شش مرحله در تکامل چشم
چشم اندام مهمی است. به عنوان یک حس مهم، میتواند شناخت ما را ا زمحیط اطراف بیشتر کند و با شناخت و حس بیشتر محیط میتواند قدرت ما را برای واکنش بهتر بیشتر نماید و توانایی ما را برای زنده ماندن افزایش دهد.
تکامل چشم زنجیره ای از مراحلی است که ایجاد شده است تا چشم موجود زنده طی میلیون ها سال شکل بگیرد. برخی اجزای چشم مانند رنگدانه های بینایی اینطور به نظر میرسد که از ریشه ای مشترک است و با اینکه چشم ساده ابتدایی و حساس به نور به صورت ناگهانی و پیش از شاخه شاخه شدن حیوانات، ایجاد شده است، چشم پیچیده مرکب- که برای تصاویر شکل گرفته است- حدود 50 تا صد بار از همان ژنها و همان پروتئین نادر و ساختار، شکل گرفته است و این در دوره زمانی است که از عصر کامبرین درحدود 540 میلیون سال قبل شروع میشود.
چشمهای پیچیده میلیونها سال پیش در دورهای به نام انفجار کامبرین تکامل یافتهاند.هیچ شاهدی دال بر وجود چشمها قبل از این مرحله وجود ندارد، اما طیف وسیعی از تنوع در کمبرین میانی «بورگس شیل» مشهود است. طیف وسیعی از سازگاری در چشم، جهت تأمین نیازهای موجود زنده حامل آن، به وجود آمدهاست. توانایی چشمها در میزان تیزبینی، دامنه طول موجهایی که میتوانند دریافت کنند، حساسیتشان در نور کم، کشف حرکتها یا تشخیص اشیا و تعیین
رنگها تغییر کردهاست.
چشم انسان
ترکیب پیچیده چشم به عنوان دلیلی در پشتیبانی از این نظریه- که چشم به وسیله خالق ساخته شده است- به کار میرود و بیان میشود امکان ندارد به وسیله انتخاب طبیعی ساخته شده باشد. در سال1802 فیلسوف ویلیام بالی چشم را معجزه طراحی نامید. خود چارلز داروین در کتاباصل گونه ها می گوید تکامل چشم به وسیله انتخاب طبیعی در وهله اول احمقانه به نظر میرسد ولی خودش در ادامه بیان میکند که این حالت، ممکن است.
پس ممکن است وجود مراحل تدریجی فراوانی از چشم ساده و در حالتی ناقص وجود داشته باشد و به سوی چشم پیچیده و بالفعل درحد کمال برود و هر درجه از این درجات برای کسی- که آن را دارد- مفید است و وقتی از این بیشتر شود و هرگاه چشم تمایز یابد، همه این تفاوتها برای هر حیوانی تحت تاثیر شرایط متغیر زندگی، مفید خواهد بود.
دشوار است تصور کنیم چشم کامل و پیچیده از طریق انتخاب طبیعی شکل گرفته باشد و هرچند این دیدگاه بر اساس تصور ما غیر ممکن به نظر میرسد نمیتوان آن را مختل کننده نظریه تکامل تصور کرد. داروین حرکت تدریجی عصب بینایی تا جایی که با رنگدانه ها پوشیده شده است بدون آنکه هیچ ابزار یا مکانیسم دیگری داشتهباشد و بعدا رسیدن تا بالاترین درجه از کمال را، نمونه ایی برتر از مراحل منقرض شده تکامل میداند.
(پیدا نشدن واسطه های تکاملی در دوره کامبرین، نشانه سرعت بالای تکامل در این دوره زمین شناسی است. وقتی سرعت تکاملی، خیلی زیاد شود، فرصتی برای بسیاری از واسطه ها برای باقی ماندن در لایه های زمین نیست و این، به معنی نبودن این واسطه ها نمیباشد بلکه قدرت ما برای کشف اثار این واسطه ها اندک است. امروز با پژوهش های ژنتیکی میتوان این واسطه ها را دقیقتر شناخت.)
به نظر می رسد تصور داروین درست باشد و پژوهش های فعلی در مکانیسم های ژنتیکی مسئول تکامل چشم انجام شده است. در عصر کنونی پژوهش های تکامل، ارتقا یافته است و روش هایی اکنون توسط ما به کار گرفته شده است و آن، تحلیل ژنتیکی برای پژوهش مکانیسم مسئول تکامل چشم و عموم تکامل زیستی است.
