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3.9亿年前三叶虫的超复眼拥有200个晶状体

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度23票 浏览9次 时间:2021年10月12日 11:05
3.9亿年前三叶虫的超复眼拥有200个晶状体

3.9亿年前三叶虫的超复眼拥有200个晶状体

(化石网报道)据cnBeta:一个国际研究小组在泥盆纪(公元前3.9亿年)的Phacopina亚目三叶虫中发现了一个在动物界独一无二的眼睛系统:大约200个晶状体中的每一个都跨越了一组六个正常的复眼面,这本身又形成了一个复眼。

业余古生物学家Wilhelm Stürmer的40年前X射线照片显示了眼睛神经的化石后惊讶地发现,Phacopina亚目三叶虫有一种独特的眼睛,每只眼睛中大约有200个大晶状体,至少跨越六个独立的面,每个面又形成自己的小复眼。

由科隆大学生物教学研究所的动物学家Brigitte Schoenemann博士领导的研究人员还发现了一个结构,他们认为这是一个局部神经网络,直接处理来自这种特殊眼睛的信息,还有一个视神经,将信息从眼睛传到大脑。这篇题为《泥盆纪噬人三叶虫的3.9亿年前的超复合眼》的文章已经发表在《科学报告》上。

三叶虫是节肢动物,曾经居住在世界的海洋中,在大约2.51亿年前灭绝。这一发现是在Schoenemann和她的同事检查了放射学家和业余古生物学家Wilhelm Stürmer在20世纪70年代拍摄的X射线图像时发现的。Stürmer已经认为三叶虫眼睛下面的细丝是神经,或者是一个导光系统。Schoenemann还在图像上发现了Stürmer的标记,指定了六个子面。然而,40多年前的科学家并不相信他的解释。然而现在,对图像的重新审查和用现代计算机断层扫描技术的验证成功地证实了他的猜想。

大多数三叶虫的复眼与今天仍在昆虫中发现的复眼相似:大量的六边形切面构成了眼睛。每个切面下通常有八个光感受器。与电脑屏幕上的图像相比较,它是由各个像素建立起来的,图像是由各个面建立起来的。在蜻蜓的复眼中更是有多达一万个独立的切面。为了产生一个连贯的图像,这些切面必须非常接近,并由神经元连接。

然而,在三叶虫亚目中,复眼的外部可见晶状体要大得多,直径可达1毫米以上。此外,它们之间的距离更远。直到现在,科学家们还无法解释这一点,这是因为在可以捕捉光线的地方空间被浪费了。由于一个小杯子坐在晶状体下面,他们假设在胶囊的底部是一个与人类相当的小视网膜。

Schoenemann博士对Wilhelm Stürmer的40年X射线档案的分析现在提出了一个不同的解释:一个超复合眼。Phacopina的两只眼睛一只在左边,一只在右边。每只眼睛由大约200个大小为1毫米的晶状体组成。在每个晶状体下,依次设置了至少6个面,每个面又共同构成了一个小复眼。因此,一只眼睛大约有200个复眼(每个晶状体下一个)。这些子面被安排在一个环或两个环中。下面坐着一个泡沫状的窝,这可能是一个处理信号的小型神经网络。Stürmer发现的丝状物事实上确实变成了从眼睛通往三叶虫大脑的神经,用现代计算机断层扫描的进一步检查证实了这些结构。

Wilhelm Stürmer是西门子X射线部门的负责人,同时也是一位狂热的古生物学家。他用一辆大众汽车作为行动的X光检测站,开车从一个采石场到另一个采石场,对化石进行X光检查。其中,他在动物的眼睛下面发现了被称为丝状物的结构,他认为这是软组织的化石,特别是视神经。Schoenemann解释说:"当时的共识是,在化石中只能看到骨头和牙齿,即生物的坚硬部分,而看不到软的部分,如肠子或神经。"Stürmer的后人把他的档案交给了这位动物学家,结果发现这位业余古生物学家不仅正确地识别了视神经,还在一张X光底片上用红笔写的箭头指向主晶状体下的六个下部切面的结构。这可能表明Stürmer已经认识到超复眼"。然而,在当时,科学家们认为神经不会存在在化石中,更不会存在光导的可能,直到20世纪80年代才在一只深海螃蟹的复眼中发现了光学纤维。

Schoenemann认为,三叶虫的"超眼"可能是对弱光条件下生活的一种进化适应。由于其高度复杂的视觉装置,它可能更加敏感。
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