Istraživači rešavaju misteriju morskog stvorenja koje je razvilo oči po celoj svojoj školjki

Istraživači rešavaju misteriju morskog stvorenja koje je razvilo oči po celoj svojoj školjki

Mali, sa ljuskom i skromni, hitoni imaju oči za razliku od bilo kog drugog stvorenja u životinjskom carstvu.

Neki od ovih morskih mekušaca imaju hiljade lukovičastih malih peepera ugrađenih u svoje segmentirane školjke, sve sa sočivima napravljenim od minerala zvanog aragonit. Iako sićušni i primitivni, smatra se da su ovi čulni organi zvani očeli sposobni za pravi vid, razlikovanje oblika kao i svetlosti.

Druge vrste hitona, međutim, imaju manje ‘očne tačke’ koje više funkcionišu kao pojedinačni pikseli, slično kao komponente složenog oka insekta ili bogomoljke, formirajući vizuelni senzor raspoređen preko ljuske hitona.

Nova studija koja ispituje kako su ti različiti vizuelni sistemi nastali sada je otkrila iznenađujuću evolucionu okretnost ovim stvorenjima koja žive u stenama: njihovi preci su brzo evoluirali oči u četiri različite prilike, što je rezultiralo dvema veoma različitim vrstama vizuelnih sistema danas.

Iako se ne ponavljaju kao rakovi i njihovi planovi tela koji hodaju po strani, koji su evoluirali najmanje pet puta, studija još jednom pokazuje kako evolucija donosi višestruka rešenja za osnovne probleme, kao što je korišćenje svetlosti da ne postane ručak.

„Ušli smo znajući da postoje dve vrste očiju, tako da nismo očekivali četiri nezavisna porekla“, kaže evolucioni biolog i vodeći autor studije, Rebeka Varni sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari. „Činjenica da su hitoni evoluirali oči četiri puta, na dva različita načina, za mene je prilično neverovatna.

Da bi rekonstruisali ovu evolucionu istoriju, istraživači su uporedili fosile i analizirali uzorke DNK uzete iz uzoraka sačuvanih u Prirodnjačkom muzeju Santa Barbare kako bi sastavili evoluciono drvo hitona.

Analiza je pokazala da su dva vizuelna sistema evoluirala dva puta i to brzo uzastopno. Čudno, međutim, grupe koje su stigle do sličnih vizuelnih struktura nisu bile one koje su bile najbliže jedna drugoj; bili su daleki rođaci, razdvojeni milionima godina.

Očne pege su evoluirale u jednoj grupi hitona još pre 260 do 200 miliona godina tokom trijasa, kada su se dinosaurusi prvi put pojavili, samo ivicivši prve oči školjke koje je druga grupa evoluirala u juri pre nekih 200 do 150 miliona godina.

Zatim su se oči ljuske evoluirale drugi put između 150 i 100 miliona godina, tokom krede, u hitonima Toniciinae i Acanthopleurinae, što ih je učinilo najnovijim sočivim okom koje se pojavilo, za koje znamo.

Na kraju, očne pege su ponovo evoluirale u drugoj grani evolucionog stabla hitona tek u paleogenu, pre oko 75 do 25 miliona godina.

Nakon što su sastavili vremensku liniju, Varnei i kolege su i dalje bili znatiželjni o potencijalnim uslovima koji su vodili ovu ponavljajuću evoluciju.

Hitoni imaju otvore na pločama ljuske kroz koje prolaze optički nervi; ispostavilo se da su vrste sa manje proreza imale tendenciju da evoluiraju manje, složenije oči školjke. S druge strane, hitoni sa više proreza razvili su brojnije, jednostavnije pege.

„Rasjašnjavanje uloge istorije [osobine] u oblikovanju evolucionih ishoda je ključno za naše razumevanje kako i zašto likovi mogu da evoluiraju na predvidljive načine“, zaključuju istraživači.

Što se tiče toga kako ove strukture daju vizuelne informacije hitonskom mozgu, to je fokus tekućih istraživanja.

Ono što do sada znamo, iz još jedne nedavne studije, jeste da kod najmanje jedne vrste hitona, složenije ljuske oči šalju vizuelne informacije za obradu u nervnoj strukturi u obliku prstena koja obilazi celo telo. Optički nervi povezani sa ovim prstenom tada osećaju lokaciju objekta na osnovu kojih se delovi prstena aktiviraju.