Позвоночные впервые вышли из воды на сушу около 375 миллионов лет назад. А в наши дни такой же путь независимо повторяют илистые прыгуны.
Команда специалистов во главе со знаменитым палеонтологом Нилом Шубиным захотела узнать больше об эволюции моргания. С помощью микрокомпьютерной томографии и гистологического анализа они изучили строение головы у двух видов илистых прыгунов (
Periophthalmus barbarus и
Periophthalmodon septemradiatus) и у их отдаленного родственника, водного бычка-кругляка (
Neogobius melanostomus).
Оказалось, что у прыгунов не появилось новой мускулатуры, ответственной за моргание. Вместо этого они используют уже имевшиеся у их предков шесть мышц глазного яблока.
Чтобы моргнуть, прыгуны сокращают опускающие глазное яблоко мышцы, а кожная мембрана в ответ на это поднимается пассивно. Когда мышцы расслабляются, глаз без дополнительных усилий возвращается на обычное место.
Исследователи не обнаружили у прыгунов многоклеточных желез, производящих слезную пленку для смачивания глаз. Однако в эпителии кожной мембраны, накрывающей роговицу во время моргания, нашлись отдельные секреторные клетки. Судя по всему, это такие же бокаловидные клетки, которые у рыб размещаются на поверхности тела и вырабатывают слизь.
Так что для увлажнения глаз во время моргания у илистых прыгунов используются не секрет специализированных желез, как у тетрапод, а секрет бокаловидных клеток. Интересно, что концентрация бокаловидных клеток на закрывающей роговицу мембране оказалась такой же, как и по всей поверхности кожи.
Другие эксперименты показали, что моргание помогает рыбам увлажнять роговицу, очищать глазные яблоки от мусора и защищать их от повреждений. При этом, как и у тетрапод, у илистых прыгунов способность моргать, скорее всего, появилась после выхода на сушу в качестве адаптации к новой среде обитания.
