Ochiul parietal ( al treilea ochi , ochi nepereche ) este un organ fotosensibil nepereche al unor pești , amfibieni și reptile fără maxilare . Ea percepe intensitatea luminii (dar nu poate produce o imagine) și funcționează ca o glandă endocrină , participând la reglarea multor ritmuri zilnice și sezoniere și, eventual, la termoreglare [2] [3] [4] [5] . Unii amfibieni și reptile au nevoie de el pentru orientarea normală în spațiu, ceea ce se explică prin capacitatea sa de a determina direcția luminii solare, polarizarea luminii de pe cer [6] [7] [8] sau liniile de forță ale magnetice ale Pământului. câmpul [9] . În multe privințe, funcțiile sale sunt încă neclare [2] .
Ochiul nepereche este întotdeauna mult mai mic decât ochiul pereche și este acoperit cu piele (dar de obicei este mai transparent deasupra lui decât în alte locuri). Adesea este situat într-o deschidere specială a craniului . Are o retină , un nerv și un analog al cristalinului , dar nu are iris , pleoape și mușchi oculomotori [10] [11] . Este mult mai rar la vertebratele moderne decât la cele antice (în special la Paleozoice ) [12] , și deseori scade odată cu vârsta [13] [14] [15] .
Al treilea ochi al diferitelor animale se dezvoltă din diferite rudimente. Un aspect asemănător cu ochiul poate fi luat de două organe care se dezvoltă din excrescențe adiacente ale acoperișului diencefalului și se unesc sub numele de complex pineal :
Gradul de asemănare cu ochiul acestor structuri variază într-o gamă foarte largă, iar domeniul de aplicare al conceptului de „ochi parietal” variază foarte mult între diferiți autori. În sensul cel mai restrâns, această denumire se referă doar la organul parapineal bine dezvoltat al reptilelor [18] [19] , iar în sensul cel mai larg se referă și la organele sensibile la lumină ale complexului pineal al unor amfibieni [20] [ 21] , pește [22] și fără fălci [23] [24] .
Dintre animalele moderne, aceste organe sunt cele mai asemănătoare cu ochii în astfel de [12] :
La restul vertebratelor moderne, ambele aceste organe nu sunt asemănătoare ochilor, dar adesea sunt foarte reduse și nu se numesc ochi. Deci, la mamifere și păsări, organul pineal este ascuns sub craniu și adesea în adâncurile creierului , în timp ce organul parapineal a dispărut cu totul. Unele animale le-au pierdut pe amândouă [15] [27] .
Mulți termeni sunt folosiți pentru derivații ca ochi ai diencefalului, care au adesea semnificații diferite pentru diferiți autori [28] [21] .
Organul pineal și parapineal formează complexul pineal [29] [30] cunoscut și sub denumirea de complex epifizar [20] . Uneori ambele organe ale acestui complex sunt numite pineale [31] . Organul pineal în sens restrâns ( lat. organum pineale [12] ) este cunoscut sub numele de epifiză ( lat. epiphysis cerebri ) [12] [32] [33] [34] [35] , dar uneori acest nume este extins la întreg complexul pineal [19 ] . Organul parapineal ( lat. organum (corpus) parapineale [12] ) este uneori numit parafiză ( lat. parafiză ) [36] [22] [37] , dar de obicei acest nume înseamnă o altă excrescere a creierului (nu are niciodată un ochi ). aspect asemănător) [38 ] [39] [12] . În plus, este cunoscut sub denumirea de organ parietal (parietal) [35] [32] [30] ( lat. organum (corpus) parietale ) [12] deoarece la reptile este situat de obicei între oasele parietale [40] , dar uneori parietal denumește ambele organe [39] [41] . În lucrările vechi (XIX - începutul secolului XX) apar sub multe alte denumiri [28] .
Dacă organul pineal sau parapineal are un aspect mai mult sau mai puțin ocular, acesta se numește respectiv „ ochiul pineal ” [42] [43] sau „ ochiul parapineal ” [27] , dar uneori oricare dintre ele se numește ochi pineal [36] . În plus, ambele sunt cunoscute ca al treilea ochi sau ochi nepereche [12] [24] [44] , precum și „ochiul median” [45] și „ochiul epifizar” [15] [46] [36] . Dacă aceste organe nu sunt asemănătoare ochilor, se numesc glande [32] ( lat. glandula pinealis, glandula parapinealis ).
Termenul „ ochi parietal ” (identic „ ochi parietal ” [33] [47] , engleză parietal eye ) într-un sens larg se referă la orice organ mai mult sau mai puțin asemănător ochiului din complexul pineal [20] [48] [22] [24] , iar în cel îngust, doar celor mai dezvoltate: ochiul parapineal al reptilelor [19] și (uneori) organului omolog al lampreelor, peștilor [33] [32] [23] [25] [35 ] ] și anurii [20] [21] .
Conform altor idei, al treilea ochi al anurenilor nu este un organ parapineal, ci o parte a pineului [16] . Este situat în fața capului. În acest sens, este adesea numit „ ochiul frontal ” („ ochiul frontal ”, „ organul frontal ”) [49] [33] [50] .
Ochiul parietal (parapineal) al reptilelor este denumit ocazional „ organul Leydig ” sau „organul Leydig” [51] [46] [52] , deși o serie de alte organe ale diferitelor animale au același nume. Denumirile „ochi parietal” [53] [54] , „ochi frontal” [55] , „ochi frontal” [56] , „ochi median” [55] , „ochi nepereche” [56] , „ al treilea ochi ” de asemenea se referă nu numai la aceste organe: ele sunt folosite, în special, la ochii simpli ai artropodelor .
Embriogeneza complexului pineal, precum și retinele celorlalți ochi, a fost urmărită din stadiul plăcii neurale și s-a stabilit că acestea se dezvoltă din zonele învecinate [3] . Rudimentele organului pineal și parapineal sunt proeminențe ale acoperișului celui de-al treilea ventricul al creierului , care face parte din epitalamus - o structură a diencefalului . Astfel, cavitatea acestor rudimente comunică mai întâi cu al treilea ventricul și este umplută cu lichid cefalorahidian [57] . La animalele adulte din multe specii (în special vertebratele superioare), această comunicare, și uneori cavitatea în sine, se pierde [58] [20] [59] .
Complexul pineal este una dintre cele mai variabile structuri ale creierului la vertebrate [60] : structura sa diferă foarte mult în diferite grupuri. Dacă apare organul parapineal, atunci anlage-ul său este situat în fața și în stânga anlage-ului pineal [61] (dar există dovezi că la unele reptile se dezvoltă dintr-o proeminență comună [26] [62] [16] ). La reptilele adulte, organul parapineal este situat deasupra pineului, în timp ce la lamprede și teleostei este situat sub [ 59 ] .
Asimetria complexului pineal este evidentă nu numai în morfologia sa, ci și în organizarea neuronală , neurochimie și conexiunile cu alte părți ale creierului. Din organul parapineal (anterior și stâng), fibrele nervoase merg în partea stângă a lesei (o structură mare în epitalamus) [16] , iar din pineală (posterior și dreapta) în dreapta ( sau niciunul). Acest lucru indică faptul că la strămoșii vertebratelor organele complexului pineal formau o pereche simetrică [63] [32] [15] [27] [31] .
Lesa la majoritatea vertebratelor este, de asemenea, asimetrică, iar asimetria sa corespunde cel mai adesea cu asimetria complexului pineal (dacă există) [63] [16] [64] . La mulți pești fără fălci (la ciclostomi și cu coajă osoasă [65] [66] ) și la majoritatea peștilor osoși , partea dreaptă a lesei este mai bine dezvoltată, în timp ce la peștii cartilaginoși , celacanti , amfibieni și reptile , partea stângă [16] [ 67] este mai bine dezvoltat . La unele animale, dezvoltarea sa asimetrică este rezultatul influenței organului parapineal [64] [68] [69] .
Cele două excrescențe ale creierului situate lângă complexul pineal, parafiza ( lat. parafiza ) și sacul dorsal ( saccus dorsalis ), nu se dezvoltă niciodată la un aspect asemănător ochiului, dar mai devreme au fost uneori incluse și în complexul pineal [ 70] , și adesea [22 ] [37] și confundat cu corpurile sale [57] [38] [39] .
Complexul pineal este principala structură sensibilă la lumină a vertebratelor inferioare după ochii perechi. Pe lângă aceasta și ochii perechi, celule fotoreceptoare specializate există doar în unele zone ale creierului din apropierea ventriculilor (deși unele celule ale altor organe, inclusiv pielea , pot fi, de asemenea, sensibile la lumină ) [31] [29] .
La unele animale, o parte a complexului pineal ia forma unei vezicule rotunjite bine izolate, cu adaptări evidente la funcția sensibilă la lumină [2] - ochiul nepereche. Tulpina care îl leagă de creier în stadiile incipiente de dezvoltare poate fi păstrată (la lamprede [73] [74] și câteva șopârle [75] ) sau poate dispărea (la anure , majoritatea șopârlelor și tuatara [76] ). Ulterior, din acest ochi iese un nerv , care îl conectează din nou la creier [39] [77] [18] (dispare adesea odată cu vârsta [78] [79] [80] ).
La reptile, organul parapineal capătă un aspect asemănător ochiului, iar la lampree, atât organul pineal, cât și cel parapineal. La amfibienii fără coadă, ochiul nepereche se dezvoltă dintr-o veziculă, situată probabil [16] pe partea posterioară a rudimentului organului pineal [19] (după alte surse, pe partea anterioară [78] ). Acest lucru (precum și natura conexiunilor sale nervoase) indică faptul că nu este omolog cu organul parapineal [16] [19] . Este de obicei considerat parte a organului pineal [25] [16] [19] [18] [81] [32] , uneori ca organ parapineal [21] [20] [26] .
