A parietális szem ( harmadik szem , páratlan szem ) néhány állkapocs nélküli , hal , kétéltű és hüllők páratlan fényérzékeny szerve . Érzékeli a fény intenzitását (de nem tud képet készíteni), és úgy működik, mint egy belső elválasztású mirigy , részt vesz számos napi és szezonális ritmus szabályozásában, és esetleg a hőszabályozásban [2] [3] [4] [5] . Egyes kétéltűeknek és hüllőknek szükségük van rá a normál térbeli tájékozódáshoz, ami azzal magyarázható, hogy képes meghatározni a napfény irányát, az égbolt fény polarizációját [6] [7] [8] vagy a Föld mágneses erővonalait. mező [9] . Funkciói sok szempontból még mindig tisztázatlanok [2] .
A páratlan szem mindig sokkal kisebb, mint a páros szem, és bőr borítja (de általában átlátszóbb felette, mint más helyeken). Gyakran a koponya egy speciális nyílásában található . Van egy retinája , egy idege és egy lencseanalógja , de hiányzik az írisz , a szemhéjak és a szemmotoros izmok [10] [11] . A modern gerincesekben sokkal ritkább , mint az ókori (főleg paleozoikum ) [12] , és gyakran csökken az életkorral [13] [14] [15] .
Különböző állatok harmadik szeme különböző kezdetekből fejlődik ki. Szemszerű megjelenést kölcsönözhet két szerv, amelyek a nyúlvány tetejének szomszédos kinövéseiből fejlődnek ki, és a pineális komplexum néven egyesülnek :
E struktúrák szemszerűségének mértéke nagyon széles tartományban változik, és a "parietális szem" fogalmának hatóköre a különböző szerzők között nagyon eltérő. A legszűkebb értelemben ez az elnevezés csak a hüllők jól fejlett parapineális szervére vonatkozik [18] [19] , tágabb értelemben pedig egyes kétéltűek tobozmirigy-komplexumának fényérzékeny szerveire is [20] [ 21] , hal [22] és pofátlan [23] [24] .
A modern állatok közül ezek a szervek a leginkább szemszerűek [12] :
A többi modern gerincesben mindkét szerv nem szemszerű, hanem gyakran nagymértékben csökkent , és nem nevezik szemnek. Emlősökben és madarakban tehát a tobozmirigy a koponya alatt és gyakran az agy mélyén rejtőzik, míg a parapineális szerv teljesen eltűnt. Egyes állatok mindkettőt elvesztették [15] [27] .
Sok kifejezést használnak a diencephalon szemszerű származékaira, amelyek gyakran eltérő jelentéssel bírnak a különböző szerzők számára [28] [21] .
A pineális és a parapineális szerv alkotja a tobozmirigy komplexet [29] [30] , más néven epifízis komplexet [20] . Néha ennek a komplexnek mindkét szervét pineálisnak nevezik [31] . A szűk értelemben vett tobozmirigy szervet ( lat. organum pineale [12] ) epiphysisként ( lat. epiphysis cerebri ) [12] [32] [33] [34] [35] néven ismerjük , de néha ezt a nevet kiterjesztik a teljes tobozmirigy komplex [19] . A parapineális szervet ( lat. organum (corpus) parapineale [12] ) néha paraphysisnek ( lat. paraphysis ) is nevezik [36] [22] [37] , de általában ez a név az agy egy másik kinövését jelenti (soha nincs szemem). -szerű megjelenés) [38 ] [39] [12] . Ezen kívül parietális (parietális) szervként [35] [32] [30] ( lat. organum (corpus) parietale ) [12] néven ismert , mert hüllőkben általában a falcsontok között helyezkedik el [40] , de néha mindkét szervet parietálisan elnevezi [39] [41] . A régi művekben (XIX. - XX. század eleje) sok más néven is szerepelnek [28] .
Ha a tobozmirigy vagy a parapineális szerv többé-kevésbé okuláris megjelenésű, akkor azt „ tobozmirigy szemnek ” [42] [43] vagy „ parapineális szemnek ” [27] nevezik, de néha bármelyiket tobozszemnek [36] is nevezik . Ezen kívül mindkettőt harmadik szemnek vagy páratlan szemnek [12] [24] [44] , valamint „középszemnek” [45] és „epifizeális szemnek” [15] [46] [36] ismerik . Ha ezek a szervek nem szemszerűek, akkor mirigyeknek [32] ( lat. glandula pinealis, glandula parapinealis ) nevezzük.
A " parietal eye " kifejezés tágabb értelemben a tobozmirigy komplex bármely többé-kevésbé szemszerű szervére vonatkozik [ 20] [48] [ 22 ]. [24] , a keskenyben pedig csak a legfejlettebbeknek: a hüllők parapinealis szemének [19] és (néha) a lámpások, halak homológ szervének [33] [32] [23] [25] [35 ] ] és anuránok [20] [21] .
Más elképzelések szerint az anuránok harmadik szeme nem parapineális szerv, hanem a tobozmirigy egy része [16] . A fej előtt található. Ebben a tekintetben gyakran " elülső szemnek " (" frontális szem ", " elülső szerv ") [49] [33] [50] nevezik .
A hüllők parietális (parapinealis) szemét időnként „ Leydig - szervnek ” vagy „Leydig-szervnek” nevezik [51] [46] [52] , bár a különféle állatok számos más szervének is ugyanaz a neve. A "parietális szem" [53] [54] , "frontális szem" [55] , "elülső szem" [56] , "medián szem" [55] , "páratlan szem" [56] , " harmadik szem " elnevezések is nem csak ezekre a szervekre vonatkoznak: különösen az ízeltlábúak egyszerű szemére használják őket .
A tobozmirigy komplex, valamint a társszemek retináinak embriogenezisét az ideglemez stádiumából követték nyomon , és megállapították, hogy a szomszédos területekről fejlődnek ki [3] . A tobozmirigy és a parapineális szerv rudimentumai az agy harmadik kamrájának tetőjének kiemelkedései , amely része az epithalamusnak – a diencephalon egyik szerkezetének . Így ezeknek a rudimenteknek az ürege először a harmadik kamrával kommunikál, és megtelik agy- gerincvelői folyadékkal [57] . Sok fajhoz tartozó felnőtt állatoknál (különösen a magasabb gerinceseknél) ez a kommunikáció, és néha maga az üreg is megszakad [58] [20] [59] .
A tobozmirigy komplex a gerincesek egyik legváltozatosabb agyi struktúrája [60] : szerkezete nagymértékben különbözik a különböző csoportokban. Ha a parapineális szerv felbukkan, akkor annak anlage a tobozmirigy előtt és balra helyezkedik el [61] (de bizonyíték van arra, hogy egyes hüllőkben egy közös kiemelkedésből fejlődnek ki [26] [62] [16] ). Kifejlett hüllőknél a parapineális szerv a tobozmirigy felett, míg a lámpásoknál és a teleosztáknál ez alatt helyezkedik el [59] .
A tobozmirigy komplex aszimmetriája nemcsak morfológiájában, hanem az idegsejtek szerveződésében , a neurokémiában és az agy más részeivel való kapcsolatában is nyilvánvaló. A parapineális (elülső és bal) szervből az idegrostok a póráz (nagy szerkezet az epithalamusban) [16] , a tobozmirigyből (hátsó és jobb) pedig jobbra ( vagy egyik sem). Ez arra utal, hogy a gerinces ősöknél a tobozmirigy komplex szervei szimmetrikus párt alkottak [63] [32] [15] [27] [31] .
A legtöbb gerincesnél a póráz is aszimmetrikus, és aszimmetriája leggyakrabban a pineális komplex aszimmetriájának felel meg (ha van ilyen) [63] [16] [64] . Sok állkapocs nélküli ( ciklostomás és csonthéjas [65] [66] ) és a legtöbb csontos halnál a póráz jobb oldala fejlettebb, míg porcos halaknál , koelakantoknál , kétéltűeknél és hüllőknél a bal oldal [16] [ 67] jobban fejlett . Egyes állatoknál aszimmetrikus fejlődése a parapineális szerv hatásának eredménye [64] [68] [69] .
A pineális komplex mellett elhelyezkedő két agyi kinövés, a paraphysis ( lat. paraphysis ) és a háti zsák ( saccus dorsalis ) soha nem fejlődik szemszerű megjelenésűvé, de korábban időnként a tobozmirigy komplexbe is bekerültek [ 70] , és gyakran [22 ] [37] és összetévesztik a testével [57] [38] [39] .
A tobozmirigy komplex az alsó gerincesek fő fényérzékeny szerkezete a páros szemek után. Rajta és a páros szemeken kívül speciális fotoreceptor sejtek csak az agy egyes területein, a kamrák közelében léteznek (bár más szervek sejtjei, köztük a bőr is érzékenyek lehetnek a fényre ) [31] [29] .
Egyes állatoknál a tobozmirigy-komplexum egy jól elkülönített, lekerekített hólyag formájában jelenik meg, amely nyilvánvalóan alkalmazkodik a fényérzékeny funkcióhoz [2] – a páratlan szemhez. A szár, amely a fejlődés korai szakaszában összeköti az agyvel, megmarad (a lámpásoknál [73] [74] és néhány gyíknál [75] ) vagy eltűnhet ( anuránoknál , a legtöbb gyíknál és tuataránál [76] ). Ezt követően ebből a szemből egy ideg sarjad ki , amely újra összeköti az agyvel [39] [77] [18] (az életkorral gyakran eltűnik [78] [79] [80] ).
Hüllőknél a parapineális szerv szemszerű megjelenést kölcsönöz, a lámpásoknál pedig a toboz- és a parapineális szervet egyaránt. A farkatlan kétéltűeknél a páratlan szem egy hólyagból fejlődik ki, amely valószínűleg [16] a tobozmirigy szerv rudimentumának hátsó oldalán található [19] (más források szerint az elülső részén [78] ). Ez (valamint idegkapcsolatainak jellege) azt jelzi, hogy nem homológ a parapineális szervvel [16] [19] . Általában a tobozmirigy szerv részének tekintik [25] [16] [19] [18] [81] [32] , néha parapineális szervként [21] [20] [26] .
Sok közös vonás van a páros és nem páros szemek ontogenezisének kezdeti szakaszai között. A varangyokkal végzett kísérletek azt mutatták, hogy a tobozmirigy szervének rudimentuma bizonyos körülmények között a páros szemekkel majdnem azonos szemmé fejlődhet. Ezt akkor figyelték meg, amikor egy korábbi korú ebihalak ebihalába ültették át , valamint amikor eltávolították a páros szemüket [44] . De általában a páros és párosítatlan szemek szerkezete nagyon eltérő.
