Международная группа ученых пришла к выводу, что глаза позвоночных, включая человеческие, могли возникнуть из единственного центрального глаза древнего животного, жившего около 600 млн лет назад. Работа опубликована в журнале Current Biology.
Авторы работы попытались объяснить одну из давних загадок эволюции: почему глаза позвоночных устроены совершенно иначе, чем у большинства других животных.
У животных обычно встречаются два типа светочувствительных клеток — рабдомерные и цилиарные фоторецепторы. У насекомых, моллюсков и ракообразных рабдомерные клетки формируют основные глаза, а цилиарные участвуют главным образом в регуляции биологических ритмов и реакции на уровень освещения.
У позвоночных все наоборот: человеческая сетчатка использует цилиарные клетки для восприятия света, но передает сигналы нейронам с признаками рабдомерных клеток. Подобной комбинации больше нигде в животном мире не обнаружено.
Чтобы понять происхождение такой структуры, исследователи проанализировали расположение и функции светочувствительных клеток у 36 крупных групп животных. Они пришли к выводу, что общий предок позвоночных был похож на маленькое червеобразное существо с двумя боковыми глазами и одним центральным глазом на верхней части головы.
По мнению авторов, позже предки позвоночных перешли к малоподвижному образу жизни и начали зарываться в морской грунт. В таких условиях сложные боковые глаза стали бесполезны и постепенно 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.
Позже, когда эти животные вновь вернулись к активному плаванию, им снова понадобилось полноценное зрение. Исследователи предполагают, что эволюция «переиспользовала» сохранившийся центральный глаз: он постепенно усложнился, разделился на две части и сместился по бокам головы, сформировав современные парные глаза позвоночных.
Авторы считают, что именно это объясняет необычное устройство человеческой сетчатки.
Исследователи также предполагают, что древний центральный глаз полностью не исчез и сохранился в виде эпифиза — шишковидной железы в глубине человеческого мозга. Сегодня она участвует в регуляции сна через выработку мелатонина.
У некоторых современных животных остатки такого «третьего глаза» до сих пор заметны. Например, у гаттерии — древней рептилии из Новой Зеландии — на верхней части головы есть светочувствительный орган с собственной сетчаткой и хрусталиком.
Ранее были созданы контактные линзы, подавляющие признаки депрессии.