Палеонтологи нашли в США останки крайне необычного варана, имевшего не два, а сразу четыре глаза, половина из которых находилась на темени этого ящера и помогала ему чувствовать опасность сзади, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Реконструкция головы четырехглазового варана"Окаменелости, которые мы изучали, были найдены еще в 1871 году, и мы получили их в очень плохом состоянии, по сути, в виде набора обломков. По этой причине неудивительно, что наши предшественники ничего не нашли во время их анализа. Мы же, в свою очередь, показали, что изучение даже самых плохих и небольших окаменелостей может принести огромную пользу", — заявил Кристер Смит (Krister Smith) из Йельского университета (США).

Исследователь Джейсон Прентис (Jason Prentice) из Принстонского университета в Нью-Джерси (США) и его коллеги выяснили, что нейроны человеческого глаза обладают естественной способностью корректировать ошибки в сборном сигнале, который они посылают в мозг. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Computational Biology, а их популярное изложение представляет пресс-релиз Принстонского университета.

Активность в популяции 152 ганглиозных клеток сетчатки в ответ на просматривание видео клипаПредыдущие исследования ученых показали, что группы нейронов во всей нервной системе человека передают в мозг сигналы сообща. Сигнал в «коллективных» каналах несет информацию, которая отличается от того, который собирается каждым отдельным нейроном по отдельности. Однако детали такой групповой работы нейронов еще недостаточно исследованы.

Доктор Прентис и его коллеги сосредоточились на ганглиозных клетках сетчатки глаза человека. Эти нейроны, находящиеся в задней части глаза, собирают информацию из других клеток и передают ее в мозг. При этом сразу несколько ганглиозных клеток сетчатки могут контролировать одну и ту же область. Исследователи предположили, что такая избыточность может служить исправлению ошибок.

В эксперименте ученые использовали визуальные стимулы, активизирующие группы около 150 ганглиозных клеток сетчатки с перекрытием зрительных областей, и зафиксировали результат. Они использовали эти данные для построения математической модели, описывающей работу ганглиозных клеток по анализу и формированию сигнала.

Модель показала, что внешние сигналы чаще активизируют «коллективную» работу ретинальных ганглиозных нейронов, чем сигналы от отдельных клеток. Это говорит о том, что совместная деятельность позволяет корректировать ошибки и приводит к передаче более точной визуальной информации, подавляя фоновый шум, привносимый нерегулярной активностью отдельных клеток.

Новая модель точнее описывает этот участок нервной системы человека, по сравнению с моделями, разработанными для изучения коллективной сигнализации нейронной сети ранее. Она не только наводит на новые идеи о характере работы ретинальной ганглии, но также может применяться для изучения нейронных кодов в остальной части человеческого мозга, говорит исследователь Майкл Берри (Michael Berry), один из авторов исследования.

Источник: Научная Россия

Тысячи генов человека меняются год от года, от поколения к поколению. Например, наш мозг стал меньше по объему, но более эффективным. А глаза кое-у кого из разумных приобрели голубой цвет. Да, голубые глаза – примета недавнего времени. Как говорят нам данные генетического анализа, первый голубоглазый человек появился от 6 000 до 10 000 лет назад где-то в регионе Черного моря. По какой-то причине этот фенотип стал очень популярным, примерно на 5% повышая шансы на размножение, и сегодня на планете живет уже полмиллиарда голубоглазых людей.

Другим ярким примером эволюции является появление гемоглобина S (HgbS). Эта генетическая мутация делает людей невосприимчивыми к малярии, но одновременно чревата другой болезнью – серповидно-клеточной анемией. Дело в том, что в ряде тропических регионов малярия является убийцей людей номер один. Поэтому рано или поздно должна была появиться мутация, защищающая от этой страшной болезни. И она действительно появилась, увеличив устойчивость эритроцитов к малярийным паразитам. К сожалению, эта же мутация вызывает серповидно-клеточную анемию – болезнь, проявляющуюся при недостатке кислорода или высоких аэробных нагрузках. Хорошая новость заключается в том, что устойчивость к малярии придают и многие другие гены, кроме того, сегодня мы наблюдаем появление новых мутаций, повышающих устойчивость к таким страшным болезням, как проказа и туберкулез.