A páratlan szem fejlődése során a páros szemtől eltérően elülső fala nem nyúlik ki befelé és nem fordul át a retinába. Ehelyett átlátszó marad, és egyes hüllőkben [79] még bikonvex is lesz. Gyakran nevezik lencsének [12] [27] [82] . Így a párosítatlan szem lencséje az idegi ektodermából [15] és nem a bőrből jön létre, ezért nem homológ a páros szem lencséjével [83] . Belső oldalának sejtjei csillókot viselnek, ami a neurális cső falából való eredet bizonyítéka [84] [85] [15] . Ez a lencse nemcsak bikonvex vagy laposan domború, hanem konvex-konkáv, sőt bikonkáv is lehet [79] . A páratlan szem nem képes akkomodációra [86] .
A párosítatlan szem retinája a rudimentjének hátsó falából alakul ki, nem pedig az elülsőből. Ennek következtében mindig [15] [23] nem fordított. A gerincesek páros szemében a retina mindig fordított (a fényérzékeny sejtek hátoldalán helyezkednek el, fotoreceptor szegmenseik is hátrafelé irányulnak, és így a hozzájuk vezető úton több további sejtrétegen is áthalad a fény). A társszem rudimentumának hátsó fala csak a retinájának hátsó rétegét – a pigmenthámot – adja . A párosítatlan szem retinája homológ vele [87] .
A modern állatok közül egyes gyíkok és tuatarák rendelkeznek a legjobban fejlett harmadik szemmel. A farkatlan kétéltűeknél sokkal egyszerűbb a felépítése [88] [89] : felső fala átlátszó, de nem válik lencseszerűvé, a retina pedig erősen gumós, és térfogatának nagy részét elfoglalja [49] . Mindkét páratlan lámpaláz hasonló szerkezetű. Ezeknek az állatoknak fejlettebb tobozmirigy szervük van. Az lejjebb (az agyhoz közel) és kissé balra fekvő parapinealis kisebb méretben és egyszerűbb felépítésében különbözik tőle: felső fala kevésbé különbözik az alsótól [63] [13] [33] [90] , és a benne lévő fényérzékeny és ganglionsejtek ritkábbak [23] [16] [41] .
Ha a parietális szem gyengén fejlett, falai (valamint a nem szemszerű tobozmirigy szerv falai) nem differenciálódnak lencsévé és retinává. Ilyen a megjelenése például számos kaméleonnál , agamánál és skinknél . Ezenkívül megtartanak egy szárat, amely összeköti a tobozmirigy szervével [91] [92] [93] [75] .
A lámpások, kétéltűek és hüllők páratlan szeme általában kerek vagy lapított, egyes gyíkoknál pedig függőlegesen megnyúlt [79] . A modern halak tobozmirigye csőszerű vagy zsákszerű alakú, és kevésbé szemszerű [94] [95] . Mindazonáltal azokban a halakban, amelyekben a fényérzékenységhez való alkalmazkodása kifejezett, parietális, medián vagy harmadik szemnek is nevezik [44] [22] [15] [24] [96] . A Labeo nemzetséghez tartozó ciprusokban része külön hólyagot képez, amely a koponyában egy speciális lyukban fekszik a bőr átlátszó része alatt, és így hasonlít a gyíkok parietális szemére [38] .
A modern állcsont nélküli, kétéltűek és hüllők páratlan szemének mérete néhány tized milliméter. Egy 1,8 méteres óriási monitorgyíknál az optikai tengely mentén 0,4 mm a hossza ; ugyanakkora a mérete a 60 cm-es tuatarában [97] [80] . A zöld leguán parietális szemének átmérője 0,5-0,8 mm [98] . Más modern hüllőknél még kevesebb [80] . A farkatlan kétéltűeknél mérete általában a 0,10-0,15 mm tartományba esik [99] . A lámpásoknál a tobozszem átmérője 0,4-0,5 mm, míg a parapinealis szemé 1,5-2-szer kisebb [13] [100] [23] .
Számos kihalt állat parietális szeme, a parietális nyílás méretéből ítélve, sokszorosa volt [101] [102] . Ez okot ad annak bonyolultabb szerkezetének feltételezésére, de ennek nincsenek egyértelmű jelei a kövületekben [80] . Másrészt létezik egy olyan változat, amely szerint az ichthyosaurusok és plesiosaurusok parietális nyílásainak falán lévő egyenetlenségek szemmozgásos izmok nyomai lehetnek [103] , amelyek a modern állatok páratlan szemében hiányoznak [104] [79] [11 ] ] .
Általában a parietális szem jobban fejlett fiatal állatoknál; az életkorral kisebb-nagyobb mértékben sorvad . Felnőtteknél gyakran az idege is eltűnik [26] [79] [80] , és esetenként a megfelelő nyílás a koponyában (ezt ismerik egyes gyíkok [80] [105] [92] , kövületi szinapszidák [106] ill . ostracoderms [107 ] ] ). A lámpások [13] , a kétéltűek [108] és a hüllők [15] [93] páratlan szemei , valamint a halak [109] [14] kevésbé szemszerű parapineális szerve általában az életkorral lebomlik .
A párosítatlan szem retinája a tobozmirigy komplex nem szemszerű szerveiben található háromféle sejtből áll: pinealocitákból, ganglion neuronokból és [] 111 ] [ 87] [112] [94 ] [95] .
A pinealocitákban fotorecepció, melatonin szintézis és endogén napi ritmusának fenntartása megy végbe [3] . Felépítésükben, működésükben és eredetükben nagyon hasonlóak a páros szemek fényérzékeny sejtjeihez - pálcikákhoz és kúpokhoz [113] [87] [3] . Ezeknek a sejttípusoknak a jelei keverednek bennük [114] [31] ( a társszemek fotoreceptorai egyértelműen pálcikákra és kúpokra oszlanak minden állkapocs állatban [115] ). Szerkezetüket tekintve a pinealociták közelebb állnak a kúpokhoz, érzékenységük, alkalmazkodási időjük és időbeli felbontásuk tekintetében pedig a pálcákhoz [116] . Morfológia és spektrális érzékenység szerint különböző típusokra oszthatók [41] . Így a kétéltűek páratlan szemében, valamint a párosított szemekben kettős fotoreceptorok jelenlétére utaló jelek vannak az egyszeresekkel együtt [117] .
A tobozmirigy-komplexumnak a koponya alatt elhelyezkedő szerveiben a pálcikaszerű pinealociták (az éjszakai látásra jellemző fényérzékelési mechanizmussal ), az extracranialis páratlan szemekben a kúpszerűek [31] .
Alacsonyabb gerincesekben a pinealociták sokkal jobban hasonlítanak a többi szem fotoreceptorához, mint a magasabbaknál. A többi szem kúpjához és rúdjához hasonlóan a pinealocitáknak van egy belső és külső szegmense, amelyet egyfajta mozdulatlan csilló köt össze . A normál csillóktól eltérően (beleértve a többi retinasejtek csillóit és a parietális szemlencsét [85] ), hiányoznak a központi mikrotubulusok [118] . Néha két ilyen csilló található egy sejtben, de gyakrabban egy [31] . A pinealocyta külső szegmensébe folytatódik, amelyet a sejtmembrán redőiből kialakított, hozzá kapcsolódó korongok alkotnak. Ezeken a lemezeken történik a fényvétel. Folyamatosan megújulnak, a kidobottakat speciális sejtek (néha maguk a pinealociták belső szegmensei) fagocitizálják [110] [119] . Ennek ellenére a kétéltűeknél és a lámpásoknál (de nem a gyíkoknál) a páratlan szem üregét sok eldobott korong tömíti el [120] . A pinealocyta külső szegmensének hossza eléri a 10-20 μm-t, a benne lévő korongok száma pedig több száz, esetenként több ezer [114] . Emlősökben és madarakban ez a szegmens általában nagymértékben lecsökken [31] .
A többi szem fotoreceptoraihoz hasonlóan a pinealociták különféle opszinok , különösen a rodopszin [6] [31] [121] segítségével érzékelik a fényt, és A-vitamint [89] igényelnek . Páratlan szemekben olyan opszinokat találtak, amelyek nem találhatók meg páros szemekben; néhányuk e fehérjék külön családjába tartozik [6] [122] [123] [124] [113] .
A pinealocitákat szinapszisok kötik össze ganglion neuronokkal , amelyek axonjai az agyba tartó ideget alkotják [125] . Ily módon a párosítatlan szemek retinája eltér a páros szemek retinájától, ahol (a legtöbb gerincesben) a fotoreceptorok nem közvetlenül, hanem egy sor köztes sejteken ( bipoláris , horizontális és amakrin neuronokon) keresztül kapcsolódnak a ganglion neuronokhoz [34 ]. ] [126] [127] . Minden ganglionsejthez több pinealocita kapcsolódik, ezért a parietális szem idegében sokkal kevesebb rost található, mint amennyi fotoreceptor a retinájában [114] . Lámhákban [41] , halakban és emlősökben [128] [129] a tobozmirigy szervének idege maguknak a pinealocitáknak axonjait is tartalmazza.
A pinealocitákon és a ganglion neuronokon kívül a parietális szem retinájában a fotoreceptorok között szétszórtan támasztó sejtek találhatók. Ezek a sejtek általában sötét pigmentet (feltehetően melanint ) tartalmaznak [114] . A gyíkokban sok van ebből a pigmentből [79] [130] , és szemcséi fel-le mozoghatnak, és így biztosítják, hogy a szem alkalmazkodjon a megvilágítás változásaihoz [114] (mint sok gerinces páros szemében [117] ). A békáknak kevesebb [88] , míg a lámpalázaknak legtöbbször egyáltalán nincs [131] [132] . De ezekben a sejtekben fényes mikrokristályok vannak (valószínűleg guanin ), amelyek a lámpaláz páratlan szemének ezüstös-fehér színt adnak [23] [63] [13] [133] . Hasonló kristályok ezüstös fényt adnak a gyíkok parietális szemének, de bennük a kívülről körülvevő sejtekben találhatók. Ennek a világos pigmentnek a mennyisége a gyíkokban [134] [87] , valamint a sötét pigment mennyisége a lámpalázban [131] fajon belül nagyon eltérő lehet.
