Un occhio di 530 milioni di anni

Gli scienziati hanno analizzato il fossile di un trilobite risalente a 530 milioni di anni e scoperto in Estonia che contiene l’occhio più antico mai rinvenuto. Funzionava come i moderni occhi composti degli artropodi e, pur avendo una risoluzione decisamente inferiore, permetteva di identificare ostacoli e predatori

Alcuni ricercatori provenienti dalle Università di Colonia, Edimburgo e Tallinn, hanno scoperto ciò che sembra essere il più antico occhio mai rinvenuto. Appartiene al fossile di un trilobite ritrovato in Estonia e risale a circa 530 milioni di anni fa. Grazie al reperto, è stato possibile ricostruire l’evoluzione dell’organo visivo da 500 milioni di anni a questa parte e descrivere la struttura interna dell’occhio di uno dei primi animali in grado di vedere. La sua descrizione è stata pubblicata in uno studio è stato pubblicato su PNAS.

Nonostante l’evoluzione dei fotorecettori, ovvero le cellule nervose sensibili alla luce, venga fatta risalire quasi ai primordi della vita animale, i primi organi capaci di “vedere” comparvero molto più recentemente, probabilmente durante il Cambriano (540-500 milioni di anni fa circa). Secondo una teoria di Andrew Parker, definita Light Switch Theory, l’esplosione cambriana fu addirittura causata proprio dalla comparsa del senso della vista (Pikaia ne ha già parlato qui) e dalle conseguenze che esso comportò. In accordo con ipotesi più recenti, non è da escludere che già 520 milioni di anni fa, i vertebrati possedessero una vista a colori (Pikaia ne ha già parlato qui).

Concretamente però, la struttura interna di un occhio così antico era ancora ignota. Esaminando i fossili ottimamente conservati di un trilobite (Schmidtiellus reetae) rinvenuto presso la Lükati Formation, a nord dell’Estonia e tuttora conservato presso la University of Technology (Tallinn), i ricercatori si accorsero che l’occhio destro dell’animale era parzialmente eroso, probabilmente a causa di traumi subiti poco prima della morte o all’inizio del processo di fossilizzazione. Tale condizione del fossile ha permesso a Brigitte Schoenemann dell’Università di Colonia (Germania) e colleghi, di esaminare la struttura interna dell’occhio, per analizzarne funzioni ed eventuali differenze con un occhio moderno.

I trilobiti sono artropodi marini estinti, vissuti durante l’era paleozoica, tra 540 e 250 milioni di anni fa. Essi sono quindi, a tutti gli effetti, parenti degli attuali granchi, api e libellule. Come gli occhi dei moderni artropodi, anche gli organi visivi di Schmidtiellus reetae erano composti, cioè formati indicativamente da 100 ommatidi, le subunità fondamentali dell’organo visivo. In accordo con i ricercatori, ogni ommatidio è formato da 8 cellule sensoriali, che si trovano attorno ad un rabdoma, composto dalle terminazioni nervose necessarie per la ricezione della luce.

A differenza dei moderni occhi composti però, gli ommatidi di Schmidtiellus reetae erano più distanziati tra loro; gli occhi del trilobite inoltre non possedevano una lente (come per esempio il cristallino) probabilmente per la mancanza di strutture necessarie alla sua formazione. La vista di questi animali era quindi decisamente scarsa se paragonata a quella dei moderni artropodi. Alcune stime affermano che la risoluzione di questi primitivi occhi doveva essere indicativamente di 100 pixel (un occhio umano ha la risoluzione di 570-580 megapixel), ovvero sufficiente per poter identificare pericoli ed eventuali predatori lungo il loro percorso.

Solo pochi milioni di anni dopo, un’altra specie di trilobite presente nella regione baltica, possedeva occhi con una risoluzione già decisamente migliorata. A detta dei ricercatori, sarà molto difficile riuscire a rinvenire occhi più antichi: è molto raro infatti (se non impossibile) riuscire a rinvenire fossili di animali risalenti a più di 530 milioni di anni fa tali da aver conservato una struttura visibile e analizzabile dell’occhio.

In accordo con Euan Clarkson, co-autrice dello studio, questo fossile ci permette di renderci conto di quanto precocemente gli animali iniziarono a percepire e osservare l’ambiente che li circondava; aldilà del miglioramento “qualitativo” della vista, è sorprendente anche constatare quanto un occhio risalente a più di 500 milioni di anni fa sia simile, per forma e struttura, con uno attuale.


Riferimento:
Brigitte Schoenemann, Helje Pärnaste, Euan N. K. Clarkson.Structure and function of a compound eye, more than half a billion years old.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017; 201716824 DOI:10.1073/pnas.1716824114

Immagine da Wikimedia Commons