Еще одно эволюционное приобретение – генетическая толерантность к молочному сахару – лактозе. Первобытный человек питался молоком только в раннем детстве, и фермент лактаза, расщепляющий молочный сахар, переставал вырабатываться у него уже в возрасте нескольких лет. Со временем некоторые группы населения начали использовать в пищу молочные продукты, и в этих популяциях выработка лактазы начала растягиваться на все больший срок, в конце концов сохраняясь и у взрослых, и даже престарелых особей. Как и следовало ожидать, эта черта чаще проявляется в тех регионах, где молочное животноводство возникло давно, а молоко успело стать важной частью рациона питания. Толерантность к молоку, как предполагается, появилась в период от 3 000 до 8 000 лет назад, но в настоящее время встречается у почти 95% жителей Северной Европы.

Наши зубы тоже меняются. Все больше и больше людей обходятся без зубов мудрости, которые появляются позже обычного или не появляются вовсе. По мнению антропологов, зубы мудрости были полезны во времена, когда люди не готовили пищу, а питались грубым и жестким кормом, приводившим к быстрому износу коренных зубов. Именно на замену сношенным молярам и предназначались зубы мудрости. Сегодня уже 35% людей не обладают зубами мудрости. Гены, участвующие в этом процессе, пока неизвестны, так что полной уверенности в понимании механизма этой утраты у исследователей нет.

Так как же мы будем выглядеть через тысячелетия? Может быть – так, как на картинке к этой статье. А может быть, совсем по-другому. Даже если мы проигнорируем новые технологии и различные направления давления отбора, эволюция обязательно изменит наших потомков с помощью все тех же мутаций. 10 000 лет назад ни у кого не было голубых глаз. Кто может угадать, что эволюция приготовит в следующие 10 000 лет?

Источник: PaleoNews

Ученые разгадали секрет пауков с рекордно крупными глазами – оказалось, что большеглазость понадобилась этим хищникам для ночной охоты.

К такому выводу пришли американские специалисты из Университета Небраски, чья статья опубликована в журнале Biology Letters.

Хотя у пауков имеется восемь глаз, лишь немногие из них могут похвастаться хорошим зрением. К числу относительно зорких пауков относятся всего 2 семейства из 114: пауки-скакуны и пауки-волки. Они не строят ловчих сетей и бегают в поисках добычи по земле. Все остальные пауки, плетущие сети, полагаются больше на вибрацию, чем на зрение.

Тем не менее, среди пауков, охотящихся с помощью сетей, есть одно исключение – тропический паук Deinopis, который вдобавок к ловчей паутине обладает парой увеличенных вторичных глаз. До настоящего времени было неизвестно, зачем Deinopis понадобились подобные «блюдца». Предполагалось, что большеглазость помогает ему вести ночной образ жизни.

Чтобы ответить на этот вопрос, авторы работы наловили больше полусотни представителей вида Deinopis spinosa и затем замазали их увеличенные глаза специальным силиконом. Затем ученые наблюдали за пауками в лабораторных и полевых условиях.

Выяснилось, что ночью на поимку добычи у пауков с замазанными глазами уходит почти в 10 раз больше времени, чем обычно, а вероятность успешной охоты падает более чем в 3 раза. Особенно временная слепота сказывается на способности к поимке наземной добычи – она, в отличие от пролетающих мелких мошек, относится к числу наиболее питательной.

Открытие доказывает, что большие глаза позволяют Deinopis вести активную ночную жизнь и вдобавок к летающим насекомым вносить в свой рацион членистоногих, бегающих по земле.