A kétéltűek és hüllők páratlan szemének idege általában nehezen látható (és gyakran eltűnik az életkorral [78] [26] [79] [80] ), és sok régi műben [33] azt írják, hogy hiányzik [ 135] [27] [130] . Például a sivatagi leguánoknál ez az ideg csak 15-25 µm vastag ( 200-600 rosttal ) [136] . Más vizsgált gyíkoknál általában szintén több száz, a békáknál pedig több tucat rostból áll [137] [8] . Ebben az idegben az axonok maximális száma körülbelül 3000 [128] . A gyíkoknál és a lámpásoknál néha több szálra oszlik [79] [97] [137] . Rostjainak nagy része nem myelinizálódott [128] [138] [88] (csak az akromatikus választ adó sejtek folyamatai myelinizálódnak (lásd alább) [8] [139] ). A lámpásoknál és a kétéltűeknél számos okból kifolyólag néha nem idegnek, hanem traktusnak nevezik [140] [88] [139] . Felépítésében azonban jobban hasonlít a perifériás idegekhez, mint a központi idegrendszer pályáihoz [8] [137] .
A lámpalázban az egyetlen modern állat, amelyben a tobozmirigy-komplexum mindkét szerve viszonylag szemszerű - az agy különböző területeit beidegzik . A parapineális szervből a rostok ( a pórázokpóráz bal oldalához , a telencephalon palliumához , a preopercularis mezőhöz és a középagyban és az elülső részben lévő magokba mennek. a diencephalon [19] . A tobozmirigy szerv beidegzi a középagyban és a dicephalonban található egyéb területeket – idege póráz [ 31] [15] [32] [63] [73] , látótectumhoz , középagyi tegmentumhoz , az oculomotoros ideg reticularis képződése és magja [19] . Más vizsgálatokban azonban a póráz páratlan szemek általi beidegzését nem figyelték meg a lámpásoknál [41] .
Porcos és csontos halakban a tobozmirigyből származó idegrostok a középagy és a középagy számos területére [19] , különösen a hátsó commissura, a hátsó magok, a preoperkuláris mező, a periventrikuláris szürkeállományba , a középagy tegmentumába és egyes fajok a preoptikus zónába[119] [29] és az optikai tectumba [129] .
Kétéltűeknél és hüllőknél a páratlan szem idege a tobozmirigy komplex intrakraniális részéhez megy, és beolvad a tobozmirigy-traktusba, összekötve azt a diencephalonnal. Ebben a traktusban a rostoknak csak néhány százalékát teszik ki [8] [29] [137] , és ennek a szemnek a sejtjeinek axonjai tovább mennek. A kétéltűeknél és hüllőknél szignifikánsan eltérnek azok az agyterületek, ahol ezek véget érnek [64] [16] , de mindkettőben megközelítőleg egybeesnek az intracranialis tobozmirigy szerv által beidegzett területekkel [128] [29] . Azoknál az állatoknál, amelyeknek nincs páratlan szemük – emlősökben és madarakban – szinte egyáltalán nem jutnak rostok az agyba a tobozmirigyből [29] [16] [19] .
Kétéltűeknél és hüllőknél a páratlan szem axonjai a hátsó commissura [58] [26] (más források szerint azon túl [64] ) áthaladnak , majd oldalra és lefelé [125] térnek el, és különböző irányba mennek. a köztes , középső és néha a telencephalon szerkezetei . A gyíkoknál ezeknek a rostoknak a többsége beidegzi a pórázt (az epithalamus része ). Ez a beidegzés, akárcsak maga a póráz, az erős aszimmetriájáról nevezetes a különböző osztályokba tartozó gerinceseknél. A hüllők parietális szeme általában ennek a szerkezetnek a bal feléhez kapcsolódik [16] [31] [64] [138] [29] . Egyes gyíkoknál a jobb felével [15] [62] [33] való kapcsolatára vonatkozó adatok valószínűleg tévesek [138] [64] , és valószínűleg annak a ténynek köszönhető, hogy ez az ideg azután nő ki a szemből, hogy a szemből rügyezett. az agy és nem az elsődleges kapcsolatukkal függ össze [141] . A farkatlan kétéltűeknél a páratlan szem rostjai egyes adatok szerint többek között a póráz [19] bal felébe is (ami a hüllőkhöz hasonlóan nagyobb, mint a jobb oldali [16] [16] [ 142] ), mások szerint pedig szimmetrikusan eltérnek az agy más területeire [16] [64] .
Az anuránok páratlan szemének idegrostjainak nagy része az agyba jutás előtt véget ér (az intracranialis tobozmirigyben és még korábban) [88] [64] . A többi az amygdalába , a preoperkuláris mezőbe és a periventrikuláris szürkeállományba kerül [64] [29] [142] . A gyíkok parietális szemének sejtjeinek axonjai a pórázon kívül a preopercularis mezőbe, a thalamus dorsolaterális magjába , valamint a hypothalamus és a telencephalon preoptikus zónáiba irányulnak [19] [29] [82]. .
A pinealis komplex szerveinek idegrostjainak végződési helyek meghatározása nehéz feladat, és sok minden még tisztázatlan [125] [14] [29] . Bizonyíték van arra, hogy a gyíkok parietális szeme nem beidegzi az agy vizuális területeit [6] [143] . Ennek ellenére rostjainak végződései (mint a lámpásoknál [41] ) részben átfedik a páros szemek látóidegeinek végződéseit [29] [19] [128] . Különösen a páros és nem párosított szemekből származó axonok a preoperkuláris mezőben végződnek, és feltételezhető, hogy fontos szerepet játszik a belőlük érkező információk feldolgozásában [4] .
Efferens beidegzésAzoknál az állatoknál, amelyekben a tobozmirigy-komplex szervei szemszerű megjelenésűvé fejlődnek, az agyból kevés vagy egyáltalán nem megy oda rost [129] [128] . De néhányban, köztük a lámpalázban, a halban [57] [119] , a kétéltűekben és a gyíkokban [128] [136] [19] [64] , ismertek. Ezeknek a szerveknek az efferens beidegzése csak emlősökben és madarakban fejlett, amelyekben nem szemszerűek. Náluk a tobozmirigy szervét a nyaki ganglion felső részéből[19] származó szimpatikus idegrostok beidegzik , ahová idegpályák jutnak (számos különböző struktúrán keresztül) a hypothalamus suprachiasmaticus magjából . A test napi ritmusának mozgatójaként ( biológiai óra ) szolgál, és szabályozza a melatonin szintézis ritmusát a tobozmirigyben. Madarakban ennek a sejtmagnak a cirkadián ritmus szabályozásában játszott szerepe kisebb, mint az emlősökben, és a tobozmirigy szerv beidegzése kevésbé fejlett [144] [3] [129] . A lámpalázban és a magzatvízben a tobozmirigy komplex efferens beidegzése szignifikánsan eltérő, ami arra utal, hogy bennük önállóan keletkezett [19] .
A harmadik szem mindig a bőr alatt fekszik, néha a koponya alatt, de sok állatnál a felette lévő bőr viszonylag átlátszó. A bőr ilyen áttetsző területe még azokban az állatokban is megtalálható, amelyekben a tobozmirigy-komplexum szerveinek szerkezete messze nem szemszerű - például egyes teknősökben és sok halban. Pineális ablaknak [146] vagy parietális foltnak [30] ( angolul pineal window, pineal (parietal) spot ) [38] [147] néven ismert . Kétéltűeknél Stieda foltnak vagy frontális foltnak is nevezik [50] ( ang . Stieda folt, homlokfolt [49] [8] ).
A halaknál a pigmentréteg a tobozmirigyben előfordulhat, de ez alatta, az agy és az agy között (például szardíniáknál ) [110] [146] . Egyes perciformes - makrélák (különösen a tonhal ), marlin és kardhal - szövetei, amelyek fényt vezetnek ehhez a szervhez, egy összetett szerkezetet alkotnak, amelyet tobozmirigynek neveznek. A homlokon jól látható tobozmirigy fenestrával kezdődik, amely alatt a frontális csontok között egy nyílás van, amelyet porcos szövet borít . Körülötte a csontok folyamatai egy mélyen haladó csövet alkotnak, amelyben a tobozmirigy szerv fekszik. A teljes tobozmirigy apparátus beágyazódik a zsírszövetbe [89] [148] . A kardhalnál függőlegesen felfelé, míg a tonhalnál és a vitorláshalnál a függőlegeshez képest 20°-45°-os szögben előre dől [146] [31] .
A gyíkok páratlan szeme egy nagy lépték alatt található, melynek központi része többé-kevésbé átlátszó és gyakran enyhén domború [93] . Egyes gyíkoknál (például monitorgyíkoknál) a tobozmirigy fenestra a fej felső részének legszembetűnőbb jellemzője. A tuatarában fiatal korban nem borítja pikkelyek, és jól látható is. Később a szomszédos pikkelyek költöznek át rajta, és felnőtt tuatarában a parietális szem helyzetét csak a gyengült bőrpigmentáció jelzi [149] [150] . Ám a bőrhátú teknősben , amelynek sem parietális szeme, sem fali nyílása nincs, egy jól markáns tobozmirigy fenestra egész életében megmarad [151] [152] .
A tuatarában a bőr és a parietális szem között egy átlátszó lencseszerű kötőszöveti struktúra található, amely a parietális foramen felső részét foglalja el [153] . Hasonló szerkezet található néhány harcsában [154] , valamint a lámpalázban (amelyben a bőr és a koponya között fekszik) [63] [13] . Az ilyen átlátszó szöveteket a parietális szem felett néha szaruhártya-nak nevezik [12] [6] [40] . Páratlan szemeknél nincs analógja az írisznek és a szemhéjnak [10] [11] , de egyes halaknál (például lazacos lazacnál [148] ) a fénynek a tobozmirigy szervéhez való hozzáférését a pigment összehúzódása és nyújtása szabályozza. cellák [15] [110] [155] .
A lámpaláz lárváinál a tobozmirigy ablaka szinte átlátszó, de az életkor előrehaladtával zavarossá válik, és felnőtteknél a beeső fény mintegy 5%-át engedi át [100] . Fiatal lazacban a fény körülbelül 10%-át, egy közönséges békánál körülbelül a felét, a zöld gyíknál pedig körülbelül a 20%-át engedi át [29] . A cápáknál a bőr átlátszósága ezen a helyen hétszer nagyobb lehet a szokásosnál [29] . Ha egy izzót helyezünk a citromcápa szájába , fénye jól látható kívülről a tobozmirigy ablakán [156] . A fiziológiai folyamatok befolyásolásához elegendő mennyiségű fény [8] azonban olyan állatok koponyáján is áthaladhat, amelyeknek nincs se tobozmirigy-ablaka, se lyuk a koponyáján [29] [57] [154] (beleértve néhány emlősöt [121]). [31 ] [157] [8] és madarak [125] [29] ).
