جانوران کریستالی؛ وقتی حیات وحش معجزه می کند!

این جانداران باستانی چشمان کریستالی داشتند و هنوز به عنوان یک راز از این چشم ها صحبت می شود. طبیعت چندین رویکرد و تکامل وحشیانه را برای مشکلات زندگی در طول زمان امتحان کرده است و یکی از این رویکرد ها در مورد بینایی است.

خبرآنلاین: نمونه ای از اولین چشم های پیچیده بررسی شده، نشانگر این است که چشم ها بر روی یک ماده نسبتاً غیرعادی برای تمرکز نور تکیه داشته اند، چیزی که در موجودات مدرن یافت نمی‌شود. این چشم ها متعلق به گروهی از حیوانات منقرض شده به نام تریلوبیت ها بودند و چشمان آنها از کریستال سخت، ماده معدنی به نام کلسیت ساخته شده بود.

تریلوبیت ها حدود ۳۰۰ میلیون سال زندگی کردند اما ۲۵۰ میلیون سال پیش از بین رفتند. همچنین تعداد زیادی طرح بدن تریلوبیت در پرونده فسیلی وجود دارد که نشان می دهد که در آن ۳۰۰ میلیون سال بسیار موفق بوده اند. و از آنجایی که چشمان عجیب و غریب آنها از سنگ ساخته شده بود، اغلب به زیبایی که در فسیل های بسیار، از خود به جای گذاشته بودند حفظ می شدند.

از این طریق می‌دانیم که تریلوبیت‌ها دارای چشم‌های مرکب مانند حشرات بودند که از خوشه‌هایی از واحدهای دریافت نور به نام اوماتیدیا تشکیل شده بود که هر یک گیرنده‌های نور و عدسی‌های خاص خود را داشتند. بررسی بخش‌های شکسته عدسی‌های فسیل‌شده، یک ماده کریستالی ساخته شده از کلسیت را نشان می‌دهد.

کلسیت خالص، شفاف است. بنابراین، در تئوری، نور می تواند به آن نفوذ کند و در جایی که گیرنده های نوری ممکن است آن را تشخیص دهند، متمرکز شود. مانند بینایی حشرات، احتمالاً یک معاوضه وجود داشته است: تریلوبیت‌ها احتمالاً وضوح فضایی بالایی را نمی‌دیدند، امابسیار به حرکت حساس بودند.

چشم های تریلوبیت سه نوع داشت:

• قدیمی‌ترین و رایج‌ترین نوع آن نوعی به نام هولوکرال است که در آن اوماتیدیاهای کوچک توسط یک غشای قرنیه پوشیده می‌شدند و لنزهای مجاور در تماس مستقیم با یکدیگر بودند.

• چشم آباتوکروال فقط در خانواده Eodiscidae دیده می شود. لنزهای کوچک هر کدام توسط یک قرنیه نازک پوشیده شده اند.

• در نهایت، چشم اسکیزوکروآل فقط در زیر راسته فاکوپینا دیده می شود. لنزها بزرگتر، به طور گسترده از هم جدا شده اند و هر کدام قرنیه مخصوص به خود را دارند. دانشمندان معتقدند آنها احتمالاً بسیار تخصصی بودند.

چشم هولوکروآل شبیه‌ترین چشمی است که در برخی از حشرات و سخت پوستان دیده می‌شود و دانشمندان معتقدند که آنها به روشی مشابه عمل می‌کنند. هر اوماتیدیوم به صورت جداگانه عمل می کند و تصویری که حشره می بیند موزاییکی از تمام تصاویر ترکیب شده است.

با این حال، همه چیز با کلسیت کمی پیچیده تر می شود. کلسیت یکی از قوی ترین دوشکستگی ها را در طبیعت دارد. یعنی دو ضریب شکست دارد. نور هنگام عبور از کلسیت دو بار تقسیم می‌شود، دو پرتو با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کنند و تصویری دوگانه ایجاد می‌کنند.

برای اوماتیدیاهای کوچک، همانطور که در چشم هولوکرول دیده می شود، بعید است که این مشکل را ایجاد کند. انحراف در پرتوها کوچکتر از اندام حساس به نور است.

برای چشم‌های اسکیزوکروآل، انکسار مضاعف بیشتر یک مشکل را نشان می‌دهد. کریستال انعطاف پذیر نیست، بنابراین اوماتیدیوم بزرگتر نمی تواند تمرکز خود را برای کاهش اثر تغییر دهد. در عوض، دانشمندان دریافته‌اند که چشم‌های اسکیزوکروآل دارای ساختاری هستند که به عنوان ساختار عدسی دوتایی شناخته می‌شود.

این بدان معناست که عدسی دارای دو لایه است که هر یک دارای ضریب شکست متفاوتی است که می‌تواند انکسار مضاعف را تصحیح کند، تقریباً مانند تریلوبیت‌ها که دارای عینک داخلی هستند. این نوع لنزها به طور جداگانه توسط ریاضیدانان رنه دکارت و کریستین هویگنس در قرن هفدهم اختراع شدند، غافل از اینکه تریلوبیت ها میلیون ها سال قبل این لنز ها را داشتند.

با وجود تمام درکی که تا به حال از ساختارهای مختلف چشم تریلوبیت پیدا شده است ، دانشمندان هنوز کاملاً نمی دانند که چشم اسکیزوکروآل چگونه کار می کند، آیا این چشم شبیه به یک چشم اپوزیون بوده یا کاری متفاوت انجام می داده؟

یک مطالعه اخیرا نشان داد که چشم‌های شیزوکروال بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی هستند که فکر می‌کردند. مشخص شد که هر عدسی چشم مرکب کوچکی را می پوشاند و نوعی "چشم هایپر" را تشکیل می دهد.

حتی ممکن است ما در مورد بینایی تریلوبیت کاملاً اشتباه کرده باشیم. یک مطالعه در سال 2019 این سوال را مطرح می‌کند که آیا قرنیه‌های کلسیتی ممکن است مصنوعات فرآیند حفظ باشند یا خیر، به این معنی که چشم‌های کریستالی آن‌ها بسیار کمتر از حدس و گمان های است که تا کنون انتظار می رفت.

ما هنوز نمی دانیم که چرا این نوع چشم پدیدار شده است، اگر اصلاً چنین بوده است چه فوایدی به همراه داشته است، اما اکنون دانشمندانی که همچنان روی بینایی تریلوبیت مطالعه می کنند و در تلاش اند تا راز های نهفته در این چشم ها را برملا کنند.