Små pigmentpakker i fossile fiskeøjne kan fortælle mere end, hvor mørkt et dyr var. En undersøgelse offentliggjort den 27. oktober i Nature Communications viser, at deres form følger mønstre, som også findes hos nulevende fisk. Det giver forskere et nyt holdepunkt for at undersøge, hvordan fortidens fisk håndterede lys.

Holdet sammenlignede væv fra 36 voksne fisk fordelt på 12 arter med øjenområder fra 20 fossiler fra Mazon Creek i USA. Fossilerne er omkring 306–311 millioner år gamle. På tværs af de to datasæt genfandt forskerne forskelle mellem store fiskegrupper: Hos benfisk findes både aflange og mere runde pigmentpakker i øjnene, mens de undersøgte nulevende kæbeløse fisk og bruskfisk kun havde de rundere former.

Pigmentets emballage har betydning

Pigmentpakkerne hedder melanosomer. De er små strukturer i celler, som indeholder melanin. I et øje kan pigmentet blandt andet absorbere spredt lys og beskytte de lysfølsomme celler mod for kraftig belysning. Dermed handler det om selve synsapparatets arbejde, også når pigmentet ikke er synligt udefra.

Forskerne, heriblandt Daniel J. Cirtina og Maria E. McNamara fra University College Cork, målte melanosomernes længde, bredde og forholdet mellem de to mål. De undersøgte både øjne, hud og indre væv. Sammenligningen gjorde det muligt at skelne mønstre, der knytter sig til en bestemt vævstype, fra forskelle mellem fiskegrupper.

I indre væv var små, omtrent kugleformede melanosomer gennemgående. Øjnene skilte sig tydeligere ud. Her var formen tættere forbundet med, hvilken gren af fiskenes stamtræ dyret tilhørte. Netop den forskel er interessant, når et fossil kun bevarer begrænsede anatomiske spor.

To måder at regulere lyset på

Hos benfisk forbindes de aflange melanosomer med bevægelser i nethindens pigmentlag. Pigmentet kan flyttes, så øjet tilpasser sig ændringer i lysniveauet. De smalle, aflange former kan komme ind i fine udløbere fra pigmentcellerne og bidrage til at afskærme de lysfølsomme dele.

Bruskfisk, som omfatter hajer og rokker, benytter i højere grad ændringer i pupillens størrelse til at regulere lysindfaldet. Forfatterne fortolker forskellene i melanosomer som en del af forskellige løsninger på samme grundproblem: at få tilstrækkeligt lys ind og samtidig undgå, at billedet forringes eller sansecellerne overbelastes.

Det betyder ikke, at en bestemt pigmentform alene afgør, hvor godt en fisk ser. Syn afhænger af flere egenskaber i øjet og af dyrets miljø. Undersøgelsen forbinder mikroskopiske former med kendte biologiske mekanismer; den måler ikke synsevnen hos de uddøde dyr.

Fossilerne bevarer samme hovedmønster

Mazon Creek-materialet viste, at forskellene har dybe rødder. Fossile benfisk havde runde til stærkt aflange melanosomer, mens de undersøgte fossile kæbeløse fisk havde rundere former. Forskerne ser det som tegn på, at forbindelsen mellem pigmentstruktur og øjets funktion allerede var etableret for mindst 306 millioner år siden.

Artiklen diskuterer også en mulig oprindelse længere tilbage, omkring 445 millioner år. Den datering bygger på en fortolkning af fiskenes evolutionære slægtskab. De analyserede fossiler er yngre, så de to tidspunkter skal holdes adskilt: Det ene er direkte belyst af materialet, det andet en evolutionær slutning.

Den vestafrikanske lungefisk skilte sig også ud med større og mere talrige melanosomer i flere indre væv. Forfatterne knytter det forsigtigt til tilpasninger omkring livet mellem vand og land. Sammenhængen er en biologisk fortolkning, som kræver yderligere undersøgelser af pigmentets konkrete funktioner.

En ny brik med tydelige grænser

Materialet dækker 12 nulevende arter med tre individer fra hver. Udvalget var blandt andet begrænset af, hvilke arter der kunne skaffes. Det repræsenterer derfor ikke hele fiskenes enorme variation. Fossilisering kan desuden ændre melanosomernes størrelse, og forskerne valgte fossiler fra samme fundområde for at mindske forskelle i bevaringshistorie.

Undersøgelsens styrke er forbindelsen mellem nutidigt væv og fossile strukturer. Den gør det mere realistisk at bruge pigmentrester som et supplement, når knogler og andre anatomiske kendetegn ikke giver hele svaret. Et mørkt område omkring et fossilt øje kan dermed rumme spor af, hvordan dyret var indrettet til at se sin verden.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.