U očima riba koje su živjele prije više od 300 milijuna godina sačuvale su se sićušne strukture ispunjene pigmentom. Njihov oblik otkriva da su se različite skupine riba već tada na različite načine prilagođavale svjetlu. Usporedba fosila i današnjih vrsta pokazuje da ti obrasci imaju duboke evolucijske korijene.
Istraživanje koje predvode Daniel Cirtina i Maria McNamara sa Sveučilišta u Corku objavljeno je 27. listopada u časopisu Nature Communications. Tim je proučio melanosome, stanične strukture u kojima se nalazi pigment melanin, u očima, koži i unutarnjim organima riba. Posebno su ih zanimali tragovi koje takve strukture mogu ostaviti u fosilima, dugo nakon što meka tkiva propadnu.
Zašto je važan oblik pigmentnih struktura?
Melanin ne služi samo bojenju kože. U oku apsorbira svjetlost koja bi se inače raspršivala i ometala stvaranje jasne slike, a pomaže i u zaštiti stanica osjetljivih na svjetlo. Znanstvenici su zato provjerili razlikuju li se melanosomi među ribama čije oči na različite načine reguliraju količinu svjetlosti.
Proučili su 36 današnjih riba iz 12 vrsta, među kojima su paklare, morski psi, raže, zrakoperke i jedna vrsta dvodihalice. U fosilnom dijelu istraživanja analizirali su 20 primjeraka s nalazišta Mazon Creek u američkoj saveznoj državi Illinois. Ti fosili potječu iz razdoblja prije otprilike 306 do 311 milijuna godina.
U očima proučenih koštunjača pronašli su i kuglaste i izdužene, cilindrične melanosome. U današnjih paklara i hrskavičnjača, skupine kojoj pripadaju morski psi i raže, pronašli su samo zaobljene oblike. Razlike u fosilima uglavnom prate iste obrasce kao u njihovih današnjih srodnika.
Izdužene strukture mogu se smjestiti u uske stanične izdanke uz fotoreceptore, stanice koje primaju svjetlost. Kod mnogih koštunjača pomicanje pigmenta i dijelova fotoreceptora pomaže oku da se prilagodi promjenama osvjetljenja. Hrskavičnjače više se oslanjaju na druge mehanizme, uključujući promjene veličine zjenice. Riječ je o različitim načinima usklađivanja osjetljivosti na svjetlo, oštrine vida i brzine prilagodbe, a ne o jednostavnoj podjeli na bolji i lošiji vid.
Fosili otkrivaju starost tih prilagodbi
Sličnosti između današnjih i fosilnih riba pokazuju da su se osnovni obrasci oblika melanosoma očuvali najmanje 306 milijuna godina. Uspoređujući ih s evolucijskim srodstvom skupina, autori pretpostavljaju da su neke prilagodbe mrežnice mogle postojati još u zajedničkog pretka čeljustousta, prije približno 445 milijuna godina.
Ta starija procjena proizlazi iz evolucijskog tumačenja nalaza. Proučeni fosili nisu stari 445 milijuna godina, niti oblik njihovih melanosoma omogućuje izravno mjerenje toga koliko je dobro pojedina drevna riba vidjela. On pruža tragove o građi oka i mogućim načinima njegove prilagodbe svjetlu.
Pigment koji možda pomaže i izvan vode
U unutarnjim organima većine današnjih vrsta melanosomi su imali razmjerno slične, zaobljene oblike. Izdvojila se zapadnoafrička dvodihalica, Protopterus annectens, s obiljem pigmenta u brojnim organima i većim melanosomima u dijelu unutarnjih tkiva.
Ta riba može preživjeti sušu u stanju dugotrajnog mirovanja. Autori predlažu da bi melanin mogao ublažavati oštećenja povezana s reaktivnim oblicima kisika, osobito kada se nakon mirovanja ponovno pojača metabolizam. Takva zaštita možda je bila korisna i tijekom prilagodbe životu izvan vode. Ipak, ovo istraživanje nije pokusno dokazalo tu ulogu niti pokazalo da je pigment uzrokovao izlazak kralježnjaka na kopno.
Za paleontologe je važna i praktična posljedica nalaza: sačuvani melanosomi mogu pomoći u prepoznavanju skupine kojoj fosil pripada i u rekonstrukciji njegova načina života. U Mazon Creeku oni nadopunjuju ono što se može iščitati iz obrisa tijela i kostura, posebno ondje gdje su drugi anatomski detalji slabo očuvani.