Sok gerincesnél van egy speciális nyílás a koponyáján a páratlan szem számára, és a fosszilis fajok esetében ez az egyetlen információforrás róla. A modern állatok közül csak egyes halakban [24] [159] és hüllőkben található meg (az anuránokban csak szűk járat van az idegek és az erek számára [80] , a lámpásoknál pedig - vak mélyedés a porcban [13] ] ). Csontos halakban és tetrapodákban ez a nyílás a parietális vagy frontális csontok között lehet . Ettől függetlenül parietális nyílásnak [160] [161] [18] [162] vagy pineális nyílásnak [163] ( latin foramen parietale, foramen pineale , angolul parietális (frontális, pineális) foramen (nyílás, nyílás) nevezik. ).
A páratlan szem magában ebben a nyílásban feküdhet (a legtöbb hüllőnél ), a koponya felett ( anuránoknál és néhány halnál [22] ), vagy alatta (a lámpásoknál és egyes hüllőknél) [79] [80] [164] .
Magasabb gerinceseknél a parietális foramen rendszerint hátrafelé tolódik el az alacsonyabb gerincesek helyzetéhez képest, és ennek az eltolódásnak a tendenciája már a lebenyúszójú halak evolúciója során is észrevehető [163] . A halaknál az elülső csontok közötti elhelyezkedése jellemzőbb, a tetrapodáknál pedig a parietális [18] [165] [162] között . Egyes állatszerű hüllőknél (például a Deuterosaurusnál ) már a fej hátsó szélén volt [166] . A tobozmirigy nyílásának ezt a mozgását az evolúció során ( I. I. Shmalgauzen szerint ) az a tény magyarázza, hogy a diencephalon származékaival együtt a telencephalon növekedése miatt visszamozdult [18] .
Másrészt nagyon zavaró az a kérdés, hogy mely halcsontok homológok a tetrapodák parietális és frontális csontjaival [18] [165] [167] . Néha a lebenyúszójú halak tobozmirigynyílását körülvevő csontokat definíció szerint frontálisnak tekintik [168] , néha parietálisnak [165] , néha pedig helyzetüket a parietális csontok meghatározó jellemzőjének tekintik [163] .
A tobozmirigy nyílása a frontális és a falcsont találkozásánál is előfordul - például a legtöbb leguánszerű gyíknál , más, azonos infrarendű gyíkoknál pedig a farok és a frontálisok között is elhelyezkedhet, vagy hiányozhat . 169] [170] [171] [172] . Ilyen különbségek még ugyanazon faj különböző egyedei között is előfordulnak [17] .
Egyes állatoknál a parietális vagy homlokcsontok (eredetileg párosítva) összeolvadnak, és a tobozmirigy nyílása a kapott szilárd csont közepén található. Ez megfigyelhető például a kihalt lebenyúszójú halnál , az Osteolepis -nél [173] [32] és sok modern gyíknál (különösen a monitorgyíkoknál ). A farkatlan kétéltűeknél a páratlan szem a frontoparietális csontok találkozási pontjának elülső szegélye felett helyezkedik el, amelyek a frontális csont mindkét oldalán a parietálissal való fúzió eredményeként jönnek létre [174] .
Egyes paleozoikum állatoknál - ostrakodermáknál , plakodermáknál és akantódáknál [175] [176] - a koponya (vagy a fejpajzs) csontos lemezekre való felosztása semmi köze nem volt a tetrapodákéhoz, egyes ostrakodermáknál pedig teljesen hiányzott. De tobozmirigy nyílásuk a szokásos helyén volt - a fej szimmetriasíkjában a szemüregek közelében (köztük vagy kissé elöl) [177] [178] . Sok plakoderben [179] és osztrakodermában [180] [181] egy speciális kis csontos lemezen (pineális lemezen) helyezkedett el. Csonthéjakban minden oldalról szilárd fejpajzs vette körül, ugyanakkor valószínűleg bizonyos mértékig előre-hátra mozoghatott [66] . Az ősi loachopteránokra jellemző, hogy 5-6 (néha többé-kevésbé [182] ) kis lemez veszi körül a tobozmirigy nyílását. Összeolvadhatnak egymással és az őket keretező nagy csontokkal [183] .
Egyes osztrakodermákban az átmenő parietális foramen helyett egy vékony csontrészlet volt, amelyet pineális foltnak neveznek [184] ( latinul macula pinealis , angolul pineal macula ) [185] . A héj ezen a helyen tobozmirigy-gumót alkothat [186] .
A tobozmirigy nyílásának megemelkedése egy speciális parietális gumón az emlősök ősei , a terapeutákra is jellemző volt [187] [105] [106] . Különösen a titanosuchusban ennek a gumónak a magassága meghaladhatja a centimétert [181] . Mind csak a parietális csontok, mind a frontálissal együtt parietálisak alkothatják [188] .
Sok fosszilis állat számára nem világos, hogy a tobozmirigy-komplexum két szerve közül melyik tartalmazta ezt a nyílást. Van egy vélemény, hogy ha elöl (például az elülső csontok elülső szélei között) található, akkor a tobozmirigy szervet tartalmazta, és ha mögötte (a frontális és a parietális találkozási pont mögött) - a parapineális [102] .
A kihalt állatok között voltak olyanok, amelyekben ez a lyuk párosítva volt. Egyes értelmezések szerint a páros tobozmirigy [189] [42] (valószínűleg tobozmirigy a parapineálissal [190] [191] [192] ) üregében volt a legrégebbi a jól ismert, mineralizált csontvázú gerinces [175] - arandaspidák , de egy másik változat szerint ezeknek a lyukaknak semmi közük nem volt a parietális szemekhez [193] . Egyes páncélos és csontos halakban a parietális foramen párosítását vagy kettősségét pontosan megállapították. A páncélos halak közül néhány arthrodire ( Coccosteus [141] , Pholidosteus , Rhinosteus [141] [16] , Dunkleosteus [194] , Titachthys [141] [195] ) és stegoselachia [141] [102] rendelkezett ezzel a tulajdonsággal . halak - néhány paleonik [141] , poroliform [196] [18] és az első tüdőhalak ( Dipnorhynchus 194]141] [ 102] [197] [198] . Mind a páncélos, mind a csontos halaknál a jobb és bal oldali nyílások gyakran eltérő méretűek voltak, és mindkettő nagyobb lehetett. Az egyik, és néha mindkettő nem tudott átmenni (paleoniskban és pórusszerűen). Ráadásul néha nem különültek el teljesen (egyes páncélos- és tüdőhalaknál) [141] [102] [196] [194] . Az artrhodyres lyuk párosítása a nemzetségen belül változhat [141] .
A parietális nyílás mindig kisebb, mint a páros szemüregek. A legtöbb modern hüllőnél kevesebb, mint egy milliméter. Rekordméretét a Komodo monitorgyíknál figyelték meg - 2 × 3 mm (19 cm-es koponyahosszúsággal). Egyes sárkányokban , valamint a tuatarában (1 × 3 mm, 5 cm-es koponyahosszúsággal) megközelítőleg azonos méretet ér el [80] [199] [200] . Sok fosszilis állatnak sokkal több volt [102] . Például egy pliosaurusban elérte a 20 × 50 mm-t (több mint 110 cm-es koponyahosszúsággal). Ha megnyúlt, akkor általában a test tengelye mentén [105] . Egyes adelospondylusoknál ( Adelogyrinus ) ez a nyílás a pályákhoz közeli hosszanti hasadékba nyúlt [201] .
Ennek az üregnek a relatív fejlődésének értékeléséhez a foramen magnumhoz ( lat. foramen occipitale magnum ) hasonlítják össze, amelyen a gerincvelő áthalad . A modern gyíkoknál a parietális üreg legalább ötször kisebb, mint az occipitalis nyílás, a tuataránál (átlagos átmérő szerint) 3-szoros [199] , sok kövületes hüllőnél megközelítőleg egyenlőek voltak, és néhánynál (pl. A Pareiasaurus [199] és egy számterápia [202] ) parietális még [102] volt .
A parietális szem mérete és a parietális foramen mérete közötti összefüggést modern gyíkoknál tanulmányozták. Egyes adatok szerint ez a kapcsolat meglehetősen szoros [105] [101] [102] , míg mások szerint gyakorlatilag hiányzik [79] . Úgy tűnik, a gyenge kapcsolat ezen értékek között a rosszul csontos koponyájú fiatal egyedekre jellemző [105] : náluk a csont nem fedi szorosan a parietális szemet. De jelentősen kisebb lehet, mint a parietális nyílás felnőtt állatokban is, ha vastag kötőszöveti tok veszi körül (mint a tuataránál) [153] .
A parietális szem egyértelműen a fény érzékelésére alkalmas, funkciói azonban sok tekintetben még tisztázatlanok [2] . Ismeretes, hogy a lámpásoknál a páratlan szemek a melatonin koncentrációjának változását okozzák a szervezetben a napszak függvényében [31] [41] , de munkájukról még sokat kell tanulni [41] . A gyíkoknál a parietális szem melatonintermelése alacsony (náluk főleg a nem szemszerű tobozmirigyben fordul elő) [82] [6] [144] , és funkciói még kevésbé ismertek. Meghatározásukra tett kísérletek gyakran kétértelmű, homályos vagy rosszul reprodukálható eredményeket adnak. A legtöbb kutató egyetért a következő magyarázatokkal [2] [82] :
A harmadik szem láthatóan minden modern állatnál nem tud képet adni: ez látható mind szerkezetében, mind a felette lévő bőr általában gyenge átlátszóságában [122] [15] [80] [153] . A megvilágítására adott viselkedési válaszok keresése során végzett kísérletek egymásnak ellentmondó eredményeket adnak [149] [203] . De egyes állatoknál nemcsak endokrin, hanem vizuális funkciókat is ellát [154] : képes érzékelni a megvilágítás szintjét, néha pedig a fény irányát és polarizációs síkjának helyzetét [6] [7] [ 8] . A megvilágításnak a tobozmirigy-komplexum szerveinek elektromos aktivitására gyakorolt hatását minden ezzel kapcsolatban vizsgált pofátlan állatnál, halnál, kétéltűnél és hüllőnél kimutatták [29] . A gyíkok parietális szemében a tobozmirigy szervével ellentétben a pinealociták inkább fotorecepcióra specializálódtak, mint hormontermelésre [112] .
