Тайна глаз хамелеона раскрыта спустя два тысячелетия

На протяжении более 2000 лет хамелеоны очаровывали натуралистов, философов и ученых своей сверхъестественной способностью независимо двигать глазами, почти как две маленькие камеры наблюдения, установленные на станции наблюдения в реальном времени. Хотя их поведение было ясно, механизм, стоящий за ним, оставался загадкой без ответа. Теперь, благодаря современной компьютерной томографии и некоторой дозе постоянного любопытства, исследователи из Флоридский музей естественной истории они наконец разгадали загадку: за каждым глазом находятся два длинных, плотно скрученных зрительных нерва — анатомическая особенность, не встречающаяся ни у одного другого известного вида ящериц.

Исследование, проведенное под руководством Хуан Даса Государственного университета Сэма Хьюстона, раскрывает эволюционный трюк, который позволяет глазам хамелеона сильно вращаться, давая животному почти панорамное зрение без необходимости двигать шеей. Даза описывает это просто: их глаза действуют так: «движущиеся камеры наблюдения». Они автономно сканируют окружающую среду и, заметив добычу, мгновенно выравниваются, чтобы точно оценить расстояние, прежде чем выпустить язык.

Разоблачение произошло скорее случайно в 2017 году. Эдвард Стэнлидиректор лаборатории цифровых изображений музея, заметил что-то странное в компьютерной томографии Brookesia minima, одного из самых маленьких хамелеонов в мире. Там, где он ожидал увидеть обычный зрительный нерв, появилась спиральная структура, похожая на спиральную проводку, спрятанную глубоко в черепе. Изображение было настолько странным, что сначала исследователи подумали, что при сканировании была допущена какая-то ошибка или что была предыдущая историческая ссылка, которую они просто пропустили.

Но после тщательного поиска в старых учебниках по анатомии, написанных на смеси латыни, французского и итальянского языков, никто не смог полностью описать эту особенность. Хотя хамелеоны занимают ее наука от античности, от Аристотеля до Исаак Ньютонконкретная структура осталась невидимой. Исторические проколы и рассечения часто повреждали чрезвычайно хрупкие нервы, хотя ученые этого не осознавали.

И все же еще в 17 веке натуралисты пытались объяснить странную зрительную систему хамелеона. Доменико Панароли утверждал, что зрительные пути не пересекаются, как у большинства других групп животных, а Ньютон перенял эти идеи в «Оптике». Клод Перро даже разработал довольно точное изображение в 1669 году, но его работа осталась практически незамеченной. Однако никто не видел настоящих спиралей.

Существенным отличием современной эпохи является возможность «открыть» организацию в цифровом виде, не прикасаясь к ней. Благодаря компьютерной томографии высокого разрешения и обширной базе данных oVert (коллекция общедоступных 3D-моделей позвоночных) исследователи смогли сравнить более тридцати видов ящериц и змей. Во всех исследованных случаях хамелеонов зрительные нервы были значительно длиннее и более извитыми, чем у других родственных видов.

Затем исследовательская группа исследовала замаскированные эмбрионы хамелеона (Chamaeleo calyptratus) на разных стадиях развития и обнаружила, что нервы вначале идут прямо, а затем постепенно «собираются» в спирали перед вылуплением. По сути, детеныши хамелеонов появляются на свет с полностью развитыми независимыми движениями глаз.

Эволюцию этой особенности по-прежнему трудно определить, поскольку самые ранние окаменелости датируются 16–23 миллионами лет, то есть намного позже появления других древесных приспособлений. Однако наличие спиральных нервов может объяснить, как хамелеоны смогли компенсировать ригидность шеи, не жертвуя своим полем зрения. У других животных шеи искривлены, как у сов, или более гибкие нервы, как у людей. Вместо этого хамелеоны изобрели нечто уникальное: «сверхпровисающий» механизм, похожий на витой шнур старого телефона, как выразился Даза.

Это открытие открывает новые возможности для понимания эволюции зрения у рептилий. Исследователи уже планируют выяснить, разработали ли другие древесные виды аналогичные решения. То, что даже после тысяч лет наблюдений под поверхностью терпеливо ждут открытия, кажется, волнует ученых больше всего на свете.