Các nhà nghiên cứu giải đáp bí ẩn về sinh vật biển có đôi mắt tiến hóa xuyên suốt lớp vỏ: ScienceAlert

Những con chiton nhỏ, có vảy, khiêm tốn có đôi mắt không giống bất kỳ sinh vật nào khác trong vương quốc động vật.

Một số loài sên biển này có Hàng ngàn con mắt nhỏ sưng húp Được nhúng trong vỏ phân đoạn của chúngTất cả đều có thấu kính làm từ khoáng chất gọi là aragonit. Mặc dù nhỏ và nguyên thủy nhưng những cơ quan cảm giác được gọi là mẫu vật này được cho là tồn tại Có khả năng nhìn thực tế, Hình dạng đặc biệt Và ánh sáng cũng vậy.

Tuy nhiên, các loài chiton khác có “đốm mắt” nhỏ hơn hoạt động giống như các pixel riêng lẻ, giống như các thành phần của côn trùng hoặc tôm bọ ngựa. Khu phức hợp Al Ainvà tạo thành một cảm biến quang học được phân bổ trên vỏ ketone.

Một nghiên cứu mới điều tra cách các hệ thống thị giác khác nhau này xuất hiện đã tiết lộ sự tiến hóa khéo léo đáng ngạc nhiên của những sinh vật sống trên đá này: tổ tiên của chúng đã nhanh chóng tiến hóa mắt trong bốn trường hợp khác nhau, dẫn đến hai loại hệ thống thị giác rất khác biệt ngày nay.

Mặc dù không hoàn toàn lặp đi lặp lại như cua và các sơ đồ cơ thể của chúng, vốn đã tiến hóa ít nhất năm lần, nhưng nghiên cứu một lần nữa cho thấy quá trình tiến hóa đưa ra nhiều giải pháp cho các vấn đề cơ bản như cách sử dụng ánh sáng để tránh trở thành bữa trưa.

READ  ULA kết thúc sáu thập kỷ bay tên lửa Delta với nhiệm vụ Delta Heavy 4 cuối cùng - Spaceflight Now

“Chúng tôi biết có hai loại mắt nên chúng tôi không mong đợi có tới bốn loại mắt có nguồn gốc độc lập.” Anh ta nói Nhà sinh vật học tiến hóa và tác giả chính của nghiên cứu Rebecca Varney thuộc Đại học California Santa Barbara. “Việc chiton tiến hóa mắt bốn lần, theo hai cách khác nhau, khiến tôi rất ngạc nhiên.”

Hệ thống thị giác của chitin bao gồm các cấu trúc nhỏ, nhạy cảm với ánh sáng gọi là caecilians (trái; xanh lá cây) xen kẽ với các mắt hình vỏ sò lớn hơn (giữa; xanh lam) hoặc nhỏ hơn, nhiều đốm mắt hơn (phải; đỏ). Những cấu trúc này được kết nối với các dây thần kinh thị giác thông qua các lỗ trên tấm vỏ não. (Varney và cộng sự, Khoa học2024)

Để tái tạo lại lịch sử tiến hóa này, các nhà nghiên cứu đã so sánh các hóa thạch và phân tích các mẫu DNA lấy từ các mẫu vật được bảo quản tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Santa Barbara để ghép các chiton lại với nhau. Cây tiến hóa.

Phân tích cho thấy hai hệ thống thị giác tiến hóa hai lần liên tiếp. Nhưng thật kỳ lạ, các nhóm có cấu trúc hình ảnh tương tự nhau lại không phải là những nhóm có mối quan hệ chặt chẽ nhất với nhau; Họ là họ hàng xa, cách nhau hàng triệu năm.

Đốm mắt đã phát triển thành một nhóm chiton từ 260 đến 200 triệu năm trước trong thời kỳ đồ đá cũ. thuộc kỷ TriasKhi khủng long lần đầu tiên xuất hiện, chúng chỉ đang phát triển nhanh hơn những con mắt vỏ sò đầu tiên được phát triển bởi một nhóm khác trong thời kỳ hiện đại kỷ Jura Khoảng 200 đến 150 triệu năm trước.

Sau đó, mắt vỏ sò lại tiến hóa vào khoảng 150 đến 100 triệu năm trước, trong thời kỳ đồ đá cũ. kỷ Bạch phấntrong chiton Toniciinae và Acanthopleurinae, khiến nó trở thành loài thấu kính mới nhất từng xuất hiện.

READ  Quận Sacramento yêu cầu mặt nạ trong nhà do biến delta

Cuối cùng, đốm mắt lại tiến hóa trên một nhánh khác của cây tiến hóa chiton vào cuối thế kỷ 20. PaleogenKhoảng 75 đến 25 triệu năm trước.

Cận cảnh các vết sưng tấy trên vỏ ketone.  Một số có màu đậm hơn, gần như màu tím, một số khác có màu be nhạt.
Đôi mắt của Chiton. Đốm đen là mắt, vết sưng nhỏ là thẩm mỹ. (Viện Wyss tại Đại học Harvard)

Sau khi sắp xếp lại dòng thời gian, Varney và các đồng nghiệp vẫn tò mò về những điều kiện có thể thúc đẩy quá trình tiến hóa định kỳ này.

Chitin có các lỗ trên vỏ não để dây thần kinh thị giác đi qua. Người ta đã chứng minh rằng những loài có ít khe hở hơn có xu hướng phát triển ít mắt hình vỏ sò hơn và phức tạp hơn. Mặt khác, chiton có khe hở lớn hơn tiếp tục hình thành nhiều đốm mắt đơn giản hơn và nhiều hơn.

“Làm rõ vai trò [trait] “Lịch sử hình thành các kết quả tiến hóa là rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách thức và lý do các tính cách phát triển theo những cách có thể dự đoán được.” Chúng tôi kết luận.

Về cách các cấu trúc này cung cấp thông tin hình ảnh vào… Não ketogenĐây là trọng tâm của nghiên cứu đang diễn ra.

Những gì chúng ta biết cho đến nay, ai Một nghiên cứu khác gần đâyđó là ở ít nhất một loại chiton, mắt vỏ sò phức tạp hơn Gửi thông tin hình ảnh để xử lý theo cấu trúc thần kinh hình vòng chạy quanh toàn bộ cơ thể. Các dây thần kinh thị giác kết nối với vòng này sẽ cảm nhận vị trí của cơ thể dựa trên phần nào của vòng được kích hoạt.

READ  Vệ tinh GOES-T mạnh mẽ được phóng để theo dõi thời tiết và khí hậu Trái đất

Nghiên cứu được công bố trên Khoa học.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *