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研究發(fā)現(xiàn)史前海洋生物三葉蟲除了復(fù)眼之外，額頭上還有所謂的中眼

海洋


研究發(fā)現(xiàn)史前海洋生物三葉蟲除了復(fù)眼之外，額頭上還有所謂的中眼


三葉蟲的復(fù)眼和中眼 。(a)捷克共和國志留紀(jì)aulaculera koninckii(Barrande ， 1846年)，部分貝殼保存完好 。(b )( a)的全息復(fù)眼 。(c)德國中泥盆世Gerastos cuvieri (Steininger，1831年)的復(fù)眼 。(d)1953年，美國中泥盆世 ， Eldredgeops (Phacops) rana crassituberculata的裂色眼 。(e) A. koninckii ， 兩個(gè)幼蟲階段 。f)上部樣本，標(biāo)明中間眼睛的位置 。(g)正中眼 。(h，g)放大) 。(I)Cyclopyge sibilla najdr ， 1982年，摩洛哥奧陶紀(jì)；2個(gè)標(biāo)本，低等幼蟲 。(j)第(I)項(xiàng)的有關(guān)樣本 。(k，j)所示中間眼睛的位置 。(l)由白色箭頭指示的(j，k)中的中間眼睛 。黃色箭頭:背部器官，復(fù)合 。(h ， I) 。插入:化石中的黑色結(jié)構(gòu) ， 這不是一個(gè)中間的眼睛 。m)完全去殼的A. koninckii眉間(插入)，看不到中間眼 。(n1–4)C.sibilla的左中眼(l)，不同對(duì)比度 。(O1–4)C.sibilla的中間眼，不同對(duì)比度 。(P1–4)C.sibilla的右中眼(l)，不同對(duì)比度 。Credit: Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31089-7
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（by University of Cologne）：科隆大學(xué)動(dòng)物研究所的布里吉特·舍內(nèi)曼博士和愛丁堡大學(xué)的尤安·克拉克森教授進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，史前海洋生物三葉蟲除了復(fù)眼之外，額頭上還有所謂的中間眼、單眼 。
這種單眼存在于所有的節(jié)肢動(dòng)物中，也存在于許多已經(jīng)滅絕的三葉蟲的近親中 。它們通常是小杯狀的眼睛(ocelli)，有時(shí)甚至配有鏡片，與人類的眼睛沒有什么不同 。這些所謂的中眼是所有節(jié)肢動(dòng)物的典型特征，盡管經(jīng)過了150年的研究 ， 但尚未在三葉蟲中發(fā)現(xiàn) 。
科學(xué)家們認(rèn)為這些眼睛是動(dòng)物幼蟲階段的特征 。單眼位于甲殼的透明層之下 ， 在石化過程中透明層變得不透明 。這兩種情況都導(dǎo)致了ocelli直到現(xiàn)在才被發(fā)現(xiàn) 。研究人員還在其他大約5億年前的節(jié)肢動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)了中眼 。
根據(jù)它們的進(jìn)化狀態(tài)，這些節(jié)肢動(dòng)物有不同數(shù)量的中眼 。將來 ， 單眼的數(shù)量和形狀將有助于對(duì)個(gè)體節(jié)肢動(dòng)物物種的進(jìn)化狀態(tài)進(jìn)行分類 。研究人員已經(jīng)在科學(xué)報(bào)告中發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn) 。
節(jié)肢動(dòng)物通常有兩種眼睛:復(fù)眼和所謂的‘中眼’或中間眼 。后者位于復(fù)眼之間的前額中部 。只有三葉蟲 ， 古生代的一個(gè)重要的節(jié)肢動(dòng)物類群，似乎沒有中眼 。
這是一個(gè)假設(shè) ， 直到Schoenemann和Clarkson檢查了一個(gè)三葉蟲Aulacopleura koninckii的標(biāo)本，其中一部分頭部被刮掉 。他們?cè)陬^部前方發(fā)現(xiàn)了三個(gè)形狀幾乎相同的深色、不顯眼、大小相同的微小橢圓形斑點(diǎn) 。這三個(gè)結(jié)構(gòu)相互平行，并在底面略微呈扇形展開 。所有三個(gè)斑點(diǎn)的特征是平滑、清晰的輪廓和均勻的深褐色 。
“這種清晰、規(guī)則的外觀將這種結(jié)構(gòu)與腐爛或石化產(chǎn)生的隨機(jī)形成區(qū)分開來，并與配備有色素層的簡單中間眼睛的預(yù)期遺物相對(duì)應(yīng) 。即使這是一個(gè)單一的發(fā)現(xiàn) ， 它也支持三葉蟲最初有中間眼睛的假設(shè)，”Schoenemann解釋道 。
在生活在自由海洋中的三葉蟲Cyclopyge sibilla中，研究人員還在所謂的眉間(glabella)上發(fā)現(xiàn)了三只杯形的中間眼睛，眉間位于大復(fù)眼之間的前額中部，甚至顯然有一個(gè)與人眼不相似的晶狀體，因此顯然比生活在底部的三葉蟲Aulacopleura的眼睛更加分化，可能也更加有效 。
在他們的文章中，研究人員還考慮了為什么三葉蟲的中間眼睛直到現(xiàn)在才被發(fā)現(xiàn):“這些眼睛在幼蟲階段就存在于三葉蟲中，但位于可能是薄而透明的甲殼(角質(zhì)層)之下，在石化過程中變得不透明 。這兩者都解釋了為什么它們至今仍未被發(fā)現(xiàn)，”她補(bǔ)充道 。
因此，研究人員解開了三葉蟲中間眼睛缺失的謎團(tuán) 。舍內(nèi)曼說:“這些杯狀眼睛來自于原始的殘肢動(dòng)物的眼睛，即所謂的天鵝絨蠕蟲 ， 一種有腿的類似蠕蟲的小動(dòng)物 。最初的眼睛中間數(shù)是2只，這在今天非常保守的蜘蛛綱動(dòng)物中仍然存在 。在系統(tǒng)發(fā)育上，非常原始的節(jié)肢動(dòng)物(如中國下寒武統(tǒng)的Cindarella eucalla)有4種，現(xiàn)代動(dòng)物如昆蟲和甲殼動(dòng)物只有3種 。借助于一個(gè)節(jié)肢動(dòng)物中眼的數(shù)量，我們現(xiàn)在有了一個(gè)重要的工具來確定它在進(jìn)化樹中的位置 。”