Enögd varelse gav upphov till våra moderna ögon

Forskare vid Lunds universitet har i en ny studie kommit fram till att alla ryggradsdjur har utvecklats via en avlägsen förfader som hade ett enda öga, placerat högst upp på huvudet. Forskningsstudien visar också att resterna av detta så kallade hjässöga idag är det som har blivit tallkottkörteln i våra hjärnor.

– Resultaten är en överraskning. De vänder upp och ner på vår förståelse av ögats och hjärnans evolution, säger Dan-E Nilsson, professor emeritus i sinnesbiologi vid Lunds universitet.

Den cyklopliknande varelsen, som utgör vår väldigt avlägsna släkting, fanns för nästan 600 miljoner år sedan. Den var en maskliknande liten organism som hade skaffat sig en stillasittande tillvaro och livnärde sig på att filtrera plankton ur havsvattnet. Tidigare hade denna varelse haft någon form av ögon i par, liksom de flesta andra djur.

– Vi vet inte om de där dubbla ögonen i just vår gren av släktträdet bara var ljuskänsliga celler eller enkla bildseende ögon. Vi vet bara att organismen sedan blev av med dessa, säger Dan-E Nilsson. 

Den alltmer stillsamma livsstilen gjorde nämligen att det maskliknande djuret inte längre behövde dubbla ögon, och därför förlorades den funktionen genom evolutionens gång. Djuret behöll dock en grupp ljuskänsliga celler mitt på huvudet. Dessa celler utvecklades till ett litet, primitivt hjässöga som kunde hålla koll på natt och dag samt veta vad som var upp och ner.

Men under efterföljande årmiljoner började vår avlägsna förfader på nytt leva ett aktivt och simmande liv, varpå behovet av dubbla ögon ökade. Från delar av det lilla hjässögat utvecklades nu nya och bildseende ögon i par, konstaterar forskarna i den aktuella studien.

– Äntligen förstår vi varför ryggradsdjurens ögon skiljer sig så radikalt från ögon hos alla andra djurgrupper, exempelvis insekter och bläckfiskar. Våra ögons film, alltså näthinnan, utvecklades ur hjärnan, medan insekters och bläckfiskars ögon har sitt ursprung i huden på huvudets sidor, säger Dan-E Nilsson.

Ryggradsdjurens ögon utgör med andra ord en modernare modell som utvecklats tack vare den pikanta omvägen via en cyklops stillasittande liv. Slutsatsen att våra moderna ögon har tagit just denna evolutionära väg, och inte via något annat urtida djur, baseras på forskarnas omfattande analys av ljuskänsliga celler hos samtliga djurgrupper samt dessa cellers fysiologi och placering.

– För första gången förstår vi nu också ursprunget till de nervkretsar som analyserar bilden i vår näthinna, säger Dan-E Nilsson.

Ett fascinerande faktum är dessutom att resterna av det gamla hjässögat från vår avlägsna förfader faktiskt finns kvar i våra huvuden omvandlat till tallkottkörteln. Tallkottkörteln är ett ljuskänsligt organ i hjärnan hos ryggradsdjur. Organet tillverkar hormonet melatonin, som hjälper till att styra kroppens dygnsrytm.

– Det är svindlande att vår tallkottkörtels förmåga att reglera vår sömn efter ljuset härstammar från en avlägsen förfaders cyklopiska hjässöga för 600 miljoner år sedan, säger Dan-E Nilsson.

Studien har gjorts av Lunds universitet i samarbete med University of Sussex. Resultaten publiceras nu i den vetenskapliga tidskriften Current Biology: ”Evolution of the vertebrate retina by repurposing of a composite ancestral median eye”

Studien i korthet

Genom en bred jämförelse av alla djurgruppers ljuskänsliga celler och deras läge i kroppen har forskarna kunnat visa att ryggradsdjurens förfäder förlorade sina ursprungliga ögon och i stället utvecklade nya ögon från ett ljuskänsligt organ i hjärnans mittlinje. Studien visar att denna evolutionsbiologiska process tog vägen via ett cyklopliknande hjässöga hos en stillasittande släkting till ryggradsdjuren.

För mer information, kontakta:

Dan-E Nilsson, professor emeritus

Biologiska institutionen

Lunds universitet

070 623 10 64

dan-e.nilsson@biol.lu.se

*

Lena Björk Blixt, presskommunikatör

Naturvetenskapliga fakulteten

Lunds universitet

070 979 79 70

lena.bjork_blixt@science.lu.se