Aprile 15, 2024

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I ricercatori risolvono il mistero di una creatura marina i cui occhi si sono evoluti attraverso il suo guscio: ScienceAlert

I ricercatori risolvono il mistero di una creatura marina i cui occhi si sono evoluti attraverso il suo guscio: ScienceAlert

I chitoni piccoli, squamosi e senza pretese hanno occhi diversi da qualsiasi altra creatura nel regno animale.

Alcune di queste lumache marine hanno Migliaia di piccoli guardoni gonfi Incorporati nei loro gusci segmentatiIl tutto con lenti costituite da un minerale chiamato aragonite. Sebbene piccoli e primitivi, si ritiene che esistano questi organi sensoriali chiamati esemplari Capace di una visione vera, Forme distintive E così è la luce.

Tuttavia, altre specie di chitone hanno “macchie oculari” più piccole che agiscono come singoli pixel, proprio come i componenti di un insetto o di una canocchia. Complesso di Al Aine formano un sensore ottico distribuito sul guscio chetonico.

Un nuovo studio che indaga su come sono emersi questi diversi sistemi visivi ha rivelato la sorprendente ingegnosità evolutiva di queste creature che vivono nelle rocce: i loro antenati hanno evoluto frettolosamente gli occhi in quattro diverse occasioni, dando origine oggi a due tipi molto distinti di sistemi visivi.

Anche se non così ripetitivo come i granchi e la loro struttura corporea, che si sono evoluti almeno cinque volte, lo studio mostra ancora una volta come l’evoluzione offra molteplici soluzioni a problemi basilari, come ad esempio come usare la luce per evitare di diventare pranzo.

“Sapevamo che esistevano due tipi di occhi, quindi non ci aspettavamo quattro origini indipendenti.” Lui dice Biologa evoluzionista e autrice principale dello studio Rebecca Varney dell'Università della California a Santa Barbara. “Il fatto che i chitoni abbiano evoluto i loro occhi quattro volte, in due modi diversi, è molto sorprendente per me.”

Il sistema visivo delle chitine è costituito da piccole strutture sensibili alla luce chiamate cecilie (a sinistra; verde) intervallate da occhi smerlati più grandi (al centro; blu) o da macchie oculari più piccole e numerose (a destra; rosse). Queste strutture sono collegate ai nervi ottici tramite aperture nelle placche corticali. (Varney et al., Scienze2024)

Per ricostruire questa storia evolutiva, i ricercatori hanno confrontato fossili e analizzato campioni di DNA prelevati da esemplari conservati presso il Museo di Storia Naturale di Santa Barbara per mettere insieme i chitoni. Albero evolutivo.

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L'analisi ha mostrato che i due sistemi visivi si sono evoluti due volte ciascuno in rapida successione. Ma curiosamente, i gruppi che arrivarono a strutture visive simili non erano quelli più strettamente imparentati tra loro; Erano parenti lontani, separati da milioni di anni.

Le macchie oculari si sono evolute in un gruppo di chitoni da 260 a 200 milioni di anni fa durante il Paleolitico. TriassicoQuando i dinosauri apparvero per la prima volta, stavano appena superando i primi occhi a conchiglia sviluppati da un altro gruppo nell’era moderna Giurassico Circa 200-150 milioni di anni fa.

Poi gli occhi a conchiglia si sono evoluti nuovamente tra 150 e 100 milioni di anni fa, durante il Paleolitico Periodo Cretaceonei chitoni Toniciinae e Acanthopleurinae, rendendolo il cristallino più nuovo mai apparso.

Infine, le macchie oculari si sono evolute nuovamente su un ramo diverso dell’albero evolutivo del chitone alla fine del XX secolo PaleogeneCirca 75-25 milioni di anni fa.

Primo piano delle protuberanze sul guscio chetonico.  Alcuni sono di colore più scuro, quasi viola, altri sono beige chiaro.
Gli occhi di Chitone. Le macchie scure sono gli occhi, le piccole protuberanze sono estetiche. (Istituto Wyss dell’Università di Harvard)

Dopo aver messo insieme una sequenza temporale, Varney e i suoi colleghi sono rimasti curiosi riguardo alle possibili condizioni che hanno guidato questa evoluzione ricorrente.

Le chitine hanno aperture nelle placche corticali attraverso le quali passano i nervi ottici. È stato dimostrato che le specie con meno fessure tendono a sviluppare occhi smerlati meno e più complessi. D'altra parte, i chitoni con fessure più grandi continuavano a formare macchie oculari più numerose e più semplici.

“Chiarimento del ruolo [trait] “La storia nel modellare i risultati evolutivi è cruciale per la nostra comprensione di come e perché le personalità si sviluppano in modi prevedibili.” Concludiamo.

Per quanto riguarda il modo in cui queste strutture alimentano le informazioni visive in… Cervello chetogenicoQuesto è il focus della ricerca in corso.

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Cosa sappiamo finora, chi Un altro studio recenteè che in almeno un tipo di chitone gli occhi smerlati sono più complessi Invia informazioni visive per l'elaborazione in una struttura neurale a forma di anello che corre attorno a tutto il corpo. I nervi ottici collegati a questo anello rilevano la posizione del corpo in base a quali parti dell'anello vengono attivate.

Lo studio è stato pubblicato in Scienze.