Источник: infox.ru

Биологи выяснили, как сотни глазков, расположенных на панцире моллюска-хитона, помогают ему ориентироваться в окружающем мире. Оказалось, что хитоны способны разглядеть силуэты даже небольших потенциальных хищников.

Глаза моллюсковОб этом говорится в статье американских специалистов из Гарвардского университета, опубликованной в журнале Science.

Хитоны – это примитивные моллюски, панцирь которых, в отличие от большинства представителей данной группы, состоит из отдельных пластин. Было известно, что броня хитонов покрыта микроскопическими линзами, однако никто не знал, насколько хорошо эти животные могут видеть с их помощью.

Ученые экспериментировали с хитоном Acanthopleura granulata, который живет в Западной Атлантике. Они поместили линзы его панциря в контейнер с водой и взглянули сквозь них через микроскоп. Оказалось, что это животное способно раазличить очертания 20-сантиметровой рыбы с расстояния в 2 метра.

Впрочем, поскольку под каждой линзой у хитона расположено не так уж много рецепторов, то весь объект представляется ему скорее в виде совокупности отдельных пикселов. Число линз у одной особи достигает 1000, в случае повреждения они заменяются в течение жизни моллюска.

Примечательно, что линзы состоят из того же вещества, что и остальной панцирь – из минерала арагонита (разновидность карбоната кальция). Однако арагонит, из которого линзы сделаны, складывается из более крупных зерен, чтобы избежать рассеивания света при переходе от одной крупинки минерала к другой.

Источник: infox.ru

Ученые выяснили, что на поддержание работы глаз у организмов уходит рекордно много энергии. В особенности это относится к малькам рыб.

Мексиканских тетр (Astyanax mexicanus)К такому выводу пришли шведские биологи из Лундского университета, чья статья опубликована в журнале Science Advances.

Как известно, мозг является одним из самых энергозатратных органов. Однако до настоящего времени было неизвестно, насколько дорого с точки зрения энергетического баланса организмам обходятся глаза. Чтобы ответить на это вопрос, авторы статьи изучили мексиканских тетр (Astyanax mexicanus), небольших рыбок, обитающих в Северной Америке.

Тетры могут жить как в реках, как и в пещерных водоемах - в последнем случае они полностью теряют глаза. Ученые сравнили, как много энергии уходит на поддержание глаз у речных тетр, сравнив с их пещерными тетрами аналогичного размера. Расход энергии вычислялся исходя из уровня потребления кислорода в глазах, отделенных от тела.

Выяснилось, что у мелких тетр массой тела всего один грамм на глаза тратится до 15% всей энергии. У подросших рыбок массой около 8 грамм этот показатель снижается, но всё равно остается значительным (около 5%). «Это невероятно высокая цена», -- заявил Дамиан Морэн, соавтор работы.

Как пояснили ученые, в реках, где есть много доступных пищевых ресурсов, траты на глаза не так уж страшны по сравнению с преимуществами, которе они дают. Но в пещерах, где приходится на всем экономить, зрение является слишком серьезной статьей расходов, чтобы его сохранять.

Источник: infox.ru

Ученые впервые экспериментально доказали, что рисунок на крыльях бабочек действительно напоминает их потенциальным врагам глаза крупных хищников. Следовательно, их окраска является примером мимикрии.

Об этом говорится в статье финских биологов из Университета Ювяскюля, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Даже детям известно, что у многих дневных бабочек на крыльях имеются парные пятна, напоминающие глаза крупных животных. Считается, что такое сходство позволяет бабочкам отпугивать потенциальных врагов.

Однако до сих пор не было проведено ни одного эксперимента, подтверждающего эту гипотезу. Поэтому недавно британские ученые поставили ее под сомнение, предположив, что раскраска бабочек неприятна для хищников просто в силу своей контрастности, а сходство пятен с глазами является субъективной человеческой выдумкой.

