Forntida djuphavsvarelser som kallas radiodonter hade en otrolig syn som troligen drev en evolutionär kapprustning enligt ny forskning som publicerades idag.

Den internationella studien, ledd av professor John Paterson från University of New Englands Palaeoscience Research Center, i samarbete med University of Adelaide, South Australian Museum och The Natural History Museum (UK), fann att radiodonter utvecklade sofistikerade ögon för över 500 miljoner år sedan, med några anpassade till det svaga ljuset på djupt vatten.

"Vår studie ger viktig ny information om utvecklingen av de tidigaste marina djurens ekosystem, " sa professor Paterson. "I synnerhet, det stöder tanken att vision spelade en avgörande roll under den kambriska explosionen, en avgörande fas i historien när de flesta stora djurgrupper först dök upp under en snabb evolution för över en halv miljard år sedan."

Radiodonts, betyder "strålande tänder", är en grupp leddjur som dominerade haven för cirka 500 miljoner år sedan. De många arterna delar en liknande kroppslayout bestående av ett huvud med ett par stora, segmenterade bilagor för att fånga byten, en cirkulär mun med tandade tänder, och en bläckfiskliknande kropp. Det verkar nu troligt att en del bodde på djup ner till 1000 meter och hade utvecklats stora, komplexa ögon för att kompensera för bristen på ljus i denna extrema miljö.

"När komplexa visuella system uppstod, djur kunde bättre känna sin omgivning, " Professor Paterson förklarade. "Det kan ha underblåst en evolutionär kapprustning mellan rovdjur och bytesdjur. När väl etablerat, vision blev en drivkraft i evolutionen och hjälpte till att forma den biologiska mångfalden och ekologiska interaktioner vi ser idag."

Några av de första radiodontfossilerna som upptäcktes för över ett sekel sedan var isolerade kroppsdelar, och initiala försök till rekonstruktioner resulterade i "Frankensteins monster".

Men under de senaste decennierna har många nya upptäckter – inklusive hela radiodontkroppar – gett en tydligare bild av deras anatomi, mångfald och möjliga livsstilar.

Medförfattare, Docent Diego García-Bellido från University of Adelaide och South Australian Museum, sa att den rika skattkammaren av fossiler vid Emu Bay Shale på södra Australiens Kangaroo Island i synnerhet har bidragit till att bygga en tydligare bild av jordens tidigaste djur.

"Emu Bay Shale är den enda platsen i världen som bevarar ögon med linser av kambriska radiodonts. De mer än trettio exemplar av ögon vi nu har, har kastat nytt ljus över ekologin, beteende och utveckling av dessa, de största djuren som levde för en halv miljard år sedan, " sa A/Prof García-Bellido.

Under 2011, teamet publicerade två artiklar i tidskriften Natur på fossilsammansatta ögon från den 513 miljoner år gamla Emu Bay Shale på Kangaroo Island.

Den första uppsatsen om detta ämne dokumenterade isolerade ögonprover på upp till en centimeter i diameter, men teamet kunde inte tilldela dem till en känd artropodart. Den andra tidningen rapporterade om Anomalocaris stalkade ögon, ett topprovdjur upp till en meter långt, i detalj.

"Vår nya studie identifierar ägaren till ögonen från vår första 2011 uppsats:'Anomalocaris' briggsi — som representerar ett nytt släkte som ännu inte har fått ett formellt namn, " sa Prof. Paterson.

"Vi upptäckte mycket större exemplar av dessa ögon på upp till fyra centimeter i diameter som har en distinkt "akut zon", som är ett område med förstorade linser i mitten av ögats yta som förbättrar ljusfångning och upplösning."

De stora linserna på 'Anomalocaris' briggsi tyder på att den kunde se i mycket svagt ljus på djupet, liknar amfipod kräftdjur, en typ av räkliknande varelse som finns idag. De rynkiga ryggarna på dess bihang filtrerade plankton som den upptäckte genom att titta uppåt.

Dr Greg Edgecombe, forskare vid Naturhistoriska museet, London och medförfattare till studien, tillade att de södra australiensiska radiodonterna visar att de olika utfodringsstrategierna som tidigare indikerats av bilagorna - antingen för att fånga eller filtrera byten - är parallella med skillnader i ögonen.

"Rovdjuret har ögonen fästa vid huvudet på stjälkar men filtermataren har dem på ytan av huvudet. Ju mer vi lär oss om dessa djur, desto mer varierande blir deras kroppsplan och ekologi, " sa Dr Edgecombe.

"De nya proverna visar också hur ögonen förändrades när djuret växte. Linserna bildades vid ögonkanten, växer sig större och ökar i antal i stora exemplar – precis som hos många levande leddjur. Det sätt på vilket sammansatta ögon växer har varit konsekvent i mer än 500 miljoner år."