4.29億年前三葉蟲Aulacopleura koninckii與現(xiàn)代蜜蜂的復(fù)眼一模一樣(Photo by Brigitte Schoenemann)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日報(bào)（張夢然）：根據(jù)自然科研旗下《科學(xué)報(bào)告》近日發(fā)表的一項(xiàng)最新研究，德國科學(xué)家利用數(shù)字顯微技術(shù)“透視”了一個(gè)來自4.29億年前的前葉三葉蟲化石的眼睛，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎與現(xiàn)代昆蟲眼睛一模一樣。現(xiàn)代這一研究結(jié)果表明，蜜蜂許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物眼睛的億年眼模樣視覺原理，至少已有5億年的前葉歷史。這也為人類理解遠(yuǎn)古生命提供了新的現(xiàn)代線索。
對遠(yuǎn)古生命研究領(lǐng)域來說，蜜蜂三葉蟲是億年眼模樣寒武紀(jì)就出現(xiàn)的最有代表性的動(dòng)物——它們前后在地球上生存了3.2億多年，擁有極強(qiáng)的前葉生命，在漫長的現(xiàn)代時(shí)間長河中，它們的蜜蜂演化十分繁復(fù)，因此其生命體結(jié)構(gòu)對人類掌握生物演化線索至關(guān)重要。億年眼模樣
三葉蟲也是前葉第一個(gè)有明確定義眼睛的生物。德國科隆大學(xué)研究人員布萊吉特·舒爾內(nèi)曼和尤安·卡拉克森，現(xiàn)代此次利用最新數(shù)字顯微技術(shù)，重新檢驗(yàn)了一個(gè)1846年在捷克共和國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的三葉蟲（名為“A. koninckii”）化石。該化石高1毫米至2毫米，頭部后側(cè)有兩個(gè)凸起的半橢圓眼睛，其中一個(gè)已經(jīng)破裂。
研究人員報(bào)告稱，他們此次發(fā)現(xiàn)，該三葉蟲眼睛的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)與許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物的復(fù)眼結(jié)構(gòu)類似，包括它們名為“小眼”的視覺單元（直徑35微米），其中包含了聚集在感桿束這種透明管束周圍的感光細(xì)胞。
研究人員認(rèn)為，環(huán)繞每個(gè)視覺單元的深色環(huán)由色素細(xì)胞組成，這些色素細(xì)胞在視覺單元之間充當(dāng)屏障。每個(gè)視覺單元表面有一個(gè)厚晶狀體，剩下的部分研究人員認(rèn)為是一個(gè)扁平的晶錐，光會(huì)先經(jīng)過這個(gè)晶錐，再聚焦到感桿束上。
視覺單元很小，可以說明“A. koninckii”三葉蟲曾生活在明亮的淺水域，可能在白天較為活躍，因?yàn)橹睆捷^小的晶狀體在明亮環(huán)境下的捕光效率較高。視覺單元之間存在色素細(xì)胞屏障，說明這個(gè)三葉蟲曾擁有馬賽克視覺，每個(gè)視覺單元貢獻(xiàn)了整體畫面的一小部分，類似于許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物的復(fù)眼。
這一研究結(jié)果表明，許多復(fù)眼的結(jié)構(gòu)和功能自古生代（5.42億至2.52億年前）以來幾乎沒有變化，這為了解三葉蟲的遠(yuǎn)古生命提供了新知。
相關(guān)報(bào)道：科學(xué)家“透視”4.29億年前的三葉蟲化石：它們已經(jīng)進(jìn)化出類似昆蟲視覺的復(fù)眼
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)前瞻網(wǎng)：近5億年前，地球上的生命非常不同。大陸布滿巖石，干燥，幾乎沒有植被，貧瘠的兩極沒有冰。幾乎所有的植物和動(dòng)物都生活在覆蓋地球大部分地區(qū)的廣闊、溫暖的海洋中。
但在環(huán)繞大陸的淺海中，有一種生物已經(jīng)發(fā)展出一種完全現(xiàn)代的復(fù)眼視覺特征。
