Четырехглазые пращуры: древнейшие позвоночные оказались зоркими охотниками за выживание

У наших древнейших известных предков-позвоночных было четыре глаза, чтобы высматривать хищников — и, Боже мой, они были очаровательны!

Редкие окаменелости из Китая показали, что самые ранние зарегистрированные существа с позвоночником — бесчелюстные рыбы, жившие полмиллиарда лет назад — были оснащены двумя парами глаз. В рамках исследования, описывающего эти две пары глаз, которые были удивительно развиты для своего времени, исследователи опубликовали милейшую реконструкцию одной из таких четырёхглазых «лапшичек».

«Это меняет наше представление о ранней эволюции позвоночных», — заявил в пресс-релизе соавтор исследования Якоб Винтер, доцент кафедры макроэволюции Бристольского университета в Великобритании. «Оказывается, наши предки были визуально развитыми животными, ориентировавшимися в опасном мире».

Человек происходит из длинной линии позвоночных, которую исследователи могут проследить вплоть до этих бесчелюстных рыб, называемых миллокунмингиидами. Большинство наших родственников имели два глаза, как и мы, но, похоже, миллокунмингиидам нужно было больше.

Миллокунмингииды жили 518 миллионов лет назад, в кембрийский период (541–485,4 миллиона лет назад). В это время в истории Земли начали появляться крупные хищники, что делало океан более опасным для наших маленьких, мягкотелых предков.

«В такой среде наличие четырёх глаз могло давать этим животным более широкий угол обзора — что важно для избегания хищников», — пояснил Винтер.

Исследователи обнаружили глаза в исключительно детализированных окаменелостях, сохранившихся в Чэнцзянских слоях на юге Китая. Согласно исследованию, у двух отдельных видов — Haikouichthys ercaicunensis и безымянного вида миллокунмингид — в окаменелостях обнаружили по два более крупных глаза по бокам головы и два меньших глаза в центре головы.

Поскольку мягкие части тела, такие как глаза, редко сохраняются в летописи окаменелостей, исследователям очень повезло найти остатки каких-либо глаз вообще, не говоря уже о четырёх. Чтобы подтвердить существование глаз и изучить их структуру, команда использовала мощные микроскопы и химический анализ.

«Мы начали с изучения очевидных крупных глаз, чтобы понять их анатомию, — и полной неожиданностью стало обнаружение двух меньших, полностью функциональных глаз между ними, — заявил в пресс-релизе ведущий автор исследования Кон Пэйюнь, профессор-исследователь палеобиологии Юньнаньского университета в Китае. — Увидеть это было невероятно захватывающе».

Два меньших глаза были круглыми, имели светопоглощающие пигменты и хрусталики, способные формировать изображение, точно так же, как и более крупные глаза, сообщили исследователи. Команда полагает, что вторая пара глаз представляет собой эволюционный исток более примитивного глазоподобного органа у некоторых современных позвоночных и железы, которая у людей помогает нам спать.

У некоторых ныне живущих рыб, рептилий и амфибий есть теменной глаз, или «третий глаз», на голове, который улавливает только свет. Этот теменной глаз связан с шишковидной железой (эпифизом), которая у людей и большинства других позвоночных находится в мозге. В темноте эпифиз вырабатывает гормон мелатонин, который, в свою очередь, помогает нам засыпать. Но полмиллиарда лет назад предшественник этой железы помогал миллокунмингиидам спасаться от хищников.

«Мы видим, что эпифизарные органы начинали как глаза, формирующие изображение, — сказал Кон. — И только позже в эволюции они уменьшились, потеряли зрительную силу и взяли на себя свою современную роль в регулировании сна».

Эволюционный эксперимент, застывший в камне

Открытие четырёхглазых предков проливает свет на то, как много эволюционных экспериментов происходило на заре развития позвоночных. Кембрийский период был настоящей «гонкой вооружений»: хищники становились крупнее и быстрее, а их жертвы вынуждены были развивать новые способы защиты. Увеличение поля зрения за счёт дополнительной пары глаз могло стать критическим преимуществом, позволяющим заметить опасность с любого направления.

То, что эти дополнительные глаза были не просто светочувствительными пятнами, а полноценными оптическими приборами с хрусталиками, говорит о высоком уровне развития нервной системы уже на том этапе. Со временем, когда эволюция подарила позвоночным другие способы защиты и ориентации в пространстве, необходимость в четырёх глазах отпала. Дополнительная пара постепенно трансформировалась, утратила зрительную функцию и нашла себе новое, не менее важное применение — регуляцию наших суточных ритмов. Так, древний дар предвидения (в прямом смысле) превратился в механизм, который до сих пор убаюкивает нас каждую ночь.