قدیمی ترین فسیل ها از چشم- که تا امروز کشف شده است- به دوره کامبرین یعنی حدود 540 میلیون سال قبل برمی گردد. این دوره شاهد تکامل سریعی به نام انفجار کامبرین بوده اس. یکی از فرضیات ایجاد این تنوع،کلید نوریاز اندرو پارکراست که بیان میکند تکامل چشم زمینه رقابت برای برتری جویی را ایجاد کرد و این باعث تسریع در روند تکامل شد. تا قبل از این، موجوات زنده از قابلیت حساسیت به نور استفاده میکردند ولی نه برای حرکت سریع یا هدایت به وسیله دید.
از آنجا که بایگانی فسیلها به ویژه از دورهٔ کامبرین اولیه ناچیز است، تخمین سرعت تکامل چشم کار سختی است. یک مدل ساده با قرار دادن جهشهای کوچک در معرض انتخاب طبیعی، نشان میدهد که اندام بینایی اولیه- که بر اساس بهرهوری رنگدانههای نوری کار میکردند- میتوانستند به چشم پیچیده مانند چشم انسان طی ۴۰۰۰۰۰ سال تکامل پیدا کرده باشند.
چشم در عالم حیوانات
تقریبا 9% مجموعه حیوانی دارای چشم هستند. و از جمله حیوانات دارای چشم از مهره داران 40 هزار گونه و از نرمتنان و دو کفه ای ها نزدیک به 100 هزار گونه و از بند پایان و عنکبوتیان و حشرات بیشتر از یک میلیون گونه وجود دارد. وجود نژادهای حیوانی دارای چشم، بیشتر از بدون چشمها است. این ارجحیت در میان حیوانات شاید به سودمندی تکامل چشم برمیگردد که قبل از 540 میلیون سال قبل شروع شد.
چشم کمک کرد نژادهای حیوانی طی انفجار کامبرین تکامل یابند در این دوره تغییرات بسیاری رخ داد که منجر به تنوعی وسیع در میان حیوانات شد و بر اساس فرضیه آندرو پارکر دانشمند تاریخ طبیعی، چشم باعث موفقیت زیستی در رابطه میان حیوان شکارچی و قربانی او شد.
همچنین چشم نقشی مهم در عالم حیوانات در شناسایی جنس مونث توسط حیوان مذکر دارد. و تکامل حیوانات و زیاد شدن بزرگی بدن آنها طی این مرحله، عاملی ضروری برای تکامل چشم مرکب بوده است و شبکیه با مساحت بزرگ و عدسی بزرگ و مغز بزرگی که مناطقی برای پردازش پیام ها دارد همه اینها مگر در حیوانات بزرگ وجود ندارد و این حیوانات در دوره کامبرین در میان گروه های مختلف حیوانات قرار گرفته است.
ریشه واحد یا چندین اصل؟
برای آنکه بگوییم چشم در یک مرحله یا طی چندین مرحله ایجاد شده است باید چشم تعریف شود. بیشتر مکانیسم های ژنتیکی ای که رشد چشم با آن رخ میدهد بین همه موجودات زنده ای- که دارای چشم هستند- مشترک است و این سبب میشود نتیجه گیری کنیم سلف آنها نوعی از مکانیسم های حساس به نور را به کار برده است حتی اگر دارای اندام بینایی نباشد.
ولی حتی سلول های گیرنده نور ممکن است چندین بار از گیرنده های شیمیایی مشابه، تکامل یافته باشد. و سلول های حساس به نور میتواند در دوره ای طولانی پیش از انفجار کامبرین، موجود بوده باشد. خصوصیات مشابه تر مانند به کار بردن پروتئین گلبولین عدسی در سرپایان و عدسی مهره داران است و نقش پروتئین را از نقش ابتدایی به نقش و وظیفه ای جدید درون چشم تبدیل میکند.
مراحل تکامل چشم پیشینیان
نخستین چشم در موجودات تک سلولی دیده شده است و عبارت است از گیرنده های نوری به صورت پروتئین های حساس به نور که به آن لکه های نور میگویند و این لکه ها نمیتواند جز حس تابش های محیط، وظیفه دیگری داشته باشد. یعنی میتواند نور را از تاریکی تشخیص دهد و این برای پاسخ اندام ها طی ساعات روز یعنی دوره نوری مناسب است و با نظم روزانه خاص همراه شود ولی برای دیدن کافی ینست زیرا نمیتواند بین شکل ها تمیز دهد یا جهت اندام را مشخص کند.
لکه چشم در همه انواع اصلی حیوانات وجود دارد و بین موجودات تک سلولی، شایع است و از جمله آنها اوگلنا) تکیاختهای تاژکدار یوکاریوت)است.