Există multe în comun între etapele inițiale ale ontogenezei ochilor perechi și neperechi. Experimentele cu broaște râioase au arătat că rudimentul organului pineal, în anumite condiții, se poate dezvolta într-un ochi aproape identic cu ochii perechi. Acest lucru a fost observat atunci când a fost transplantat în mormoloci de la mormoloci de o vârstă mai fragedă, precum și atunci când li s-au îndepărtat ochii perechi [44] . Dar, în mod normal, structura ochilor perechi și nepereche este foarte diferită.
În timpul dezvoltării ochiului nepereche, spre deosebire de ochiul pereche, peretele său anterior nu iese în interior și se transformă în retină. În schimb, rămâne transparentă, iar la unele reptile [79] chiar devine biconvex. Este adesea numită lentilă [12] [27] [82] . Astfel, cristalinul ochiului nepereche este format din ectodermul neural [15] și nu din piele și, prin urmare, nu este omoloage cu cristalinul ochiului pereche [83] . Celulele părții sale interioare poartă cili , dovadă a originii sale din peretele tubului neural [84] [85] [15] . Această lentilă poate fi nu numai biconvexă sau plat-convexă, ci și convex-concavă și chiar biconcavă [79] . Ochiul nepereche nu este capabil de acomodare [86] .
Retina ochiului nepereche este formată din peretele posterior al rudimentului său, și nu din cel anterior. Ca o consecință, este întotdeauna [15] [23] neinversată. În ochii perechi ai vertebratelor, retina este întotdeauna inversată (celulele sensibile la lumină sunt situate pe partea sa din spate, segmentele lor fotoreceptoare sunt, de asemenea, îndreptate înapoi și, astfel, lumina trece prin mai multe straturi suplimentare de celule în drum spre ele). Peretele posterior al rudimentului ochiului coleg dă doar stratul posterior al retinei sale - epiteliul pigmentar . Retina ochiului nepereche îi este omoloagă [87] .
Dintre animalele moderne, unele șopârle și tuatara au cel mai bine dezvoltat al treilea ochi. La amfibienii fără coadă, are o structură mult mai simplă [88] [89] : peretele său superior este transparent, dar nu devine asemănător cristalinului, iar retina este puternic tuberoasă și ocupă cea mai mare parte a volumului său [49] . Ambii ochi de lampredă nepereche au o structură similară. Aceste animale au un organ pineal mai bine dezvoltat. Parapineala, care se află mai jos (aproape de creier) și ușor la stânga, diferă de aceasta prin dimensiuni mai mici și structură mai simplă: peretele său superior este mai puțin distinct de cel inferior [63] [13] [33] [90] , iar celulele sensibile la lumină și ganglionare din el sunt mai rare [23] [16] [41] .
Dacă ochiul parietal este slab dezvoltat, pereții săi (precum și pereții organului pineal care nu seamănă cu ochiul) nu sunt diferențiați în cristalin și retină. Are acest aspect, de exemplu, la o serie de cameleoni , agame și scinci . În plus, păstrează o tulpină care o leagă de organul pineal [91] [92] [93] [75] .
Ochiul nepereche al lampreelor, amfibienilor și reptilelor este de obicei rotund sau turtit, iar la unele șopârle este alungit vertical [79] . Organul pineal al peștilor moderni are o formă de tub sau de sac și este mai puțin asemănător cu ochiul [94] [95] . Cu toate acestea, la acei pești la care adaptările sale la fotosensibilitate sunt pronunțate, este numit și ochi parietal, median sau al treilea [44] [22] [15] [24] [96] . La ciprinidele din genul Labeo , partea sa formează o veziculă separată, care se află într-o gaură specială a craniului sub o zonă transparentă a pielii și, astfel, seamănă cu ochiul parietal al șopârlelor [38] .
Dimensiunea ochiului nepereche al reptilelor moderne fără fălci, amfibieni și reptile este de câteva zecimi de milimetru. Într-o șopârlă monitor gigantică de 1,8 metri lungimea sa de- a lungul axei optice este de 0,4 mm; are aceeași dimensiune în tuatara de 60 cm [97] [80] . Diametrul ochiului parietal al iguanei verzi este de 0,5-0,8 mm [98] . La alte reptile moderne este și mai puțin [80] . La amfibienii fără coadă, dimensiunea acestuia se află de obicei în intervalul 0,10-0,15 mm [99] . La lampree, diametrul ochiului pineal este de 0,4–0,5 mm, în timp ce cel al ochiului parapineal este de 1,5–2 ori mai mic [13] [100] [23] .
Ochiul parietal al multor animale dispărute, judecând după mărimea deschiderii lor parietale, era de multe ori mai mare [101] [102] . Acest lucru dă motive să presupunem structura sa mai complexă, dar nu există semne clare în acest sens în fosile [80] . Pe de altă parte, există o versiune conform căreia neregulile de pe pereții foramenului parietal la ihtiosauri și plesiozauri pot fi urme ale mușchilor oculomotori [103] , care sunt absente în ochiul nepereche al animalelor moderne [104] [79] [11 ]. ] .
De obicei, ochiul parietal este mai bine dezvoltat la animalele tinere; se atrofiază într-o măsură mai mare sau mai mică odată cu vârsta . Adesea, la adulți, nervul său dispare și el [26] [79] [80] , iar ocazional deschiderea corespunzătoare din craniu (aceasta este cunoscută la unele șopârle [80] [105] [92] , sinapside fosile [106] și ostracoderme [107 ] ] ). Ochii neperechi ai lampreelor [13] , amfibienilor [108] și reptilelor [15] [93] precum și organul parapineal mai puțin asemănător cu ochiul al peștilor [109] [14] se degradează de obicei odată cu vârsta .
Retina ochiului nepereche constă din aceleași trei tipuri de celule găsite în organele care nu sunt asemănătoare ochiului din complexul pineal: , neuroni celule de susținere [110] [111] [87] [112] [94 ] [95] .
Fotorecepția, sinteza melatoninei și menținerea ritmului zilnic endogen al intensității sale apar în pinealocite [3] . Ele sunt foarte asemănătoare ca structură, funcție și origine cu celulele sensibile la lumină ale ochilor perechi - tije și conuri [113] [87] [3] . Semnele acestor tipuri de celule sunt amestecate în ele [114] [31] ( fotoreceptorii ochilor colegi sunt clar împărțiți în bastonașe și conuri la toate animalele cu falci [115] ). Din punct de vedere al structurii, pinealocitele sunt mai aproape de conuri, iar în ceea ce privește sensibilitatea, timpul de adaptare și rezoluția temporală, sunt mai aproape de bastonașe [116] . Ele pot fi împărțite în diferite tipuri în funcție de morfologie și sensibilitate spectrală [41] . Astfel, există semne ale prezenței în ochiul nepereche a amfibienilor, precum și la cei perechi, a fotoreceptorilor dubli alături de cei simpli [117] .
În organele complexului pineal, care sunt situate sub craniu, predomină pinealocitele tip baston (cu un mecanism de percepere a luminii caracteristic vederii nocturne ), iar la ochii neperechi extracranieni predomină cele conice [31] .
La vertebratele inferioare, pinealocitele sunt mult mai asemănătoare cu fotoreceptorii ochilor colegi decât la cei superiori. La fel ca conurile și tijele ochilor colegi, pinealocitele au un segment interior și exterior conectat printr-un fel de cilio imobil . Spre deosebire de cilii normali (inclusiv cilii din alte celule retiniene și cristalinul ochiului parietal [85] ), îi lipsesc microtubuli centrali [118] . Uneori există doi dintre acești cili într-o celulă, dar mai des unul [31] . Se continuă în segmentul exterior al pinealocitei, format dintr-un teanc de discuri atașat de acesta, format din pliuri ale membranei celulare. Aceste discuri sunt locul unde are loc fotorecepția. Sunt reînnoite constant, iar cele aruncate sunt fagocitate de celule speciale (uneori de segmentele interne ale pinealocitelor înseși) [110] [119] . Cu toate acestea, la amfibieni și lamprede (dar nu și la șopârle), cavitatea ochiului nepereche este înfundată cu multe discuri aruncate [120] . Lungimea segmentului exterior al pinealocitei ajunge la 10–20 μm, iar numărul de discuri din acesta este de câteva sute și uneori de mii [114] . La mamifere și păsări, acest segment este de obicei mult redus [31] .
Ca și fotoreceptorii din ochi, pinealocitele percep lumina cu ajutorul diferitelor opsine , în special rodopsina [6] [31] [121] și necesită vitamina A [89] . La ochii nepereche s-au găsit astfel de opsine care nu se găsesc în ochii perechi; unele dintre ele aparțin unor familii separate ale acestor proteine [6] [122] [123] [124] [113] .
Pinealocitele sunt conectate prin sinapse cu neuronii ganglionari , ai căror axoni formează nervul care merge la creier [125] . În acest fel, retina ochilor nepereche diferă de retina ochilor perechi, unde (la majoritatea vertebratelor) fotoreceptorii sunt conectați la neuronii ganglionari nu direct, ci printr-o serie de celule intermediare ( neuroni bipolari , orizontale și amacrini ) [34]. ] [126] [127] . Mai multe pinealocite se conectează la fiecare celulă ganglionară și, prin urmare, există mult mai puține fibre în nervul ochiului parietal decât există fotoreceptori în retina acestuia [114] . La lamprede [41] , pești și mamifere [128] [129] , nervul organului pineal conține și axonii pinealocitelor înșiși.
Pe lângă pinealocite și neuronii ganglionari, retina ochiului parietal are celule de susținere împrăștiate între fotoreceptori. Aceste celule conțin de obicei un pigment întunecat (presumabil melanină ) [114] . Șopârlele au mult din acest pigment [79] [130] , iar granulele sale se pot deplasa în sus și în jos și astfel se asigură că ochiul se adaptează la schimbările de iluminare [114] (ca în ochii perechi ai multor vertebrate [117] ). Broaștele o au mai puțin [88] , în timp ce lampredele de cele mai multe ori nu o au deloc [131] [132] . Dar au microcristale strălucitoare în aceste celule (probabil guanină ), care conferă ochilor neperechi ai lamprei o culoare alb-argintie [23] [63] [13] [133] . Cristale similare dau o strălucire argintie ochiului parietal al șopârlelor, dar în ele se află în celulele care îl înconjoară din exterior. Cantitatea acestui pigment deschis la șopârle [134] [87] , precum și pigmentul întunecat la lampree [131] poate varia foarte mult în cadrul unei specii.