A páratlan szemek segítségével a fény érzékelését számos különböző osztályba tartozó fajnál találták meg. A lámpaláz lárváiban ezek a fő fényérzékeny szervek, mivel ikerszemük még mindig gyengén fejlett [41] [6] . Egyes halaknál megállapították, hogy a tobozmirigy szervével érzékeli a megvilágítást [148] , egyes halaknál pedig feltételezik [154] . Viselkedési reakciót találtak a megvilágítására a lazacban [148] . A harcsák páratlan szeme valószínűleg a felülről áthaladó tárgyak árnyékaira reagál [22] [154] . Egyes perciformes esetében állítólag segíti a navigációt a vándorlások során [146] [31] . A világító szardella valószínűleg a tobozmirigy szervét használja (a páros szemekkel együtt) a megvilágítás értékelésére, ami a megfelelő ellenvilágításhoz szükséges - a test alsó részének ragyogása, így a hal alulról kevésbé látható [204] . A békák (elsősorban ebihalaik) páratlan szemének vizuális funkciójáról is vannak adatok: ezzel a szemmel ugrásokat érezve a megvilágításban az állatok mozogni kezdenek [205] [31] .
A kétéltűek és hüllők páratlan szemei fontosak az állatok erős fényben eltöltött idő szabályozásában. A mesterségesen bezárt vagy eltávolított harmadik szemű gyíkok és békák hajlamosak tovább sütkérezni a napon (ami túlmelegedéshez és veszélyes vízveszteséghez vezethet). A hőszabályozási zavarok azonban nagymértékben különböznek a fajtól, néha az évszaktól és a napszaktól is [82] . Emellett megnövekszik a motoros aktivitásuk, és megzavarodhat a cirkadián ritmus [82] [27] [10] [4] [5] .
A kétéltűek és hüllők harmadik szeme a páros szemekkel ellentétben [206] érzékeny a fény polarizációs síkjának helyzetére (ezt az biztosítja, hogy a retinájának szélein található pinealocitákban a membránkorongok párhuzamosak a beeső fényre [8] [206] ), és egyes állatok ezt a tulajdonságot használják a térben való tájékozódásra [7] [207] [6] [208] [82] . Ez annak köszönhető, hogy a tiszta égbolt meglehetősen erősen polarizált fényt ad. Kísérletek azt mutatják, hogy a romgyíkban az ilyen jellegű tájékozódáshoz a parietális szem fényérzékelése szükséges [ 7] . Ezt a funkciót még a tigris ambystoma tobozmirigy szervénél is megállapították , amely kevéssé hasonlít a szemhez [8] [6] [208] [209] .
Kimutatták, hogy egyes állatoknál ( tücsökfabéka és kecskebéka ) [6] a harmadik szem részt vesz a Nap irányszöge mentén történő tájékozódásban. Egyes fajoknál ( rövidfarkú skink [210] , kerítésiguána [7] , homoki leguán [211] [207] ) is felmerült az űrben való tájékozódási munkája szükségessége , de konkrét mechanizmusuk nem tisztázott. Lehetséges, hogy a csukott parietális szemű gyíkok viselkedésében bekövetkezett változások (különösen az aktivitás növekedése) pontosan a dezorientációval járnak [211] .
Létezik viszont egy olyan változat, hogy a parietális szem segítségével a gyíkok nem annyira a Nap vagy a polarizált fény, hanem a Föld mágneses tere alapján tájékozódnak [9] . Ez a vélemény azon alapul, hogy sok állatnál szükségesnek találták a munkájukhoz magnetorecepciót biztosító szervek megvilágítását [9] [209] , sőt a gőtéknél [209] [212] [6] [19] [9 ] és feltehetően , madarakban [19] [212] ez a funkció a tobozmirigyben lokalizálódik. A kétéltűek mind a mágneses tér, mind a fény polarizációs síkjának helyzete alapján képesek navigálni [209] ; talán e tényezők észlelése ugyanazt a biofizikai mechanizmust biztosítja [206] .
A béka páratlan szemének (valamint koponyán belüli tobozmirigyének) fényérzékenységi küszöbe azonos nagyságrendű, mint páros szemének - 3,6 × 10 -6 lux [29] [137] [213] , ami megfelel a legfényesebb csillagok által keltett megvilágításra . A kétéltűek és hüllők harmadik szeme az ultraibolya sugárzástól a vörösig széles hullámhossz-tartományban reagál a sugárzásra [8] [31] . A lámpások [100] [214] [31] , halak [119] és békák [137] tobozmirigy szervének, valamint a gyíkok [6] [31] parapineális szervének maximális érzékenysége a zöld vagy kék területen van. Az infravörös sugárzásra (valamint a termikus, mechanikai és kémiai hatásokra) a páratlan szemek érzéketlenek [8] . Ez kizárja a korábban rájuk feltételezett termoreceptor függvényt [149] [82] .
A békáknál a harmadik szem szinte nem alkalmazkodik a megvilágítás változásaihoz (ami lehetővé teszi annak intenzitásának meghatározását) [4] . A gyíkoknál ez az alkalmazkodás sokkal kifejezettebb - még jobban is, mint a páros szemükben: például egy zöld leguán parietális szemének érzékenysége egy óra sötétség után csaknem két nagyságrenddel nő (páros szemekben - kb. egy) [98] .
A párosítatlan szem nem tud olyan gyorsan reagálni a megvilágítás változásaira, mint a párosított szem, azaz időbeli felbontása kisebb [122] [4] [119] [98] . A békáknál az ingerek közötti minimális intervallum, amelyet ez a szem külön-külön képes érzékelni, körülbelül 2 perc, míg a gyíkoknál ez a tizedmásodperc [4] [98] , ami egy nagyságrenddel nagyobb, mint a páros szemükben [ 98] .
A pinealociták az összes többi ismert fotoreceptorral ellentétben a fényre való reagálás két ellentétes módját kombinálják. Az egyik opszinjuk (maximális érzékenységgel a zöld régióban) fényelnyeléskor a sejt depolarizációját , a második pedig (a kék régióban maximális érzékenységgel) annak hiperpolarizációját okozza . Ezek az opszinok különböző biokémiai jelátviteli útvonalakhoz kapcsolódnak [215] [126] [127] . A páros szemek kúpjaiban és pálcáiban megvilágítás mellett csak hiperpolarizáció figyelhető meg [143] .
Állandó megvilágítás mellett az impulzusok gyakorisága a parietális szem idegében a fényintenzitás logaritmusával arányosan csökken. Rövid villanásokkal megvilágítva a különböző ganglionsejtek elektromos aktivitása különböző mértékben függ a fény intenzitásától és hullámhosszától. Két típusra oszthatók: kromatikusra és akromatikusra [29] [124] . Az akromatikus sejtek csökkentik aktivitásukat bármilyen színű megvilágítás hatására. A kromatikus sejtek aktivitását a kék fény gátolja, a hosszabb hullámhossz (zöld-piros) fokozza [216] [4] . Csak az akromatikus sejtekből származó rostok myelinizálódnak [8] . A kromatikus sejtek sajátos viselkedését valószínűleg az okozza, hogy a pinealociták képesek ellentétes módon reagálni a különböző színű fényekre [116] [143] .
A páratlan szemek, valamint a tobozmirigy-komplexum többi szervének fő endokrin funkciója a pinealocitákban előforduló melatonin szintézis. Kis mennyiségben ez a hormon a páros szemek retinájában is képződik [20] [217] [3] , valamint néhány más szervben, de csak a tobozmirigy komplexében és (néha [20] ) a szem retinájában. a páros szemek, szintézisének intenzitása a napszaktól függ - szinte minden fajnál fokozódik éjszaka [218] [3] . Ezenkívül a tobozmirigy komplexben más indolaminok is szintetizálódnak (beleértve a szerotonint , amelyből a melatonin képződik [219] ) és számos peptid [220] [20] .
A lámpalázban a páratlan szemek jelentős mennyiségben termelik ezeket az anyagokat [31] [41] . A gyíkoknál a tobozmirigy komplex általi teljes termelésében a szemszerű szerv aránya kicsi (talán csak saját szükségleteire szintetizálja a melatonint) [6] [144] [82] . A tobozmirigy endokrin aktivitására gyakorolt hatása szintén csekély [82] . Mindazonáltal mind a gyíkoknál [82] [5] [27] , mind a békáknál [6] (a páros szemekkel és az agyi fotoreceptorokkal együtt) némileg hozzájárul a szervezet cirkadián ritmusának a nappal és éjszaka ciklusával való szinkronizálásához, és a szaporodás szabályozásában is részt vesz [82] [6] .
Azoknál az állatoknál, amelyek megtartották a parietális szemet vagy a tobozmirigy szervének fényérzékenységét (vagyis a legtöbb gerincesnél), a tobozmirigy komplex endokrin aktivitását a megvilágítás szabályozza. Azoknál az állatoknál, amelyek elvesztették e szervek fényérzékenységét (emlősökben és bizonyos mértékig madarakban), a tobozmirigy szervének aktivitását az agy szabályozza (nevezetesen a hipotalamuszban található suprachiasmaticus mag , amely ezeknél az állatoknál a fő szerepet tölti be). biológiai óra). Ennek a sejtmagnak az aktivitási ritmusát pedig a retinából származó információ korrigálja [144] [3] [31] . De bizonyíték van arra, hogy újszülött patkányoknál a tobozmirigy szerv képes közvetlenül reagálni a fényre, és több fényt kap, mint a (még nem nyitott) szem [121] .
Ráadásul sok fajnál a páratlan szem (a tobozmirigy-komplexum többi szervéhez, valamint a páros szemek retinájához hasonlóan) biológiai óraként működik : külső fény nélkül is képes fenntartani a melatoninszintézis napi ritmusát . és idegingerek [144] [3] [6] [94] .
A melatonin számos napi vagy szezonális ritmusú folyamat szabályozásában vesz részt, különösen az alvás, a hibernáció , a testhőmérséklet ingadozása, a motoros és táplálkozási aktivitás, a migráció, a vedlés, a szaporodás és a színváltozások szabályozásában [218] [36] [221] . A legtöbb fajban a melatonin antigonadotrop hatást fejt ki, némelyiknél ennek ellenkezője [20] [59] . Néhány más, a pineális komplexben szintetizált indolaminok és polipeptidek hasonló hatást fejtenek ki [219] .
A lámpásoknál a páratlan szem endokrin hatása a sötétedés beálltával fokozza a motoros aktivitást [31] [222] . Megállapítást nyert, hogy a kifejlett lámpalázban (amelyben a napi viselkedési ritmus megszűnik) a tobozmirigy-komplex nem termel melatonint, bár szintézise a páros szemek retinájában folytatódik [144] . Egyes halaknál [223] [14] és békabikáknál [6] a napi függőleges vándorlásokat is szabályozza. A gyíkoknál a parietális szem elnyomja a motoros aktivitást [10] [27] , de napi változásai láthatóan nem függnek a hatásától [6] [82] .
