Dr Brigitte Schoenemann (University of Cologne) och hennes kollegor Helje Pärnaste (Tallinn, Estland), och Euan Clarkson (Edinburgh, Skottland) har lyckats reda ut strukturen och funktionen hos det äldsta kända sammansatta ögat. Forskarna använde en exceptionellt välbevarad fossil trilobit (Schmidtiellus reetae), som är över en halv miljard år gammal, som visar cellstrukturen hos ett sammansatt öga. Det visar inte bara hur detta öga var konstruerat, men också dess funktion, dess prestanda, och hur det skiljer sig från samtida sammansatta ögon. Resultaten visar att moderna sammansatta ögon fungerar på ett slående sätt som de för en halv miljard år sedan. De är mycket konservativa i sin struktur – och det är ganska framgångsrikt. "Principen för det moderna sammansatta ögat går med största sannolikhet tillbaka till före tiden för våra första fossila rekord. En halv miljard år sedan, det var i ett tidigt skede av sin utveckling, och med vårt arbete har vi lyckats avslöja de första synliga stegen i denna extremt framgångsrika visuella princip, säger Schoenemann.

Ögat tillhör en trilobit som finns i Estland, en utdöd antropod som levde i paleozoikens hav. Fynden från detta geologiska lager har lyft fram de allra första fossilerna av komplexa djur. Trilobitens högra öga är något skavt, ger en inblick i dess inre. Det är ett typiskt sammansatt öga som består av cirka 100 subenheter placerade relativt långt ifrån varandra jämfört med moderna former. Författarna kunde visa att var och en av dessa subenheter (ommatidia) består av cirka åtta sensoriska celler – precis som moderna sammansatta ögon – grupperade runt en central rabdom, en ljusledande receptiv struktur. Den senare innehåller de visuella pigmenten och förmedlar ljusstyrkan i den omgivande miljön till djurets centrala nervsystem. "Dock, i motsats till binas moderna sammansatta ögon, trollsländor, och många krabbor, detta mycket gamla sammansatta öga har ingen lins, " Schoenemann förklarar. "Detta beror troligen på det faktum att dessa ganska mjuka skaldjur saknade det nödvändiga lagret i sitt skal som ansvarar för linsbildning."

De fysiska egenskaperna hos den centrala rabdomen säkerställer att varje element i det sammansatta ögat har ett begränsat synfält och att djurets helhetsintryck redan har den mosaikliknande karaktären av ett modernt sammansatt öga. Precisionen hos ett sådant öga kan bestämmas av antalet element – ​​precis som antalet pixlar bestämmer precisionen hos en datorgrafik. "Med cirka 100" pixlar, "prestandan för detta öga som går tillbaka mer än en halv miljard år är verkligen inte enastående. Men det var tillräckligt för att förse trilobiten med information om rörelse i dess synfält, till exempel närmar sig rovdjur. Den kunde grovt urskilja fördelningen av ljus i sin omgivning eller undvika hinder i sin väg, säger Schoenemann.

Biologen och hennes team kunde också visa att bara några miljoner år efter Schmidtiellus, nya och förbättrade sammansatta ögon med högre upplösning utvecklade i en annan trilobit från Östersjöområdet:Holmia kjerulfi. Prestandan för denna arts ögon var till och med nära den hos moderna trollsländor. En fysisk analys av de sammansatta ögonen hos båda trilobiter visade att organismen bebodde ljusa vatten, mest sannolikt kusthylla regioner i ett paleozoiskt hav.