Нейробиолог и инженер Малкольм А. Макивер Северо-западного и эволюционного биолога и палеонтолога Ларса Шмитца Клермонта Маккенна, Scripps и Питцер-Колледж изучили отчет окаменелости и обнаружили, что глаза почти утроились в размере прежде – не после – переход воды к земле. Утроение совпало с изменением в месте глаз со стороны головы к вершине. Расширенный визуальный диапазон наблюдения через воздух, возможно, в конечном счете привел к большим мозгам у ранних земных позвоночных животных и способности запланировать и не просто реагировать, как рыбы делают.
«Почему мы подходили на землю 385 миллионов лет назад? Мы первые, чтобы думать, что видение могло бы иметь некоторое отношение к нему», сказал Макивер, преподаватель биоинженерии и машиностроения в Школе Маккормика Разработки.«Мы нашли, что огромное увеличение визуальной способности у позвоночных животных непосредственно перед переходом от воды приземлилось. Наша гипотеза – то, что, возможно, это видело неразработанный рог изобилия еды на земле – многоножках, многоножках, пауках и более – который заставил эволюцию придумывать конечности от плавников», сказал Макивер. (Беспозвоночные приехали на землю за 50 миллионов лет до того, как наши позвоночные предки сделали тот переход.)
Увеличение глаз значительное. Просто суя те глаза выше водной линии, рыба видела в 70 раз дальше в воздухе, чем в воде. С утроением глазного размера визуально проверенное пространство животного увеличило millionfold.
Это произошло за миллионы лет до того, как полностью земные животные существовали.«Большие глаза почти бесполезны в воде, потому что видение в основном ограничено тем, что непосредственно перед животным», сказал Шмитц, доцент биологии в Научном Отделе В.М. Кека, совместной программе Клермонта Маккенна, Scripps и Питцер-Колледж.
«Но больший глазной размер очень ценен, рассматривая через воздух. В эволюции это часто сводится к компромиссу. Действительно ли это стоит метаболических потерь, чтобы увеличить Ваши глаза? Какой смысл?
Здесь мы думаем, что пункт должен был быть в состоянии найти, охотятся на землю», сказал он.Большие глаза были следовательно отобраны для, тогда как исследование показывает это в воде, большие глаза, ведомые к незначительным увеличениям визуального диапазона. На самом деле одна группа животных, которая возникла после животных, приехала на землю, вернулся к полностью занятой жизни под водой, и их глаза вернулись к меньшему глазному размеру, обычно замеченному у рыбы, Макивер и Шмитц нашли.
Исследование, «Крупное Увеличение Визуального Диапазона Предшествовало Происхождению Земных Позвоночных животных», было опубликовано сегодня (7 марта) журналом Proceedings Национальной академии наук (PNAS).Крупное увеличение визуальной способности, позволенной видением в воздухе, вероятно, позволило животным с ранними ногами развивать более сложное познание.
Эти животные больше не вынуждались реагировать со скоростью доли секунды, как требовался жизнью в ограничивающей видение воде. В конечном счете исследователи сказали, эволюция, ведомая к способности человека предполагаемого познания: право взвесить возможности для будущего и выбрать стратегически.Макивер и Шмитц изучили 59 экземпляров окаменелости, охватывающих время перед переходом воды к земле, во время перехода и после перехода.
Их компьютерные моделирования визуальной среды животных (такой как прозрачная или темная вода днем или выше воды днем и ночного времени) показывают, что выгода увеличенного глазного размера была бы осознана, когда животное видит через воздух, не воду.Исследователи измерили размер орбит каждой окаменелости, или глазниц и главной длины. От этого они определили размер глаз и размер самого животного. Они нашли, что перед переходом воды к земле средний размер орбиты составлял 13 миллиметров, и во время перехода средний размер составлял 36 миллиметров.
«Утроение размера орбиты заняло 12 миллионов лет», сказал Макивер. «Это – временные рамки эволюции, которая поражает».Посредством междисциплинарного подхода Макивер и Шмитц были в состоянии показать, что наши водные предки следовали за информационным zipline, предоставленным видением дальнего действия изобилию еды на земле.
Вместо конечностей, это были глаза, которые принесли нашим предкам, чтобы приземлиться.