Авторы статьи встали на защиту традиционного взгляда, проведя эксперимент с большими синицами (Parus major). Ученые запускали этих птиц в клетку, на полу которой был установлен экран, а на нем лежал мучной хрущ. Когда синица пикировала вниз, чтобы схватить добычу, исследователи выводили на экране одно из тестируемых изображений, а затем смотрели на реакцию птицы.

Всего биологи использовали пять типов фотографий - морду совы с закрытыми глазами и с открытыми глазами, бабочку с глазчатыми пятнами на крыльях, такую же бабочку без пятен и, наконец, бабочку с парой контрастных пятен, лишенных сходства с глазами. Оказалось, что бабочек с глазчатыми пятнами синицы боятся даже больше, чем совы с раскрытыми глазами, а вот просто контрастный рисунок их отпугивает мало.

Из этого ученые сделали вывод, что бабочки своим рисунком на крыльях действительно подражают глазам опасных животных.

Источник: infox.ru

О светочувствительных органах у морских звёзд биологи знают уже 200 лет. Но до сих пор считалось, что это очень примитивные инструменты, что эти «глазки» на концах щупальцев годятся лишь для того, чтобы отличать свет от темноты.

Голубая морская звезда L. laevigata на рифе. (Фото Anders Garm / University of Copenhagen.)Однако специалистам Университета Копенгагена (Дания) удалось доказать, что глаза морских звёзд способны на большее, а не только на оценку силы освещения. Андерс Гарм и его коллеги изучали голубую морскую звезду Linckia laevigata, обитающую на скальных рифах Индийского и Тихого океанов. L. laevigata может отличать день от ночи благодаря светочувствительному белку опсину, синтезирующемуся в клетках, которые связаны с нервной системой животного. Когда наступает ночь, звезда это чувствует и отправляется закусить водорослями.

Глаз морской звезды (красный) на конце щупальца. (Фото Dan-Erik Nilsson / Lund University.)Однако было неясно, чем ограничивается зрение морской звезды: просто светочувствительностью или же она всё-таки может различать детали ландшафта. Чтобы проверить это, зоологи удалили фоторецепторы с щупальцев, причём у некоторых морских звёзд операцию проводили так, чтобы сам глаз оставался неповреждённым. Затем звёзд относили на песчаное дно, подальше от знакомого рифа. Чтобы не умереть от голода, звёзды должны были вернуться на риф.

По словам исследователей, сообщивших о результатах эксперимента на конференции Общества экспериментальной биологии в Валенсии (Испания), целенаправленно к рифу устремились те морские звёзды, которым сохранили фоторецепторы. Существа с удалёнными фоторецепторами тоже поспешили убраться с песчаного дна, но при этом расползались беспорядочно, в разные стороны.

То есть звёзды всё-таки видели окружающую местность достаточно подробно, чтобы найти дорогу к родному рифу.

С точки зрения эволюции это значит, что глаз как орган начал своё развитие раньше, чем считалось, и что при этом существовали некие промежуточные структуры, которые функционировали как глаз, но были довольно просты. В ходе развития фоторецепторы возникают двояким способом: либо из специальных нитевидных органелл, либо из цитоплазматических выростов на поверхности клетки. У морских звёзд есть рецепторы обоих типов происхождения, что говорит о том, что глаз этих иглокожих может быть довольно близок к древнейшим глазоподобным структурам.

Истчонгик: КОМПЬЮЛЕНТА

Многие органы в нашем теле настолько замысловаты, что кажется невероятным их возникновение в результате постепенного усложнения более простых структур. Причём дело не столько во множестве элементов, сколько в их спаянности друг с другом, взаимной «притирке». Если взять классический пример такого органа — глаз, нельзя представить себе, скажем, две трети от него: недособранный глаз просто не будет работать. А на каких основаниях тогда эволюционировала структура, которая ни за что не отвечала?

