고대 삼엽충은 수정같은 눈을 가졌고 여전히 미스터리입니다.

자연은 오랜 세월에 걸쳐 삶의 문제에 대해 매우 거친 접근 방식을 시도해 왔으며 이는 시력에도 해당됩니다.

복잡한 눈의 초기 사례 중 하나는 빛의 초점을 맞추기 위해 현대 유기체에서는 발견되지 않는 다소 특이한 물질에 의존했을 수 있습니다. 그 눈은 삼엽충이라고 불리는 멸종된 동물 그룹에 속했고, 그들의 눈은 방해석이라고 알려진 광물인 단단한 수정으로 만들어졌습니다. 이 이상한 작은 특징은 이 초기 동물들이 주변 세계를 어떻게 감지했는지 알 수 있는 창을 제공합니다.

삼엽충은 약 2억 5천만년 전에 멸종했지만 그보다 약 3억년 전부터 존재했습니다. 또한 화석 기록에는 삼엽충 몸체 구조가 많이 있는데, 이는 그 3억 년이 매우 성공적인 것임을 암시합니다. 그리고 그들의 이상한 눈은 돌로 만들어졌기 때문에 그들이 남긴 많은 화석 속에 아름답게 보존되어 있는 경우가 많았습니다.

이것이 우리가 삼엽충이 곤충처럼 겹눈을 가지고 있다는 것을 아는 방법입니다. 겹눈은 개구(ommatidia)라고 불리는 광수용 단위 집단으로 구성되어 있으며, 각 단위에는 자체 광수용체와 렌즈가 있습니다. 화석화된 렌즈의 부서진 부분을 조사한 결과 방해석으로 만들어진 결정질 물질이 드러났습니다.

순수한 방해석은 투명하므로 이론적으로 빛은 이를 관통하여 집중되어 광수용체가 이를 감지할 수 있습니다. 곤충의 시력과 마찬가지로 절충안이 있을 가능성이 높습니다. 삼엽충은 아마도 높은 공간 해상도에서는 볼 수 없지만 특히 움직임에 민감합니다.

이 삼엽충 눈에는 세 종류가 있었습니다. 가장 오래되고 가장 흔한 유형은 홀로크로알(holochroal)로 알려진 유형으로, 작은 개안이 단일 각막으로 덮여 있고 인접한 렌즈가 서로 직접 접촉하고 있습니다.

abatochroal 눈은 Eodiscidae과에서만 볼 수 있습니다. 작은 렌즈는 각각 얇은 각막으로 덮여 있습니다.

마지막으로 정신분열증 눈은 파코피나 아목에서만 볼 수 있습니다. 렌즈는 더 크고 넓게 분리되어 있으며 각각 고유의 각막을 가지고 있습니다. 과학자들은 아마도 그들이 매우 전문적이었다고 믿습니다.

홀로크로알 눈은 일부 곤충과 갑각류에서 볼 수 있는 현대의 동격 눈과 가장 유사하며, 과학자들은 이들이 비슷한 방식으로 작용했다고 믿고 있습니다. 각 개미는 개별적으로 작동하며, 곤충이 보는 이미지는 모든 이미지를 조합한 모자이크입니다.

그러나 방해석의 경우 상황이 약간 까다로워집니다. 방해석은 자연에서 가장 강한 복굴절을 가지고 있습니다. 이는 두 개의 굴절률이 있음을 의미합니다. 빛은 방해석을 통과하면서 두 번 분할되며, 두 광선은 서로 다른 속도로 이동하여 이중 이미지를 생성합니다.

홀로크로알 눈에서 볼 수 있듯이 작은 개안의 경우 이는 문제가 되지 않을 것입니다. 광선의 편차는 감광 기관보다 작습니다.

정신분열증이 있는 눈의 경우 복굴절이 더 큰 문제를 나타냅니다. 크리스탈은 유연하지 않기 때문에 더 큰 ommatidia는 효과를 줄이기 위해 초점을 변경할 수 없습니다. 대신, 과학자들은 정신분열증의 눈이 이중 렌즈 구조로 알려진 것을 발견했습니다.

즉, 렌즈에는 각각 다른 굴절률을 가진 두 개의 층이 있어 삼엽충이 안경을 내장한 것처럼 복굴절을 교정할 수 있다는 의미입니다. 이러한 유형의 렌즈는 17세기 수학자 르네 데카르트(Rene Descartes)와 크리스티안 호이겐스(Christian Huygens)에 의해 별도로 발명되었지만 삼엽충이 자신들에게 큰 타격을 입혔다는 사실을 알지 못했습니다.

삼엽충 눈의 다양한 구조에 대한 우리의 모든 이해에도 불구하고, 정신분열체 눈이 어떻게 동격 눈과 유사했는지 아니면 다른 구조에서 알 수 있듯이 뭔가 다르게 작동했는지는 여전히 잘 이해하지 못합니다.

최근 연구에 따르면 정신분열증의 눈은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하여 우리를 더 가깝게 만듭니다. 각 렌즈는 자체의 작은 겹눈을 덮고 일종의 "초눈"을 형성하는 것으로 밝혀졌습니다.

삼엽충의 시각에 대해 우리가 완전히 틀렸을 수도 있습니다. 2019년 연구에서는 방해석 각막이 보존 과정의 인공물일 수 있는지 여부에 대해 의문을 제기하며, 이는 수정 눈이 많은 추측보다 훨씬 덜 독특하다는 것을 암시합니다.