Nervul ochiului nepereche al amfibienilor și reptilelor este de obicei greu de văzut (și adesea dispare odată cu vârsta [78] [26] [79] [80] ) și în multe lucrări vechi [33] este scris că este absent [ 135] [27] [130] . De exemplu, la iguana din deșert, acest nerv are o grosime de numai 15–25 µm (cu 200 până la 600 de fibre ) [136] . La alte șopârle studiate, este de obicei compusă și din câteva sute de fibre, iar la broaște - câteva zeci [137] [8] . Numărul maxim înregistrat de axoni în acest nerv este de aproximativ 3000 [128] . La șopârle și lampire, este uneori împărțit în mai multe fire [79] [97] [137] . Majoritatea fibrelor sale sunt nemielinizate [128] [138] [88] (numai procesele celulelor cu răspuns acromatic sunt mielinizate (vezi mai jos) [8] [139] ). La lamprede și amfibieni, din mai multe motive, este numit uneori nu nerv, ci tract [140] [88] [139] . Dar ca structură se aseamănă mai mult cu nervii periferici decât cu tracturile din SNC [8] [137] .
La lamprede, singurele animale moderne, în care ambele organe ale complexului pineal sunt relativ asemănătoare ochilor - ele inervează diferite zone ale creierului. Din organul parapineal, fibrele merg (prin comisura lesilor ) în partea stângă a lesei , paliumul telencefalului , câmpul preopercular și nucleele din mijlocul creierului și partea anterioară. a diencefalului [19] . Organul pineal inervează alte zone din mesenencefal și diencefal - nervul său merge (prin ) partea dreaptă a lesei [31] [15] [32] [63] [73] , tectul optic , tegmentul mezencefal , formațiunea reticulară și nucleul nervului oculomotor [19] . Dar în alte studii, inervația lesei de către ochi neperechi nu a fost observată la lamprede [41] .
La peștii cartilaginoși și osoși , fibrele nervoase din organul pineal merg în multe zone ale mezencefalului și diencefalului [19] , în special, la comisura posterioară, nucleii posteriori, câmpul preopercular, substanța cenușie periventriculară, tegmentul mesenencefalului și, în unele specii, la zona preoptică[119] [29] și tectum optic [129] .
La amfibieni și reptile, nervul ochiului nepereche merge în partea intracraniană a complexului pineal și se contopește în tractul pineal, conectându-l cu diencefalul. Constituind doar câteva procente din fibrele din acest tract [8] [29] [137] , axonii celulelor acestui ochi merg mai departe. Zonele creierului unde se termină diferă semnificativ la amfibieni și reptile [64] [16] , dar în ambele coincid aproximativ cu zonele inervate de organul pineal intracranian [128] [29] . La acele animale care nu au un ochi nepereche - mamifere și păsări - aproape că nu există fibre care să ajungă la creier de la organul pineal [29] [16] [19] .
La amfibieni și reptile, axonii din ochiul nepereche trec prin comisura posterioară [58] [26] (după alte surse, pe lângă ea [64] ), după care diverg în lateral și în jos [125] și merg la diverse structuri ale intermediarului , mijlocului și uneori ale telencefalului . La șopârle, majoritatea acestor fibre inervează lesa (parte a epitalamusului ). Această inervație, ca și lesa în sine, se remarcă prin asimetria sa puternică la multe vertebrate din clase diferite. Ochiul parietal al reptilelor este de obicei conectat la jumătatea stângă a acestei structuri [16] [31] [64] [138] [29] . Datele despre legătura sa la unele șopârle cu jumătatea dreaptă [15] [62] [33] sunt posibil eronate [138] [64] , și posibil datorită faptului că acest nerv crește din ochi după ce a înmugurit din creierul și nu are legătură cu legătura lor primară [141] . La amfibienii fără coadă, fibrele ochiului nepereche, conform unor date, merg, printre altele, și în jumătatea stângă a lesei [19] (care, ca la reptile, este mai mare decât cea dreaptă [16] [ ). 142] ), iar conform altora, ele diverg simetric în alte zone ale creierului [16] [64] .
Majoritatea fibrelor nervoase ale ochiului nepereche al anurenilor se termină înainte de a ajunge la creier (în organul pineal intracranian și chiar mai devreme) [88] [64] . Restul merg la amigdala , câmpul preopercular și substanța cenușie periventriculară [64] [29] [142] . Axonii celulelor ochiului parietal al șopârlelor sunt direcționați, pe lângă lesă, către câmpul preopercular, nucleul dorsolateral al talamusului și zonele preoptice ale hipotalamusului și telencefalului [19] [29] [82] .
Determinarea locurilor unde se termină fibrele nervoase ale organelor complexului pineal este o sarcină dificilă și multe rămân neclare [125] [14] [29] . Există dovezi că ochiul parietal al șopârlelor nu inervează zonele vizuale ale creierului [6] [143] . Cu toate acestea, terminațiile fibrelor sale (ca la lamprede [41] ) se suprapun parțial cu terminațiile fibrelor nervilor optici ai ochilor perechi [29] [19] [128] . În special, mulți axoni din ochii perechi și neperechi se termină în câmpul preopercular și se presupune că joacă un rol important în procesarea informațiilor care provin de la aceștia [4] .
Inervație eferentăLa animalele la care organele complexului pineal se dezvoltă până la un aspect asemănător ochiului, există puține fibre sau deloc din creier [129] [128] . Dar în unele, inclusiv lamprele, peștii [57] [119] , amfibienii și șopârlele [128] [136] [19] [64] , sunt cunoscuți. Inervația eferentă a acestor organe este bine dezvoltată numai la mamifere și păsări, la care nu sunt asemănătoare ochilor. În ele, organul pineal este inervat de fibre nervoase simpatice din ganglionul cervical superior[19] , către care merg căile nervoase (prin mai multe structuri diferite) din nucleul suprachiasmatic al hipotalamusului . Acesta servește ca motor al ritmurilor zilnice ale corpului ( ceasul biologic ) și controlează ritmul sintezei melatoninei în organul pineal. La păsări, rolul acestui nucleu în reglarea ritmurilor circadiene este mai mic decât la mamifere, iar inervația organului pineal este mai puțin dezvoltată [144] [3] [129] . La lamprede și amnioți , inervația eferentă a complexului pineal este semnificativ diferită, ceea ce indică faptul că a apărut independent la ele [19] .
Al treilea ochi se află întotdeauna sub piele și uneori sub craniu, dar la multe animale pielea de deasupra este relativ transparentă. O astfel de zonă translucidă a pielii se găsește chiar și la acele animale în care structura organelor complexului pineal este departe de a fi asemănătoare ochilor - de exemplu, la unele țestoase și mulți pești. Este cunoscut sub numele de fereastra pineală [146] sau spot parietal [30] ( engleză fereastră pineală, spot pineal (parietal) [ 38] [147] . La amfibieni, se mai numește și pata Stieda sau pata frontală [50] ( ing. Stieda's spot, brow spot [49] [8] ).
La pește, stratul de pigment din regiunea organului pineal poate fi prezent, dar se află sub acesta, între acesta și creier (de exemplu, la sardine ) [110] [146] . La unele perciforme - macrou (în special ton ), marlin și pește- spadă - țesuturile care conduc lumina către acest organ formează o structură complexă cunoscută sub numele de aparat pineal. Începe cu o fenestra pineală, clar vizibilă pe frunte, sub care există o deschidere între oasele frontale, acoperită cu țesut cartilaginos . În jurul acestuia, procesele oaselor formează un tub adânc în care se află organul pineal. Întregul aparat pineal este înglobat în țesutul adipos [89] [148] . La peștele-spadă este îndreptat vertical în sus, în timp ce la ton și pește-veler este înclinat înainte la un unghi de 20°-45° față de verticală [146] [31] .
Ochiul nepereche al șopârlelor se află sub o scară mare, a cărui parte centrală este mai mult sau mai puțin transparentă și adesea ușor convexă [93] . La unele șopârle (de exemplu, șopârle monitor), fenestra pineală este cea mai proeminentă trăsătură din partea superioară a capului. La tuatara la o vârstă fragedă, nu este acoperită cu solzi și este, de asemenea, clar vizibil. Mai târziu, solzii vecini se deplasează peste el, iar la tuatara adultă, poziția ochiului parietal este indicată doar de pigmentarea slăbită a pielii [149] [150] . Dar la țestoasa piele , care nu are nici un ochi parietal, nici un foramen parietal, o fenestra pineală bine marcată persistă pe tot parcursul vieții [151] [152] .
În tuatara, între piele și ochiul parietal se află o structură transparentă asemănătoare lentilei de țesut conjunctiv care ocupă partea superioară a foramenului parietal [153] . O structură similară se găsește la unii somn [154] , precum și la lamprede (în care se află între piele și craniu) [63] [13] . Astfel de țesuturi transparente peste ochiul parietal sunt uneori numite corneea acestuia [12] [6] [40] . Nu există analogi ai irisului și pleoapelor la ochii nepereche [10] [11] , dar la unii pești (de exemplu, somonul sockeye [148] ), accesul luminii la organul pineal este reglat de contracția și întinderea pigmentului. celule [15] [110] [155] .
La larvele de lampredă fereastra pineală este aproape transparentă, dar devine tulbure odată cu vârsta, iar la adulți transmite aproximativ 5% din lumina incidentă [100] . La un somon tânăr , transmite aproximativ 10% din lumină, la o broască comună - aproximativ jumătate, iar la o șopârlă verde - aproximativ 20% [29] . La rechini, transparența pielii în acest loc poate fi de șapte ori mai mare decât de obicei [29] . Dacă un bec este plasat în gura rechinului lămâie , lumina acestuia este clar vizibilă din exterior prin fereastra pineală [156] . Cu toate acestea, o cantitate suficientă de lumină pentru a influența procesele fiziologice [8] poate trece și prin craniul animalelor care nu au nici o fereastră pineală, nici o gaură în craniu [29] [57] [154] (inclusiv unele mamifere [121] [31 ] [157] [8] și păsări [125] [29] ).