Череп рыб, особенно ископаемых, устроен гораздо сложнее черепа человека. (Фото HBSS.) В подобных случаях эволюционисты обычно указывают на более простые аналоги таких «нередуцируемо сложных» структур: так, наш изощрённый глаз можно сопоставить с предельно простыми «глазами» плоских червей. В эволюции всё могло начаться со скопления светочувствительных клеток на поверхности кожи, которые потом образовали «впячивание», аналог глазного бокала, и следом шло развитие глазной камеры. Причём первые «глаза» были вполне функциональны, то есть могли отличать по крайней мере свет от тени. Развитие всё же имело место, и оно заключалось в постепенном прибавлении генов, клеток и тканей.

Американские учёные из центра NESCent (National Evolutionary Synthesis Center) предложили альтернативную версию того, как могли развиваться сложные структуры. Их модель полностью противоположна описанной выше, то есть эволюционное движение шло не по пути усложнения, а по пути упрощения. Свою гипотезу они подтверждают математической моделью, описанной в журнале Evolutionary Biology. Модель оперировала скоплением клеток, в котором происходила передача наследственной информации, её перемешивание в результате рекомбинации, мутационные процессы и т. д. Кроме того, клетки должны были выполнять некую функцию. Чем эффективнее они делали свою работу, тем выше была вероятность воспроизводства, появления следующего поколения. При этом клетки в виртуальной популяции были разного рода — условно говоря, белые и чёрные.

Поначалу способ организации клеток был довольно сложен: белые и чёрные сочетались друг с другом весьма хитроумным способом. Но через несколько поколений обнаружилось, что «клеточная» структура заметно упростилась. То есть задача, которая стояла перед комплексом клеток, заставляла их в каждом поколении искать более простые пути взаимодействия, чтобы с помощью эффективной работы получить право оставить потомство.

Похожие вещи, по словам учёных, можно наблюдать и в природе. Например, череп позвоночных развивался явно по пути упрощения. Если череп ископаемых рыб напоминал костяную головоломку, то впоследствии и число костей уменьшилось, и их соединения упростились. Особенно это заметно при переходе между классами, то есть от рыб к амфибиям, от амфибий к рептилиям и т. д. В одних случаях кости просто исчезали, а в других — срастались в одну.

Поэтому вполне возможно, что такие сложные структуры, как глаз или бактериальный жгутик, в прошлом выглядели ещё сложнее, а то, что мы видим сейчас, есть лишь более простые и эффективные версии первоначальной конструкции. Но чтобы эта гипотеза подтвердила своё право на существование, придётся найти больше подобных примеров, а также убедиться, что процессы упрощения соответствуют реальным эволюционным срокам.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Сотни миллионов лет назад моря кишели трилобитами — твердопанцирными существами, похожими на колючих тараканов. Поскольку экзоскелеты благосклонны к фоссилизации, мы довольно хорошо знаем, как выглядели их тела. А вот внутреннее устройство трилобитов по-прежнему остаётся загадкой.

Трилобит (врезка) имел сложный глаз с многочисленными хрусталиками. (Изображение Brigitte Schoenemann.)Теперь вы понимаете, насколько важно то исследование, о котором мы сейчас расскажем.

Считается, что трилобиты, подобно сегодняшним насекомым и ракообразным, обладали сложными глазами с несколькими хрусталиками, которые фокусировали свет на скоплениях чувствительных клеток, лежавших под ними. В результате изображение синтезировалось примерно так же, как на экране компьютера, то есть на каждый хрусталик приходился один «пиксел». Поскольку хрусталики были из кальцита, они часто окаменевали вместе с остальными частями экзоскелета. Сенсорные клетки, однако, распадались без следа.

Представьте себе изумление физиолога Бригитты Шёнеман из Боннского и Кёльнского университетов (ФРГ), когда она обнаружила такие клетки с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Это побудило её привезти этот и некоторые другие образцы в Европейскую установку синхротронного излучения (Франция), где высокоэнергетическое рентгеновское излучение дало возможность ещё глубже заглянуть в глаза трилобитам. По словам учёного, это позволило ей восстановить всю зрительную систему вымершего животного.

