Μερικά από αυτά τα θαλάσσια μαλάκια έχουν χιλιάδες βολβώδεις μικρούς οφθαλμούς ενσωματωμένους στα τεμαχισμένα κελύφη τους, όλα με φακούς κατασκευασμένους από ένα ορυκτό που ονομάζεται αραγωνίτης. Αν και μικροσκοπικά και πρωτόγονα, αυτά τα αισθητήρια όργανα θεωρείται ότι είναι ικανά για αληθινή όραση, καθώς θεωρείται ότι μπορούν να διακρίνουν τα σχήματα καθώς και φως .
Άλλα είδη χιτώνων, ωστόσο, έχουν μικρότερα «μάτια» που λειτουργούν περισσότερο σαν μεμονωμένα εικονοστοιχεία, όπως τα συστατικά του σύνθετου οφθαλμού ενός εντόμου ή της γαρίδας, σχηματίζοντας έναν οπτικό αισθητήρα που κατανέμεται πάνω από το κέλυφος του χιτώνα.
Μια νέα μελέτη που εξετάζει πώς προέκυψαν αυτά τα διαφορετικά οπτικά συστήματα αποκάλυψε πρόσφατα, μια εκπληκτική εξελικτική ευκινησία σε αυτά τα πλάσματα που κατοικούν στους βράχους: οι πρόγονοί τους εξέλιξαν βιαστικά τα μάτια σε τέσσερις διαφορετικές περιπτώσεις, με αποτέλεσμα δύο πολύ διαφορετικά είδη οπτικών συστημάτων σήμερα.
Η μελέτη δείχνει για άλλη μια φορά πώς η εξέλιξη δίνει πολλές λύσεις σε βασικά προβλήματα, όπως το πώς να χρησιμοποιήσουν το φως για να αποφύγουν να γίνουν τροφή.
«Μπήκαμε γνωρίζοντας ότι υπήρχαν δύο τύποι ματιών, επομένως δεν περιμέναμε τέσσερις ανεξάρτητες προελεύσεις», λέει η εξελικτική βιολόγος και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Rebecca Varney από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Santa Barbara. «Το γεγονός ότι οι χιτώνες εξέλιξαν τα μάτια τέσσερις φορές, με δύο διαφορετικούς τρόπους, είναι εκπληκτικό για μένα».
Για να ανασυνθέσουν αυτήν την εξελικτική ιστορία, οι ερευνητές συνέκριναν απολιθώματα και ανέλυσαν δείγματα DNA που ελήφθησαν από δείγματα που διατηρήθηκαν στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Σάντα Μπάρμπαρα για να συνθέσουν το εξελικτικό δέντρο του χιτώνα .
Τα δύο οπτικά συστήματα εξελίχθηκαν δύο φορές το καθένα διαδοχικά σε γρήγορο ρυθμό, όπως έδειξε η ανάλυση. Περιέργως, όμως, οι ομάδες που έφτασαν σε παρόμοιες οπτικές δομές δεν ήταν εκείνες που είχαν στενότερη σχέση μεταξύ τους, αλλά επρόκειτο για μακρινούς συγγενείς, που τους χώριζαν εκατομμύρια χρόνια.
Οι οφθαλμικές κηλίδες εξελίχθηκαν σε μια ομάδα χιτώνων ήδη πριν από 260 έως 200 εκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια της Τριαδικής περιόδου (γεωλογική περίοδος), όταν εμφανίστηκαν για πρώτη φορά οι δεινόσαυροι.
Στη συνέχεια, τα μάτια του κελύφους εξελίχθηκαν για δεύτερη φορά πριν από 150 έως 100 εκατομμύρια χρόνια, κατά τη διάρκεια της Κρητιδικής περιόδου , στους χιτώνες Toniciinae και Acanthopleurinae, καθιστώντας τους το πιο πρόσφατο μάτι με φακό που αναδύθηκε, που γνωρίζουμε.
Τέλος, οι οφθαλμικές κηλίδες εξελίχθηκαν ξανά σε διαφορετικό κλάδο του εξελικτικού δέντρου του χιτώνα τόσο αργά όσο στην Παλαιογενή περίοδο περίπου 75 με 25 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Αφού συνέθεσαν ένα χρονοδιάγραμμα, ο Varney και οι συνεργάτες του ήταν ακόμη περίεργοι για τις πιθανές συνθήκες που οδήγησαν αυτήν την επαναλαμβανόμενη εξέλιξη.
Οι χιτώνες έχουν ανοίγματα στις πλάκες του κελύφους τους μέσα από τα οποία περνούν τα οπτικά νεύρα. Όπως αποδεικνύεται τα είδη με λιγότερες σχισμές έτειναν να εξελίσσονται λιγότερο και να έχουν πιο πολύπλοκα μάτια από κέλυφος. Από την άλλη πλευρά, οι χιτώνες με περισσότερες σχισμές συνέχισαν να αναπτύσσουν πιο πολυάριθμες, απλούστερες οφθαλμικές κηλίδες.
«Η αποσαφήνιση του ρόλου της ιστορίας στη διαμόρφωση των εξελικτικών αποτελεσμάτων είναι κρίσιμη για την κατανόηση του πώς και γιατί αυτά τα πλάσματα μπορούν να εξελιχθούν με προβλέψιμους τρόπους», καταλήγουν οι ερευνητές .
Ως προς το πώς αυτές οι δομές τροφοδοτούν οπτικές πληροφορίες στον εγκέφαλο του χιτώνα , αυτό είναι το επίκεντρο της συνεχιζόμενης έρευνας.
Αυτό που γνωρίζουμε μέχρι στιγμής, από μια άλλη πρόσφατη μελέτη , είναι ότι σε τουλάχιστον ένα είδος χιτώνα, τα πιο σύνθετα μάτια κελύφους στέλνουν οπτικές πληροφορίες για επεξεργασία σε μια νευρική δομή σε σχήμα δακτυλίου που περιστρέφεται γύρω από ολόκληρο το σώμα τους. Στη συνέχεια, τα οπτικά νεύρα που συνδέονται με αυτόν τον δακτύλιο αισθάνονται τη θέση ενός αντικειμένου και ενεργοποιούν τα μέρη του δακτυλίου.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Science.
(photo: pixabay)
