3.9亿年前三叶虫的超复眼拥有令人惊讶的200个晶状体

IT新视野 0

一个国际研究小组在泥盆纪(公元前3.9亿年)的法科皮纳亚目的三叶虫中发现了动物王国中一种独特的眼睛系统:大约200个透镜中的每一个都跨越一组由六只正常复眼组成的复眼。

3.9亿年前三叶虫的超复眼拥有令人惊讶的200个晶状体-第1张图片-IT新视野

40年前业余古生物学家威廉·斯图默(Wilhelm Stürmer)的X光照片显示了眼神经化石后,他惊讶地发现法科皮纳亚目的三叶虫有一只独特的眼睛。每只眼睛大约有200个大透镜,至少跨越六个独立的面,每个面形成自己的小复眼。

科隆大学生物教学与研究所的动物学家Brigitte schoenemann博士领导的研究者也发现了一种结构。他们相信这是一个局部神经网络,直接处理来自这只特殊眼睛的信息,以及一个将信息从眼睛传输到大脑的视神经。这篇题为“3.9亿年前泥盆纪食人三叶虫的超级复眼”的文章发表在科学报告中。

三叶虫是节肢动物,曾经生活在世界海洋中,大约在2.51亿年前灭绝。这一发现是在schoenemann和她的同事检查放射科医生和业余古生物学家Wilhelm Stürmer在20世纪70年代拍摄的X射线图像时发现的。Stürmer认为三叶虫眼睛下的细丝是神经,或者说是一个导光系统。Schoenemann还发现了图像上的Stürmer标记,指定了六个子面。然而,40多年前的科学家们并不相信他的解释。然而现在,对图像的重新检查和现代计算机断层扫描技术的验证成功地证实了他的猜测。

大多数三叶虫的复眼与今天仍在昆虫中发现的复眼相似:眼睛由大量六边形部分构成。每个部分下通常有八个光感受器。与计算机屏幕上的图像相比,它是由每个像素建立的,图像是由每个人脸建立的。在蜻蜓的复眼中,有多达10000个独立的部分。为了产生一个连贯的图像,这些部分必须非常紧密,并由神经元连接。

然而,在三叶虫亚目中,复眼外的可见晶状体要大得多,直径超过1毫米。此外,它们之间的距离更长。直到现在,科学家们还无法解释这一点,因为空间被浪费在可以捕捉光线的地方。由于晶状体下有一个小杯子,他们假设在晶状体囊底部有一个与人类视网膜相同的小视网膜。

schoenemann博士对Wilhelm Stürmer 40年X光档案的分析现在提出了一种不同的解释:超级复眼。法科皮纳有两只眼睛,一只在左边,一只在右边。每只眼睛由大约200个1毫米大小的透镜组成。每个透镜下至少有六个面,每个面一起形成一个小复眼。因此,一只眼睛中大约有200只复眼(每个透镜下一只)。这些子面排列在一个或两个环中。下面是一个气泡状的巢穴,可能是一个用于处理信号的小型神经网络。Stürmer发现的细丝实际上变成了从眼睛到三叶虫大脑的神经,现代计算机断层扫描的进一步检查证实了这一点。

威廉·斯图默(Wilhelm Stürmer)是西门子X光部门的负责人,也是一位热情的古生物学家。他用一辆大众汽车作为移动式X射线检测站,从一个采石场开车到另一个采石场对化石进行X射线检测。其中,他在动物的眼睛下发现了一种叫做细丝的结构。他认为这是软组织化石,尤其是视神经。Schoenemann解释说:“当时的共识是,化石中只能看到骨骼和牙齿,即生物体的坚硬部分,而不能看到肠或神经等软部分。”Stürmer的后代将他的档案交给了动物学家。研究发现,这位业余古生物学家不仅正确识别了视神经,在X光片上,用红笔书写的箭头指向主透镜下六个下部的结构。这可能表明Stürmer已经识别出“超级复眼”。然而,当时科学家认为化石中不存在神经,更不用说光传导的可能性了。直到20世纪80年代,才在深海螃蟹的复眼中发现了光纤。

Schoenemann认为三叶虫的“超眼”可能是在弱光条件下对生命的进化适应。由于其高度复杂的视觉设备,它可能更敏感。

抱歉,评论功能暂时关闭!