Все сухопутные амфибии, рептилии, млекопитающие и динозавры (включая птиц) произошли от рыб (через древних кистеперых). А те, в свою очередь, — от самых первых позвоночных. Ими считают род миллокунмингий — в частности Haikouichthys ercaicunensis и Myllokunmingia fengjiaoa. Они жили в кембрии, около 518 миллионов лет назад и известны по сланцевым отложениям из Китая. Их относят к древнейшим известным позвоночным.
Авторы новой работы в Nature тщательно исследовали остатки десяти этих существ и пришли к необычному выводу: они имели сразу четыре глаза камероподобного типа (такие же у современных позвоночных, включая нас). На остатках они выглядят как четыре черных пятна, расположенных спереди, по бокам головы.
До сих пор крайнюю пару пятен интерпретировали как глаза, а среднюю пару пятен — как носовой мешок. У обоих таксонов более крупные парные латеральные ранее темные пятна интерпретировали как глаза, тогда как среднюю пару интерпретировали как носовой мешок (зачаток обонятельного органа позвоночных).
Палеонтологи с помощью рентгеновского излучения и сложных типов спектроскопии показали, что все четыре пятна имеют близкий химический состав. А электронная микроскопия продемонстрировала наличие там продолговатых или цилиндрических микротелец от 200 до 1200 нанометров в длину.
Такие объекты могут быть только меланосомами, специализированными органеллами клеток, которые встречаются у позвоночных в радужке глаза. А вот в обонятельных органах их наличие весьма маловероятно.
Ученые отметили, что анатомия шишковидного тела в мозге у этих существ симметричная, а у более поздних позвоночных — ассиметричная. У некоторых ящериц шишковидное тело имеет ограниченную светочувствительность, образуя что-то вроде «глаза» на затылке. Четкого зрения у него нет, но он позволяет ощущать резкое изменение освещенности сверху от животного (например, когда на него пикирует птица). Исследователи предполагают, что исходно глаза в средней части головы у миллокунмингий были полноценными, с хрусталиком и радужкой.
Почему же они исчезли и сегодня глаз у нас только два? Авторы предположили, что самые первые позвоночные, не имевшие модных в кембрийском периоде твердых внешних пластин, были серьезно уязвимы для хищников той эпохи. Чтобы спастись, им нужно было зрение с максимально широким полем.
По мере вымирания господствующих в кембрии хищников позвоночные сами стали более активными хищниками (первые миллокунмингии были фильтраторами). Поэтому актуальность зрения «во все стороны» у них упала, и дополнительная пара глаз оказалась не нужна. Лишь у ящериц «третий глаз», основанный на шишковидном теле мозга, стал чем-то вроде напоминания о куда более древних и при этом полноценных третьем и четвертом глазах.