Školjka je dvostruka sa svjetlosno-senzornim stanicama poput kralježnjaka

Cilijarski receptori kao fotorecepcijske strukture u ličinki brahiopoda

Ličinka brahiopoda s crvenim mrljama na očima. Fotoreceptori iznutra slični su onima kod kralježnjaka. © Nina Furchheim / MfN
čitati naglas

Međunarodni tim znanstvenika otkrio je u očima ličinke brahiopoda, skupinu beskralježnjaka koji su u moru postojali još od ranih kambrijskih, svjetlosno-senzornih stanica čija je upotreba za usmjereni vid ranije bila poznata samo od kralježnjaka do ljudi.

"Očekivali smo sličnu morfologiju očiju kao kod ličinki grlića crva i iznenadili smo se kako su našli cilijarske receptore kao strukture koje primaju svjetlost", rekao je Carsten Lüter iz Prirodoslovnog muzeja o otkrićima odraslih na školjkama nalik životinjama.

Gene dopušta fototaktičko ponašanje

Rezultati u časopisu otvorenog pristupa "EvoDevo" pokazuju, prema istraživačima, da su unutar životinjskog kraljevstva tipovi stanica koji su se razvili vrlo rano u evoluciji i koji se koriste za usporedive funkcije daleko rašireniji nego što se ranije pretpostavljalo. Gen koji kodira informacije za upotrijebljeni vizualni pigment - poseban cilijarni opsin - također je aktivan u vrlo ranim fazama razvoja brahiopoda i omogućuje fototaktičko ponašanje, premda ove rane faze još uvijek nemaju očiju.

Fotoreceptori za usmjereni vid

Pomoću podataka elektronske mikroskopije i ekspresije gena, istraživački tim Prirodoslovnog muzeja Berlin, morski laboratorij Kewalo Sveučilišta na Havajima i SARS-ov Međunarodni centar za morsku molekularnu biologiju na Sveučilištu u Bergenu uspjeli su utvrditi identitet ovih fotoreceptora s onima "miševa i ljudi". predstava. Rezultati sugeriraju da je posljednji zajednički predak brahiopoda i kralježnjaka koristio istu vrstu ćelije s usmjerenim vidom ili da je ova vrsta fotoreceptora, jednom kad se razvio, našla višestruku neovisnu upotrebu unutar bilateralnih simetričnih životinja - čija se lijeva polovica zrcali desno - za usmjereni vid.

Brachiopodi su odrasli kao odrasli ljudi sa stabljikom na tlu i zato se oslanjaju na svoje larve kao faze distribucije. Ličinke su stoga vrlo pokretne i plivaju do vodene površine gdje je jači intenzitet sunčeve svjetlosti. Istraživači su mogli pokazati da čak i najraniji stadiji larve, koji još nemaju oči, aktivno plivaju prema svjetlu i vjerojatno koriste isti vizualni pigment kao i stariji braća i sestre. prikaz

Plane oči

Andreas Hejnol iz SARS-ovog međunarodnog centra za morsku molekularnu biologiju komentira: "Ove rane faze razvoja mogu se opisati kao" plutajuće oči "koje mogu kontrolirati sunčanu površinu vode Elektronsko-optička ispitivanja očne strukture pokazuju da je struktura koja apsorbira svjetlost u očima ličinki brahiopoda specijalizirani takozvani cilium, trepavica, koji obično uzrokuje da ličinke napreduju u vodi usmjernim udaranjem., Slično gutanju sperme.

Sve vanjske tjelesne stanice brahiopoda nose takav cilium. U očima se, međutim, cilija zahvaćenih stanica uranja u tijelo larve i njihova se površina uvelike povećava, jer se u cilijarnoj membrani oppsin pohranjuje kao vizualni pigment u velikim količinama,

Novi model za razumijevanje evolucije oka u životinjskom carstvu

Yale Passamaneck, koautor Marine Laboratorija Kewalo, Sveučilište na Havajima, sažima: "Naši rezultati pružaju novi model za razumijevanje evolucije očiju unutar životinjskog kraljevstva i za to kako jednostavne stanice stječu sposobnost reakcije na svjetlost i s vremenom postaju međusobno povezane u složenom organu poput oka.

(Museum für Naturkunde - Leibniz Institut za istraživanje evolucije i biološke raznolikosti na Sveučilištu Humboldt Berlin, 01.03.2011 - DLO)