Итак, что же внутри? Нечто вроде цветка, говорит г-жа Шёнеман. Под каждым хрусталиком круглые сенсорные клетки располагаются подобно лепесткам вокруг ромбовидного фоторецептора, регистрирующего тусклый свет, который пробивается сквозь толщу воды на дно древнего океана. Пространство между лепестками занимают пигментные клетки, из-за чего глаза трилобитов приобретали тёмно-карий оттенок.

Похожей структурой обладает современный мечехвост Limulus polyphemus. Выходит, зрительная система трилобитов была эффективной, раз эволюция не нашла причин от неё отказаться.

Возможно, тот же метод пригодится и для изучения других вымерших животных.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Масштабное исследование зоологов из Техасского университета в Остине (США) способно окончательно подтвердить ту гипотезу, по которой все млекопитающие вышли из ночной тьмы — то бишь были ночными животными на заре своей эволюции. В мезозое, когда возникли первые звери, у них не было никакой возможности конкурировать с динозаврами, которые были активны днём. Чтобы их не съели прежде времени, млекопитающим пришлось уйти в тень, где они и пребывали до тех пор, пока динозавры не вымерли.

Лишь человекообразные приматы приобрели в ходе эволюции истинно «дневные» глаза. (Фото Jami Tarris / Corbis)Подтвердить эту гипотезу зоологи смогли, сравнив строение глаз у 266 современных видов млекопитающих. Среди них были как те, что активны и днём и ночью, так и предпочитающие строго дневное время суток. Глаза тех и других сравнивали по соотношению площади роговицы и длины глаза. Это важный параметр, от которого зависит светочувствительность органа зрения и способность чётко видеть окружающее. Оказалось, что разницы в этом параметре у разных видов млекопитающих нет, то есть глаз в этом смысле устроен одинаково и у дневных, и у полудневных видов. 

При этом, как пишут исследователи в журнале Proceedings of the Royal Society B, такое соотношение размера роговицы и длины глаза чрезвычайно напоминало аналогичную величину у ночных ящериц и ночных птиц. То есть все млекопитающие, независимо от своего нынешнего образа жизни, всё ещё несут в себе наследство далёких ночных предков. У рептилий и птиц такой проблемы — уворачиваться от дневных динозавров — не было, поэтому у них дневные и ночные виды по строению глаз различаются довольно сильно. 

65 млн лет назад, в конце мезозоя, динозавры исчезли, и млекопитающие вышли из тени, но жёсткой нужды переделать глаза так, чтобы они приобрели острое дневное зрение, у зверей не было. Лишь одна группа млекопитающих озаботилась дневной специализацией зрения — человекообразные приматы. Как и у дневных птиц и дневных рептилий, у человекообразных обезьян небольшая площадь роговицы относительно длины глаза. По мнению учёных, это связано с тем, что приматы при их дневном образе жизни сильнее зависят от зрения. Действительно, с плохим дневным зрением обезьяны и предки человека вряд ли смогли бы научиться совершать сложные движения, необходимые для овладения орудиями труда.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Американские ученые выяснили, что некоторые примитивные морские   беспозвоночные сохранили органы зрения, представляющие собой ранние стадии   эволюции глаза. Таким же образом могли быть устроены глаза у предковых групп,   давших начало позвоночным. Это поставило под сомнение справедливость одного из   самых известных доводов креационистов против эволюции.

Lingula anatina    Давно известно, что скудность данных, объясняющих   механизм возникновения глаза позвоночных, является типичным аргументом   креационистов — людей, не верящих в то, что современные формы жизни являются   результатом длительной эволюции. Они считают, что столь сложная структура не   могла развиться в результате накопления случайным образом возникающих мутаций.   Еще один довод противников эволюционной теории — отсутствие живых существ,   которые несли бы промежуточные варианты глаза.

