Κοιτάζοντας έναν Τριλοβίτη στα μάτια
Εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν, οι θάλασσες της Γης γέμισαν από τριλοβίτες, πλάσματα με σκληρό κέλυφος που έμοιαζαν με αγκαθωτές υδρόβιες κατσαρίδες. Επειδή οι εξωσκελετές τους επιδόθηκαν σε απολιθώσεις, οι επιστήμονες γνωρίζουν πολλά για το πώς έμοιαζε το εξωτερικό του σώματός τους. Η εσωτερική τους λειτουργία, ωστόσο, έχει παραμείνει μυστηριώδης. Τώρα, μια νέα μελέτη αποκάλυψε τη δομή του τριλοβίου ματιού, φέρνοντας τους ερευνητές ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση της εξέλιξης της όρασης.
Όπως τα σημερινά έντομα και τα μαλακόστρακα, οι τριλοβίτες είχαν σύνθετα μάτια, με πολλούς διαφορετικούς φακούς να εστιάζουν το φως σε ομάδες αισθητήριων κυττάρων που βρίσκονται κάτω από αυτά. Η εικόνα που προέκυψε συγκεντρώθηκε πολύ σαν εικόνα στην οθόνη του υπολογιστή σας, με κάθε φακό να παράγει ένα "pixel" του συνόλου. Επειδή οι ίδιοι οι φακοί ήταν κατασκευασμένοι από το ορυκτό ασβεστίτη, συχνά απολιθώθηκαν μαζί με τον υπόλοιπο σκληρό εξωσκελετό του τριλοβίτη. Τα αισθητήρια κύτταρα κάτω από τους φακούς, ωστόσο, ήταν εφήμερα και οι επιστήμονες πάντα υπέθεταν ότι είχαν αποσυντεθεί χωρίς ίχνος.
Φανταστείτε λοιπόν την έκπληξη της Brigitte Schoenemann όταν εντόπισε απολιθωμένες εκδοχές αυτών των ευαίσθητων αισθητηριακών κυττάρων ενώ ακτινογραφούσε έναν μακρύ νεκρό τριλοβίτη με έναν σαρωτή υπολογιστικής τομογραφίας (CT). «Περίμενα ότι θα βλέπαμε [κάτι] στον φακό των τριλοβίων, αλλά ξαφνικά είδαμε δομές κυττάρων κάτω από τον φακό», θυμάται ο Schoenemann, φυσιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βόννης και στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, και τα δύο στη Γερμανία. Εμπνευσμένη, υπέβαλε αίτηση για να μεταφέρει περισσότερα απολιθώματα στην Ευρωπαϊκή Εγκατάσταση Ακτινοβολίας Συγχρονών στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας, όπου θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τις ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας ενός επιταχυντή σωματιδίων για να κοιτάξει βαθύτερα στα μάτια των τριλοβιτών. Τώρα, λέει, έχει δημιουργήσει εικόνες ολόκληρου του οπτικού συστήματος του εξαφανισμένου ζώου, μέχρι το επίπεδο των απολιθωμένων μεμονωμένων κυττάρων.
Πώς μοιάζει λοιπόν το εσωτερικό ενός ματιού τριλοβίτη; Λίγο σαν ένα λουλούδι, ο Schoenemann και ένας συν-συγγραφέας αναφέρουν στο διαδίκτυο σήμερα στις Επιστημονικές Εκθέσεις . Κάτω από κάθε φακό, στρογγυλά αισθητήρια κύτταρα είναι διατεταγμένα σαν πέταλα γύρω από έναν φωτοϋποδοχέα σε σχήμα διαμαντιού ικανού να συλλάβει το αμυδρό φως που φιλτράρεται στους αρχαίους ωκεανούς της Γης. Κύτταρα χρωστικής γέμισαν στο διάστημα μεταξύ των ανθοφοριών και πιθανότατα έκαναν τα μάτια των τριλοβίων να φαίνονται καστανομαύρα.
Αυτό το μπουκέτο από φωτοευαίσθητα άνθη που ρυθμίζονται από κύτταρα χρωστικής είναι πολύ παρόμοια με τη δομή που φαίνεται στα μάτια των σημερινών πεταλοειδών καβουριών (Limulus ). «Εάν έχετε ένα οπτικό σύστημα που λειτουργεί, μπορεί να διαρκέσει», λέει ο Richard Fortey, παλαιοντολόγος στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο. Ελπίζει ότι οι τεχνικές ακτίνων Χ που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη θα εφαρμοστούν σύντομα σε περισσότερα είδη τριλοβίτη - τα οποία μπορεί να έχουν εξελίξει διαφορετικά οπτικά συστήματα - καθώς και σε άλλους τύπους καλοδιατηρημένων απολιθωμάτων. Οι σύγχρονες τεχνικές όπως η ακτινοβολία σύγχροτρον «παράγουν λεπτομέρειες που δεν θα ονειρευόσουν ότι θα μπορούσαν να φανούν πριν από μερικά χρόνια», λέει.
«Είναι φανταστικό να βλέπεις» αυτό το νέο εργαλείο να υιοθετείται, συμφωνεί ο φυσικός Uwe Bergmann του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντή SLAC στην Καλιφόρνια, ο οποίος έχει χρησιμοποιήσει επίσης ακτίνες Χ από ένα σύγχροτρο εκεί για να μελετήσει απολιθώματα. «Φαίνεται ότι αυτές οι τεχνικές τομογραφίας ακτίνων Χ έχουν αναδείξει πραγματικά νέα γνώση… για την πρώιμη εξέλιξη των ματιών».
