Четырёхглазые хордовые

Хордовые – это звери, птицы, амфибии, рептилии, рыбы и ещё некоторые группы животных. И мы как-то привыкли, что у всех у них два глаза. Есть безглазые формы, но они, опять же, либо никогда не имели глаз, либо избавились от них в ходе эволюции в специфических экологических нишах, где зрение не особо нужно. У некоторых рыб, земноводных, рептилий, а также бесчелюстных (миног и миксин) есть так называемый пинеальный комплекс, который сидит на темени и способен воспринимать интенсивность света сквозь тонкий слой кожи. Пинеальный комплекс называют теменным, или третьим глазом, но изображение он не даёт. Третий глаз работает как эндокринная железа, участвуя в регуляции биологических ритмов и, вероятно, помогая ориентироваться в пространстве; полностью его функции до сих пор не вполне понятны.

Нечто похожее на третий глаз, точнее, его остатки часто встречаются в палеонтологических находках у древних хордовых. У них он нередко парный, то есть у этих существ на темени сидело как бы два третьих глаза. До сих пор считалось, что они работали так же, как теменной глаз у современных животных, различая только степень освещённости, и не давая изображения; или же они были каким-то вариантом обонятельного органа. Однако на днях в Nature была опубликована статья сотрудников Юньнаньского университета, в которой они утверждают, что теменные глаза у некоторых древних хордовых были настоящими глазами.

Теменной глаз (светлое пятно на темени) у голубой циклуры. (Фото: Jarek Tuszyński / Wikipedia) 

Исследователи работали с остатками древней группы Myllokunmingia. Это были рыбообразные существа, более близкие современным миксинам и миногам: у Myllokunmingia был уже сформировавшийся череп, но вместо позвоночника у них пока ещё была хорда, и вообще скелет был хрящевой. Возраст палеонтологических находок с Myllokunmingia составлял 520–510 млн лет, то есть жили они в кембрийский период. Их удалось изучить с помощью изощрённых методов микроскопии, которые вместе с молекулярно-химическими ухищрениями позволили восстановить некоторые особенности клеточного строения. И в обычных глазах, которые у Myllokunmingia сидели по бокам головы, и в теменных глазах обнаружились меланосомы. Так называют внутриклеточные органеллы, содержащие меланин. Клетки с меланосомами (меланоциты) обязательно есть в коже, но, кроме того, они образуют пигментный эпителий сетчатки. Это один из её клеточных слоёв, прилегающий с одной стороны к сосудистой оболочке глаза, а с другой – к слою с фоторецепторами. Пигментный эпителий помогает фоторецепторам питаться, убирает молекулярно-клеточный мусор, а также поглощает лишний свет, помогая создавать чёткое изображение. И вот такие меланосомы, как было сказано, нашли там, где у древних хордовых были теменные глаза. Кроме того, там же нашли овалообразные структуры, напоминающие хрусталик. Параметры меланосом и хрусталиков были схожи с параметрами меланосом и хрусталиков в глазах современных животных.

То есть можно предположить, что кембрийские Myllokunmingia смотрели на мир не двумя, а четырьмя глазами, и все четыре глаза давали некое изображение. Может быть, теменные глаза потом редуцировались до нынешнего пинеального комплекса; может быть, четырёхглазость была присуща только некоторым из доисторических хордовых. Чтобы тут можно было что-то утверждать, нужны дополнительные исследования, которые прослеживали бы эволюцию от древних четырёхглазых к нынешним обладателям теменного глаза. 

Что до ископаемых меланосом, то мы с ними уже как-то сталкивались: несколько лет назад в Nature была опубликована статья о цветных перьях птерозавров – то, что они были цветные, исследователи поняли как раз по меланосомам в перьеобразных нитях птерозавра Tupandactylus imperator.