Трилобиты — это членистоногие, которые когда-то населяли мировые океаны и вымерли около 251 миллиона лет назад. Открытие было сделано, когда Шенеманн и ее коллеги изучили рентгеновские снимки, сделанные радиологом и палеонтологом-любителем Вильгельмом Штурмером в 1970-х годах. Штурмер уже считал, что волокна под глазами трилобита — это нервы или световодная система.
Шенеманн также обнаружил отметки Штурмера на изображениях, обозначающих шесть субфасетов. Однако ученые в то время не поверили его интерпретациям. Однако теперь повторное исследование изображений и проверка с помощью современной компьютерной томографии подтвердили его предположения.У большинства трилобитов были сложные глаза, подобные тем, которые встречаются у насекомых сегодня: глаз образует большое количество шестиугольных граней.
Под каждой гранью обычно находится восемь фоторецепторов. Сравнимое с изображением на экране компьютера, которое состоит из отдельных пикселей, изображение создается из отдельных граней. У стрекоз насчитывается до десяти тысяч отдельных фасеток.
Чтобы создать связное изображение, грани должны быть очень близко друг к другу и связаны нейронами. Однако у трилобитов подотряда Phacopinae видимые снаружи линзы сложных глаз намного больше, до 1 мм в диаметре и более. Кроме того, они расположены дальше друг от друга.
До сих пор ученые не могли объяснить это, потому что теряется пространство там, где можно было бы уловить свет. Поскольку под линзой находится маленькая чашка, они предположили, что на дне капсулы находится маленькая сетчатка, сравнимая с сетчаткой человека.Анализ рентгеновского архива Вильгельма Штурмера 40-летней давности, сделанный доктором Шенеманом, теперь предлагает другую интерпретацию: сверхсложный глаз.
У каждого факопида было два глаза, один слева и один справа. «Каждый из этих глаз состоял из примерно 200 линз размером до 1 мм», — сказал Шенеманн. «Под каждой из этих линз, в свою очередь, установлено не менее 6 граней, каждая из которых вместе снова образует небольшой сложный глаз. Итак, у нас около 200 составных глаз (по одному под каждой линзой) на один глаз ». Эти субфасеты располагаются либо в одном кольце, либо в двух кольцах. «Под ним находилось похожее на пену гнездо, которое, вероятно, представляло собой небольшую нейронную сеть для обработки сигналов», — добавил зоолог. Нити, обнаруженные Штюрмером, на самом деле оказались нервами, ведущими от глаз к мозгу трилобита. Дальнейшее обследование с помощью современной компьютерной томографии подтвердило эти структуры.
Вильгельм Штурмер был главой рентгеновского отделения компании Siemens и страстным палеонтологом. На автобусе VW, оборудованном как рентгеновская станция, он ездил из карьера в карьер, чтобы исследовать окаменелости рентгеновских лучей. Среди прочего, он обнаружил структуры, называемые нитями, под глазами животных, которые, как он думал, были окаменелостями мягких тканей, особенно зрительных нервов. «В то время все считалось, что в окаменелостях можно увидеть только кости и зубы, твердые части живых существ, но не мягкие части, такие как кишечник или нервы», — объяснил Шенеманн.
Наследник Штюрмера передал зоологу свой архив. Но палеонтолог-любитель не только правильно определила зрительный нерв, она отмечает: «На отрицательном рентгеновском снимке была стрелка красной ручкой, указывающая на структуру шести нижних граней под основной линзой. Это, вероятно, указывало на то, что Штюрмер уже распознал сверхсложный глаз ». Однако в то время ученые предполагали, что нервы не окаменели и световоды не существовали в естественной оптической системе.
Оптические волокна не были обнаружены до 1980-х годов в сложных глазах глубоководного краба.«Гиперглаз» трилобита, возможно, был эволюционной адаптацией к жизни в условиях низкой освещенности, считает Шенеманн. Обладая очень сложным зрительным аппаратом, он, возможно, был намного более чувствителен к свету, чем нормальный глаз трилобита. «Также возможно, что отдельные компоненты глаза выполняли разные функции, обеспечивая, например, усиление контраста или восприятие разных цветов», — сказал биолог.
До сих пор такой глаз был обнаружен только у трилобитов подотряда Phacopinae: «Это уникально для животного царства», — заключила она. В ходе эволюции эта глазная система не получила продолжения, поскольку трилобиты подотряда Phacopinae вымерли в конце девонского периода 360 миллионов лет назад.