    Однако недавно и этот аргумент против   эволюции признан несостоятельным (как, впрочем, и большинство других).   Американские ученые выяснили, что органы зрения некоторых примитивных морских   беспозвоночных представляют собой ранние стадии эволюции глаза. Авторы этого   исследования работали с существом, называющимся Lingula anatina. Это   забавное животное, чем-то напоминающее двустворчатого моллюска, на самом деле   относится к группе плеченогих (Brachiopoda), которые являются близкими   родственниками позвоночных. Как правило, это небольшие животные, которые обитают   в морях и океанах. Они ведут прикрепленный образ жизни, их тело закрыто   двустворчатой раковиной, из-под которой время от времени высовываются   своеобразные "ловчие руки" — изогнутые структуры, покрытые ресничками. С помощью   них плеченогие ловят свою добычу.

    Считается, что эти существа появились на Земле около 500 миллионов лет назад.   Прежде они были весьма многочисленны и являлись основными морскими донными   фильтраторами (сейчас таковыми являются двустворчатые моллюски). Но на рубеже   палеозойской и мезозойской эры (251,4 миллиона лет назад), во время Великого   пермско-триасового вымирания, большая часть этих животных почему-то исчезла   (возможно, их вытеснили двустворчатые моллюски, чей фильтрационный аппарат был   куда более совершенным), и лишь четыре отряда плеченогих дожили до наших дней.

    До сих пор, однако, биология многих видов   плеченогих оставалось неизвестной, поскольку эти животные достаточно плохо   приживаются в морских аквариумах. В частности, ученые не знали, способны ли они   видеть свет. В данном случае исследователей заинтересовали "подозрительные"   темноокрашенные структуры, расположенные на передней и задней частях тела   лингул.

    После серии экспериментов биологи выяснили, что   эти темные пятна состоят из двух нейронов, один из которых способен реагировать   на свет, а второй содержит молекулы пигмента. Обе нервные клетки соединяются с   нервным центром, который, судя по всему, выполняет функции зрительного отдела   мозга позвоночных (по крайней мере, похож по строению). Все это указывает на то,   что данная структура является весьма примитивным органом зрения.

    Чтобы проверить это предположение, ученые решили   выяснить, активны ли в странных нейронах гены фоторецепторов — структур,   необходимых для реакции на изменение освещенности. Оказалось, что эти гены   действительно работают в ядрах данных нейронов. Более того, активность этих   генов начинается в клетках эмбриона, когда он достигает возраста 36 часов и   представляет собой чашеобразный комок клеток. Интересно, что на этой столь   ранней стадии развития у плеченогих еще нет самих нейронов, однако биологи   выяснили, что поверхность личинки буквально целиком и полностью покрыта   маленькими фоторецепторами. Однако зачем они нужны плеченогим в столь раннем   возрасте?

    Дело в том, что личинки брахиопод, в отличие от   взрослых, весьма активны, поскольку именно им приходится расселяться и   захватывать новые местообитания. Эти малыши перемещаются в толще воды при помощи   биения жгутиков. Ученые поставили эксперимент: поместили личинок в аквариум,   один участок которого был освещен. В результате, всего за 20 минут на нем   оказалось вдвое больше животных, чем в темных местах.

    Это может означать, что фоторецепторы плеченогих   улавливают направление, откуда исходит свет, и после этого существа изменяют   ритм и направление движений жгутиков. Тяга же к свету у личинок вполне понятна —   там, где более светло, морское дно, скорее всего, не занято (ведь многие сидячие   морские животные, например, кораллы, имеют способность поглощать свет), а   значит, это хорошее место для того, чтобы осесть на нем и спокойно превратиться   во взрослое животное. Кроме того, свет означает наличие фитопланктона   (микроскопических водорослей), которыми данные личинки питаются.Моллюски

    Итак, как показывают исследования американских   биологов, простые глаза свойственны даже весьма примитивным существам. А принцип   их работы точно такой же, как и у глаз позвоночных — светочувствительная клетка   выполняет функцию сетчатки, а пигментированная — подстилающего слоя,   поглощающего избыток света. Все это есть и у позвоночных, и у членистоногих, и у   головоногих моллюсков — существ, чьи глаза являются наиболее совершенными.

