Глаза вымершего морского скорпиона Jaekelopterus rhenaniae имеют то же строение, что и глаза современных мечехвостов (Limulidae). В сложных глазах гигантского хищника были цилиндрические хрусталики и концентрически организованные сенсорные клетки, охватывающие конец высокоспециализированной клетки. Это результат исследования доктора Бригитты Шенеманн, профессора зоологии Института биологии и дидактики Кёльнского университета, проведенного с помощью электронного микроскопа. Партнерами по сотрудничеству в проекте были доктор Маркус Пошманн из Генерального директората культурного наследия RLP, Директората региональной археологии/земной истории и профессор Юан Н. К. Кларксон из Эдинбургского университета. Результаты исследования «Взгляд на глаза гигантских морских скорпионов (eurypterida), возраст которых составляет 400 миллионов лет, позволяют предположить строение сложных глаз палеозоя» были опубликованы в журнале Scientific Reports - Nature.
Глаза современных мечехвостов состоят из соединений, так называемых омматидий. В отличие, например, от насекомых, имеющих сложные глаза с простым хрусталиком, омматидии мечехвоста снабжены линзовым цилиндром, непрерывно преломляющим свет и передающим его сенсорным клеткам.
Эти сенсорные клетки сгруппированы в виде розетки вокруг центрального светового проводника, рабдома, входящего в состав сенсорных клеток и преобразующего световые сигналы в нервные сигналы для передачи их в центральную нервную систему. В центре этого «светопередатчика» у мечехвоста находится узкоспециализированный клеточный конец, способный связывать сигналы соседних соединений таким образом, что краб более четко воспринимает контуры. Это может быть особенно полезно в условиях плохой видимости под водой. На поперечном срезе омматидия можно идентифицировать конец этой специализированной клетки как яркую точку в центре рабдома.
Бриджит Шёнеманн использовала электронные микроскопы для исследования ископаемых образцов Jaekelopterus rhenaniae, чтобы выяснить, похожи ли сложные глаза гигантского скорпиона и родственных мечехвостов или они больше похожи на глаза насекомых или ракообразных. Она обнаружила те же структуры, что и у мечехвоста. Цилиндры хрусталика, сенсорные клетки и даже узкоспециализированные клетки были хорошо различимы.
«Это яркое пятно принадлежит особой клетке, которая сегодня встречается только у мечехвоста, но, по-видимому, уже существовала у эвриптерид», - объяснил Шёнеманн. «Структуры систем идентичны. Отсюда следует, что весьма вероятно, что такое усиление контраста уже развилось более 400 миллионов лет назад», - добавила она. Jaekelopterus, скорее всего, охотился на плакодерму. Здесь его зрительный аппарат явно имел преимущество в мутной морской воде.
Морские скорпионы, впервые появившиеся 470 миллионов лет назад, вымерли около 250 миллионов лет назад, в конце пермского периода - вместе с примерно 95 процентами всей морской жизни. Некоторые экземпляры были крупными океаническими хищниками, такими как Jaekelopterus rhenaniae. Он достигал длины 2,5 метра и принадлежал к семейству эвриптерид, вымерших родственников мечехвоста. Eurypterida - членистоногие, принадлежащие к подтипу Chelicerata и, следовательно, связанные с пауками и скорпионами.
Среди членистоногих есть две большие группы: мандибулы (ракообразные, насекомые, трилобиты) и хелицераты (паукообразные животные, такие как морские скорпионы). В последние годы Шенеманн смог прояснить строение глаз различных видов трилобитов и внести решающий вклад в исследования эволюции сложных глаз.«До недавнего времени ученые думали, что мягкие ткани не окаменевают. Следовательно, эти части образцов не были исследованы до недавнего времени», - заключила она.
Новые находки глаза морского скорпиона важны для эволюции сложных глаз не только хелицеровых, но и для определения места морских скорпионов в родословной этих животных и для сравнения с глаза родственной группы мандибул.