Multe vertebrate au o deschidere specială în craniu pentru ochiul nepereche, iar în cazul speciilor fosile, aceasta este singura sursă de informații despre aceasta. Dintre animalele moderne, se găsește doar la unii pești [24] [159] și reptile (la anure există doar un pasaj îngust pentru nervul și vasul de sânge [80] , iar la lamprede - o depresiune oarbă a cartilajului [13] ] ). La peștii osoși și tetrapode , această deschidere poate fi situată între oasele parietale sau frontale . Indiferent de aceasta, se numește deschidere parietală [160] [161] [18] [162] sau deschidere pineală [163] ( latină foramen parietale, foramen pineale , engleză parietal (frontal, pineal) foramen (deschidere, deschidere) ).
Ochiul nepereche se poate afla în această deschidere în sine (la majoritatea reptilelor ), deasupra craniului (la anure și unii pești [22] ), sau sub acesta (la lamprede și unele reptile) [79] [80] [164] .
La vertebratele superioare, foramenul parietal este de obicei deplasat înapoi în comparație cu poziția sa la vertebratele inferioare, iar tendința la această deplasare este deja remarcabilă în timpul evoluției peștilor cu aripioare lobe [163] . Pentru pești, locația sa între oasele frontale este mai caracteristică, iar pentru tetrapode - între parietal [18] [165] [162] . La unele reptile asemănătoare animalelor (de exemplu, Deuterosaurus ) era deja chiar pe marginea ceafului [166] . Această mișcare a deschiderii pineale în cursul evoluției se explică (după I. I. Shmalgauzen ) prin faptul că diencefalul, împreună cu derivații săi, s-au deplasat înapoi datorită creșterii telencefalului [18] .
Pe de altă parte, întrebarea care oase de pește sunt omoloage cu oasele parietale și frontale ale tetrapodelor este foarte confuză [18] [165] [167] . Uneori, oasele care înconjoară deschiderea pineală la peștii cu aripioare lobice sunt considerate frontale prin definiție [168] , uneori sunt numite parietale [165] , iar uneori poziția lor este considerată o caracteristică definitorie pentru oasele parietale [163] .
Deschiderea pineală apare și la joncțiunea oaselor frontale și parietale - de exemplu, la majoritatea șopârlelor asemănătoare iguanelor , iar la alte șopârle din același infraordin poate fi localizată între parietali și între frontale sau poate fi absentă . 169] [170] [171] [172] . Astfel de diferențe apar chiar și între diferiți indivizi ai aceleiași specii [17] .
La unele animale, oasele parietale sau frontale (pereche inițial) fuzionează, iar deschiderea pineală se află în mijlocul osului solid rezultat. Acest lucru se observă, de exemplu, la peștii dispăruți cu aripioare lobe Osteolepis [ 173] [32] și multe șopârle moderne (în special, șopârlele monitor ). La amfibienii fără coadă, ochiul nepereche se află deasupra marginii anterioare a joncțiunii oaselor frontoparietale, care se formează ca urmare a fuziunii pe fiecare parte a osului frontal cu parietalul [174] .
La unele animale din Paleozoic - ostracoderme , placoderme și acanthodes [175] [176] - împărțirea craniului (sau a scutului pentru cap) în plăci osoase nu avea nimic de-a face cu cea a tetrapodelor, iar la unele ostracoderme era complet absentă. Dar deschiderea lor pineală era în locul ei obișnuit - în planul de simetrie al capului lângă orbitele (între ele sau ușor în față) [177] [178] . În multe placoderme [179] și ostracoderme [180] [181] a fost situat pe o placă osoasă mică specială (placa pineală). În cochilii osoase , era înconjurat pe toate părțile de un scut solid pentru cap, dar, în același timp, probabil se putea mișca înainte și înapoi într-o oarecare măsură [66] . Loachopterele antice sunt caracterizate prin 5-6 (uneori mai mult sau mai puțin [182] ) plăci mici care înconjoară deschiderea pineală. Ele se puteau contopi unele cu altele și cu oasele mari care le încadrează [183] .
În unele ostracoderme, în loc de un foramen parietal traversant, a existat o secțiune subțire de os cunoscută sub numele de pată pineală [184] ( latină macula pinealis , engleză pineal macula ) [185] . Cochilia din acest loc ar putea forma un tubercul pineal [186] .
Ridicarea deschiderii pineale pe un tubercul parietal special a fost, de asemenea, caracteristică terapsidelor , strămoșii mamiferelor [187] [105] [106] . În special, în titanosuchus , înălțimea acestui tubercul ar putea depăși un centimetru [181] . Ar putea fi format atât numai din oasele parietale, cât și parietal împreună cu frontalul [188] .
Care dintre cele două organe ale complexului pineal conținea această deschidere este neclar pentru multe animale fosile. Există o părere că, dacă era situat în față (de exemplu, între marginile frontale ale oaselor frontale), conținea organul pineal, iar dacă în spate (în spatele joncțiunii frontală și parietală) - parapineal [102] .
Printre animalele dispărute au fost cele în care această gaură a fost împerecheată. Conform unor interpretări, foramenul pineal pereche [189] [42] (probabil, pineal cu parapineal [190] [191] [192] ) avea cea mai veche dintre cele cunoscute vertebrate cu schelet mineralizat [175] - arandaspide , dar conform unei alte versiuni, aceste orificii nu aveau nimic de-a face cu ochii parietali [193] . La unii pești blindați și osoși , împerecherea sau dualitatea foramenului parietal a fost stabilită cu precizie. Dintre peștii blindați, unii artrodire ( Coccosteus [141] , Pholidosteus , Rhinosteus [141] [16] , Dunkleosteus [194] , Titanichthys [141] [195] ) și stegoselahieni [141] [102] aveau această trăsătură osoasă. pești - unii paleoniscuri [141] , poroliforme [196] [18] și primii pești pulmonari ( Dipnorhynchus 194]141] [ 102] [197] [198] . Atât la peștii blindați, cât și la cei osoși, deschiderile din dreapta și din stânga erau adesea de dimensiuni diferite și ambele puteau fi mai mari. Unul dintre ei, și uneori ambele, nu a putut fi prin (în paleoniscuri și asemănătoare porilor). În plus, uneori nu erau complet separați (în unele pești blindați și pulmonari) [141] [102] [196] [194] . Împerecherea acestei găuri în artrodire ar putea varia în cadrul genului [141] .
Deschiderea parietală este întotdeauna mai mică decât orbitele pereche. La majoritatea reptilelor moderne, este mai mică de un milimetru. Dimensiunea sa record este observată la șopârla monitor Komodo - 2 × 3 mm (cu o lungime a craniului de 19 cm). Atinge aproximativ aceeași dimensiune la unii dragoni , precum și la tuatara (1 × 3 mm cu o lungime a craniului de 5 cm) [80] [199] [200] . Multe animale fosile aveau mult mai multe [102] . De exemplu, într-un pliozaur , a ajuns la 20 × 50 mm (cu o lungime a craniului de peste 110 cm). Dacă este alungită, atunci de obicei de-a lungul axei corpului [105] . La unii adelospondili ( Adelogyrinus ) această deschidere ieșea într-o fisură longitudinală apropiată în lungime de orbite [201] .
Pentru a evalua dezvoltarea relativă a acestui foramen, acesta este comparat cu foramen magnum ( lat. foramen occipitale magnum ), prin care trece măduva spinării . La șopârlele moderne, foramenul parietal este de cel puțin cinci ori mai mic decât foramenul occipital, la tuatara (după diametrul mediu) este de 3 ori [199] , la multe reptile fosile au fost aproximativ egale, iar la unele (de exemplu, în Pareiasaurus [199] și un număr therapsid [202] ) parietal a fost și mai mult [102] .
Relația dintre dimensiunea ochiului parietal și dimensiunea foramenului parietal a fost studiată la șopârlele moderne. Potrivit unor date, această relație este destul de strânsă [105] [101] [102] , în timp ce, după altele, este practic absentă [79] . Aparent, o relație slabă între aceste valori este caracteristică indivizilor tineri cu un craniu slab osificat [105] : la ei, osul nu acoperă strâns ochiul parietal. Dar poate fi semnificativ mai mică decât deschiderea parietală și la animalele adulte, dacă este înconjurată de o capsulă groasă de țesut conjunctiv (ca în tuatara) [153] .
Ochiul parietal este clar adaptat pentru percepția luminii, dar în multe privințe funcțiile sale sunt încă neclare [2] . La lampree, se știe că ochii nepereche oferă o modificare a concentrației de melatonina din organism cu timpul zilei [31] [41] , dar multe despre munca lor rămân de învățat [41] . La șopârle, producția de melatonină de către ochiul parietal este scăzută (la ele, aceasta apare în principal în organul pineal care nu seamănă cu ochiul) [82] [6] [144] , iar funcțiile sale sunt și mai puțin înțelese. Încercările de a le determina dau adesea rezultate ambigue, neclare sau slab reproductibile. Majoritatea cercetătorilor sunt de acord cu următoarele explicații [2] [82] :
La toate animalele moderne, cel de-al treilea ochi, aparent, nu poate da o imagine: aceasta se vede atât în structura sa, cât și în transparența de obicei slabă a pielii de deasupra lui [122] [15] [80] [153] . Experimentele de căutare a răspunsurilor comportamentale la iluminarea sa dau rezultate contradictorii [149] [203] . Dar, la unele animale, îndeplinește nu numai funcții endocrine, ci și vizuale [154] : este capabil să simtă nivelul de iluminare și, uneori, direcția luminii și poziția planului său de polarizare [6] [7] [ 8] . Efectul iluminării asupra activității electrice a organelor complexului pineal a fost găsit la toate animalele fără fălci, pești, amfibieni și reptile studiate în acest sens [29] . În ochiul parietal al șopârlelor, spre deosebire de organul lor pineal, pinealocitele sunt specializate mai degrabă pentru fotorecepție decât pentru producerea de hormoni [112] .
