در مسیر تکامل چه زمانی چشمان اجداد ما قدرت و ویژگیهایی معادل چشم انسان یافت؟ در خصوص شنوایی چه؟ همینطور بویایی و دیگر حواس و خصوصیات ژنتیک و فنوتیپ؟ هر از چند گاهی دانشمندی در گوشه ای از جهان حاصل سالها تحقیقات فرگشت شناسی خود بر روی یک عضو یا ارگان خاص را منتشر و به عمر تکاملی اعضای بدن اشاره ای انجام یا در باره آینده پیش بینی می کند. آخرین خبر در این خصوص اخیرا بر روی سایت ایسنا منتشر شد که در این نوشتار به آن اشاره می کنیم

یک محقق استرالیایی پس از ۳۰ سال مطالعه، موفق شد قدمت چشمان انسان را تخمین بزند. به گزارش ایسنا، چشم یکی از ارزشمندترین اندام‌های بدن است، با این حال منشا آن‌ همواره برای دانشمندان معما بوده است. 

پروفسرو ترور لمب از مرکز بینایی و دانشگاه ملی استرالیا، بیش از سی سال از عمر حرفه‌یی خود را به بررسی رموز این اندام حیاتی اختصاص داده است. 
تحقیقات این دانشمند نشان می‌دهد منشا بینایی به بیش از ۷۰۰ میلیون سال پیش باز‌می‌گردد و این درست زمانی بوده که فقط حیوانات آمیب‌مانند مانند تک‌سولی‌ها، جلبک‌ها، مرجان‌ها و باکتری‌ها بر روی زمین ساکن بوده‌اند.متن مقاله اصلی:

Origin of Vertebrates and the Diversity of Extant Chordate Eyes 


در این هنگام، نخستین موادشیمیایی حساس به نور موسوم به opsins ظاهر شدند و توسط تعدادی از ارگانیسم‌ها به روش‌های ابتدایی برای حس‌کردن روز با استفاده از نور به کار می‌رفت. 

به گفته لمب، سلول‌های باستانی از پیش دارای اجزای سیگنالینگ‌ بودند که مواد شیمیایی را در محیطشان حس می‌کردند و ظهور opsins به آن‌ها امکان حس‌کردن نور را می‌داد. اما این حیوانات ریز بودند و از هیچ سیستم عصبی برای پردازش سیگنال‌های دریافتی از حسگرهای نوری برخوردار نبودند. 

طی ۲۰۰ میلیون سال بعد، این سلول‌های کوچک حساس به نور و opsinهایشان به تدریج در شناسایی نور بهتر عمل کردند. 

آن‌ها، حساس‌تر، سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر شده بودند، تا این که حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش تقریبا به سلول‌های مخروطی موجود در چشمان امروزی بشر شباهت پیدا کردند. نخستین چشمان واقعی که شامل توده‌های سلول‌های حس‌کننده نور بودند، حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش در دوران کامبرین ظاهر شدند و جهش بزرگی را در سیر تکاملی صورت دادند. به طور مثال، Anomalocaris که شکارچی‌ای به طول یک متر بود، دارای چشمانی بود که به او امکان می‌داد هنگام شنا در دریاهای باستان طعمه‌اش را شناسایی کند. 


 Figure 1. The origin of vertebrates, over a time-scale from roughly 700 to 400 million years ago (Mya), with timings of the branchings taken from a reconciliation of fossil and molecular data by Erwin et al (2011). The red curve indicates our direct ancestors, beginning with early metazoans, and the numbers along the curve denote major branchings that are significant to the evolution of the vertebrate eye. 1, Cnidarians branched off around 700 Mya, and since then our ancestors have been bilaterally symmetric (bilaterians). 2, Protostomes branched off around 665 Mya, and since then our ancestors have been termed deuterostomes. 3, 4, By the time that cephalochordates and then tunicates diverged (around 650 and 600 Mya), our ancestors possessed a notochord, and are referred to as chordates. 5, By the time that the ancestors of lampreys diverged around 500 Mya, they and our own ancestors were vertebrates. It has recently been confirmed that the ’2R’ two rounds of whole-genome duplication occurred prior to that divergence of ancestral lampreys. Subsequently (by around 420 Mya) our own ancestors evolved jaws and hence became jawed vertebrates (gnathostomes). Black curves indicate taxa that are not considered in any detail in this article; dashed black curves indicate extinct taxa of potential interest. See text for details. Source of illustrations: Haikouella, Yunnanazoon and Haikouichthys from Chen (2012); remainder from Lamb et al (2007), where original sources are given.

این حیوان که از مدل چشم حشره با تعداد فراوان سطح کوچک بهره می‌برد، دارای ۱۶ هزار سطح مجهز به سلول‌های بینایی در هر چشم بود. 

چشم انسان که کره‌ای منفرد و دارای میلیون‌ها گیرنده نوری است، نخستین بار بین ۵۰۰ تا ۶۰۰ میلیون سال پیش شروع به ظهور کرد. این لحظه‌ای حیاتی برای سیستم بصری انسان به شمار می‌آمد. 

مارماهی‌ها نیز که ۵۰۰ میلیون سال پیش ظاهر شدند دارای یک جفت چشم به سبک دوربین بودند که به چشمان انسان شباهت داشت. 

این‌ موجودات پیشگامان چشم مهره‌داران هستند که از جد ماهی انسان‌ها به ارث برده شده است؛ بنابراین، می‌توان مدعی شد که ظهور چشم مهره‌داران دست کم ۵۰۰ میلیون سال پیش بوده و گرچه سیستم‌های سیگنالینگ و حسگرهای آن بسیار به سیستم‌های حشرات و دیگر غیر‌مهره‌داران شباهت دارد، سامانه نوری مهره‌داران کاملا مستقل از چشم حشره با سطوح فراوانش، تکامل یافت. 



چشمان جفت نیز اول بار در حیواناتی ظاهر شده بودند که دانشمندان چینی در صخره‌ای که ۵۰۰ میلیون سال قدمت دارد، پیدا کردند. از آن زمان به بعد، طرح پایه چشم مهره‌داران بیشتر رواج یافت و توسط ماهی‌ها، دوزیستان، خزندگان، پرندگان، پستانداران و در نهایت انسان‌ها به کار رفت.

منبع تکمیلی: لینک خبر در روزنامه استرالیایی 



تاريخ : ۱۳٩٢/٥/۱٢ | ۱۱:٠۸ ‎ق.ظ | نویسنده : دکتر سید محمود میرافضلی سریزدی | نظرات ()