لکه چشمی اوگلنا در انتهای جلویی قرار دارد و استیگما (خال) نام دارد و لکه ای کوچک با رنگدانه قرمز است که مجموعه ای از بلورهای حساس به نور را در بر دارد و لکه چشمی همراه با حرکت موجی تاژک به موجود زنده اجازه میدهد به طرف نور حرکت کند و به آن، در فتوسنتز کمک می کند و این وظیفه ای اساسی در کارکردهای روزانه است.
رنگدانه های چشمی در مغز موجودات پیچیده تر، وجود دارند و تصور می شود نقشی مهم در همزمانی تخم گذاری با تغییرات ماه داشته باشد. و از طریق درک تغییرات اندک در روشنایی شب، موجود زنده می تواند تولید اسپرم و تخمک را همراه با هم کند تا احتمال باروری بیشتر شود. خود نگاه و دید، بر اساس شیمی پایه ای زیستی و مشترک بین همه چشمها است. با این همه روشی که در آن این ابزارهای شیمیایی ترجمه میشود
با توجه به محیط و اندام متفاوت است. چشم تعداد زیادی ساختار و شکل دارد و همه آنها در مرحله بسیار دیرتری در مقایسه با پروتئین ها و مولکول های اصلی شکل گرفته است. چشم در سطح سلولی دو طراحی اصلی دارد:
یکی نخست دهانیان(پریتوستوم) شامل نرمتنان، حلقوی ها و بندپایان و دهان دومیان(دوتيروستومی ها)شامل مهره داران دارای نخاع و خارداران است. سلول گیرنده نور پروتئین هایی به نام اوپسین دارد و این، واحد عملکردی چشم است که در پاسخ به نور، پیامهای عصبی آزاد می کند. اوپسین های حساس به نور در طبقه مویی قرار میگیرد تا مساحت سطح را بیشتر کند. طبیعت این پرده ها با هم فرق دارد و دو شکل اساسی دازد: میکروویلوس و سیلیا(مژک).
در چشم گروه های اول (پریتوستوم) میکروویلوسها حضور دارند: توسعه و برآمده کردن غشای سلولی.
ولی در دسته دوم یعنی دوتيروستومی ها این موها از مژکها مشتق شدهاند که ساختارهای مجزایی دارند. با این همه موجود زنده از نوع دیگری از گیرنده های نوری بیرون از چشم بهره میبرد مثلا کرم حلقوی پلاتینرس دومریلی از سلول های کرکی در چشم استفاده می کند اشتقاق واقعی ممکن است پیچیدهتر باشد، به طوری که بعضی از میکروویلوسها دارای مژک هم باشند، اما مشاهدات دیگر، تفاوتهای بنیادینی بین نخستدهانیان و دهاندومیان را نشان میدهند.
با این حال در پژوهش های دیگر تفاوت بنیادی بین پروتستوم و دوتيروستومی ها مشاهده شده است و این تصورات بر اساس پاسخ سلولهای نوری است و برخی از سدیم و برخی دیگر از پتاسیم برای ایجاد پیام عصبی استفاده میکند و پریتوستومی ها هم اجازه عبور بیشتر سدیم از دیواره را در مقایسه با دوتیروستومی ها میدهد. حدس زده میشود که وقتی این دو گرو
ه در پرکامبرین (قبل از دوره کامبرین) از هم جدا شدند دارای گیرندههای نوری ابتدایی بودند و بعداً هر کدام بهطور مستقل به سمت چشمهای پیچیدهتر توسعه پیدا کردند.
چشم های ابتدایی
واحد اصلی پردازش نور در چشمها سلول های گیرنده نور است و اینها سلول هایی اختصاصی هستند که دو نوع مولکول در دیواره خود دارند یکی پروتئین های حساس به نور به نام اوپسین و دیگری حمل کننده رنگ است که رنگها را تمیز میدهد
مجموعه هایی که این سلول ها را دارد لكه های چشمی نامیده میشود و این اعتقاد وجود دارد که به صورت جداگانه بین 40 تا65 بار تکامل و ارتقا یافته اند. این لکه های چشمی برای این حیوانات ادراک بسیار اولیه براي جهت و شدت نور فراهم میکند ولی برای تمیز بین هر چیز و محیط اطراف آن کافی نیست.
مشخص است تکامل نظام بینایی میتواند جهت نور رادر چندین درجه مشخص کند و این کاری بسیار دشوارتر است و فقط شش گونه از میان سی و سه گونه، دارای این سیستم هستند. این نظام بینایی پیچیده،با تقعر تدریجی لکه بینایی چند سلولی همراه است و این قدرت جهت یابی پرتوها را تعیین می کند و این، امری است که دقت آن با زیاد شدن عمق تقعر بیشتر میشود.
