Dr Brigitte Schoenemann (Université de Cologne) et ses collègues Helje Pärnaste (Tallinn, Estonie), et Euan Clarkson (Édimbourg, Scotland) ont réussi à démêler la structure et le fonctionnement du plus ancien œil composé connu. Les chercheurs ont utilisé un trilobite fossile exceptionnellement bien conservé (Schmidtiellus reetae), qui a plus d'un demi-milliard d'années, montrant la structure cellulaire d'un œil composé. Il montre non seulement comment cet œil a été construit, mais aussi son fonctionnement, ses performances, et en quoi il diffère des yeux composés contemporains. Les résultats montrent que les yeux composés modernes fonctionnent de manière étonnamment similaire à ceux d'il y a un demi-milliard d'années. Ils sont très conservateurs dans leur structure – et avec beaucoup de succès. "Le principe de l'œil composé moderne remonte probablement à avant l'époque de nos premiers fossiles. Il y a un demi-milliard d'années, il était au début de son développement, et avec notre travail nous avons réussi à découvrir les premières étapes visibles de ce principe visuel extrêmement réussi, " dit Schoenemann.

L'œil appartient à un trilobite trouvé en Estonie, un anthropode éteint qui vivait dans les océans du Paléozoïque. Les découvertes de cette couche géologique ont mis au jour les tout premiers fossiles d'animaux complexes. L'oeil droit du trilobite est légèrement abrasé, permettant une vue sur son intérieur. C'est un œil composé typique composé d'environ 100 sous-unités placées relativement loin les unes des autres par rapport aux formes modernes. Les auteurs ont pu montrer que chacune de ces sous-unités (ommatidies) est constituée d'environ huit cellules sensorielles - tout comme les yeux composés modernes - regroupées autour d'un rhabdom central, une structure réceptive qui guide la lumière. Ce dernier contient les pigments visuels et transmet la luminosité du milieu environnant au système nerveux central de l'animal. "Toutefois, contrairement aux yeux composés modernes des abeilles, libellules, et beaucoup de crabes, ce très vieil œil composé n'a pas de lentille, " explique Schoenemann. " Cela est probablement dû au fait que ces anthropodes à carapace plutôt molle n'avaient pas la couche nécessaire dans leur coquille responsable de la formation du cristallin. "

Les caractéristiques physiques du rhabdom central garantissent que chaque élément de l'œil composé a un champ de vision limité et que l'impression visuelle globale de l'animal a déjà le caractère de mosaïque d'un œil composé moderne. La précision d'un tel œil peut être déterminée par le nombre de ses éléments – tout comme le nombre de pixels détermine la précision d'une infographie. "Avec environ 100" pixels, " les performances de cet œil datant de plus d'un demi-milliard d'années ne sont certes pas exceptionnelles. Mais elles ont suffi à renseigner le trilobite sur le mouvement dans son champ de vision, par exemple en s'approchant des prédateurs. Il pouvait approximativement discerner la répartition de la lumière dans son environnement ou éviter les obstacles sur son chemin, " dit Schoenemann.

La biologiste et son équipe ont également pu montrer que quelques millions d'années seulement après Schmidtiellus, yeux composés nouveaux et améliorés avec une résolution plus élevée développés dans un autre trilobite de la région baltique :Holmia kjerulfi. Les performances des yeux de cette espèce se sont même rapprochées de celles des libellules modernes. Une analyse physique des yeux composés des deux trilobites a montré que l'organisme habitait des eaux vives, très probablement les régions du plateau côtier d'un océan paléozoïque.