Alte Trilobiten hatten Kristallaugen, immer noch ein Rätsel: ScienceAlert

Die Natur hat im Laufe der Jahrhunderte einige wilde Herangehensweisen an die Probleme des Lebens ausprobiert, und das gilt auch für das Sehen.

Vielleicht eines der frühesten Beispiele eines komplexen Auges beruhte auf einem etwas ungewöhnlichen Material zur Fokussierung des Lichts, einem Material, das in modernen Organismen nicht vorkommt. Die Augen gehören zu einer ausgestorbenen Tiergruppe namens TrilobitenUnd ihre Augen bestanden aus einem harten Kristall, einem Mineral namens Calcit – eine kleine Kuriosität, die uns einen Einblick in die Art und Weise gibt, wie diese frühen Tiere die Welt um sich herum wahrnahmen.

Trilobiten starben vor etwa 250 Millionen Jahren aus, existierten aber bereits etwa 300 Millionen Jahre davor. Es gibt auch viele dreilappige Körperpläne im Fossilienbestand, was darauf hindeutet, dass diese vor 300 Millionen Jahren sehr erfolgreich waren. Und weil ihre seltsamen Augen aus Stein waren, sind sie in den vielen Fossilien, die sie hinterlassen, wunderschön erhalten.

Daher wissen wir, dass Trilobiten es haben Facettenaugen Wie Insekten besteht es aus Gruppen von Photorezeptoreinheiten, den sogenannten Photorezeptoren OmmatidienJedes hat seine eigenen Fotorezeptoren und Linsen. Untersuchungen der gebrochenen Abschnitte der versteinerten Linsen zeigen das Vorhandensein eines kristallinen Materials aus Calcit.

Reiner Calcit ist transparent, daher kann Licht theoretisch durch ihn hindurchgehen und sich bündeln, wo Photorezeptoren es erkennen können. Wie beim Sehen von Insekten war es da Höchstwahrscheinlich ein Kompromiss: Es hat vielleicht keine Trilobiten mit einer so hohen räumlichen Auflösung gesehen, aber es reagierte besonders empfindlich auf Bewegungen.

Es gab drei Arten dieser Trilobitenaugen. Der älteste und häufigste Typ ist der sogenannte Holochroalbei dem die kleinen Ommatidien von einer einzigen Hornhautmembran bedeckt waren und die benachbarten Linsen in direktem Kontakt miteinander standen.

Das Schleuderauge kommt nur in der Familie vor Udiskiday; Kleine Linsen sind mit einer dünnen Hornhaut bedeckt.

Schließlich ist das schizophrene Auge nur in zu sehen Vakobina eintönig. Die Linsen sind größer, weit voneinander entfernt und jede hat ihre eigene Hornhaut. Wissenschaftler halten es für wahrscheinlich, Hoher Spezialisierungsgrad.

Das holokrale Auge ist dem modernen Auge am ähnlichsten Augen beobachten Es wurde bei einigen Insekten und Krebstieren beobachtet, und Wissenschaftler glauben, dass es auf ähnliche Weise funktionierte. Jedes Omatidium funktioniert einzeln und das Foto, das das Insekt sieht, ist Mosaik für alle Bilder kombiniert.

Bei Calcit wird es allerdings etwas knifflig. Calcit hat eine der stärksten Lichtbrechungen in der Natur. Das bedeutet, dass es zwei Brechungsindizes hat; Es wird hell sein zweimal geteilt Beim Durchqueren des Calcits breiten sich die beiden Strahlen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus und erzeugen ein Doppelbild.

Für kleine Ommatidien, wie sie im allsehenden Auge zu sehen sind Es ist unwahrscheinlich, dass es ein Problem darstellt; Die Abweichung der Strahlen ist kleiner als die des Lichtsinnesorgans.

Bei schizoiden Augen stellt die Brechung ein größeres Problem dar. Der Kristall ist nicht flexibel, sodass größere Ommatidien ihren Fokus nicht ändern können, um den Effekt zu verringern. Stattdessen fanden die Wissenschaftler heraus, dass schizoide Augen etwas haben, was als bekannt ist Doppellinsenstruktur.

Das bedeutet, dass die Linse aus zwei Schichten mit jeweils unterschiedlichem Brechungsindex besteht, die die Brechung korrigieren können, genau wie Trilobiten über eine eingebaute Brille verfügen. Linsen dieser Art wurden separat von Mathematikern erfunden René Descartes und Christian Huygens im 17. Jahrhundertohne zu wissen, dass die Trilobiten sie mit dem Schlag niedergeschlagen hatten.

Trotz unseres Verständnisses der unterschiedlichen Strukturen des Trilobitenauges verstehen wir immer noch nicht vollständig, wie das schizoide Auge funktioniert, ob es einem Locus-Auge ähnelte oder etwas anderes tat, wie z andere Struktur Ich werde vorschlagen.

Eine aktuelle Studie bringt uns näher und zeigt, dass schizoide Augen viel komplexer sind, als wir dachten. Jede Linse bedeckt ihr eigenes kleines Facettenauge und bildet so eine Art „Hyperauge“.

Es ist möglich, dass wir mit der Trilobitensicht völlig falsch liegen. Fragen zum Studium 2019 Ob es sich bei den Calcit-Hornhäuten um Artefakte eines Konservierungsprozesses handelt, was bedeutet, dass ihre Kristallaugen weitaus weniger ausgeprägt sind als viele Vermutungen.

Wir wissen immer noch nicht, warum dieser Augentyp auftritt – wenn überhaupt – oder welche Vorteile er mit sich bringt, aber jetzt untersuchen Wissenschaftler das Sehvermögen von Trilobiten. Eine neue Sichtweise.