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「最古老的眼睛」:5.3億年前動物如何看世界


IT之家要聞月日消息,據國外媒體報導,科學家在一枚距今約.億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。該化石屬於一種早已滅絕的三葉蟲,其古老的眼睛形態在今天的許多動物身上還能見到,包括螃蟹、蜜蜂和蜻蜓等。(科學家在一枚距今約.億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。該化石...

- 2018年4月25日09時51分
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12月11日消息,據國外媒體報導,科學家在一枚距今約5.3億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。該化石屬於一種早已滅絕的三葉蟲,其古老的眼睛形態在今天的許多動物身上還能見到,包括螃蟹、蜜蜂和蜻蜓等。

(科學家在一枚距今約5.3億年的化石上發現了最古老的眼睛痕跡。該化石屬於一種早已滅絕的三葉蟲,其古老的眼睛形態在今天的許多動物身上還能見到)

這件三葉蟲化石發現於愛沙尼亞北部的Lükati組地層,可以追溯到寒武紀。來自英國愛丁堡大學的科學家參與了對該化石的研究。寒武紀是古生代(距今約5.41億到2.51億年前)的開端,當時在近海水域出現了大量的無脊椎動物。

(這件三葉蟲化石的右眼部分缺損,使科學家得以對其內部結構進行細緻的觀察)

三葉蟲是一類早已滅絕的節肢動物,是所有化石動物中種類最豐富的類群,有超過10000個化石物種。三葉蟲綱存在的時間為5.4億年前早寒武紀到2.5億年前的二疊紀。大多數三葉蟲是比較簡單的小型海生動物,主要在海底爬行,通過濾食泥沙中的營養物質為生。

「三葉蟲」這個名字來源於它們背部外骨骼可分為大致相等的三片結構——一個軸葉和兩個肋葉。三葉蟲的全身也可以分為頭、胸、尾三部分,其中胸部分節,多的可達十幾節,少的只有兩節。

(研究人員發現,這種古老的三葉蟲具有一隻原始的複眼,與今天我們見到的螃蟹、蜜蜂等動物的複眼類似)

(學名為Kainops invius的三葉蟲化石,分別是呈現出側面和背面)

研究人員發現,這種古老的三葉蟲具有一隻原始的複眼,與今天我們見到的螃蟹、蜜蜂等動物的複眼類似。複眼由一系列微小的視覺器官——稱為「小眼」(ommatidia)——組成,主要在昆蟲及甲殼類動物身上出現。小眼並不是一個完整的單眼,而是一個結構比單眼簡單的器官。

「這是一塊與眾不同的化石,向我們揭示了幾億年前的早期動物是如何看周圍世界的,」愛丁堡大學地球科學學院的尤安·克拉克森(Euan Clarkson)教授說,「更不可思議的是,它還揭示出複眼的結構功能在5億年間幾乎沒有改變。」有科學家認為,約5.4億年前出現的三葉蟲是第一批演化出真正眼睛的動物,還有人認為眼睛的出現是寒武紀生命大爆發的主要原因。

這件三葉蟲化石的右眼部分缺損,使科學家得以對其內部結構進行清晰的觀察。研究人員分析了這隻眼睛的結構和功能,並與現生動物的複眼進行了比較。相比今天的許多動物,這種三葉蟲的視力要差了很多,但它還是能夠辨別掠食者和前進路線上的障礙物。研究團隊還發現,這隻三葉蟲的眼睛由大約100個小眼組成,與現生動物的複眼相比,這些小眼的分布更為稀疏。

(這件三葉蟲化石發現於愛沙尼亞北部的Lükati組地層,可以追溯到寒武紀)

與現生動物的複眼不同,這種三葉蟲的眼睛並沒有晶狀體。研究團隊稱,這可能是因為它們作為一個原始的物種(其學名為Schmidtiellus reetae),缺少形成晶狀體結構的部分外殼。以往的研究發現,有些三葉蟲利用單晶、透明的方解石作為晶狀體,而現在大多數節肢動物使用的是由甲殼素組成的軟晶狀體。

德國科隆大學的Brigitte Schoenemann教授也參與了此項研究。「這可能是我們能找到的最古老的眼睛,」他說,「在這塊化石下面的沉積層里的更早標本只能保留最初動物的一些痕跡,而這些動物太過柔軟,已經隨著時間推移而分解。」

研究團隊還發現,僅僅過了幾百萬年之後,在如今的波羅的海地區出現了另一種三葉蟲,其複眼就發育得更加完善,具有了更高的影像解析度。此次研究的結果發表在近期的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)上。除了愛丁堡大學之外,德國科隆大學和愛沙尼亞的塔林理工大學也參與了此次研究。


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