根據(jù)上周四發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上的一項(xiàng)研究，有一種三葉蟲——生活在4.29億年前的海洋蜘蛛形節(jié)肢動(dòng)物孔鯛（Aulacopleura koninckii），它們的復(fù)眼幾乎與現(xiàn)代蜜蜂的復(fù)眼一模一樣！
這一發(fā)現(xiàn)表明，復(fù)眼在動(dòng)物歷史上很早就進(jìn)化了，而且它們也有了相當(dāng)完好的視覺系統(tǒng)。
與英國愛丁堡大學(xué)的尤安·克拉克森(Euan Clarkson)一起，德國科隆大學(xué)(University of Cologne)的自然科學(xué)教授布里吉特·舍內(nèi)曼(Brigitte Schoenemann)博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組重新檢查了一種1.2厘米長的動(dòng)物化石，這種動(dòng)物被稱為孔鯛（Aulacopleura koninckii）。它是一種三葉蟲：一種有點(diǎn)像樹虱（woodlouse）的海洋動(dòng)物，與昆蟲和蝦有親緣關(guān)系。
研究人員發(fā)現(xiàn)，孔鯛體積小，數(shù)量多，它們穿越溫暖的寒武紀(jì)海洋，眼睛有深色的環(huán)，這使它們能夠在大陸邊緣明亮的淺水中生存。
他們使用數(shù)字顯微鏡，檢查了這只三葉蟲眼睛化石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這塊化石發(fā)現(xiàn)于1846年在現(xiàn)在的捷克共和國被發(fā)現(xiàn)，Schoenemann和她的同事們發(fā)現(xiàn)，這只孔鯛的左眼還在，其功能類似于現(xiàn)代昆蟲和甲殼類動(dòng)物的眼睛。他們表示，許多復(fù)眼的結(jié)構(gòu)和功能自古生代（5.42億至2.52億年前）以來幾乎沒有變化，這為了解三葉蟲的遠(yuǎn)古生命提供了新知。
但是，這只三葉蟲的眼睛結(jié)構(gòu)是如何讓它的進(jìn)化設(shè)計(jì)與過去5億年相關(guān)的呢？Schoenemann和其他研究人員對化石進(jìn)行了研究，尋找線索。
這塊孔鯛化石由法國-捷克古生物學(xué)家約阿希姆·巴蘭德(Joachim Barrande)命名，它的高度不超過0.8英寸，后腦殼上只有兩只突出的半橢圓形眼睛完好無損。
在眼球的顯著特征中，有一系列相同的直徑35微米左右的視覺單元，它們是被稱為“ommatidia”的微型感受器，每個(gè)感受器都有感光細(xì)胞和聚焦光線的透鏡。其中，還包含了光探測細(xì)胞，這些細(xì)胞聚集在被稱為“rhabdom”的透明管周圍。一個(gè)由屏障形成的色素細(xì)胞組成的暗色環(huán)包圍著每一個(gè)單元，在其上方有一個(gè)厚透鏡和一個(gè)扁平晶體錐的殘余物，使得光線可以聚焦到紋路上，形成一種“馬賽克”般的視覺效果。
其配體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代昆蟲幾乎相同。唯一的區(qū)別是它們并沒有那么密集地聚集在眼睛里，這可能減少了動(dòng)物能看到的細(xì)節(jié)數(shù)量。但從本質(zhì)上說，這是一種現(xiàn)代復(fù)眼。直到今天，蜜蜂和蜻蜓還在使用這種視覺。
有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)三葉蟲的眼睛晶狀體主要由方解石（calcite）構(gòu)成，方解石是一種高度折射的物質(zhì)。根據(jù)這項(xiàng)研究，雖然其他海洋生物，包括海星和石鱉，也有鈣化的晶狀體，但它們的眼睛起著光探測器的作用，孔鯛能看見東西，這使得三葉蟲成為“唯一使用晶狀體中的方解石來形成圖像視覺的類動(dòng)物”。
但Schoenemann團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這些不僅僅只是眼睛的結(jié)構(gòu)那么簡單。這種結(jié)構(gòu)本身為這些三葉蟲繁盛的生存環(huán)境提供了一扇窗戶，因?yàn)檫@種復(fù)眼對生活在深海中的生物沒有用處。
在復(fù)眼中，每個(gè)視覺單元單獨(dú)工作以提供單個(gè)像素。在三葉蟲的研究中，有大約200個(gè)像素點(diǎn)——這讓它們擁有了馬賽克視覺，可以分辨障礙物、庇護(hù)所和捕食者——而現(xiàn)代的蜜蜂有數(shù)千個(gè)像素點(diǎn)，而蜻蜓的每只眼睛有高達(dá)30,000個(gè)像素點(diǎn)。
