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昆虫视觉功能五亿年前或已形成

2020-08-17 09:33:05 整理发布   转载来源:科技日报  

科技日报北京8月16日电 (记者张梦然)根据自然科研旗下《科学报告》近日发表的一项最新研究,德国科学家利用数字显微技术“透视”了一个来自4.29亿年前的三叶虫化石的眼睛,发现其内部结构几乎与现代昆虫眼睛一模一样。这一研究结果表明,许多现代昆虫和甲壳动物眼睛的视觉原理,至少已有5亿年的历史...《昆虫视觉功能五亿年前或已形成

科技日报北京8月16日电 (记者张梦然)根据自然科研旗下《科学报告》近日发表的一项最新研究,德国科学家利用数字显微技术“透视”了一个来自4.29亿年前的三叶虫化石的眼睛,发现其内部结构几乎与现代昆虫眼睛一模一样。这一研究结果表明,许多现代昆虫和甲壳动物眼睛的视觉原理,至少已有5亿年的历史。这也为人类理解远古生命提供了新的线索。

对远古生命研究领域来说,三叶虫是寒武纪就出现的最有代表性的动物——它们前后在地球上生存了3.2亿多年,拥有极强的生命,在漫长的时间长河中,它们的演化十分繁复,因此其生命体结构对人类掌握生物演化线索至关重要。

三叶虫也是第一个有明确定义眼睛的生物。德国科隆大学研究人员布莱吉特·舒尔内曼和尤安·卡拉克森,此次利用最新数字显微技术,重新检验了一个1846年在捷克境内发现的三叶虫(名为“A. koninckii”)化石。该化石高1毫米至2毫米,头部后侧有两个凸起的半椭圆眼睛,其中一个已经破裂。

研究人员报告称,他们此次发现,该三叶虫眼睛的一些内部结构与许多现代昆虫和甲壳动物的复眼结构类似,包括它们名为“小眼”的视觉单元(直径35微米),其中包含了聚集在感杆束这种透明管束周围的感光细胞。

研究人员认为,环绕每个视觉单元的深色环由色素细胞组成,这些色素细胞在视觉单元之间充当屏障。每个视觉单元表面有一个厚晶状体,剩下的部分研究人员认为是一个扁平的晶锥,光会先经过这个晶锥,再聚焦到感杆束上。

视觉单元很小,可以说明“A. koninckii”三叶虫曾生活在明亮的浅水域,可能在白天较为活跃,因为直径较小的晶状体在明亮环境下的捕光效率较高。视觉单元之间存在色素细胞屏障,说明这个三叶虫曾拥有马赛克视觉,每个视觉单元贡献了整体画面的一小部分,类似于许多现代昆虫和甲壳动物的复眼。

这一研究结果表明,许多复眼的结构和功能自古生代(5.42亿至2.52亿年前)以来几乎没有变化,这为了解三叶虫的远古生命提供了新知。

总编辑圈点

生命的进化规律,可以从跨越地质历史时期的对比中管窥一二。然而,如果不是先进的研究工具,这种穿越时空的“管窥”难上加难。就像此次研究中的三叶虫,如果不是利用数字显微技术对它进行精细检验,哪能知道几亿年前小虫的眼睛,其视觉原理复杂程度就已堪比现代昆虫了呢?


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