Percepția luminii cu ajutorul ochilor nepereche a fost găsită la o serie de specii din clase diferite. La larvele de lampredă, acestea sunt principalele organe fotosensibile, deoarece ochii lor gemeni sunt încă slab dezvoltați [41] [6] . La unii pești, a fost stabilită capacitatea de a simți iluminarea cu organul pineal [148] , iar la unii se presupune [154] . O reacție comportamentală la iluminarea sa a fost găsită la somonul sockeye [148] . Ochiul nepereche al somnului reacționează probabil la umbrele obiectelor care trec de sus [22] [154] . Pentru unele perciforme , se presupune că ajută la navigare în timpul migrațiilor [146] [31] . Anșoa luminoasă utilizează probabil organul pineal (împreună cu ochii perechi) pentru a evalua iluminarea, care este necesară pentru o contra-iluminare adecvată - strălucirea părții inferioare a corpului, astfel încât peștele să fie mai puțin vizibil de jos [204] . Există și date despre funcția vizuală a ochiului nepereche al broaștelor (în primul rând mormolocii lor): simțind salturi de iluminare cu acest ochi, animalele încep să se miște [205] [31] .
Ochii neperechi ai amfibienilor și reptilelor sunt importanți în controlul timpului pe care un animal îl petrece în lumină puternică. Șopârlele și broaștele cu un al treilea ochi închis sau îndepărtat artificial tind să se odihnească mai mult la soare (ceea ce poate duce la supraîncălzire și la pierderi periculoase de apă). Dar tulburările în termoreglarea lor diferă foarte mult în funcție de specie, iar uneori și de perioada anului și a zilei [82] . În plus, activitatea lor motrică crește și ritmurile circadiene pot fi perturbate [82] [27] [10] [4] [5] .
Al treilea ochi al amfibienilor și reptilelor, spre deosebire de ochii perechi [206] , este sensibil la poziția planului de polarizare a luminii (acest lucru este asigurat de faptul că discurile membranare din pinealocitele situate la marginile retinei sale sunt paralele). la lumina incidentă [8] [206] ) iar unele animale folosesc această proprietate pentru orientarea în spațiu [7] [207] [6] [208] [82] . Acest lucru este posibil datorită faptului că un cer senin dă o lumină destul de puternic polarizată. Experimentele arată că percepția luminii de către ochiul parietal este necesară pentru orientarea în acest fel la șopârla ruină [7] . Această funcție a fost stabilită chiar și pentru organul pineal al ambistomului de tigru , care seamănă puțin cu ochiul [8] [6] [208] [209] .
S-a demonstrat că la unele animale ( broasca de greier și broasca taur ) [6] al treilea ochi este implicat în orientarea de-a lungul azimutului Soarelui. Necesitatea muncii sale pentru orientarea în spațiu a fost găsită și la unele specii ( scincul cu coadă scurtă [210] , iguana gard [7] , iguana de nisip [211] [207] ), dar mecanismul lor specific nu a fost elucidat. Este posibil ca modificările comportamentului șopârlelor cu ochiul parietal închis (în special, o creștere a activității) să fie asociate tocmai cu dezorientarea [211] .
Pe de altă parte, există o variantă care, cu ajutorul ochiului parietal, șopârlele se orientează nu atât de Soare sau de lumina polarizată, cât de câmpul magnetic al Pământului [9] . Această opinie se bazează pe faptul că la multe animale s-a constatat că este necesară iluminarea organelor care asigură magnetorecepția pentru munca lor [9] [209] , în plus, la tritoni [209] [212] [6] [19] [9 ] ] și, probabil, , la păsări [19] [212] această funcție este localizată în organul pineal. Amfibienii îl pot folosi pentru a naviga atât prin câmpul magnetic, cât și prin poziția planului de polarizare a luminii [209] ; poate că percepția acestor factori oferă același mecanism biofizic [206] .
Pragul de sensibilitate la lumină al ochiului nepereche al broaștei (precum și organul său pineal intracranian) este de același ordin de mărime ca cel al ochilor săi perechi - 3,6 × 10 −6 lux [29] [137] [213] , ceea ce corespunde la iluminarea creată de cele mai strălucitoare stele . Al treilea ochi al amfibienilor și reptilelor răspunde la radiații într-o gamă largă de lungimi de undă, de la ultraviolete la roșu [8] [31] . Sensibilitatea maximă a organului pineal al lampreelor [100] [214] [31] , al peștilor [119] și al broaștelor [137] și al organului parapineal al șopârlelor [6] [31] se află în zona verde sau albastră. La radiațiile infraroșii (precum și la efectele termice, mecanice și chimice), ochii nepereche sunt insensibili [8] . Aceasta exclude funcția de termoreceptor asumată anterior pentru ei [149] [82] .
La broaște, al treilea ochi aproape că nu se adaptează la schimbările de iluminare (ceea ce face posibilă determinarea intensității acestuia) [4] . La șopârle, această adaptare este mult mai pronunțată - chiar mai bună decât în ochii lor perechi: de exemplu, sensibilitatea ochiului parietal al unei iguane verzi după o oră în întuneric crește cu aproape două ordine de mărime (la ochi perechi - cu unul) [98] .
Ochiul nepereche nu poate răspunde la schimbările de iluminare la fel de repede ca cei perechi, adică rezoluția sa temporală este mai mică [122] [4] [119] [98] . La broaște, intervalul minim dintre stimuli pe care acest ochi este capabil să-i perceapă separat este de aproximativ 2 minute, în timp ce la șopârle este cu zecimi de secundă [4] [98] , ceea ce este cu un ordin de mărime mai mare decât în ochii lor perechi [ 98] .
Pinealocitele, spre deosebire de toți ceilalți fotoreceptori cunoscuți , combină două moduri opuse de reacție la lumină. Una dintre opsinele lor (cu o sensibilitate maximă în regiunea verde) la absorbția luminii provoacă depolarizarea celulei, iar a doua (cu o sensibilitate maximă în regiunea albastră) provoacă hiperpolarizarea acesteia . Aceste opsine sunt asociate cu diferite căi de transducție a semnalului biochimic [215] [126] [127] . În conurile și tijele ochilor perechi se observă doar hiperpolarizare sub iluminare [143] .
Cu iluminare constantă, frecvența impulsurilor în nervul ochiului parietal scade proporțional cu logaritmul intensității luminii. Când sunt iluminate cu fulgere scurte, diferitele celule ganglionare prezintă dependențe diferite ale activității electrice de intensitatea și lungimea de undă a luminii. Ele se împart în două tipuri: cromatice și acromatice [29] [124] . Celulele acromatice își reduc activitatea ca răspuns la iluminarea oricărei culori. Activitatea celulelor cromatice este inhibată de lumina albastră și sporită de lungimea de undă mai mare (verde-roșu) [216] [4] . Numai fibrele care provin din celulele acromatice sunt mielinizate [8] . Comportamentul particular al celulelor cromatice este probabil cauzat de capacitatea pinealocitelor de a răspunde la lumina de diferite culori în moduri opuse [116] [143] .
Principala funcție endocrină a ochilor neperechi, precum și a altor organe ale complexului pineal, este sinteza melatoninei care are loc în pinealocite. O cantitate mică din acest hormon se formează și în retina ochilor perechi [20] [217] [3] , precum și în alte organe, dar numai în complexul pineal și (uneori [20] ) în retina ochii perechi, intensitatea sintezei sale depinde de momentul zilei - la aproape toate speciile crește noaptea [218] [3] . În plus, în complexul pineal sunt sintetizate și alte indolamine (inclusiv serotonina , din care se formează melatonina [219] ) și o serie de peptide [220] [20] .
La lamprede, ochii nepereche produc o cantitate semnificativă din aceste substanțe [31] [41] . La șopârle, ponderea organului asemănător ochiului în producția lor totală de către complexul pineal este mică (poate ca el sintetizează melatonina doar pentru nevoile proprii) [6] [144] [82] . Influența sa asupra activității endocrine a organului pineal este de asemenea mică [82] . Cu toate acestea, atât la șopârle [82] [5] [27] cât și la broaște [6] contribuie (împreună cu ochi perechi și fotoreceptorii creierului) la sincronizarea ritmurilor circadiene ale corpului cu ciclul zilei și nopții și participă și la reglementarea reproducerii [82] [6] .
La animalele care au păstrat ochiul parietal sau fotosensibilitatea organului pineal (adică la majoritatea vertebratelor), activitatea endocrină a complexului pineal este reglată de iluminare. La acele animale care și-au pierdut fotosensibilitatea acestor organe (la mamifere și într-o oarecare măsură la păsări), activitatea organului pineal este reglată de creier (și anume nucleul suprachiasmatic din hipotalamus , care la aceste animale servește ca principal ceas biologic). Ritmul de activitate al acestui nucleu, la rândul său, este corectat prin informații care provin din retină [144] [3] [31] . Dar există dovezi că la șobolanii nou-născuți, organul pineal este capabil să răspundă direct la lumină și primește mai multă lumină decât ochii (neîncă deschiși) [121] .
În plus, la multe specii, ochiul nepereche (ca și alte organe ale complexului pineal, precum și retina ochilor perechi) funcționează ca un ceas biologic : este capabil să mențină ritmul zilnic al sintezei melatoninei chiar și fără lumină externă. și stimuli nervoși [144] [3] [6] [94] .
Melatonina este implicată în reglarea multor procese cu ritmuri zilnice sau sezoniere, în special somn, hibernare , fluctuații ale temperaturii corpului, activitatea motorie și alimentară, migrație, năpârlire, reproducere și modificări de culoare [218] [36] [221] . La majoritatea speciilor, melatonina are efect antigonadotrop , la unele are efect opus [20] [59] . Unele alte indoleamine și polipeptide sintetizate în complexul pineal au un efect similar [219] .
