Les yeux du scorpion de mer éteint Jaekelopterus rhenaniae ont la même structure que les yeux des limules modernes ( Limulidae ). Les yeux composés du prédateur géant présentaient des cylindres de lentilles et des cellules sensorielles organisées de manière concentrique renfermant l'extrémité d'une cellule hautement spécialisée.

C'est le résultat des recherches du Dr Brigitte Schoenemann, professeur de zoologie à l'Institut de didactique de la biologie de l'Université de Cologne, réalisée au microscope électronique. Les partenaires de coopération dans le projet étaient le Dr Markus Poschmann de la Direction générale du patrimoine culturel RLP, Direction de l'archéologie régionale/histoire de la Terre et professeur Euan N.K. Clarkson de l'Université d'Édimbourg. Les résultats de l'étude « Aperçus sur les yeux vieux de 400 millions d'années des scorpions de mer géants ( eurypterida ) suggèrent que la structure des yeux composés paléozoïques a été publiée dans la revue Rapports scientifiques.

Les yeux des limules modernes sont constitués de composés, ce qu'on appelle les ommatidies. Contrairement à, par exemple, insectes qui ont des yeux composés avec une lentille simple, les ommatidies des limules sont équipées d'un cylindre de lentilles qui réfracte en continu la lumière et la transmet aux cellules sensorielles.

Ces cellules sensorielles sont regroupées en rosace autour d'un conducteur de lumière central, le rhabdom, qui fait partie des cellules sensorielles et convertit les signaux lumineux en signaux nerveux pour les transmettre au système nerveux central. Au centre de cet «émetteur de lumière» chez les limules se trouve une extrémité de cellule hautement spécialisée, qui peut connecter les signaux des composés voisins de manière à ce que le crabe perçoive les contours plus clairement. Cela peut être particulièrement utile dans des conditions de faible visibilité sous l'eau. Dans la coupe transversale de l'ommatidium, il est possible d'identifier l'extrémité de cette cellule spécialisée comme un point lumineux au centre du rhabdom.

Brigitte Schoenemann a utilisé des microscopes électroniques pour examiner des fossiles Jaekelopterus rhenaniae spécimens pour savoir si les yeux composés du scorpion géant et des limules apparentés sont similaires ou s'ils ressemblent davantage aux yeux d'insectes ou de crustacés. Elle a trouvé les mêmes structures que chez les limules. Cylindres de lentilles, les cellules sensorielles et même les cellules hautement spécialisées étaient clairement discernables.

"Ce point lumineux appartient à une cellule spéciale qui n'existe aujourd'hui que chez les limules, mais existait apparemment déjà dans eurypterida , " explique Schoenemann. " Les structures des systèmes sont identiques. Il s'ensuit que très probablement ce type d'amélioration du contraste a déjà évolué il y a plus de 400 millions d'années, " a-t-elle ajouté. Jaekelopterus a très probablement chassé le placoderme. Ici, son appareil visuel était clairement un avantage dans l'eau de mer trouble.

Scorpions de mer, apparu il y a 470 millions d'années, s'est éteint il y a environ 250 millions d'années, à la fin du Permien, avec environ 95 pour cent de toute la vie marine. Certains spécimens étaient de grands prédateurs océaniques, tel que Jaekelopterus rhenaniae . Il atteignait une longueur de 2,5 mètres et appartenait à la famille des eurypterida , les parents éteints du crabe en fer à cheval. Euryptérida sont des arthropodes, qui appartiennent au sous-embranchement Chelicerata, et sont donc liés aux araignées et aux scorpions.

Parmi les arthropodes, il existe deux grands groupes :les mandibules (crustacés, insectes, trilobites) et les chélicérases (animaux arachnides tels que les scorpions de mer). Dans les années récentes, Schoenemann a pu clarifier les structures oculaires de diverses espèces de trilobites et apporter des contributions décisives à la recherche sur l'évolution de l'œil composé. "Jusque récemment, les scientifiques pensaient que les tissus mous ne se fossilisent pas. Par conséquent, ces parties de spécimens n'ont pas été examinées jusqu'à il n'y a pas si longtemps, " a-t-elle conclu.

Les nouvelles découvertes sur l'œil du scorpion de mer sont importantes pour l'évolution des yeux composés non seulement des chélicéras, mais aussi pour déterminer la position des scorpions de mer dans le pedigree de ces animaux et pour la comparaison avec les yeux du groupe apparenté de mandibules.