Ewolucja ludzkiego oka - Joshua Harvey

Obejrzyj całą lekcję: http://ed.ted.com/lessons/the-evolution-of-the-human-eye-joshua-harvey

Ludzkie oko to niezwykły mechanizm, który potrafi wykryć od kilku do setek bilionów fotonów albo przenieść wzrok z ekranu przed nosem na odległy horyzont w ułamku sekundy. Jak wyewoluowała ta złożona struktura? Joshua Harvey przybliża historię ewolucji ludzkiego oka, która rozpoczęła się 500 milionów lat temu.

Lekcja: Joshua Harvey. Animacja: Artrake Studio.

Ludzkie oko to niezwykły mechanizm,

który potrafi wykryć kilka fotonów
aż po światło słoneczne,

czy przenieść wzrok z ekranu przed nosem

na odległy horyzont w ułamku sekundy.

Struktura potrzebna
do tej niezwykłej adaptacji

była niegdyś uważana za tak złożoną,

że nawet Karolowi Darwinowi
idea ewolucji w tym przypadku

wydawała się absurdalna
aż do granic możliwości.

Jednak to właśnie wydarzyło się
ponad 500 milionów lat temu.

Historia ludzkiego oka zaczęła się
od prostej plamki ocznej,

którą można znaleźć
u jednokomórkowych organizmów,

takich jak euglena.

To zgrupowanie światłoczułych białek

osadzonych na wici,

uaktywniających się, gdy znajdzie światło,
a tym samym pożywienie.

Bardziej złożona wersja plamki ocznej
występuje u płazińca Planaria.

Jest raczej wpuklona niż płaska,

co pozwala lepiej wykryć
kierunek źródła światła.

Do jej innych funkcji należy

pomoc w znajdywaniu cienia
i schronienia przed drapieżnikami.

Poprzez milenia

kubki oczne wrastały głębiej
u niektórych organizmów,

a otwór z przodu się zmniejszał.

Doprowadziło to do efektu camera obscura,
który znacząco zwiększył rozdzielczość,

redukując zniekształcenia dzięki
przepuszczaniu cienkiej wiązki światła.

Łodzik, przodek ośmiornicy,
ma oko działające jak camera obscura,

które zwiększa rozdzielczość
i lepiej wykrywa kierunek padania światła.

Choć ten typ oka pozwala
uzyskać proste obrazy,

kluczową rolę w budowie
znanego nam oka miała soczewka.

Uważa się, że soczewka wyewoluowała

z przezroczystych komórek
pokrywających otwór, by zapobiec infekcji,

pozwalających wnętrzu oka
wypełnić się płynem,

co zwiększyło światłoczułość
i przetwarzanie światła.

Krystaliny, rodzaj białek
powstających na powierzchni,

utworzyły strukturę,
która stała się przydatna

w skupianiu światła
na jednym punkcie siatkówki.

Soczewka pełni kluczową rolę
w akomodacji oka,

przez zmianę krzywizny, co pomaga
w bliskim i dalekim widzeniu.

Struktura kamery otworkowej
razem z soczewką

posłużyła za wzór
w ewolucji ludzkiego oka.

Dalsze udoskonalenia obejmują
kolorowy pierścień zwany tęczówką,

który reguluje ilość światła
wpadającego do oka;

twardą, zewnętrzną, białą warstwę,
znaną jako twardówka,

aby zachować jego strukturę;

a także gruczoły łzowe
wydzielające ochronny płyn.

Równie istotna

były towarzysząca temu ewolucja mózgu,

wraz z rozwojem kory wzrokowej,

przetwarzająca bodźce na wyraźniejsze
i bardziej kolorowe obrazy.

Wiadomo, że nasze oko
jest dalekie od majstersztyku wzornictwa,

ale nosi ślady stopniowej ewolucji.

Na przykład ludzka siatkówka
jest odwrócona,

a jej fotoreceptory są skierowane
przeciwnie do źrenicy oka.

Wynikiem tego jest plamka ślepa,

gdzie nerw wzrokowy wnika do siatkówki,

by dotrzeć do światłoczułej warstwy
znajdującej się z tyłu.

Podobnie wyglądające oczy głowonogów,

które wyewoluowały niezależnie,

mają siatkówkę zwróconą w stronę źrenicy,
pozwalającą widzieć bez plamki ślepej.

Oczy innych stworzeń pokazują
inne sposoby adaptacji.

Anableps, czyli czworook,

ma oczy podzielone na dwie części,

jedna do patrzenia
nad wodą, a druga pod wodą,

które są doskonałe do wypatrywania
zarówno drapieżników jak i ofiar.

Koty, typowi nocni łowcy,
wykształciły błonę odblaskową

zwiększającą ilość światła,
które może wykryć oko,

co zapewnia doskonałe widzenie nocne,
i typowe świecenie w ciemności.

To zaledwie kilka przykładów
różnorodności oczu w królestwie zwierząt.

Gdybyś miał zaprojektować oko,
czy zrobiłbyś to inaczej?

To pytanie nie jest tak dziwne,
jak może się wydawać

Lekarze i naukowcy sprawdzają obecnie
inne typy budowy oka,

by zaprojektować biomechaniczne
implanty dla ludzi z wadami wzroku.

W niedalekiej przyszłości

maszyny zbudowane z precyzją
i elastycznością ludzkiego oka

mogą nawet prześcignąć
jego własną ewolucję.