La lamprede, influența endocrină a ochiului nepereche determină o creștere a activității motorii odată cu apariția întunericului [31] [222] . S-a stabilit că la lampreele adulte (la care dispare ritmul zilnic de comportament), complexul pineal încetează să producă melatonină, deși sinteza acesteia continuă în retina ochilor perechi [144] . La unii pești [223] [14] și mormoloci de broaște [6] , controlează și migrațiile verticale diurne. La șopârle, ochiul parietal suprimă activitatea motrică [10] [27] , dar modificările sale diurne aparent nu depind de influența sa [6] [82] .
Ochiul parietal al multor animale guvernează schimbările de culoare diurne: sub influența sa, pielea se luminează noaptea și se întunecă ziua. Aceasta este cunoscută la lamprede [222] , unii pești [224] , amfibieni și reptile [222] [20] [59] [82] .
Complexul pineal, incluzând, posibil, ochiul parietal al șopârlelor [6] [82] , este de asemenea implicat în termoreglare [4] , dar multe rămân neclare cu privire la mecanismul acestei conexiuni [2] [225] . Funcția sa de termoreglare este asociată cu faptul că este cel mai adesea mai bine dezvoltată în rândul locuitorilor de la latitudini mari [60] [2] .
Astfel, concentrația de melatonina servește ca indicator al orei zilei și de ea depind multe procese ciclice diferite [3] , iar efectul său asupra acestor procese la diferite specii poate fi diferit [225] . În plus, există dovezi că melatonina este implicată în adaptarea retinei la schimbările de iluminare și servește ca antioxidant [217] [3] .
Dezvoltarea ochiului parietal la strămoșii vertebratelor poate fi explicată prin modul lor de viață bentonic. Capacitatea de a vedea amenințarea de sus este foarte importantă pentru astfel de animale. Pentru descendenții lor, care au trecut la o viață activă în coloana de apă, capacitatea de a privi în sus și-a pierdut relevanța [12] . În acest caz, ochiul parietal al vertebratelor moderne este un organ vestigial. Acest lucru este susținut și de pierderea sa de către multe grupuri independent unul de celălalt [2] , și de faptul că seamănă în structură cu ochi perechi reduse (care se caracterizează prin scufundarea sub piele și pierderea aparatului de refracție și a nervului) [226] . Dar în unele linii evolutive, funcția sa vizuală ar putea fi păstrată mult timp (în unele forme, într-o oarecare măsură, aparent, chiar și acum). În special, acest lucru este indicat de dimensiunea foramenului parietal al multor reptile dispărute [181] [80] și de datele despre unele animale moderne [148] [44] [205] .
Pe de altă parte, este posibil ca organele complexului pineal să nu fi fost niciodată suficient de dezvoltate pentru a contribui mult la vederea animalului. Este posibil ca funcția endocrină să fi fost inițial cea principală pentru ei [3] [34] , iar structura asemănătoare ochiului a acestor organe în linii evolutive separate sa dezvoltat ulterior [15] [227] .
Există indicii anatomice, embriologice și paleontologice că, la strămoșii vertebratelor, organul pineal și parapineal formau o pereche simetrică (fiind drept și, respectiv, stânga), dar apoi această pereche s-a întors cu aproximativ 90° în sensul acelor de ceasornic și au devenit posterioare și anterioare, respectiv [63 ] [228] [32] [141] [15] . În favoarea faptului că aceste două organe erau inițial drept și stâng într-o pereche, este evidențiat de natura conexiunilor lor nervoase [31] [27] , precum și de împerecherea sau dualitatea foramenului parietal (sau depresiuni oarbe în craniul) la unele animale fosile [16] [ 141] : arandaspide (posibil) [42] [189] , unii pești blindați , paleoniscuri și pești cu aripioare lobite [141] [102] [196] [16] [18] .
Conform unei alte versiuni, atât organul parapineal, cât și, posibil, organul pineal au fost inițial pereche [16] [137] [33] [15] , adică strămoșii vertebratelor aveau cel puțin 5-6 organe sensibile la lumină. Conform acestei ipoteze, organul parapineal drept a dispărut în cursul evoluției (sau a devenit parte din stânga), iar pinealul drept și cel stâng s-au contopit [16] . Acest lucru este indicat, în special, de observațiile cazurilor de împerechere a organului parapineal la lamprede [137] și șopârle [62] [15] [79] [39] . Această versiune este susținută și de unele date embriologice, inclusiv rezultatele unui studiu al expresiei genelor [68] [16] .
Există o ipoteză că strămoșii vertebratelor aveau mai multe perechi omoloage de organe de vedere, iar dintr-unul dintre ele au apărut ochi perechi de forme moderne, iar din celălalt (situat în spate) organele lor pineale și parapineale [26] . Acest lucru este indicat de studiile embriologice ale rechinilor [229] [230] [160] [231] [232] .
Printre nevertebrate, un omolog al complexului pineal se găsește în lancetă . Acesta este așa-numitul corp lamelar din partea dorsală a diencefalului [233] („ochiul” nepereche al lancetei, o pată pigmentară în partea anterioară a tubului neural , este considerat un omolog al retinei vertebratelor perechi ). ochi [234] ). Acest lucru a fost stabilit din microstructura și histochimia acestor organe [235] , precum și din studiul exprimării genelor în ele [233] . Nu au o formă asemănătoare ochiului, dar conțin fotoreceptori ciliari [233] . În secolul al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, ipotezele și afirmațiile [54] despre omologia ochiului parietal al vertebratelor cu ochiul median al tunicatelor și chiar al unor artropode au fost populare , pe baza locației acestor ochi și a neinversării lor. retina [203] [236] [237] [238] [239 ] .
În evoluția vertebratelor se observă o tendință spre reducerea acestui organ [2] . Multe animale din Paleozoic aveau un foramen parietal , dar începând cu Triasic , acesta a devenit mult mai puțin frecvent [12] [80] . Conform poziției sistematice a animalelor cu ochi parietal, se poate observa că acesta a dispărut independent în multe grupuri [2] .
Pierderea acestui organ de către strămoșii mamiferelor și păsărilor este explicată în moduri diferite. Potrivit unei versiuni, aceasta este o consecință a dezvoltării homoiotermiei la ei . Aparent, una dintre funcțiile ochiului parietal al reptilelor este participarea la termoreglare ca senzor al intensității luminii solare. Odată cu apariția mecanismelor eficiente de termoreglare, această funcție și-a pierdut relevanța [202] [240] [10] . Potrivit unei alte versiuni, strămoșii mamiferelor au pierdut ochiul parietal din cauza stilului lor de viață nocturn [144] . Dar atât mamiferele, cât și păsările au păstrat organul pineal, care funcționează ca o glandă endocrină (ca și la alte vertebrate). Aceasta este baza pentru opinia că în timpul evoluției organelor complexului pineal, nu atât funcțiile lor s-au schimbat, cât modul în care au primit informații despre iluminare (folosind propria retină la vertebratele inferioare și prin creier la cele superioare) [14] . În consecință, inervația eferentă a acestor organe s-a dezvoltat treptat (și cea aferentă s-a pierdut) [137] . Astfel de modificări sunt vizibile și în ontogeneza mamiferelor: inervația eferentă a organului lor pineal apare atunci când elementele sale fotosensibile dispar [121] .
Celulele fotoreceptoare ale complexului pineal ( ) ochii perechi ( tije și conuri par să aibă o origine comună - au evoluat din celule ancestrale de vertebrate care erau capabile atât de fotorecepție, cât și de sinteza melatoninei . În cursul evoluției, între ele a apărut o separare a funcțiilor, care este cel mai bine exprimată la mamifere (și, într-o măsură mai mică, la păsări): fotoreceptorii ochilor perechi asigură viziunea, iar pinealocitele sunt specializate în producerea de melatonină. , un hormon care reglează diverse bioritmuri [3] .
Cu toate acestea, o cantitate mică de melatonină se formează și în retina celorlalți ochi. Acolo, este un produs al reacțiilor de detoxifiere a compușilor dăunători retinei - arilalchilamine , în special, serotonina (acestea reacționează cu retinaldehida necesară vederii și, ca urmare, se formează substanțe toxice) [3] [116] . În plus, melatonina îndeplinește unele funcții în retină [144] [3] — își crește fotosensibilitatea prin redistribuirea melanozomilor în celulele sale pigmentare (în mod similar, afectează și melanocitele pielii ) [20] și, eventual, servește ca antioxidant [217] ] .
Probabil, la strămoșii vertebratelor (precum și la cordatele inferioare moderne), melatonina nu era un hormon. A fost un produs rezidual al metabolismului retinian [217] [3] sau a îndeplinit funcții care erau necesare doar în ea [20] [225] . Una dintre adaptările retinei la modificările diurne ale iluminării a fost creșterea pe timp de noapte a intensității reacțiilor care duc la sinteza melatoninei (care s-ar putea datora nevoii de melatonina în sine sau pur și simplu de detoxifiere cu serotonina). Ca urmare, au apărut modificări ciclice ale concentrației de melatonină și, de fapt, a devenit un indicator al orei zilei. Apoi, diferite procese ciclice au devenit dependente de aceasta: melatonina a devenit un regulator al ritmurilor circadiene [217] [3] [20] .
Pe parcursul dezvoltării și întăririi acestei dependențe, nevoia de melatonină a crescut și ea: a fost nevoie de mai mult decât s-a format în timpul funcționării normale a retinei. Dar creșterea producției sale a fost incompatibilă cu funcția vizuală a ochilor, deoarece necesită o creștere a cantității de serotonină din retină, care este dăunătoare pentru aceasta. Probabil, acest lucru a dus la faptul că funcțiile endocrine și vizuale au fost împărțite între diferite organe [217] [3] [241] .
Convingerea larg răspândită că un ochi parietal bine dezvoltat apare numai în forme relativ primitive nu este susținută de studii detaliate care acoperă un număr mare de fosile și vertebrate moderne [199] [101] , deși tendința spre dispariția sa este vizibilă în evoluția multe grupuri [2] [242] [167] [226] [187] . Aceste studii nu arată o relație strânsă între gradul de dezvoltare a acestui organ și modul de viață al animalului [101] [11] [2] , deși aici pot fi urmărite unele regularități.
