Η «θεωρία του Πολύφημου» - Τα ανθρώπινα μάτια προέρχονται από έναν «κύκλωπα» ηλικίας 600 εκατ. ετών
Ένας θαλάσσιος μικροσκοπικός οργανισμός ίσως ευθύνεται για την ανθρώπινη όραση , σε μία ανατρεπτική εξελικτική μελέτη
Snapshot
- Ένα θαλάσσιο μικροσκοπικό πλάσμα ηλικίας 600 εκατομμυρίων ετών με ένα κεντρικό φωτοευαίσθητο μάτι θεωρείται πρόγονος της ανθρώπινης όρασης.
- Το αρχικό κεντρικό μάτι αυτού του οργανισμού εξελίχθηκε σε ζευγαρωμένα μάτια σπονδυλωτών μέσω αναδιοργάνωσης υπαρχόντων κυττάρων και νευρικών συνδέσεων.
- Η επίφυση στον εγκέφαλο των σπονδυλωτών θεωρείται υπόλειμμα αυτού του αρχαίου κεντρικού ματιού και ρυθμίζει τον κιρκάδιο ρυθμό μέσω παραγωγής μελατονίνης.
- Η εξέλιξη των ματιών των σπονδυλωτών ακολούθησε διαφορετική πορεία από τα μάτια εντόμων και άλλων ζώων λόγω της προέλευσής τους από εγκεφαλικό ιστό.
- Η μελέτη εξηγεί τη στενή σύνδεση των ματιών των σπονδυλωτών με τον εγκέφαλο και τη μοναδική εσωτερική τους οργάνωση.
Ο Πολύφημος είναι μια εμβληματική φιγούρα της ελληνικής μυθολογίας, γνωστός ως Κύκλωπας που αιχμαλώτισε τον Οδυσσέα και τους συντρόφους του.
Γνωρίζουμε λοιπόν ότι διέθετε ένα μάτι στο μέτωπο. Αυτό από τη μυθολογική πλευρά.
Τώρα ερευνητές σε μία ανατρεπτική προσέγγιση υποστηρίζουν πως ένα θαλάσσιο μικροσκοπικό πλάσμα, που έζησε πριν από σχεδόν 600 εκατομμύρια χρόνια μπορεί να έφερε το εξελικτικό σημείο εκκίνησης για τη σύγχρονη ανθρώπινη όραση.
Το εν λόγω σκουλήκι, έκανε μία σχετική ακίνητη ζωή και έχασε το ζευγάρι των ματιών του που βρίσκονταν κάποτε στα πλάγια του κεφαλιού του. Ωστόσο, διατήρησε φωτοευαίσθητα κύτταρα στη μέση του κεφαλιού του, τα οποία εξελίχθηκαν σε ένα απλό κεντρικό μάτι.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Lund και το Πανεπιστήμιο του Sussex προτείνουν ότι τμήματα αυτού του πρωτόγονου οργάνου επαναχρησιμοποιήθηκαν αργότερα ως πρόγονοι ζευγαρωμένων ματιών σπονδυλωτών. Η μελέτη τους που δημοσιεύτηκε στο Current Biology συνδέει επίσης τα υπολείμματα του αρχαίου κεντρικού ματιού με την επίφυση, μια δομή στον εγκέφαλο των σπονδυλωτών που βοηθά στη ρύθμιση του καθημερινού κύκλου ύπνου-αφύπνισης.
Η προτεινόμενη διαδρομή θα μπορούσε να εξηγήσει ένα ασυνήθιστο χαρακτηριστικό της εξέλιξης των ματιών των σπονδυλωτών. Στους ανθρώπους και σε άλλα σπονδυλωτά, ο αμφιβληστροειδής αναπτύσσεται από εγκεφαλικό ιστό. Τα μάτια των ζώων όπως τα έντομα και τα καλαμάρια προέρχονται από ιστό στα πλάγια του κεφαλιού. Η μελέτη υποδηλώνει ότι η όραση των σπονδυλωτών ακολούθησε διαφορετική πορεία επειδή ένα προγονικό κεντρικό μάτι επέζησε μετά την απώλεια των αρχικών ζευγαριών ματιών.
Η εξελικτική πορεία άλλαξε όταν οι απόγονοι του ανενεργού ζώου επέστρεψαν σε έναν πιο δραστήριο, κολυμβητικό τρόπο ζωής. Η κίνηση μέσα στο νερό αύξησε την αξία της όρασης που σχηματίζει εικόνα. Τα ζευγάρια ματιών θα μπορούσαν να βοηθήσουν ένα ζώο να πλοηγηθεί, να ανταποκριθεί σε κοντινά αντικείμενα και να ανιχνεύσει άλλους οργανισμούς.
Σύμφωνα με το προτεινόμενο μοντέλο, τα συστατικά του επιζώντος μέσου ματιού αναδιοργανώθηκαν καθώς σχηματίστηκαν νέα ζευγάρια ματιών. Η μελέτη το περιγράφει ως επαναχρησιμοποίηση ενός σύνθετου προγονικού οργάνου. Με απλά λόγια, η εξέλιξη δεν κατασκεύασε το οπτικό σύστημα των σπονδυλωτών εξ ολοκλήρου από νέο βιολογικό υλικό. Τροποποίησε κύτταρα και νευρικές συνδέσεις που υπήρχαν ήδη.
Τα αρχικά ζευγαρωμένα μάτια στη γενεαλογία των σπονδυλωτών εξαφανίστηκαν, αφήνοντας ένα κεντρικό όργανο που ακολούθησε τη δική του αναπτυξιακή πορεία. Όταν η ζευγαρωμένη όραση αργότερα εξελίχθηκε ξανά, προέκυψε από στοιχεία αυτού του κεντρικά τοποθετημένου συστήματος.
Το μοντέλο εστιάζει στο γιατί τα μάτια των σπονδυλωτών συνδέονται τόσο στενά με τον εγκέφαλο και γιατί η εσωτερική τους οργάνωση διαφέρει από αυτή των άλλων ζώων.
Οι ερευνητές ανακατασκεύασαν αυτό το ιστορικό εξετάζοντας τα χαρακτηριστικά και τις θέσεις των κυττάρων φωτοϋποδοχέα σε ομάδες ζώων. Επειδή αυτά τα κύτταρα διαφέρουν με αναγνωρίσιμους τρόπους, η κατανομή τους μπορεί να διατηρήσει στοιχεία εξελικτικών σχέσεων που δεν είναι πλέον εμφανείς στην εξωτερική ανατομία των ζωντανών ειδών.
Η έρευνα προσδιορίζει την επίφυση ως ένα επιζών υπόλειμμα του κεντρικού ματιού μέσα στον εγκέφαλο των σπονδυλωτών. Αυτό το μικρό όργανο παράγει μελατονίνη, μια ορμόνη που εμπλέκεται στη ρύθμιση του καθημερινού βιολογικού ρολογιού του σώματος μέσω του κιρκαδικού ρυθμού.
Ο κιρκάδιος ρυθμός είναι ο περίπου 24ωρος κύκλος που επηρεάζει τον ύπνο και την εγρήγορση. Το φως είναι ένα από τα κύρια περιβαλλοντικά σήματα που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση αυτού του κύκλου. Η σχέση της επίφυσης με τα φωτοευαίσθητα συστήματα ταιριάζει με την πρόταση που αναπτύχθηκε από ένα αρχαίο όργανο που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της ημέρας και της νύχτας.
