Международная группа исследователей пришла к выводу, что глаза позвоночных, в том числе человека, могли возникнуть из единственного центрального глаза древнего животного, жившего около 600 миллионов лет назад. Результаты работы опубликованы в журнале Current Biology.
Авторы исследования попытались объяснить одну из давних загадок эволюции — почему зрительная система позвоночных устроена иначе, чем у большинства других животных.
У большинства животных встречаются два типа светочувствительных клеток — рабдомерные и цилиарные фоторецепторы. У насекомых, моллюсков и ракообразных основные глаза формируются рабдомерными клетками, тогда как цилиарные главным образом участвуют в регулировании биологических ритмов и реакции на освещённость.
У позвоночных наблюдается противоположная картина. Человеческая сетчатка использует цилиарные клетки для восприятия света, однако передача сигналов осуществляется нейронами с признаками рабдомерных клеток. По словам исследователей, подобное сочетание не встречается у других животных.
Для изучения происхождения этой особенности учёные проанализировали строение и функции светочувствительных клеток у 36 крупных групп животных. Согласно их выводам, общий предок позвоночных представлял собой небольшое червеобразное существо с двумя боковыми глазами и одним центральным глазом на верхней части головы.
Исследователи предполагают, что после перехода к малоподвижному образу жизни и обитанию в морском грунте боковые глаза постепенно утратили своё значение и исчезли.
«Потребность понимать, где верх и низ или какое сейчас время суток, никуда не исчезает. Поэтому мы предполагаем, что боковые глаза были утрачены, а центральный глаз сохранился», — объяснил нейробиолог Том Баден.
По мнению авторов работы, после возвращения к активному плаванию именно этот сохранившийся орган зрения был использован эволюцией повторно. Со временем он усложнился, разделился на две части и сместился по бокам головы, сформировав современные парные глаза позвоночных.
Учёные также предполагают, что следы древнего центрального глаза сохранились в виде эпифиза — шишковидной железы, участвующей в регуляции сна посредством выработки мелатонина. Одним из современных примеров подобного органа исследователи называют гаттерию — древнюю рептилию из Новой Зеландии, у которой на верхней части головы имеется светочувствительный орган с собственной сетчаткой и хрусталиком.