Sok állat parietális szeme szabályozza a napi színváltozásokat: hatása alatt a bőr éjszaka kivilágosodik, nappal pedig sötétedik. Ez ismert a lámpásoknál [222] , néhány halnál [224] , kétéltűeknél és hüllőknél [222] [20] [59] [82] .
A tobozmirigy komplex, beleértve, esetleg a gyíkok parietális szemeit is [6] [82] , szintén részt vesz a hőszabályozásban [4] , de ennek a kapcsolatnak a mechanizmusát illetően sok minden még tisztázatlan [2] [225] . Hőszabályozó funkciója azzal függ össze, hogy leggyakrabban a magas szélességi körök lakóinál fejlettebb [60] [2] .
Így a melatonin koncentrációja a napszak indikátoraként szolgál, és számos különböző ciklikus folyamat függ tőle [3] , és ezekre a folyamatokra gyakorolt hatása a különböző fajoknál eltérő lehet [225] . Ezenkívül bizonyítékok vannak arra, hogy a melatonin részt vesz a retina alkalmazkodásában a megvilágítás változásaihoz, és antioxidánsként szolgál [217] [3] .
A gerincesek őseinek parietális szemének fejlődése a bentikus életmóddal magyarázható. Az ilyen állatok számára nagyon fontos, hogy felülről lássák a fenyegetést. Leszármazottaik számára, akik aktív életre váltottak a vízoszlopban, a feltekintés képessége elvesztette jelentőségét [12] . Ebben az esetben a modern gerincesek parietális szeme egy maradványszerv. Ezt támasztja alá az is, hogy sok csoport egymástól függetlenül elveszíti [2] , valamint az a tény, hogy szerkezetét tekintve redukált páros szemekhez hasonlít (amelyekre a bőr alá való bemerülés, valamint a refraktív apparátus és az ideg elvesztése jellemző) [226] . De egyes evolúciós vonalakban vizuális funkciója sokáig (bizonyos formában, bizonyos mértékig, úgy tűnik, most is) megőrizhető volt. Ezt különösen sok kihalt hüllő parietális üregének mérete [181] [80] és egyes modern állatokra vonatkozó adatok [148] [44] [205] jelzik .
Másrészt lehetséges, hogy a tobozmirigy-komplexum szervei soha nem voltak elég fejlettek ahhoz, hogy nagyban hozzájáruljanak az állat látásához. Lehetséges, hogy eredetileg az endokrin funkció volt számukra a fő [3] [34] , és ezeknek a szerveknek a szemszerű szerkezete külön evolúciós vonalakban később alakult ki [15] [227] .
Anatómiai, embriológiai és paleontológiai jelek mutatkoznak arra, hogy a gerincesek őseinél a tobozmirigy és a parapinealis szerv szimmetrikus párt alkotott (jobbra és balra), de aztán ez a pár az óramutató járásával megegyező irányban körülbelül 90°-kal elfordult, és hátul és elülsővé vált. illetve [63 ] [228] [32] [141] [15] . Amellett, hogy ez a két szerv eredetileg jobb és bal párban volt, bizonyítja idegkapcsolataik jellege [31] [27] , valamint a parietális foramen (vagy vak depressziók) párosodása vagy kettőssége. a koponya) egyes fosszilis állatokban [16] [141] : arandaspidák (esetleg) [42] [189] , néhány páncélos hal , paleonik és lebenyúszójú hal [141] [102] [196] [16] [18] .
Egy másik változat szerint a parapinealis és esetleg a tobozmirigy is eredetileg párosodott [16] [137] [33] [15] , azaz a gerinces ősöknek legalább 5-6 fényérzékeny szervük volt. E hipotézis szerint a jobb oldali parapineális szerv az evolúció során eltűnt (vagy a bal rész részévé vált), és a jobb és a bal tobozmirigy összeolvadt [16] . Erre utalnak különösen a parapineális szerv párosodási eseteinek megfigyelései lámpásoknál [137] és gyíkoknál [62] [15] [79] [39] . Ezt a változatot néhány embriológiai adat is alátámasztja, köztük egy génexpressziós vizsgálat eredményei [68] [16] .
Van egy hipotézis, hogy a gerincesek ősei több homológ látószervpárral rendelkeztek, és ezek közül az egyikből a modern formájú páros szemek, a másikból (mögött található) a toboz- és parapineális szerveik [26] . Ezt jelzik a cápákon végzett embriológiai vizsgálatok [229] [230] [160] [231] [232] .
A gerinctelenek körében a tobozmirigy komplex homológja a lándzsában található . Ez az úgynevezett lamellás test a diencephalon háti részében [233] (a lándzsa páratlan „szemét”, az idegcső elülső részében lévő pigmentfoltot a páros gerincesek retinájának homológjának tekintik szemek [234] ). Ezt ezen szervek mikroszerkezetéből és hisztokémiájából [235] , valamint a bennük lévő génexpresszió vizsgálatából [233] állapították meg . Nem szemszerű formájúak, hanem ciliáris fotoreceptorokat tartalmaznak [233] . A 19. században és a 20. század elején népszerűek voltak azok a feltételezések és kijelentések [54] , amelyek a gerincesek parietális szemének a zsákállatok , sőt egyes ízeltlábúak középső szemével való homológiájával kapcsolatosak e szemek elhelyezkedése és a szemük megfordításának hiánya alapján. retina [203] [236] [237] [238] [239] .
A gerincesek evolúciójában megfigyelhető egy tendencia e szerv redukciójára [2] . Sok paleozoikum állatnak volt parietális nyílása , de a triásztól kezdve sokkal ritkább lett [12] [80] . A parietális szemű állatok szisztematikus helyzete alapján látható, hogy számos csoportban önállóan eltűnt [2] .
Ennek a szervnek az emlősök és madarak ősei általi elvesztését különböző módon magyarázzák. Az egyik változat szerint ez a homoiotermia kialakulásának következménye bennük . Úgy tűnik, a hüllők parietális szemének egyik funkciója a hőszabályozásban való részvétel, mint a napfény intenzitásának érzékelője. A hatékony hőszabályozási mechanizmusok megjelenésével ez a funkció elvesztette jelentőségét [202] [240] [10] . Egy másik változat szerint az emlősök ősei éjszakai életmódjuk miatt veszítették el a parietális szemet [144] . De mind az emlősök, mind a madarak megtartották a tobozmirigyet, amely belső elválasztású mirigyként működik (mint más gerinceseknél). Ez az alapja annak a véleménynek, hogy a tobozmirigy-komplexum szerveinek evolúciója során nem annyira a funkcióik változtak, hanem a megvilágításról való információszerzés módja (alacsonyabb gerinceseknél saját retinájuk, magasabban agyon keresztül) [14] . Ennek megfelelően ezeknek a szerveknek az efferens beidegzése fokozatosan kialakult (és az afferens elveszett) [137] . Ilyen változások az emlősök ontogenezisében is láthatók: tobozmirigy szervük efferens beidegzése akkor jelenik meg, amikor fényérzékeny elemei eltűnnek [121] .
Úgy tűnik, hogy a tobozmirigy komplex fotoreceptor sejtjei ( ) a páros szemek ( rudak és kúpok közös eredetűek – gerinces ősi sejtekből fejlődtek ki, amelyek képesek voltak fotorecepcióra és melatoninszintézisre is . Az evolúció során a funkciók szétválása jelent meg közöttük, ami leginkább az emlősökben (és kisebb mértékben a madarakban) fejeződik ki: a páros szemek fotoreceptorai biztosítják a látást, a pinealociták pedig a melatonin termelésére specializálódtak. , a különböző bioritmusokat szabályozó hormon [3] .
Kis mennyiségű melatonin azonban a társszemek retinájában is képződik. Ott a retina- aril -alkil- aminokra káros vegyületek , különösen a szerotonin méregtelenítési reakcióinak terméke (reagálnak a látáshoz szükséges retinaldehiddel , és ennek eredményeként mérgező anyagok képződnek) [3] [116] . Ezenkívül a melatonin bizonyos funkciókat lát el a retinában [144] [3] – fokozza annak fényérzékenységét a melanoszómák újraelosztásával pigmentsejtjeiben ( hasonlóan a bőr melanocitáira is hatással van ) [20] és esetleg antioxidánsként is szolgál [217] ] .
Valószínűleg a gerincesek őseiben (valamint a modern alsó húrokban) a melatonin nem volt hormon. A retina anyagcseréjének salakanyaga volt [217] [3] , vagy olyan funkciókat végzett, amelyekre csak benne volt szükség [20] [225] . A retina egyik alkalmazkodása a megvilágítás napi változásaihoz a melatonin szintéziséhez vezető reakciók éjszakai intenzitásának növekedése volt (ami lehet magának a melatoninnak a szükségessége vagy egyszerűen a szerotonin méregtelenítése miatt). Ennek eredményeként ciklikus változások jelentek meg a melatonin koncentrációjában, és ez tulajdonképpen a napszak mutatója lett. Ezután különféle ciklikus folyamatok váltak függővé tőle: a melatonin a cirkadián ritmusok szabályozójává vált [217] [3] [20] .
Ennek a függőségnek a kialakulása, erősödése során a melatonin igény is megnőtt: több kellett, mint amennyi a retina normális működése során kialakult. De termelésének növelése összeegyeztethetetlen a szem látásfunkciójával, mivel ehhez a retinában a szerotonin mennyiségének növelése szükséges, ami káros. Valószínűleg ez vezetett oda, hogy az endokrin és a vizuális funkciók megoszlottak a különböző szervek között [217] [3] [241] .
Azt a széles körben elterjedt vélekedést, hogy a jól fejlett parietális szem csak viszonylag primitív formákban fordul elő, nem támasztja alá részletes tanulmányok, amelyek nagyszámú kövületre és modern gerincesekre vonatkoznak [199] [101] , bár az eltűnésének tendenciája jól látható a szem evolúciójában. sok csoport [2] [242] [167] [226] [187] . Ezek a vizsgálatok nem mutatnak szoros összefüggést e szerv fejlettségi foka és az állat életmódja között [101] [11] [2] , bár néhány szabályszerűség itt is nyomon követhető.