孔鯛眼睛的小尺寸表明，它生活在明亮的淺水中，可能在白天很活躍，因?yàn)檩^小的鏡片在明亮的環(huán)境下更容易捕捉光線。
三葉蟲是最成功的早期動(dòng)物之一，它們從大約5.2億年前開始統(tǒng)治了3億年的海洋，最后一種滅絕于2.52億年前（這場“大滅絕”抹殺了70%的陸地脊椎動(dòng)物和96%的海洋物種）。盡管它們沒有在大規(guī)模的滅絕中幸存下來，但它們對現(xiàn)代生活最重要的貢獻(xiàn)持續(xù)了下來，更為昆蟲和甲殼類等相關(guān)類群的起源提供了線索。
尚不清楚在寒武紀(jì)三葉蟲出現(xiàn)之前復(fù)眼存在了多久，Schoenemann表示。這種眼睛可能只出現(xiàn)過一次，出現(xiàn)在昆蟲和三葉蟲的最早祖先身上。
參考資料：https://www.newscientist.com/article/2251851-trilobites-living-429-million-years-ago-had-eyes-like-modern-insects/
https://www.courthousenews.com/fossil-of-429-million-year-old-marine-creatures-eye-reveals-insect-like-vision/
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中新網(wǎng)：動(dòng)物視覺原理是怎樣演化的？遠(yuǎn)古動(dòng)物與現(xiàn)生動(dòng)物眼睛有何變化？施普林格·自然旗下開放獲取期刊《科學(xué)報(bào)告》最新發(fā)表一項(xiàng)古生物學(xué)研究論文稱，來自4.29億年前的一個(gè)三葉蟲化石眼睛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎與現(xiàn)代蜜蜂的眼睛一模一樣。這一研究結(jié)果表明，許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物眼睛的視覺原理至少已有5億年的歷史。
論文通訊作者、德國科隆大學(xué)(Brigitte Schoenemann)布里吉特·肖內(nèi)曼和英國愛丁堡大學(xué)尤安·克拉克森(Euan Clarkson)合作，利用數(shù)字顯微技術(shù)重新檢驗(yàn)了一個(gè)1846年在捷克發(fā)現(xiàn)的三葉蟲(Aulacopleura koninckii)化石。該化石高1-2毫米，頭部后側(cè)有兩個(gè)凸起的半橢圓眼睛，其中一個(gè)已經(jīng)破裂。他們報(bào)告的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)與許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物的復(fù)眼結(jié)構(gòu)類似，包括其名為小眼的視覺單元(直徑35微米)，其中包含了聚集在感桿束這種透明管束周圍的感光細(xì)胞。
論文作者認(rèn)為，環(huán)繞每個(gè)視覺單元的深色環(huán)由色素細(xì)胞組成，這些色素細(xì)胞在視覺單元之間充當(dāng)屏障。每個(gè)視覺單元表面有一個(gè)厚晶狀體，剩下的部分是一個(gè)扁平的晶錐，光會(huì)先經(jīng)過這個(gè)晶錐，再聚焦到感桿束上。
視覺單元很小說明該三葉蟲化石曾生活在明亮的淺水域，可能在白天較為活躍，因?yàn)橹睆捷^小的晶狀體在明亮環(huán)境下的捕光效率較高。視覺單元之間存在色素細(xì)胞屏障，說明這個(gè)三葉蟲曾擁有馬賽克視覺，每個(gè)視覺單元貢獻(xiàn)了整體畫面的一小部分，類似于許多現(xiàn)代昆蟲和甲殼動(dòng)物的復(fù)眼。
論文作者總結(jié)說，他們的研究結(jié)果表明，許多復(fù)眼的結(jié)構(gòu)和功能自古生代(5.42億至2.52億年前)以來幾乎沒有變化，這為了解三葉蟲的遠(yuǎn)古生命提供了新的認(rèn)知。

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