Le mosche fossili vissute 54 milioni di anni fa hanno rivelato una svolta sorprendente nella storia dell'evoluzione degli occhi degli insetti. Queste gruccione, svelato in Natura oggi, mostra che gli occhi degli insetti intrappolano la luce allo stesso modo degli occhi umani, usando il pigmento melanina, un altro esempio di evoluzione che trova soluzioni simili a problemi simili.

I biologi evoluzionisti sono sempre stati affascinati dagli occhi. Carlo Darwin, anticipando gli scettici, dedicò una lunga spiegazione di come una mutazione casuale seguita dalla selezione naturale potesse facilmente modellare tali "organi di estrema perfezione". Non sorprende che questi utili adattamenti si siano evoluti ripetutamente nel regno animale:polpi e calamari, ad esempio, hanno acquisito indipendentemente occhi stranamente simili ai nostri.

La vista è così vitale che la maggior parte degli animali oggi possiede fotorecettori di qualche tipo. Eccezioni degne di nota includono creature che vivono nell'oscurità totale, come nelle grotte o nell'oceano profondo.

Eppure i reperti fossili degli occhi sono molto scarsi. Il record di roccia generalmente conserva parti dure come ossa e conchiglie. Occhi e altri tessuti molli, come i nervi, vene e intestino, sono conservati solo in circostanze eccezionali.

Fossili di insetti eccezionalmente conservati

Perché gli occhi sono icone dell'evoluzione ma raramente fossilizzati, degno di nota è il ritrovamento di occhi perfettamente conservati di insetti di 54 milioni di anni. Nel loro nuovo studio, i ricercatori guidati da Johan Lindgren dell'Università di Lund in Svezia hanno raccolto e analizzato gli occhi di 23 mosche delle gru, parenti con le gambe lunghe di fastidiose mosche domestiche.

I fossili sono stati squisitamente conservati in sedimenti contenenti alti livelli di cenere vulcanica a grana fine. Furono dissotterrati in quella che oggi è la fredda Danimarca, ma allora era un paradiso tropicale con un'abbondante vita di insetti.

Gli occhi fossilizzati erano sorprendentemente simili ai nostri occhi in un modo importante. La parte posteriore del nostro bulbo oculare, chiamato coroide, è scuro e opaco; questo protegge dalle radiazioni ultraviolette e impedisce anche alla luce parassita di rimbalzare e interferire con la visione. Agli occhi umani, questo strato antiriflesso contiene alti livelli del pigmento melanina, la stessa molecola coinvolta nella pigmentazione cutanea (da cui termini come "melanoma").

insetti, pure, hanno strati scuri antiriflesso negli occhi, ma a lungo si è pensato che fosse costituito interamente da una molecola diversa, ommocromo. Dato che gli occhi degli insetti sono nati indipendentemente dai nostri e hanno una struttura completamente diversa, sembra ragionevole che anche il loro macchinario molecolare sia diverso.

Occhi come i nostri?

Però, un'analisi chimica dettagliata degli occhi fossili di tafano ha rivelato che contenevano melanina simile a quella umana. Quando i ricercatori hanno dato un'altra occhiata agli occhi delle gru viventi, sono rimasti sorpresi nel confermare la presenza di melanina (oltre a tanto ommocromo). Ci sono voluti i fossili per avvertirci che gli occhi degli umani e degli insetti usano entrambi gli stessi pigmenti schermanti (melanina) - un altro esempio di evoluzione convergente.

intrigante, gli strati esterni degli occhi fossili erano pieni di calcite, il minerale che costituisce la maggior parte del calcare. Non solo quello, ma i cristalli nella calcite erano allineati per trasmettere la luce in modo efficiente nell'occhio. Eppure questa apparente ingegneria fine (uno strato esterno dell'occhio mineralizzato ottimizzato per trasmettere la luce) è stata quasi certamente causata dal processo di fossilizzazione, come gli occhi delle gru viventi non sono mineralizzati.

Mentre i reperti fossili possono rivelare, può anche trarre in inganno, se non interpretato con attenzione. trilobiti, le creature simili a granchi dal guscio duro che sono tra i fossili animali più abbondanti e diversificati, si trovano frequentemente con mineralizzati, strati oculari esterni che trasmettono la luce. Di solito si presume che questi riflettano fedelmente la loro condizione di vita:la predazione negli antichi oceani era così intensa che i trilobiti si armarono persino i loro bulbi oculari.

Lindgren e colleghi mettono in guardia contro questa interpretazione:forse gli "occhiali protettivi" del trilobite sono comparsi solo dopo la fossilizzazione, proprio come nelle gru. Però, questa interpretazione sarà probabilmente discussa. Gli occhi dei trilobiti sembrano essere stati insolitamente rigidi e resistenti nella vita reale, in quanto si conservano in tre dimensioni molto più spesso degli occhi di altri animali. Hanno anche alcune proprietà ottiche che hanno più senso quando lo strato esterno rigido viene accettato come reale.

Un disaccordo tra alcuni paleontologi potrebbe sembrare un po' arcano, ma questi dibattiti possono avere rilevanza nel mondo reale. Il più famoso, il concetto di inverno nucleare è stato direttamente ispirato dalla discussione su come i dinosauri si siano estinti, quando l'impatto di un meteorite avvolse il mondo in una nuvola di polvere, congelare l'intera biosfera.

Concesso, è improbabile che il dibattito sul funzionamento degli occhi degli insetti e dei trilobiti influenzi la pace mondiale, ma potrebbe comunque avere applicazioni utili. Per esempio, il modo in cui le lenti trilobite (apparentemente) forniscono un'acutezza costante pur essendo totalmente rigide ha ispirato i bioingegneri a creare dispositivi ottici ad alte prestazioni con usi che vanno dalla microscopia alla fisica del laser.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.