłów.
Przewaga w niebezpiecznym świecie
Myllokunmingidy funkcjonowały w okresie kambryjskim, trwającym od około 541 do 485 milionów lat temu. Była to epoka gwałtownej radiacji ewolucyjnej, w której pojawiły się pierwsze duże drapieżniki. Dla małych, pozbawionych pancerza kręgowców ocean stał się wtedy znacznie bardziej niebezpiecznym miejscem. Posiadanie czterech oczu typu kamerowego, czyli takich, które tworzą obraz, musiało dawać im znaczną przewagę. Szersze pole widzenia, możliwość lepszej oceny głębi czy wcześniejszego wykrycia ruchu z góry lub z dołu mogło decydować o przetrwaniu. W świecie, w którym każdy ruch mógł zdradzić obecność drapieżnika, dodatkowe oczy były prawdopodobnie bezcennym atutem.
To zmienia sposób, w jaki myślimy o wczesnej ewolucji kręgowców. Okazuje się, że nasi przodkowie byli zaawansowanymi wizualnie zwierzętami, poruszającymi się w niebezpiecznym świecie – przyznaje Jakob Vinther z Uniwersytetu w Bristolu
Od czterech oczu do szyszynki
Odkrycie stanowi ważne ogniwo łączące pradawne anatomie ze współczesną biologią. U wielu dzisiejszych gadów, płazów czy ryb występuje tzw. oko ciemieniowe (lub „trzecie oko”), które jest światłoczułe, lecz nie tworzy obrazów w takim stopniu. U ludzi ta sama struktura wyewoluowała w szyszynkę, a więc gruczoł znajdujący się głęboko w mózgu, odpowiedzialny za regulację cyklu dobowego i produkcję melatoniny.
Czytaj też: Ten sam sygnał jest wykorzystywany przez ptaki na czterech kontynentach. Wszystko przez wspólnego wroga
To, co widzimy, to że organy szyszynkowe zaczynały jako oczy tworzące obrazy. Dopiero później w ewolucji skurczyły się, straciły zdolność widzenia i przyjęły swoją nowoczesną rolę w regulacji snu – podsumowuje główny autor badań, Peiyun Cong
Badania potwierdzają, iż oczy boczne oraz struktury szyszynkowe mają wspólne podłoże genetyczne i rozwijają się z tej samej części zarodka. Ewolucja często działa w ten sposób: przekształca i adaptuje istniejące struktury do nowych zadań, zamiast tworzyć je od zera. Publikacja zamieszczona na łamach Nature sugeruje, jakoby czworo oczu mogło być pierwotną, zaawansowaną cechą wczesnych kręgowców.