Forscher, die jahrzehntealte Röntgenaufnahmen eines 390 Millionen Jahre alten Trilobiten-Fossils untersuchten, haben entdeckt, dass es eine völlig einzigartige Augenstruktur hatte, die aus 200 großen Linsen in jedem Auge bestand.
Phacops-Geesops, ein Trilobit der Unterordnung Phacopina, lebte im Devon vor etwa 390 Millionen Jahren.
Unter jeder optischen Linse in jedem der ausgestorbenen Gliederfüßer-Augen sind mindestens sechs Facetten angeordnet, die alle zusammen wieder ein kleines Facettenauge bilden“, sagte die Zoologin Brigitte Schönemann vom Institut für Didaktik der Biologie der Universität zu Köln in einer Stellungnahme .
“Wir haben also etwa 200 Facettenaugen – eines unter jeder Linse – in einem Auge.”
Während die Entdeckung ursprünglich vom Amateurpaläontologen Wilhelm Stürmer in den 1970er Jahren gemacht wurde, wurden Stürmers Ergebnisse erst offiziell bestätigt, als Schoenemann und ihr Team kürzlich zurückkehrten und die Röntgenaufnahmen neu bewerteten – und sie mit CT-Scans bestätigten.
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Die Augen von Phacops geesops, einem Trilobiten aus dem Devon-Zeitalter, haben jeweils 200 Linsen, die sechs kleine Facetten überspannen. Jede Facette bildet ein anderes individuelles Auge
Stürmer, Radiologe beim deutschen Technologieunternehmen Siemens, war jahrzehntelang begeisterter Paläontologe und fuhr mit seinem VW-Bus mit Röntgenstation zu Steinbrüchen im mitteldeutschen Hunsrück, um nach Fossilien zu suchen.
Als er die Röntgenbilder von p. Geesops, er war sich sicher, dass sie versteinerte Augennerven mit einer Vielzahl von Linsen zeigten.
Allerdings wurden Stürmers Erkenntnisse damals von Experten verworfen.
“Der Konsens war, dass in den Fossilien nur Knochen und Zähne, die harten Teile der Lebewesen, zu sehen waren, nicht aber die weichen Teile wie Eingeweide oder Nerven”, sagte Schoenemann.
Röntgenaufnahmen aus den 1970er Jahren legten zunächst p. geesops verfügte über dieses einzigartige optische Netzwerk, aber die damaligen Experten verwarfen die Idee. Im Bild: Phacopide schizochroale Augen zeigen einen größeren Abstand zwischen den Linsen als die meisten Facettenaugen
In der neuen Studie, die in Scientific Reports veröffentlicht wurde, haben Schönemann und ein internationales Forscherteam Stürmers Laienanalyse überprüft.
Sie haben festgestellt, dass Trilobiten der Unterordnung Phacopina ein im Tierreich einzigartiges optisches Netzwerk hatten.
Jedes ihrer beiden Augen hatte 200 Linsen, jedes bis zu einem Millimeter groß.
Ihre Unterfacetten sind entweder in einem Ring oder in zwei Ringen angeordnet, darunter ein “schaumartiges Nest”, sagte Schoenemann, das wahrscheinlich ein lokales neuronales Netzwerk war, das verwendet wird, um Informationen vom Hyperauge direkt zu verarbeiten.
Jüngste CT-Scans des Trilobiten-Fossils (oben) bestätigten die 50 Jahre alten Erkenntnisse des Amateurpaläontologen Wilhelm Stürmer über die Art Hyper-Compound-Augen
Sie fanden auch einen Sehnerv, der Informationen vom Auge des Trilobiten zum Gehirn transportiert hätte, genau wie Stürmer theoretisierte.
Auf den Röntgenbildern von Stürmer hatte Schoenemann sogar Markierungen gefunden, die die sechs Unterfacetten beschrifteten.
“Auf einem Röntgennegativ war ein Pfeil mit rotem Stift zu sehen, der auf die Struktur der sechs unteren Facetten unter einer Hauptlinse zeigte”, sagte sie.
“Dies deutete wahrscheinlich darauf hin, dass Stürmer das Hyper-Compound-Auge bereits erkannt hatte.”
Das Team bestätigte Stürmers Erkenntnisse mit moderner CT-Technologie, die vor 40 Jahren noch nicht verfügbar war.
Trilobiten dominierten die Weltmeere vom frühen Kambrium vor etwa 540 Millionen Jahren bis zum Ende des Perms vor etwa 250 Millionen Jahren
Trilobiten dominierten die Weltmeere vom frühen Kambrium vor etwa 540 Millionen Jahren bis zum Ende des Perms vor etwa 250 Millionen Jahren.
Die meisten Trilobiten hatten Facettenaugen, die denen ähnlich sind, die man heute bei Insekten findet – eine große Anzahl von sechseckigen Facetten, die ein Auge bilden, mit acht Photorezeptoren unter jeder Facette.
Drohnenbienen haben beispielsweise 8.600 Facetten, während Libellen bis zu 10.000 Facetten haben.
Um ein kohärentes Bild zu erzeugen, müssen diese Facetten sehr nahe beieinander liegen.
Bei der Trilobiten-Unterordnung Phacopinae sind die äußerlich sichtbaren Linsen der Facettenaugen jedoch viel größer und viel weiter auseinander gesetzt.
Das summierte sich erst, als Schönemann die 50-jährigen Röntgenbilder von Stürmer überprüfte und feststellte, dass sie ein Hyper-Compound-Auge betrachtete.
Das „Superauge“ könnte eine evolutionäre Anpassung gewesen sein, um bei schlechten Lichtverhältnissen zu sehen, sagte sie.
Sein möglicher p. Das Hyper-Auge von Geesops wurde entwickelt, um ihm zu helfen, bei wenig Licht zu sehen, sagten Forscher. Im Bild: Ein Rendering eines Trilobiten aus den 1880er Jahren
Mit seinem hochkomplexen Sehapparat dürfte er viel lichtempfindlicher gewesen sein als ein normaler Trilobit.
„Es ist auch möglich, dass die einzelnen Komponenten des Auges unterschiedliche Funktionen erfüllen – zum Beispiel eine Kontrastverstärkung oder die Wahrnehmung verschiedener Farben ermöglichen“, sagt Schoeneman.
Als Stürmer Mitte der 1980er-Jahre starb, schenkte sein Erbe der Universität sein Archiv, aber die Forscher haben es bis vor kurzem nicht gründlich untersucht.
Im Jahr 2017 entdeckten Paläontologen in Estland ein „außergewöhnliches“ 530 Millionen Jahre altes Trilobiten-Fossil, das das möglicherweise älteste jemals entdeckte Auge enthält.
Das rechte Auge des Fossils war teilweise abgenutzt, was den Forschern einen klaren Blick in das Innere des Organs einschließlich Details seiner Strukturen und Funktionen ermöglichte.
Im Gegensatz zu Phacops-Geesops hatte diese primitivere Art, Schmidtiellus reetae, keine Linse.
Sein Auge besteht aus etwa 100 optischen Einheiten oder Ommatidien, die im Vergleich zu zeitgenössischen Facettenaugen relativ weit auseinander lagen, sagte das Team in einer Studie, die in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde.
Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass der Art Teile der Schale fehlten, die für die Linsenbildung benötigt werden.
“Dieses außergewöhnliche Fossil zeigt uns, wie frühe Tiere vor Hunderten von Millionen Jahren die Welt um sich herum sahen”, sagte der Geologe Euan Clarkson, der den Bericht mitverfasste, damals.