Биологи из университетов Лунда и Сассекса представили результаты исследования, раскрывающего эволюционное происхождение зрительной системы позвоночных. Согласно опубликованным данным, общим предком всех современных представителей этой группы, включая человека, было небольшое червеобразное существо, обладавшее единственным глазом в центре головы. Этот орган, напоминающий «глаз циклопа», появился около 600 миллионов лет назад в ходе адаптации к специфическим условиям обитания.
Ученые полагают, что на ранних стадиях развития предки позвоночных имели парные органы зрения, однако утратили их после перехода к малоподвижному образу жизни. Существо обитало на морском дне и питалось планктоном путем фильтрации, что не требовало сложного визуального аппарата. Взамен исчезнувших глаз сформировалось скопление светочувствительных клеток, которое со временем преобразовалось в одиночный срединный глаз, позволявший организму определять уровень освещенности и ориентироваться в пространстве.
Дальнейшая эволюция была обусловлена возвращением предков позвоночных к активному плаванию. Необходимость быстро реагировать на внешние стимулы привела к формированию новых парных глаз на основе структур именно этого одиночного органа. Этим объясняется уникальное строение зрительной системы позвоночных: в отличие от насекомых или головоногих моллюсков, у которых глаза развиваются из внешних покровов, сетчатка позвоночных формируется непосредственно из тканей головного мозга.
Исследование также проясняет происхождение эпифиза – шишковидного тела, расположенного глубоко в мозгу человека. Ученые установили, что этот орган является прямым наследником древнего срединного глаза. Хотя эпифиз более не участвует в создании визуальных образов, он сохранил светочувствительность и продолжает играть ключевую роль в регуляции циркадных ритмов и выработке мелатонина. Таким образом, механизм управления циклами сна и бодрствования напрямую восходит к зрительной системе организма, жившего сотни миллионов лет назад.
Авторы работы называют этот процесс необычным эволюционным маневром. Вместо того чтобы развивать исходные парные глаза, природа создала современную систему зрения на базе временного промежуточного органа. Этот сценарий позволил ученым впервые детально описать происхождение нейронных связей, отвечающих за анализ изображений в сетчатке глаза всех ныне живущих позвоночных.