لکه بینایی مسطح برای تعیین جهت نور فعال نیست زیرا پرتوی نور، سلول های حساس به نور را بدون در نظر گرفتن جهت آن، فعال میکند با این حال چشمهای مقعر، اجازه تعیین جهت یابی را به دلیل اختلاف سلولهایی- که نور بر اساس زاویه خود فعال خواهد کرد- می دهد.
حلزون های ابتدایی چشم های بزرگی دارند که در دوره کامبرین ایجاد شد و آن را می توان امروز در برخی حلزون ها و بی مهرگان معاصر دید و با اینکه این چشم های اولیه در شناسایی نور و نه جهت یابی آن، فعال است، نقش آن به تدریج با عمیق شدن حفره چشم تغییر کرد و تعداد سلول های گیرنده نور بیشتر شد و این امر به موجود زنده توانایی شناسایی دقیق تر نور را داد.
تکامل چشم طی انفجار کامبرین سرعت بسیار بیشتری گرفت و این یک تغییر ریشه ای در شناسایی تصویرها و جهت نور است.
نقش کوچک کردن دریچه ورود نور بعدا بیشتر از زیاد شدن عمق تقعر، باعث بهبود دقت بینایی شد: موجودات زنده از طریق آن توانستند به تصویر حقیقی برسند و این کمک کرد جهت نور کاملا معین شود. با اینحال شکل ها به صورت اندکی درک شد این نوع چشم اکنون در هسته داران هست ولی دقتی اندک و تصویری مبهم میدهد چون قرنیه وعدسی ندارد با این حال بهبودی واضح را نسبت به چشمان ابتدایی نشان میدهد. سلول های شفاف از تیرگی و درگیر شدن با موارد مزاحم جلوگیری میکند و این درون اتاق چشم باعث کند شدن سرعت نور میشود و می تواند به تصفیه رنگ و شکست بالای نور و ممانعت از ورود اشعه فرا بنفش و فعالیت درون و بیرون اب کمک کند.
قرنیه و عدسی دو بافت شفاف مسئول تجمع نور هستند و اینها در تمرکز آن در بخش پشتی شبکیه نقش دارد.
قرنیه از حفره چشم حفاظت میکند و همزمان مسئول دو سوم انکسار نور هم هست. یکی از دلایل اصلی محتمل برای توانایی چشم درجمع آوری مجموعه طول های موج نوری خاص از امواج الکترومغناطیسی یعنی طول موج نور مرئی، تکامل حساسیت نوری در گونه های آبزی در ابتدا است و فقط دو طیف نور سبز.و آبی میتوانند از محیط آبی بیرون بیاید.
تکامل ابزار تمرکز با استفاده از حرکت عضلات اطراف به سوی عقب و جلو است و برخی از این عضلات، عدسی را مسطح میکند. فرایند های دیگری جز این دو به عنوان فرآیندهای شیمیایی وجود دارد و از طریق تنظیم رشد چشم و محافظت بعد کانونی این کار را میکند و علاوه بر آن می توان شکل مردمک رادر تعیین نظام کانونی به کار برد مثلا شکاف طولی مردمک به ساختار مشترک چند کانونی اشاره دارد در حالی که مردمک حلقوی در نظام تک کانونی مشخص میشود. مردمک تحت تاثیر نور ساطع شده، به شکل حلقوی تنگ میشود و این، اندازه کانونی را زیاد میکند و در تاریکی گشاد میشود تا عمق تمرکز را کاهش دهد. به کاربردن ابزار تمرکز، شرط نیست و خطاهای کانونی با زیاد شدن وسعت مردمک بیشتر میشود .بنابراین بسیاری از حیوانات دارای چشم کوچک در نور مستقیم خورشید فعال میشوند و اساسا ابزاری برای تمرکز نور ندارند. ابزارهای نیاز به تمرکز نور فقط به صورت تدریجی ایجاد شد و هر وقت گونه بزرگتر باشد ایجاد میشود.
سیر تدریجی ارتقای ژنها و محصولات آن، به سوی شناخت بیشتر محیط، نشان دهنده هدفی است که در پس خلقت قرار گرفته است. هدف از خلقت، شناخت بیشتر برای واکنش کاملتر است و این سیر، متوقف نیست و اکنون هم ادامه دارد.
https://ar.wikipedia.org/…/%D8%AA%D8%B7%D9%88%D8%B1%D8%A7%D…
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