    Кстати, похожие примитивные глазки имеются у личинок и даже некоторых взрослых   форм других групп, родственных позвоночным, — иглокожих   (Echinodermata), полухордовых (Hemichordata) и   щетинкочелюстных (Chaetognatha). По всей видимости, они достались им в   наследство от общих предков. После чего у животных из вышеупомянутых групп   дальнейшего развития глаз не произошло, поскольку они ведут не очень подвижный   образ жизни. А вот активные предки позвоночных, которым было необходимо острое   зрение (иначе просто не видишь, куда плывешь), довели этот орган до совершенства.

    Так что, как видите, в истории с глазами нет никакого эволюционного разрыва,   наоборот, хорошо прослеживаются все основные этапы формирования данного органа.   Поэтому считать, что глаз позвоночных является хорошим доказательством   невозможности эволюции, по меньшей мере, странно.

Источник:  Pravda.ru

Морские моллюски хитоны формируют оптическую линзу своих многочисленных глаз из минерала арагонита. При всём несовершенстве своих органов зрения, хитоны не только отличают свет от тени, но и способны оценить форму объекта.

Подробнее...

Морские моллюски хитоны формируют оптическую линзу своих многочисленных глаз из минерала арагонита. При всём несовершенстве своих органов зрения, хитоны не только отличают свет от тени, но и способны оценить форму объекта.

Хитон в «расслабленном» состоянии (фото FraKre)Органы зрения морских моллюсков хитонов уже давно на дают покоя науке. Сами хитоны (или панцирные моллюски) представляют собой примитивную группу моллюсков, которые распространены по всем морям и внешне похожи на членистоногих мокриц. Хитоны ползают по дну с помощью мускулистой ноги, а сверху их прикрывает раковина, состоящая из нескольких пластин. Вот на этой раковине и находятся так называемые раковинные глаза, число которых может достигать нескольких сотен.

Главная особенность этих глаз вот в чём: их оптическая линза, аналог хрусталика, является кристаллом минерала арагонита, который также входит в состав раковин моллюсков и экзоскелета кораллов (светочувствительные и пигментные клетки у моллюсков, к счастью, вполне белковой природы). Исследователи из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре (США) предприняли попытку выяснить, что и как видят хитоны своими «каменными глазами». Моллюсков держали в аквариуме, накрытом белым экраном. Обычно у хитонов из-под панциря выступает часть тела и нога, на которой они и ползают. Но если их потревожить, тело вбирается под панцирь, и хитон плотно прижимает раковину к поверхности, по которой полз.

Учёные затемняли белый экран над аквариумом, имитируя нормальное изменение освещённости, как если бы на солнце нашла туча. На это моллюски никак не реагировали. Но если использовался чёрный диск, который накрывал хитонов своей тенью, те мгновенно прятались под панцири, то есть диск успешно имитировал приближающегося хищника.

Как говорит глава группы исследователей Дэн Спейсер, хитоны не только могут отличать свет от тени, но и способны различать форму, хотя, конечно, далеко не чётко. Их зрение в тысячу раз слабее человеческого, и, скорее всего, они видят мир в чёрно-белой гамме.

Результаты исследования зрения хитонов опубликованы в журнале Current Biology.

Зачем моллюскам понадобились «глаза из камня»? Попробуем объяснить. Во-первых, эти животные обитают на мелководье, в приливных зонах, и волны, которые обрушиваются на моллюсков, могли бы просто лишить их зрения, будь их глаза составлены из мягкого белка. Во-вторых, арагонит имеет два показателя преломления, что позволяет моллюскам видеть как над, так и под водой.

Теперь, когда зрительная функция панцирных глаз подтверждена окончательно, исследователям предстоит выяснить, как моллюски ухитряются добиться таких оптических качеств от минерала, из которого они «делают» себе оптическую линзу.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА