何億年も前、地球の海は三葉虫、とげのある水生ゴキブリに似た硬い殻の生き物で溢れていました。彼らの外骨格が化石化につながったため、科学者たちは彼らの体の外側がどのように見えるかについて多くのことを知っています。しかし、彼らの内部の仕組みは謎のままです。今回、新たな研究により三葉虫の眼の構造が明らかになり、研究者は視覚の進化の理解に一歩近づいた.
今日の昆虫や甲殻類のように、三葉虫には複眼があり、多くの異なるレンズがその下にある感覚細胞の塊に光を集中させていました。結果として得られる画像は、コンピュータ画面上の写真のようにまとめられ、各レンズが全体の 1 つの「ピクセル」を生成します。レンズ自体は鉱物の方解石でできていたため、三葉虫の残りの丈夫な外骨格とともに化石化することがよくありました。しかし、水晶体の下にある感覚細胞は一時的なものであり、科学者たちは、それらが跡形もなく崩壊したと常に想定していました.
ブリジット・シェーネマンがコンピューター断層撮影 (CT) スキャナーで長い間死んだ三葉虫を X 線で撮影しているときに、これらのデリケートな感覚細胞の化石化したバージョンを見つけたときの驚きを想像してみてください。 「三葉虫の水晶体の中に[何か]が見えると思っていましたが、突然、水晶体の下に細胞の構造が見えました」と、ドイツのボン大学とケルン大学の生理学者であるシェーネマンは回想します。刺激を受けた彼女は、フランスのグルノーブルにある欧州シンクロトロン放射光施設にさらに多くの化石を持ち込むことを申請しました。そこで彼女は、粒子加速器の高エネルギー X 線を使用して、三葉虫の目をより深く覗き込むことができました。現在、彼女は、化石化した個々の細胞のレベルまで、絶滅した動物の視覚系全体の画像を作成したと述べています。
では、三葉虫の眼の内部はどのように見えるのでしょうか?少し花のように、Schoenemann と共同執筆者が今日 Scientific Reports でオンラインで報告します .それぞれのレンズの下には、丸い感覚細胞が花びらのように配置され、ひし形の光受容体の周りに配置されており、地球の太古の海を通り抜けた薄暗い光を拾うことができます。色素細胞が花の間のスペースを埋め、おそらく三葉虫の目は茶色がかった黒色に見えます.
色素細胞によって緩衝されたこの光に敏感な花のブーケは、今日のカブトガニ (カブトガニ) の目に見られる構造に非常に似ています。 ）。ロンドンの自然史博物館の古生物学者であるリチャード・フォーティーは、「機能する光学システムがあれば、それは長持ちします。彼は、この研究で使用された X 線技術が、より多くの三葉虫の種 (異なる視覚系を進化させた可能性がある) や、保存状態の良い他の種類の化石にすぐに適用されることを望んでいます。シンクロトロン放射のような最新の技術は、「数年前には夢にも思わなかったようなディテールを生み出します」と彼は言います。
この新しいツールが採用されるのは素晴らしいことだと、カリフォルニア州にある SLAC 国立加速器研究所の物理学者 Uwe Bergmann 氏は同意します。同氏はシンクロトロンからの X 線を使用して化石を研究しています。 「これらのX線断層撮影技術は、目の初期進化について、本当に新しい知識をもたらしたかのようです。」