Intenzív anyagcserével rendelkező állatoknál és magasabb szélességi körök lakóinál megfigyelték a parietális szem és a tobozmirigy-komplexum egyéb szerveinek jobb fejlődésére irányuló tendenciát, ami a termoregulációs funkciójával függ össze [60] . De sok kivétel van ezektől a mintáktól. Így ezeknek a szerveknek erősebb kifejlődése a nagy szélességi fokon lévő fajoknál a gyíkoknál [60] [82] és az emlősöknél [243] [2] nyomon követhető, a kétéltűeknél azonban nem [60] [225] . A Liolaemus nemzetségbe tartozó gyíkok harminc fajával végzett vizsgálat kimutatta, hogy parietális szemük mérete (a nagy változatosság mellett) nem függ az éghajlati viszonyoktól [2] . A kihalt hüllők közül megállapították, hogy a nagy parietális nyílás inkább a nagy, lassú növényevőkre jellemző (például diadekták , kazeidák , nagy prokolofonok ), bár kisragadozókban is megtalálható [187] .
A fagyíkra jellemző a parietális szem rossz fejlődése. Különösen a legtöbb kaméleon esetében ez jelentősen leegyszerűsített, míg a többinél hiányzik. Azokban a családokban, amelyek képviselőinek többségében ez a szerv jól fejlett, gyakran éppen a fás életmódot folytató formák kivételek [75] . A földalatti életmódot folytató gyíkoknál általában nem tűnik el (kivéve azokat, amelyeknél a páros szem is csökken) [75] .
A tobozmirigy komplex szervei, beleértve a parietális szemet is, általában jobban fejlettek a nappali állatokban, mint az éjszakai állatokban. Ez látható hüllőknél, madaraknál és emlősöknél, bár ezekben az osztályokban vannak kivételek [60] [144] [225] . Az a tény, hogy az emlősök gyakorlatilag elvesztették a tobozmirigy szervének érzékenységét, néha annak tulajdonítható, hogy ennek az osztálynak a korai képviselői éjszakai állatok voltak. A myxinek magát a tobozmirigy-komplexumot is elvesztették, és ez annak tudható be, hogy életük nagy részét sötét bentikus élőhelyeken töltik [144] [244] . De a halak között a tobozmirigy [20] [31] és a jól fejlett pinealociták [129] [122] gyakoribbak a mélytengeri fajokban, mint a sekélyvíziekben, bár azokban, amelyek teljes sötétségben élnek - mélyen. több mint 1500 m és barlangokban - ez az ablak nem létezik (valamint a koponyán lévő lyuk). De a tobozmirigy szerv, ellentétben a páros szemekkel, általában nem redukálódik bennük [245] [246] [122] .
Az Ostracodermek – héjas paleozoikum állkapocs nélküli – általában a fejcsont pajzsán volt egy lyuk a harmadik szem számára. Körülbelül a páros szemüregek között helyezkedett el (az orrlyukak mögött ) [177] [247] . Az osztrakodermák tobozmirigyének nyílása gyakran meglehetősen nagy volt, de (mint más állatoknál) soha nem volt több, mint páros szemüreg [12] .
Ilyen lyukat már a legrégebbi, jól tanulmányozott ostracodermekben [175] - arandaspidákban találtak , és bennük párosodott [189] [42] . Egyes értelmezések szerint ezek a tobozmirigy és a parapinealis szervek nyílásai voltak [190] [191] [192] , de egyesek szerint semmi közük nem volt hozzájuk, és endolymphaticus csatornák kivezetéseként szolgáltak [193] . Az összes többi osztrakodernek legfeljebb egy tobozmirigy nyílása volt. Jellemző a csonthéjas [180] , páncél nélküli [248] és a heteroszkuták és a galaaspidák [66] primitív képviselőire .
LámpásokA lámpásoknak (kivéve Mordacia ) a páros szeme mellett két páratlan szemük van: a tobozmirigy (jobban fejlett) és a parapinealis. Mivel a lámpaláz a legprimitívebb modern gerincesek közé tartozik , lehetséges, hogy ez a feltétel közel áll az eredeti állapothoz ennél az altípusnál [222] . A déli lámpásnak ( Mordacia ) csak egy tobozmirigy szerve van, amely gyengén fejlett [16] [137] .
A lámpásoknál nincs parietális nyílás, de a tobozmirigy komplex feletti koponyatető elvékonyodik [13] [131] [63] [32] . Egyetlen orrlyuk mögött egy tobozmirigy fenestra, egy pigmentálatlan bőrfolt [90] [131] [249] .
MixinsA myxinekben a tobozmirigy komplex teljesen hiányzik [250] [15] , és a kezdetleges páros szemek biztosítják a napi ciklusok szabályozását [144] . A melatonin receptorokat sem találták meg a myxinekben, és ez az alapja annak a feltételezésnek, hogy őseik már azelőtt elváltak más gerincesek őseitől, hogy a bioritmus-szabályozás megjelent volna a segítségével [217] .
Az egyik változat szerint a myxin tobozmirigy komplex az evolúció során redukálódott [144] [94] [19] [244] . Másrészt létezik egy olyan hipotézis, hogy páros szemük ebből származik, míg más gerinceseknél egymástól függetlenül [251] . A halak szemei sok tekintetben jobban hasonlítanak más állatok páratlan szeméhez, mint a páros szemekhez: hiányzik belőlük az írisz, a szaruhártya és a lencse, fényérzékeny sejtjeik pedig közvetlenül kapcsolódnak a ganglionsejtekhez [34] [252] [31 ] ] . De hagfish szemében, ellentétben a páratlan szemekkel, a retina fordított [251] . Vannak olyan jelentések is, amelyek a tobozmirigy szerv rudimentumának megfigyeléséről számolnak be kalászhalnál a fejlődés korai szakaszában [129] , valamint atavisztikus páratlan szemről felnőtteknél [131] .
Sok páncélos halnál ( szilur - devon ) a harmadik szem jól fejlett volt, és néhánynál (például Pholidosteus , Rhinosteus [16] , Titanichthys [195] , Coccosteus ) a megfelelő koponyanyílás néha párosodott vagy megkétszereződött [ 141] . Ezek az adatok a tobozmirigy-komplexum jobb és bal oldali szervpárból való eredetéről szóló változat mellett szólnak [16] . Egy kicsit az ikerszemek előtt volt velük [179] [249] . Egy kis harmadik szem különösen az óriási páncélos halban, Dunkleosteusban volt [253] [179] .
AkantódokAz Acanthodes , az egyetlen jól tanulmányozott akantód nemzetségnek volt egy koponyanyílása , amely valószínűleg tobozmirigy volt [175] [176] .
Porcos halakPorcos halakban a parapinealis szerv ismeretlen [20] [19] , és szinte minden képviselőjének van tobozmirigyszerve (de bizonyíték van arra, hogy két összeolvadó hólyagból jön létre [61] ). Hosszú cső formájú [67] , a végén duzzanatokkal (az a feltételezés, hogy ezek a duzzadások más állatok toboz- és parapineális szerveinek felelnek meg [31] [194] ). Vége a bőr felszínéhez közel fekszik [230] . De a Torpedo nemzetségbe tartozó elektromos sugarak egyáltalán nem rendelkeznek tobozmirigy-komplexummal [59] [94] [254] .
Sok nyílt tengeri cápának [156] van tobozmirigy fenestra , és néhány carchariformes [44] [221] és hurutos [160] [254] [255] koponyáján is van lyuk [156] [14] [15] [94] [230] . Általánosságban elmondható azonban, hogy a cápák (mind a mai, mind a kihalt) esetében a tobozmirigy nyílása ritkaságnak számít [12] .
Csontos halCsontos halakban a tobozmirigy általában jól fejlett, a parapineális szerv pedig gyengén fejlett [38] [109] [94] . Mindazonáltal a lebenyúszójú és a rájaúszójú halfajok egy része is rendelkezik vele .
Az e szervek feletti koponya gyakran vékonyabb, mint máshol [119] , de a legtöbb modern csontos halon, mint a legtöbb porcos halon, nincs lyuk [16] [95] . Kivételt képeznek például a lapáthal , sok harcsa [154] (például páncélos és angolnafarkú harcsa [24] , Loricaria [256] [33] , Sciades [22] ), ciprusfélék ( Labeo ) [38] , süllő -szerű ( tonhal , kardhal és mások) [146] . A paleozoikum (különösen a devoni ) csontos halakban ez a nyílás sokkal gyakoribb. Különösen jellemző a loachopteránokra [12] , bár mai nemzetségük, a coelacanths képviselői nem rendelkeznek vele [109] .
Ray-finned halA rájaúszójú halakban, más halakhoz hasonlóan, általában a tobozmirigy szerve fejlett. Ez különösen jellemző a közepesen mélytengeri és függőlegesen vándorló fajokra. Például a világító szardella [204] , a csatabárd Argyropelecus , a harcsa Arius , a Sperata , a félorrú Hemiramphus [14] jól fejlett tobozmirigy szervvel rendelkezik . A rájaúszójú fajok parapinális szerve például az amia , a lazac , a csuka [109] , az angolna [257] , a mederharcsa [123] , a háromtüskés pálcika [258] , a kárász [137] , a tonhal [31]. , de a legtöbb faj felnőtt halában csökkent [137] .
A harmadik szem különösen jól fejlett egyes harcsákban (különösen Sciades -ben ) [22] [154] és a perseformesben - makréla (különösen a tonhal ), a kardhal és a kardhal [146] . A tobozmirigy nyílásán kívül viszonylag átlátszó szövetekből álló speciális csatornával rendelkeznek, amely a fényt a tobozmirigy szervébe vezeti - a tobozmirigy apparátusa [148] [146] [31] .
A rájaúszójú halak pinealocitáinak fényérzékeny szegmensei általában sokkal kevésbé fejlettek, mint a lebenyúszójú halaké, a tüdőhalaké és a porcoshalaké [109] [129] [122] .
Lebenyúszójú halakA tobozmirigy nyílást a legtöbb fosszilis hurkos [163] és néhány tüdőhalban találták meg . A modern lebenyúszójú fajok egyike sem rendelkezik ilyennel, és csak a coelakantnak van jól fejlett [259] (bár a koponya alatt rejtve) tobozmirigy-komplexuma . Parapineális szerve nagyobb, mint a tobozmirigy, és felnőtteknél is megőrződik - ritkaság a halak között. Ezek a szervek jól fejlett fényérzékeny sejteket tartalmaznak [109] [129] . A legtöbb csontos haltól eltérően a coelakantoknak jobban fejlett a hámpóráz bal oldala (mint a kétéltűeknél) [16] .
