Войти
Позвоночные Осьминог В глазах позвоночных нервные волокна проходят перед сетчаткой, блокируя часть света и создавая слепое пятно, где волокна проходят через сетчатку. В глазах головоногих нервные волокна проходят за сетчаткой и не блокируют свет и не нарушают работу сетчатки. 1 - это сетчатка, а 2 - нервные волокна. 3 - зрительный нерв. 4 - слепое пятно позвоночных. Головоногие, как активные морские хищники, обладают органами чувств, специализированными для использования в водных условиях. У них глаз типа камеры, который состоит из радужной оболочки, круглой линзы, полости стекловидного тела (глазного геля), пигментных клеток и фоторецепторных клеток, которые передают свет от светочувствительной сетчатки в нервные сигналы, которые проходят по зрительному нерву в мозг. В течение последних 140 лет глаз головоногого моллюска камерного типа сравнивали с глазом позвоночных в качестве примера конвергентной эволюции, когда оба типа организмов независимо развили черту камеры-глаза и оба имеют схожие функции.. Существуют разногласия относительно того, действительно ли это конвергентная эволюция или параллельная эволюция. В отличие от камеры-глаза позвоночных, головоногие имеют форму инвагинаций на поверхности тела (а не выростов мозга), и, следовательно, у них отсутствует роговица. В отличие от глаза позвоночных, глаз головоногого моллюска фокусируется посредством движения, во многом как линза камеры или телескопа, а не меняет форму, как линза человеческого глаза. глаз имеет приблизительно сферическую форму, как и линза, которая полностью внутренняя.
Глаза головоногих развиваются таким образом, что у них есть аксоны сетчатки, которые проходят через задняя часть сетчатки, поэтому зрительный нерв не должен проходить через слой фоторецепторов, чтобы выйти из глаза, и не имеет естественного, центрального физиологического слепого пятна позвоночных.
кристаллины, используемые в хрусталике, по-видимому, развились независимо от кристаллинов позвоночных, что указывает на гомоплазное происхождение хрусталика.
Большинство головоногих моллюсков обладают сложными экстраокулярными мышечными системами, которые позволяют для очень точного контроля над общим положением глаз. Осьминоги обладают автономной реакцией, которая поддерживает ориентацию их зрачков, так что они всегда горизонтальны.
Было документально подтверждено, что несколько типов головоногих моллюсков, в первую очередь кальмаров и осьминогов, и потенциально каракатицы имеют глаза, которые могут различать ориентацию поляризованного света. Эта чувствительность обусловлена ортогональной организацией соседних фоторецепторов. (У головоногих моллюсков есть рецепторные клетки, называемые рабдомами, аналогичные таковым у других моллюсков.) Чтобы проиллюстрировать, глаз позвоночных обычно нечувствителен к различиям поляризации, потому что зрительный пигмент в палочках и колбочках расположен полуслучайно и, таким образом, одинаково чувствителен к любой ориентации оси электронного вектора света. Из-за своей ортогональной организации молекулы зрительного пигмента в глазах головоногих имеют самое высокое поглощение света при правильном выравнивании с осью вектора света e, что обеспечивает чувствительность к различиям в поляризации. Точная функция этой способности не была доказана, но предполагается, что она предназначена для обнаружения добычи, навигации и, возможно, общения между изменяющими цвет головоногими моллюсками.
Глаз Bathyteuthis sp.
Осьминог (Octopus vulgaris ) глаз
Кальмар глаз
Каракатица глаз
Наутилус (Nautilus pompilius ) глаз
Разногласия по поводу того, является ли эволюция глаза камеры внутри головоногих и позвоночных параллельной эволюцией или конвергентной эволюцией, все еще существуют, хотя в основном разрешены. Нынешнее положение - это конвергентная эволюция их аналогичного глаза типа камеры.
Те, кто утверждает, что это параллельная эволюция, заявляют, что есть свидетельства того, что существовал общий предок, содержащий генетическую информацию для развития этого глаза. Об этом свидетельствуют все двунаправленные организмы, содержащие ген Pax6, который отвечает за развитие глаз.
Те, кто поддерживает конвергентную эволюцию, заявляют, что этот общий предок значительно предшествовал как головоногим, так и позвоночным животным. Общий предок с выражением глаза камерного типа существовал примерно за 270 миллионов лет до эволюции глаза камерного типа у головоногих и примерно за 110-260 миллионов лет до эволюции глаза камерного типа у позвоночных. Другой источник доказательств этого - различия в экспрессии из-за независимых вариантов Pax6, возникающих как у головоногих, так и у позвоночных. Головоногие моллюски содержат в своих геномах пять вариантов Pax6, которые возникли независимо и не являются общими для позвоночных, хотя они допускают аналогичную экспрессию генов по сравнению с Pax6 позвоночных.
Основное медицинское применение в этой области - исследования развития глаз и. Новые исследования по экспрессии глазных генов выполняются с использованием глаз головоногих в связи с доказательствами их конвергентной эволюции с аналогичным человеческим глазом. Эти исследования заменяют предыдущие исследования дрозофилы на экспрессию генов во время развития глаз как наиболее точные, хотя исследования дрозофилы остаются наиболее распространенными. Вывод о том, что они аналогичны, в первую очередь придает убедительность их сравнению с медицинским использованием, поскольку черта в обоих случаях была сформирована посредством естественного отбора схожим давлением в аналогичных средах; это означает, что в глазах обоих организмов будет одинаковое выражение глазного заболевания.
Преимущество экспериментов с глазами головоногих моллюсков состоит в том, что головоногие моллюски могут регенерировать свои глаза благодаря своей способности возобновлять процессы своего развития, что позволяет изучать одного и того же головоногого моллюска, чтобы продолжить изучение одного пробного образца при изучении последствий болезни. Это также позволяет провести более сложное исследование относительно того, как регенерация может быть сохранена в геномах головоногих и может ли она в некоторой степени сохраняться в геноме человека наряду с генами, экспрессирующимися для глаза камеры.
