古代の三葉虫は水晶の目を持っていました、そしてそれらはまだ謎です：ScienceAlert

自然は長年にわたり、生命の問題に対してかなりワイルドなアプローチを試みてきましたが、それは視覚にも当てはまります。

複雑な目の最も初期の例の 1 つは、光を集束させるために、現代の生物には見られない、かなり珍しい物質に依存していた可能性があります。 その目は三葉虫と呼ばれる絶滅した動物のグループに属し、その目は方解石として知られる鉱物である硬い水晶でできていました。この奇妙な小さな癖は、これらの初期の動物が周囲の世界をどのように感じていたかを知る手がかりとなります。

三葉虫は約2億5000万年前に絶滅しましたが、その前から約3億年は存在していました。 化石記録には三葉虫の体の設計図もたくさんあり、その3億年が非常に成功した時代であったことを示唆しています。 そして、彼らの奇妙な目は石でできていたため、彼らが残した多くの化石には美しく保存されていることがよくあります。

このことから、三葉虫が昆虫のような複眼を持っており、それぞれが独自の光受容体とレンズを備えた個眼と呼ばれる光受容ユニットのクラスターで構成されていることがわかります。 化石化したレンズの破損した部分を調べると、方解石でできた結晶質の物質が見つかった。

純粋な方解石は透明であるため、理論的には、光が透過して集光され、光受容体がそれを検出する可能性があります。 昆虫の視覚と同様に、おそらくトレードオフがあったでしょう。三葉虫はおそらく高い空間解像度で見ることはできませんでしたが、動きには特に敏感でした。

この三葉虫の目は3種類ありました。 最も古く、最も一般的なのは、ホロクロアルとして知られるタイプで、小さな個眼が単一の角膜膜で覆われ、隣接するレンズが互いに直接接触しています。

不等色の目は、Eodiscidae 科でのみ見られます。 小さなレンズはそれぞれ薄い角膜で覆われています。

最後に、統合失調症の目は、Phacopina 亜目にのみ見られます。 水晶体は大きく、広く分離されており、それぞれに独自の角膜があります。 彼らはおそらく高度に専門化されていたと科学者は信じています。

ホロクロアの目は、一部の昆虫や甲殻類に見られる現代の並置の目と最も似ており、科学者たちはそれらが同様の働きをしたと信じています。 それぞれの個眼は個別に動作し、昆虫が見る画像はすべての画像が結合されたモザイクになります。

ただし、方解石の場合は少し難しくなります。 方解石は、自然界で最も強い複屈折の 1 つを持っています。 これは、2 つの屈折率があることを意味します。 光は方解石を通過するときに 2 回分割され、2 つの光線は異なる速度で進み、二重像が生成されます。

全色眼に見られるような小さな個眼の場合、これは問題になる可能性は低いです。 光線の偏りは光を感知する器官よりも小さい。

統合失調症の目にとって、複屈折はより大きな問題となります。 水晶体は柔軟性がないため、大きな個眼は焦点を変えて効果を減らすことができません。 その代わりに、科学者たちは、統合失調症の目には、ダブレットレンズ構造として知られる構造があることを発見しました。

つまり、レンズには屈折率の異なる 2 つの層があり、まるで三葉虫が眼鏡を内蔵しているかのように、複屈折を補正できるということです。 このタイプのレンズは、17 世紀に数学者のルネ デカルトとクリスチャン ホイヘンスによって別々に発明されましたが、三葉虫に徹底的に打ち負かされたことを知りませんでした。

しかし、三葉虫の目のさまざまな構造については十分に理解できていますが、統合失調症の目がどのように機能するのか、構造の違いが示唆するように、それが並置の目に似ているのか、それとも何か異なることをしているのかはまだ完全には理解できません。

最近の研究では、統合失調症の目は私たちが思っているよりもはるかに複雑であることが示されており、それが私たちに近づいています。 各レンズはそれ自身の小さな複眼を覆い、一種の「ハイパーアイ」を形成していることが判明した。

三葉虫の視覚について私たちが完全に間違っていた可能性さえあります。 2019年の研究では、方解石質角膜が保存プロセスの産物である可能性について疑問を呈しており、その水晶の目は多くの推測よりもはるかにユニークではないことを示唆しています。