Tüdőhalban a tobozmirigy komplex erősen redukált [15] : a tobozmirigy szerve kicsi, a parapineális szerv pedig hiányzik a felnőtt halakban [ 109] [256] . A pinealociták fotoreceptor szerkezete azonban megközelítőleg olyan fejlett bennük, mint a koelakantokban [109] . A legősibb tüdőhalnak is jól fejlett [167] tobozmirigye volt. Fejlődésükben látható az eltűnésének tendenciája [167] .
Egyes fosszilis lebenyúszójú állatoknál (számos porciformes [196] [18] ) és a legkorábbi tüdőhalaknál [141] [102] ) a tobozmirigy-komplexum mindkét szervének csatornái láthatók a koponyában, bár nem mindig, ill. jól elkülönítve.
Szinte minden ősi kétéltűnek volt parietális nyílása [12] . Köztes formái voltak a halak és a kétéltűek között, mint például a Tiktaalik , az Ichthyostega és az Acanthostega , valamint szinte az összes későbbi labirintodont [102] . Némelyikükben, különösen a Zygosaurus diszszorofidában , óriási méreteket ért el [260] . Ez a nyílás a batrachosaurusokban [261] is jól kifejlődött ( anthracosaurs and seymouriamorphs [102] ). A legtöbb fosszilis lepospondilban is megtalálható [262] .
Lábatlan [263] , caudatus [264] és anurán [174] esetében (vagyis minden modern kétéltűnél és legközelebbi kihalt rokonainál) a parietális üreg lecsökken (a páratlan szemű anuránoknál csak egy vékony csatorna az ideg-, ill. ér marad a koponyában [80] ).
Minden modern kétéltűnek van tobozmirigy szerve. Néhány anuránnak van egy extracranialis szemszerű hólyagja is - a parietális vagy frontális szem. Általában a tobozmirigy szerv származékának tekintik [25] [16] [19] , néha a parapineális szerv [21] [20] [26] származékának . Homológ lehet a szalamandra tobozmirigy szerve előtti hólyaggal [265] [31] [81] . A legtöbb szerző szerint minden modern kétéltűnek, mind a caudatusnak [31] , mind az anuránnak és a lábatlannak [206] nincs parapineális szerve [81] [19] [265] .
A legtöbb anuránban a harmadik szem elveszett [60] . Megőrződött különösen a valódi békákban , a copepod békákban , néhány pipidában (beleértve a sima karmú békát is ), egyes levelibékák ebihalaiban ( például Hyla [49] [60] és Acris [44] ), szarvas békákban , varangyokban, ásóbékákban, bábákban és néhány igazi varangyban [ 266 ] [ 99] [108] [60] [205] . A hüllőktől eltérően a kétéltűeknél a harmadik szem egyformán gyakori a trópusok és a mérsékelt övi szélességi körök lakóinál [60] .
Az anapszidok közül a parietális foramen a mezoszauruszoknál [268] , a millerosaurusoknál [269] és az összes cotylosaurusnál ( diadektidák , prokolofonok , pareiaszauruszok , kaptorinidák és rokon formái) megtalálható. Néha nagy méreteket értek el. Például a diadecta (15 × 28 mm-ig) [199] és a nictifruret procolophon [ 270] igen nagy parietális nyílással rendelkezett . A teknősökben, az anapszidák egyetlen modern képviselőiben általában nincs meg [271] , bár bizonyíték van arra, hogy számos faj egyes egyedeiben előfordul [272] . Parapineális szervük sincs. De a teknősök tobozmirigy szerve, bár nem szemszerű, fejlettebb, mint az összes többi modern hüllőé [20] , az elektrofiziológiai vizsgálatok fényérzékenységét mutatják [29] , és a bőrhátú teknősnek még tobozfenyő ablaka is van [151] [152]. .
SynapsidsA parietális foramen szinte minden szinapszidban jól fejlett volt [273] (minden pelycosaurában és a legtöbb terapeuta esetében [274] ). A pelycosaurákban viszonylag nagy volt [275] , egyes leszármazottaikban, a primitív terapeutákban pedig még jobban megnövekedett [187] (náluk néha meghaladta a foramen magnum méretét, amelyen a gerincvelő áthalad [202] ) . Gyakran egy speciális dombra emelték, vagy csonthengerrel vették körül. A terápiás fajok különböző csoportjainak (köztük a cynodontáknak is, amelyeket gyakran az emlősök őseinek tartanak) további fejlődése során csökkent és eltűnt, emlősökben már nem volt megtalálható [187] [202] [240] [274] .
DiapsidesAz arkosaurusok , a diapszisok egyik legnagyobb csoportja, evolúciójuk korai szakaszában elvesztették parietális szemüket. Az összes arkosaurusz közül csak néhány korai [276] thecodont ( proterosuchids [277] ) és primitív dinoszauruszok [278] ( prosauropodák [279] ) őrizték meg a kezdetleges parietális forameneket. Ezenkívül hasonló, tisztázatlan természetű lyukat találtak más dinoszauruszok, különösen a Diplodocus , a Dicreosaurus és a Camarasaurus [280] [281] [282] [283] koponyájának egyes példányaiban . A legtöbb dinoszauruszban a koponyaüreg topográfiájából ítélve a tobozmirigy komplex erősen vagy teljesen redukált [276] . A krokodilokból is teljesen eltűnt [284] [19] . A kodontok [240] többi leszármazottja - a pterosaurusok [285] [179] és a madarak [199] [286] - nem rendelkeznek parietális foramennel .
A diapszisok más csoportjaiban a parietális foramen gyakoribb volt. Különösen az összes ichthyosaurus [287] rendelkezett vele (néha nagyon nagy [179] ). Szinte minden szinaptoszauruszban jelen volt : a plakodontákban , a notoszauruszokban és a plesioszauruszokban , beleértve a plioszauruszokat is [288] (de az utolsó plesioszauruszban [199] eltűnt ).
Ezen túlmenően a parietális szem diapszidjai közül néhány eosuchus [289] , néhány protorosaurus (különösen protorosauridák [290] , tanystropheus [291] , talattosaurusok [292] , néhány prolacertida [293] ), a legtöbb csőrfej [294] (beleértve egyetlen modern képviselőjüket - tuatarát ) és a legtöbb gyíkot [295] [75] . A kígyók ( mind a modern, mind a kövületek) nem rendelkeznek vele [296] [297] , bár nyilvánvalóan néha atavizmusként fordul elő (ezt a vipera írja le [297] ). Kétlábúban is eltűnt , de egyes jelentések szerint a Monopeltis nemzetség számos faja megtartja a parietális üregeket [298] [299] .
Így a modern hüllők közül csak a tuatarának és sok gyíknak van parietális szeme . A parietális foramenben elhelyezkedő parapineális szerv. Ezen kívül van egy koponyán belüli tobozmirigyszervük (mint a krokodilok kivételével minden modern hüllőnek ) [19] [20] .
A modern gyíkok nemzetségeinek körülbelül 60%-ának van parietális szeme [75] . A mérsékelt övi fajokban gyakrabban fordul elő, mint a trópusokon [300] [11] , ami a hőszabályozásban való részvételével függ össze [60] . Ráadásul jelenléte inkább a nappali gyíkokra jellemző, mint az éjszakai gyíkokra [144] . Leggyakrabban a nemzetségeken, sőt a családokon belül megközelítőleg azonos fejlettségi foka [147] [11] , bár néha erős fajokon belüli variabilitás figyelhető meg [2] . Ennek a szervnek a gyíkokban való előfordulása a következő [147] [93] :
infraorder | családok, ahol a legtöbb tag parietális szemmel rendelkezik | családok, ahol a legtöbb képviselőnek nincs parietális szeme |
---|---|---|
gekkók | — | gekkó , pikkelysömör |
Dibamia | — | féregszerű gyíkok (az infrarend mindkét nemének képviselőinél hiányoznak) |
Fusiform | minden család: lábatlan gyíkok , orsófarkúak , xenoszauruszok [147] , shinizauruszok [301] | — |
leguánok | leguánok , agamák , kaméleonok | — |
Skinks | éjszakai gyíkok , igazi gyíkok , öblök , skinkek | teiids [147] [11] , himnoftalmidok [302] |
monitor gyíkok | monitor gyíkok , † mozauruszok [179] | gilatoths és lantanides |
A madarakban a tobozmirigy szerve általában jól fejlett, de nincs szemszerű szerkezete, ráadásul a koponya csontjai alatt rejtőzik [60] [144] [286] . Ennek ellenére egyes fajokban megőrzi fényérzékenységét, ami abban nyilvánul meg, hogy a melatonin szintézis intenzitása a megvilágítástól függ. A madarak tobozmirigyének endogén ciklikus aktivitása is van, azaz biológiai óraként szolgál . Megosztja ezt a funkciót a retinával és a nucleus suprachiasmaticussal , de legalábbis a passerinesben ez a cirkadián ritmusok fő mozgatórugója [144] .
Kifejlett állapotban a modern madarakban nincs parapineális szerv (az embrionális periódus végén eltűnik [30] [19] [303] . Egyes madarakban azonban találtak olyan szerkezetet, amelyet e szervként értelmeznek [8] ] vagy akár a parietális szem maradványaként [304] A törpepapagájban az epifízishez kapcsolódó hólyagnak tűnik, a hattyúnál pedig még el is válik tőle [304] . A parapineális szervet néhány ősmadaraknál is megtalálták. : Archaeopteryx (felső jura , kb. 150 millió évvel ezelőtt) és egy névtelen melovatkai madár ( Felső-kréta , 95-93 millió évvel ezelőtt), náluk a koponyán lévő nyom alapján látható a jelenléte (egy esetben Melovatkáról származó madár, az endokránon ) . Ez utóbbiban meglehetősen nagy, leírásának szerzői harmadik szemnek nevezik [305] .
A legtöbb emlősnek van tobozmirigy szerve , de a madarakhoz hasonlóan nem szemszerű megjelenésű. Gyakran, bár nem mindig [10] , az agy mélyén található. Nincs megfelelő nyílás a koponyán, és nincs ablak a bőrön. Ennek a szervnek az ürege a felnőtt állatokban eltűnik (az egyetlen ismert kivétel a szűz oposszum tobozmirigye [306] ). Pinealocitáik általában nem szintetizálnak jelentős mennyiségben opzinokat, és nincsenek külső szegmenseik, fényérzékenységet biztosító szerkezeteik [125] [31] . De egyes fajok újszülött emlőseiben is megtalálták [3] [121] .
Egyik emlősben sem található parapineális szerv (feltehetően homológ szerkezetet csak egyes fajok embrióiban találtak) [10] [304] .
![]() |
|
---|