Forscher lösen das Geheimnis eines Meeresbewohners, dessen Augen sich in seinem gesamten Panzer entwickelt haben: ScienceAlert

Forscher lösen das Geheimnis eines Meeresbewohners, dessen Augen sich in seinem gesamten Panzer entwickelt haben: ScienceAlert

Kleine, schuppige, unscheinbare Chitons haben Augen wie kein anderes Lebewesen im Tierreich.

Einige dieser Meeresschnecken haben Tausende geschwollene kleine Spanner Eingebettet in ihre segmentierten SchalenAlle mit Linsen aus einem Mineral namens Aragonit. Obwohl sie klein und primitiv sind, wird angenommen, dass diese als Exemplare bezeichneten Sinnesorgane existieren Fähig zur wahren Vision, Markante Formen Und so ist das Licht.

Andere Chiton-Arten haben jedoch kleinere „Augenflecken“, die wie einzelne Pixel wirken, ähnlich wie die Bestandteile eines Insekts oder einer Fangschreckenkrebse. Al-Ain-Komplexund bilden einen optischen Sensor, der auf der Ketonhülle verteilt ist.

Eine neue Studie, die untersucht, wie diese verschiedenen visuellen Systeme entstanden sind, hat den überraschenden evolutionären Einfallsreichtum dieser in Felsen lebenden Kreaturen enthüllt: Ihre Vorfahren entwickelten in aller Eile bei vier verschiedenen Gelegenheiten Augen, wodurch heute zwei sehr unterschiedliche Arten von visuellen Systemen entstanden sind.

Obwohl sie nicht ganz so eintönig sind wie Krabben und ihre Körperbaupläne, die sich mindestens fünf Mal entwickelt haben, zeigt die Studie erneut, dass die Evolution mehrere Lösungen für grundlegende Probleme bietet, beispielsweise wie man Licht nutzt, um nicht zum Mittagessen zu werden.

„Wir wussten, dass es zwei Arten von Augen gibt, also haben wir nicht mit vier unabhängigen Ursprüngen gerechnet.“ sagen Evolutionsbiologin und Hauptautorin der Studie Rebecca Varney von der University of California Santa Barbara. „Die Tatsache, dass Chitons ihre Augen viermal auf zwei verschiedene Arten entwickelt haben, überrascht mich sehr.“

Die visuellen Systeme von Chitinen bestehen aus kleinen, lichtempfindlichen Strukturen, die als Blinddrüsen (links; grün) bezeichnet werden und entweder von größeren gezackten Augen (Mitte; blau) oder kleineren, zahlreicheren Augenflecken (rechts; rot) durchsetzt sind. Diese Strukturen sind über Öffnungen in den Kortikalisplatten mit den Sehnerven verbunden. (Varney et al., Wissenschaften2024)

Um diese Evolutionsgeschichte zu rekonstruieren, verglichen die Forscher Fossilien und analysierten DNA-Proben von Exemplaren, die im Santa Barbara Museum of Natural History aufbewahrt wurden, um die Chitons zusammenzusetzen. Evolutionärer Baum.

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Die Analyse zeigte, dass sich die beiden visuellen Systeme jeweils zweimal schnell hintereinander entwickelten. Aber seltsamerweise waren die Gruppen, die zu ähnlichen visuellen Strukturen gelangten, nicht diejenigen, die am engsten miteinander verwandt waren; Sie waren entfernte Verwandte, durch Millionen von Jahren getrennt.

Augenflecken entwickelten sich vor 260 bis 200 Millionen Jahren im Paläolithikum zu einer Gruppe von Chitons. TriasAls Dinosaurier zum ersten Mal auftauchten, wuchsen sie gerade aus den ersten Muschelaugen heraus, die von einer anderen Gruppe in der Neuzeit entwickelt wurden Jura Vor etwa 200 bis 150 Millionen Jahren.

Dann entwickelten sich vor 150 bis 100 Millionen Jahren, während der Altsteinzeit, erneut Muschelaugen Kreidezeitin den Chitons Toniciinae und Acanthopleurinae, was es zum neuesten Linsenauge macht, das jemals aufgetaucht ist.

Schließlich entwickelten sich Ende des 20. Jahrhunderts erneut Augenflecken auf einem anderen Zweig des Chiton-Evolutionsbaums PaläogenVor etwa 75 bis 25 Millionen Jahren.

Nahaufnahme von Unebenheiten auf der Ketonhülle.  Einige haben eine dunklere Farbe, fast lila, andere sind hellbeige.
Chitons Augen. Dunkle Flecken sind Augen, kleine Beulen sind Ästhetik. (Wyss Institute der Harvard University)

Nachdem Varney und seine Kollegen einen Zeitplan zusammengestellt hatten, blieben sie neugierig auf die möglichen Bedingungen, die diese wiederkehrende Entwicklung vorangetrieben hatten.

Chitine haben Öffnungen in der Rindenschicht, durch die die Sehnerven verlaufen. Es hat sich gezeigt, dass Arten mit weniger Schlitzen dazu neigen, weniger und komplexere Wellenaugen zu entwickeln. Andererseits bildeten Chitons mit größeren Spalten weiterhin zahlreichere und einfachere Augenflecken.

„Rollenklärung [trait] „Die Geschichte ist bei der Gestaltung evolutionärer Ergebnisse von entscheidender Bedeutung für unser Verständnis, wie und warum sich Persönlichkeiten auf vorhersehbare Weise entwickeln.“ Wir fassen zusammen.

Was die Art und Weise betrifft, wie diese Strukturen visuelle Informationen in … einspeisen? Ketogenes GehirnDies ist der Schwerpunkt der laufenden Forschung.

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Was wir bisher wissen, wer Eine weitere aktuelle Studieist, dass bei mindestens einer Chiton-Art die gewellten Augen komplexer sind Senden visueller Informationen zur Verarbeitung in einer ringförmigen Nervenstruktur, die um den gesamten Körper verläuft. Die mit diesem Ring verbundenen Sehnerven erkennen die Position des Körpers anhand der aktivierten Teile des Rings.

Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaften.

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