Древнейшие позвоночные с четырьмя глазами

Окаменелости возрастом более 500 миллионов лет заставили учёных пересмотреть представления о ранней эволюции позвоночных. Оказывается, самые древние наши предки могли видеть мир не двумя, а четырьмя глазами — и следы этой особенности до сих пор скрыты в человеческом мозге.

На заре позвоночной эволюции

Ранний кембрийский период стал временем бурного расцвета жизни в океанах. Именно тогда появились первые существа, которых можно назвать древнейшими позвоночными. Среди них — представители группы, известной по находкам в китайском регионе Куньмин. Эти крошечные, вытянутые животные жили около 518 миллионов лет назад и долгое время считались относительно простыми организмами.

Однако новые исследования прекрасно сохранившихся ископаемых изменили представление об их строении. У двух видов, относимых к древним позвоночным, обнаружили четыре тёмных пятна в передней части тела: два по бокам головы и ещё два сверху, между ними.

Глаза, а не ноздри

Долгое время считалось, что верхняя пара образований — это зачатки носовых капсул. Но здесь возникало противоречие: у самых ранних позвоночных имелась только одна ноздря. Детальное изучение окаменелостей под электронным микроскопом позволило обнаружить меланосомы — микроскопические структуры, содержащие меланин.

Меланин играет ключевую роль в формировании зрительных органов: он поглощает свет и участвует в создании изображения. Более того, исследователи выявили отпечатки, напоминающие хрусталик. Всё это свидетельствовало о том, что верхние структуры были полноценными органами зрения.

Таким образом, древнее животное обладало двумя крупными боковыми глазами и двумя меньшими, расположенными сверху. Причём все они были камерными — то есть устроены по принципу, схожему с глазами современных позвоночных.

Зачем нужны были четыре глаза

В кембрийских морях развернулась настоящая эволюционная гонка. Появлялись новые хищники, формировались сложные экосистемы. Для небольших организмов, находившихся внизу пищевой цепи, способность видеть больше означала шанс выжить.

Дополнительная пара глаз, вероятно, обеспечивала более широкий угол обзора и помогала замечать угрозы сверху. Это особенно важно в среде, где нападение могло последовать из любого направления. Четырёхглазое строение давало преимущество в обнаружении движения и света.

От четырёх глаз к эпифизу

Со временем образ жизни предков позвоночных менялся. Некоторые линии перешли от фильтрации воды к активному хищничеству. В ходе этих преобразований верхняя пара глаз постепенно утратила свою зрительную функцию.

Предполагается, что именно из этой пары сформировался эпифиз — небольшая железа глубоко в мозге человека и других позвоночных. Сегодня он не воспринимает изображения, но вырабатывает мелатонин и регулирует суточные ритмы сна и бодрствования.

Таким образом, в нашем мозге сохранилось эволюционное «эхо» древнего органа зрения. Хотя мы больше не видим четырьмя глазами, след его присутствия продолжает влиять на биологические ритмы.

Почему эта находка важна

До обнаружения этих ископаемых самые древние следы меланина в окаменелостях относились к значительно более позднему периоду — около 300 миллионов лет назад. Новые данные отодвигают границу почти на двести миллионов лет вглубь времени.

Это не только расширяет представления о сохранности мягких тканей в древних отложениях, но и помогает точнее реконструировать ранние этапы эволюции позвоночных. Четырёхглазая стадия показывает, что путь к современному строению органов чувств был куда более разнообразным, чем предполагалось ранее.

У некоторых современных ящериц и амфибий до сих пор сохраняется так называемый «теменной глаз» — светочувствительный орган на верхней части головы. Он не формирует изображение, но реагирует на освещённость. Учёные считают его дальним потомком той самой древней верхней пары глаз, которой пользовались наши морские предки полмиллиарда лет назад.