O tendință spre o mai bună dezvoltare a ochiului parietal și a altor organe ale complexului pineal a fost observată la animalele cu metabolism intens și la locuitorii de latitudini mai mari, ceea ce este asociat cu funcția sa de termoreglare [60] . Dar există multe excepții de la aceste modele. Astfel, o dezvoltare mai puternică a acestor organe la speciile de latitudini mari poate fi urmărită la șopârle [60] [82] și mamifere [243] [2] , dar nu și la amfibieni [60] [225] . Un studiu pe treizeci de specii de șopârle din genul Liolaemus a arătat că dimensiunea ochiului lor parietal (cu marea sa variabilitate) nu depinde de condițiile climatice [2] . De la reptilele dispărute, s-a observat că un foramen parietal mare este mai caracteristic erbivorelor lente mari (de exemplu, diadectele , cazeidele , procolofonii mari ), deși se găsește și la prădătorii mici [187] .
Dezvoltarea slabă a ochiului parietal este caracteristică șopârlelor de copac. În special, pentru majoritatea cameleonilor este foarte simplificat, în timp ce pentru restul este absent. În acele familii, la cei mai mulți dintre reprezentanții cărora acest organ este bine dezvoltat, excepțiile sunt adesea tocmai formele cu un mod de viață arboricol [75] . La șopârlele care duc un stil de viață subteran, de obicei nu dispare (cu excepția celor la care ochii perechi sunt și ei redusi) [75] .
Organele complexului pineal, inclusiv ochiul parietal, sunt de obicei mai bine dezvoltate la animalele diurne decât la cele nocturne. Acest lucru este observat la reptile, păsări și mamifere, deși există excepții în toate aceste clase [60] [144] [225] . Faptul că mamiferele și-au pierdut practic sensibilitatea organului pineal este uneori atribuit faptului că primii reprezentanți ai acestei clase au fost animale nocturne. Mixinele au pierdut, de asemenea, complexul pineal în sine, iar acest lucru se poate datora faptului că își petrec cea mai mare parte a vieții în habitate bentonice întunecate [144] [244] . Dar printre pești, fereastra pineală [20] [31] și pinealocitele bine dezvoltate [129] [122] sunt mai frecvente la speciile de apă adâncă decât la cele de apă puțin adâncă, deși la cele care trăiesc în întuneric complet - la adâncimi. de peste 1500 m și în peșteri - această fereastră nu există (precum și gaura din craniu). Dar organul pineal, spre deosebire de ochii perechi, de obicei nu este redus la ei [245] [246] [122] .
Ostracodermurile - paleozoice cu coajă fără falci - aveau de obicei o gaură în scutul osului capului pentru al treilea ochi. Era situat aproximativ între orbitele perechi (în spatele nărilor ) [177] [247] . Deschiderea pineală la ostracoderme a fost adesea destul de mare, dar (ca și la alte animale) niciodată mai mult decât orbite pereche [12] .
O astfel de gaură a fost deja găsită la cele mai vechi ostracoderme bine studiate [175] - arandaspide , iar în ele a fost pereche [189] [42] . După unele interpretări, acestea erau orificii pentru organele pineale și parapineale [190] [191] [192] , dar după unii nu aveau nicio legătură cu ele și serveau drept ieșiri pentru canalele endolimfatice [193] . Toate celelalte ostracoderme nu au avut mai mult de o deschidere pineală. Este caracteristic reprezentanților cu coajă osoasă [180] , neblindați [248] și primitivi ai heteroscutelor și galeaspidelor [66] .
LampreyLampreele (cu excepția Mordaciei ) au, pe lângă ochii perechi , doi neperechi: pineale (mai bine dezvoltate) și parapineale. Deoarece lampreele sunt printre cele mai primitive vertebrate moderne , este posibil ca această condiție să fie apropiată de cea originală pentru acest subtip [222] . Lampreda de sud ( Mordacia ) are doar un organ pineal, care este slab dezvoltat [16] [137] .
Nu există foramen parietal la lamprede, dar acoperișul craniului deasupra complexului pineal devine mai subțire [13] [131] [63] [32] . Există o fenestra pineală, un petic de piele nepigmentat în spatele unei singure nări [90] [131] [249] .
MixinsÎn mixine , complexul pineal este complet absent [250] [15] , iar ochii rudimentari perechi asigură controlul ciclurilor zilnice [144] . Nici receptorii melatoninei nu au fost găsiți în mixine, iar aceasta este baza pentru presupunerea că strămoșii lor s-au separat de strămoșii altor vertebrate chiar înainte de apariția reglării bioritmurilor cu ajutorul acestuia [217] .
Conform unei versiuni, complexul mixin pineal a fost redus în cursul evoluției [144] [94] [19] [244] . Pe de altă parte, există o ipoteză că ochii lor perechi au provenit din aceasta, în timp ce la alte vertebrate au apărut independent [251] . Ochii miinginei seamănă, în multe privințe, mai mult cu ochii neperechi ai altor animale decât cu ochii perechi: le lipsesc iris, cornee și cristalin, iar celulele lor sensibile la lumină se conectează direct la celulele ganglionare [34] [252] [31 ]. ] . Dar la ochii de migurină, spre deosebire de ochii nepereche, retina este inversată [251] . Există, de asemenea, rapoarte de observații ale rudimentului organului pineal la miicina în stadiile incipiente de dezvoltare [129] , precum și un ochi atavic nepereche la un adult [131] .
La mulți pești blindați ( Silurian - Devonian ) al treilea ochi era bine dezvoltat, iar la unii (de exemplu, Pholidosteus , Rhinosteus [16] , Titanichthys [195] , Coccosteus ), deschiderea corespunzătoare a craniului a fost uneori asociată sau dublată [ 141] . Aceste date vorbesc în favoarea versiunii despre originea complexului pineal dintr-o pereche de organe drepte și stângi [16] . Era cu ei puțin în fața ochilor gemeni [179] [249] . Un al treilea ochi mic a fost, în special, în peștele blindat gigant Dunkleosteus [253] [179] .
AcantodeAcanthodes , singurul gen bine studiat de acanthodes , avea o deschidere a craniului care era probabil pineală [175] [176] .
Pești cartilaginoșiLa peștii cartilaginoși, organul parapineal este necunoscut [20] [19] , iar aproape toți reprezentanții au un organ pineal (dar există dovezi că acesta este format din două vezicule care se contopesc [61] ). Are forma unui tub lung [67] cu umflături la capete (se presupune că aceste umflături corespund organelor pineale și parapineale ale altor animale [31] [194] ). Capătul său se află aproape de suprafața pielii [230] . Dar razele electrice din genul Torpedo nu au deloc un complex pineal [59] [94] [254] .
Mulți rechini pelagici [156] au o fenestra pineală , iar unii carchariforme [44] [221] și catariforme [160] [254] [255] au chiar și o gaură în craniu [156] [14] [15] [94] [ 230] . Dar, în general, pentru rechini (atât moderni, cât și dispăruți), deschiderea pineală este o raritate [12] .
Pește ososLa peștii osoși , organul pineal este de obicei bine dezvoltat, iar organul parapineal este slab dezvoltat [38] [109] [94] . Cu toate acestea, unele specii de pești cu aripioare lobe și raze îl au .
Craniul de deasupra acestor organe este adesea mai subțire decât în altă parte [119] , dar majoritatea peștilor osoși moderni, ca majoritatea peștilor cartilaginoși, nu au o gaură în el [16] [95] . Excepțiile includ, de exemplu, peștele cu vâsle , mulți somni [154] (de exemplu, somni blindați și cu coadă de anghilă [24] , Loricaria [256] [33] , Sciades [22] ), ciprinidele ( Labeo ) [38] , biban -ca ( ton , pește-spadă și altele) [146] . La peștii osoși paleozoici (în special devonieni ), această deschidere este mult mai frecventă. Este caracteristică în special loachopterelor [12] , deși reprezentanții genului lor modern, celacanths , nu o au [109] .
Pește cu aripioareLa peștii cu aripioare raze , ca și la alți pești, organul pineal este de obicei dezvoltat. Acest lucru este caracteristic mai ales speciilor de mare adâncime și migratoare verticală. De exemplu, anșoa luminoasă [204] , peștele secure Argyropelecus , somnul Arius , Sperata , semibotul Hemiramphus [ 14 ] au un organ pineal bine dezvoltat . Organul parapineal printre speciile cu aripioare raze au, de exemplu, amia , somonul , stiuca [109] , anghila [257] , somnul de canal [123] , spiniculul cu trei spine [258] , carasul [137] , tonul [31] , dar la peștii adulți ai majorității speciilor este redus [137] .
Cel de-al treilea ochi este deosebit de bine dezvoltat la unii somn (în special, la Sciades ) [22] [154] și perciforme - macrou (în special, ton ), peștișor și pește-spadă [146] . Pe lângă deschiderea pineală, au un canal special format din țesuturi relativ transparente care conduce lumina către organul pineal - aparatul pineal [148] [146] [31] .
Segmentele sensibile la lumină ale pinealocitelor la peștii cu aripioare raze sunt de obicei mult mai puțin dezvoltate decât la peștii cu aripioare lobe, peștii pulmonari și peștii cartilaginoși [109] [129] [122] .
Pești cu aripioare lobeDeschiderea pineală a fost găsită în majoritatea buclelor fosile [163] și la unii pești pulmonari . Niciuna dintre speciile moderne cu aripioare lobe nu o are și doar celacantul are un complex pineal [259] bine dezvoltat (deși ascuns sub craniu) . Organul său parapineal este mai mare decât cel pineal și se păstrează și la adulți - o raritate printre pești. Aceste organe conțin celule fotosensibile bine dezvoltate [109] [129] . Spre deosebire de majoritatea peștilor osoși, celacanții au partea stângă mai bine dezvoltată a lesei epitalamice (ca la amfibieni) [16] .
