Ученые раскрыли 2000-летнюю тайну глаз хамелеонов

Благодаря современным методам визуализации впервые удалось выявить наличие закрученных зрительных нервов у хамелеонов, благодаря которым глаза животных могут двигаться автономно друг от друга и осматривать пространство почти во всех возможных направлениях.
Автор Hi-Tech Mail
Современная компьютерная томография наконец-то раскрыла структуру, которую не смогли запечатлеть столетия препарирования и даже пристальные исследования таких ученых, как Аристотель и Ньютон.
Современная компьютерная томография наконец-то раскрыла структуру, которую не смогли запечатлеть столетия препарирования и даже пристальные исследования таких ученых, как Аристотель и Ньютон.Источник: Unsplash

Наблюдатели восхищались хамелеонами тысячи лет, преимущественно из-за способности их глаз двигаться почти свободно и независимо друг от друга. Лишь спустя столетия ученые смогли разгадать секрет этой уникальной особенности, используя передовые методики визуализации. Как оказалось, каждый из больших глаз хамелеона окружен двумя длинными, спирально завернутыми зрительными нервами, аналогов которым не существует у других видов ящериц, пишет ScienceDaily.

«Их глаза напоминают камеры наблюдения, способные вращаться во всех направлениях. Эти животные перемещают глаза раздельно, сканируя пространство вокруг себя в поиске пищи. А когда цель найдена, их глаза синхронизируются, фокусируясь на одной точке, чтобы точно определить направление удара языком», — комментирует Хуан Даса, доцент Университета штата Сэм Хьюстон и ведущий автор исследования.

Хотя необычные движения глаз хамелеонов заметны даже простым взглядом, строение внутренних структур оставалось загадкой долгое время. В 2017 году ситуация изменилась, когда Эдвард Стэнли, директор Лаборатории цифровой визуализации Музея естественной истории Флориды, обратил внимание на странную картину во время визита в лабораторию Хуана Дасы. Компьютерная томография крошечного листового хамелеона (Brookesia minima) показала необычайно сильно свернутые зрительные нервы, совершенно непохожие на все известное ранее.

Сначала оба ученых испытали сомнения. Ведь учитывая обширную литературу о хамелеонах, казалось невероятным, что столь примечательная деталь осталась незамеченной. «Больше всего меня поразил сам факт существования подобной структуры, но еще сильнее — осознание того, что никто не обращал внимания на нее ранее», — признается Даса.

Необычная способность хамелеонов двигать глазами независимо друг от друга обусловлена ​​ранее не замеченным анатомическим чудом: длинными, плотно скрученными зрительными нервами, скрытыми за их выпученными глазами.
Необычная способность хамелеонов двигать глазами независимо друг от друга обусловлена ​​ранее не замеченным анатомическим чудом: длинными, плотно скрученными зрительными нервами, скрытыми за их выпученными глазами.Источник: nature.com

Чтобы подтвердить свое открытие, специалисты проанализировали компьютерные томограммы более 30 видов рептилий, включая три разных вида хамелеонов, представляющих ключевые ветви эволюционного древа. Команда создала трехмерные модели мозга для 18 особей и детально измеряла длину и форму нервных волокон каждого из них. Оказалось, что зрительные нервы всех трех видов хамелеонов действительно оказались гораздо длиннее и плотнее закрученными, чем у любых других ящериц. Это доказало, что наблюдение Стэнли отражает общую черту всей группы.

Далее авторы решили изучить, как именно развивается такая сложная структура у зародыша хамелеона. Они проанализировали развитие эмбрионов вида Chamaeleo calyptratus на разных стадиях роста и обнаружили следующую закономерность: изначально зрительные нервы находятся в прямом состоянии, затем они постепенно удлиняются и образуют характерные петли еще задолго до выхода животного из яйца. Сразу после появления на свет молодые хамелеоны способны свободно управлять движениями глаз.

Установить точный период происхождения такой нервной структуры сложно. Самые древние известные ископаемые останки хамелеонов датированы началом миоцена, примерно 16−23 млн лет назад, что намного позднее появления множества адаптивных особенностей, необходимых для жизни на деревьях. Найденные ископаемые не содержат достаточно сведений, позволяющих установить последовательность развития характерных признаков.

Ранее мы рассказали про необычную рыбу, которая способна «видеть» кожей.