無論尺寸和形狀怎么變化,,脊椎動物和無脊椎動物的眼睛模式各自都只有一個。長期以來,,生物學(xué)家對這兩種基本的眼睛模式是否具有同一個祖先存在爭議。新的研究表明一種海里的蠕蟲的眼睛與人類的眼睛具有出人意料的相似性,,這意味著它們可能具有相同的起源。這些發(fā)現(xiàn)公布在2004年10月29日的Science上,。
脊椎動物的光感受器細胞與無脊椎動物的相差非常大。盡管兩者都利用感光色素——視蛋白,,但是兩種蛋白的氨基酸組成有所區(qū)別。雖然現(xiàn)代的生物存在這種差異,,但一些研究人員認為眼睛只進化了一次,而其他的研究人員則認為無脊椎動物和脊椎動物的眼睛至少進化了一次,。
Detlev Arendt在沙蠶(一種海生物種,已經(jīng)有50000萬年沒有發(fā)生變化)的大腦中發(fā)現(xiàn)了一些類似脊椎動物的光感受器細胞,。接著,Arendt和同事對開始尋找能夠說明起源和細胞功能的基因和蛋白質(zhì),。沙蠶的大腦的光感受器含一種類似人類的視蛋白色素。Arendt和Joachim Wittbrodt還在沙蠶的大腦中(而不是眼睛中)發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜色素蛋白,。這是第一次在無脊椎動物中發(fā)現(xiàn)這些在構(gòu)建脊椎動物初生視網(wǎng)膜過程中非常關(guān)鍵的蛋白。
這些發(fā)現(xiàn)表明最早的動物具有脊椎動物和無脊椎動物的視覺系統(tǒng)的因素,,并且無脊椎動物大腦中的一些光感受器細胞通過一系列步驟變成了脊椎動物的眼睛。這些結(jié)果也促進了人們對古老的無脊椎動物和脊椎動物的光感受器和視蛋白的進一步了解,。