La peștii pulmonari, complexul pineal este puternic redus [15] : organul pineal este mic, iar organul parapineal este absent la peștii adulți [109] [256] . Cu toate acestea, structurile fotoreceptoare ale pinealocitelor sunt aproximativ la fel de bine dezvoltate în ele ca și în celacanti [109] . Cel mai vechi pește pulmonar avea și un foramen pineal [167] bine dezvoltat. În evoluția lor este vizibilă o tendință spre dispariția acesteia [167] .
La unele animale fosile cu aripioare lobi (un număr de porciforme [196] [18] ) și cei mai timpurii pești pulmonari [141] [102] ), canalele pentru ambele organe ale complexului pineal sunt vizibile în craniu, deși nu întotdeauna prin sau bine separate.
Aproape toți amfibienii antici aveau un foramen parietal [12] . A avut forme intermediare între pești și amfibieni, precum Tiktaalik , Ichthyostega și Acanthostega , și aproape toți labirintodonții de mai târziu [102] . La unele dintre ele, în special, la dissorofidul Zygosaurus , a atins dimensiuni enorme [260] . Această deschidere a fost bine dezvoltată și la batrachosauri [261] ( antracosauri și seymouriamorphs [102] ). A fost găsit și în majoritatea lepospondilelor fosile [262] .
La fără picioare [263] , caudați [264] și anureni [174] (adică la toți amfibienii moderni și rudele lor cele mai apropiate dispărute) foramenul parietal este redus (la anurii cu ochi nepereche, doar un canal subțire pentru nervul și vasul rămâne în craniu [80] ).
Toți amfibienii moderni au un organ pineal. Unii anure au, de asemenea, o veziculă extracraniană asemănătoare ochiului - ochiul parietal sau frontal. De obicei este considerat a fi un derivat al organului pineal [25] [16] [19] , uneori - organul parapineal [21] [20] [26] . Poate fi omoloaga veziculei anterioare organului pineal al salamandrelor [265] [31] [81] . Potrivit majorității autorilor, toți amfibienii moderni, atât caudați [31] , anurii , cât și fără picioare [206] , nu au un organ parapineal [81] [19] [265] .
La majoritatea anurenilor, al treilea ochi este pierdut [60] . S-a păstrat, în special, în broaște adevărate , broaște copepode , unele pipide (inclusiv broasca cu gheare netede ), în mormolocii unor broaște de copac (de exemplu, Hyla [49] [60] și Acris [44] ), la broaște cu coarne , broaște râioase, picioare, moașe și unele broaște adevărate [ 266 ] [99] [108] [60] [205] . Spre deosebire de reptile, la amfibieni al treilea ochi este la fel de comun la locuitorii de la tropice și la locuitorii din latitudinile temperate [60] .
Dintre anapside, foramenul parietal a fost găsit la mezozauri [268] , millerosauri [269] și toți cotilosaurii ( diadectide , procolofoni , pareiasauri , captorinide și forme înrudite). Uneori au ajuns la dimensiuni mari. De exemplu, diadecta (până la 15×28 mm) [199] și procolofonul nictifruret [ 270] aveau o deschidere parietală foarte mare . Broaștele testoase, singurii reprezentanți moderni ai anapsidelor, în general nu îl au [271] , deși există dovezi că apare la unii indivizi dintr-un număr de specii [272] . De asemenea, nu au un organ parapineal. Dar organul pineal al țestoaselor, deși nu este asemănător cu ochii, este mai bine dezvoltat decât la toate celelalte reptile moderne [20] , studiile electrofiziologice indică fotosensibilitatea acestuia [29] , iar țestoasa piele chiar are o fereastră pineală [151] [152] .
SinapsideForamenul parietal a fost bine dezvoltat în aproape toate sinapsidele [273] (la toți pelicozaurii și la majoritatea terapsidelor [274] ). La pelicozauri, era relativ mare [275] , iar la unii dintre descendenții lor, terapsidele primitive, creștea și mai mult [187] (la ei depășea uneori dimensiunea foramenului magnum prin care trece măduva spinării [202] ) . Adesea a fost ridicat pe un deal special sau înconjurat de o rolă de os. În cursul evoluției ulterioare a diferitelor grupuri de terapside (inclusiv cinodonții , care sunt adesea considerați strămoșii mamiferelor), a scăzut și a dispărut și nu a mai fost găsit la mamifere [187] [202] [240] [274] .
DiapsideArhozaurii , unul dintre cele mai mari grupuri de diapside , și-au pierdut ochiul parietal la începutul evoluției lor. Dintre toți archosaurii, doar unii timpurii [276] tecodonți ( proterosuchide [277] ) și dinozauri primitivi [278] ( prosauropode [279] ) au păstrat foramenul parietal rudimentar. În plus, o gaură similară de natură neclară se găsește în unele exemplare din craniile altor dinozauri, în special, Diplodocus , Dicreosaurus și Camarasaurus [280] [281] [282] [283] . La majoritatea dinozaurilor, judecând după topografia cavității craniene, complexul pineal a fost puternic sau complet redus [276] . De asemenea, a dispărut complet din crocodili [284] [19] . Ceilalți descendenți ai codoților [240] - pterozaurii [285] [179] și păsările [199] [286] - nu au un foramen parietal .
În alte grupuri de diapside, foramenul parietal a fost mai frecvent. În special, toți ihtiosaurii [287] l-au avut (uneori foarte mare [179] ). A fost prezent la aproape toți sinaptozaurii : la placodonti , la notosauri și la plesiozauri , inclusiv pliosauri [288] (dar a dispărut la ultimii plesiozauri [199] ).
În plus, printre diapsidele ochiului parietal, unii eosuchieni [289] , unii protorosaurii (în special, protorosauride [290] , tanystropheus [291] , talatozaurii [292] , unele prolacertide [293] ), majoritatea beakheads [294] (inclusiv inclusiv singurul reprezentant modern al acestora - tuatara ) și majoritatea șopârlelor [295] [75] . Șerpii ( atât moderni, cât și fosile) nu îl au [296] [297] , deși se pare că uneori apare ca atavism (acesta este descris în viperă [297] ). De asemenea, a dispărut în două picioare , dar conform unor rapoarte, mai multe specii din genul Monopeltis păstrează foramenul parietal [298] [299] .
Astfel, printre reptilele moderne, doar tuatara și multe șopârle au un ochi parietal . Este un organ parapineal situat în foramenul parietal. În plus, au un organ pineal intracranian (ca toate celelalte reptile moderne, cu excepția crocodililor ) [19] [20] .
Reprezentanții a aproximativ 60% din genurile de șopârle moderne au un ochi parietal [75] . La speciile de latitudini temperate apare mai frecvent decât la cele tropicale [300] [11] , ceea ce este asociat cu participarea sa la termoreglare [60] . În plus, prezența sa este mai tipică pentru șopârlele diurne decât pentru cele nocturne [144] . Cel mai adesea, gradul de dezvoltare a acestuia este aproximativ același în cadrul genurilor și chiar al familiilor [147] [11] , deși uneori se observă o puternică variabilitate intraspecifică [2] . Apariția acestui organ la șopârle este următoarea [147] [93] :
infraordin | familii în care majoritatea membrilor au un ochi parietal | familiile în care majoritatea reprezentanţilor nu au ochi parietal |
---|---|---|
gecoși | — | geckos , scalefoot |
Dibamia | — | șopârle asemănătoare viermilor (absente la reprezentanții ambelor genuri ale infraordinului) |
Fusiform | toate familiile: șopârle fără picioare , cozi fuse , xenozauri [147] , shinizauri [301] | — |
iguanele | iguane , agame , cameleoni | — |
Skinks | șopârle de noapte , șopârle adevărate , coada de centură , scinci | teiide [147] [11] , imnoftalmide [302] |
șopârle monitor | șopârle monitor , † mozazauri [179] | gilatooths și lantanide |
La păsări, organul pineal este de obicei bine dezvoltat, dar nu are o structură asemănătoare ochiului și, în plus, este ascuns sub oasele craniului [60] [144] [286] . Cu toate acestea, la unele specii își păstrează fotosensibilitatea, care se manifestă prin faptul că intensitatea sintezei melatoninei în ea depinde de iluminare. Organul pineal al păsărilor are, de asemenea, o activitate ciclică endogenă, adică servește ca un ceas biologic . Împărtășește această funcție cu retina și nucleul suprachiasmatic , dar cel puțin la passerine este principalul motor al ritmurilor circadiene [144] .
Nu există organ parapineal la păsările moderne în stare adultă (dispare la sfârșitul perioadei embrionare [30] [19] [303] . Dar la unele păsări s-a găsit o structură care este interpretată ca acest organ [8]. ] sau chiar ca vestigiu al ochiului parietal [304] La budgerigar , arată ca o veziculă legată de epifiză, iar la lebădă chiar se desparte de aceasta [304] .Organul parapineal a fost găsit și la unele păsări fosile. : Archaeopteryx ( Jurasic superior , acum aproximativ 150 de milioane de ani) și o pasăre fără nume din Melovatka ( Cretacicul superior , acum 95-93 milioane de ani).În ele, prezența acestuia se poate observa din urma de pe craniu (în cazul unui pasăre din Melovatka, pe endocran ).În acesta din urmă, este destul de mare și autorii descrierii ei o numesc al treilea ochi [305] .
Majoritatea mamiferelor au un organ pineal , dar, ca și păsările, nu are un aspect asemănător ochilor. Adesea, deși nu întotdeauna [10] , este localizată adânc în creier. Nu există nicio deschidere corespunzătoare în craniu și nici o fereastră în piele. Cavitatea acestui organ dispare la animalele adulte (singura excepție cunoscută este organul pineal al opossumului virginian [306] ). De obicei, pinealocitele lor nu sintetizează opsine în cantități semnificative și nu au segmente exterioare, structuri care asigură fotosensibilitate [125] [31] . Dar a fost găsit la mamifere nou-născute ale unor specii [3] [121] .
Nu există organ parapineal la niciunul dintre mamifere (o structură probabil omoloagă a fost găsită doar la embrionii unor specii) [10] [304] .
Dicționare și enciclopedii |
|
---|