A szem fejlődése

Eredetileg küklopszok voltunk!

Egyetlen „szem” a fej tetején – így kezdődhetett az emberi látás története egy új kutatás szerint. A tudósok most úgy vélik, hogy a szem evolúciója nem folyamatos fejlődés volt, hanem egy különös körforgás: elvesztett, majd újra kialakult képességek sorozata. Egy nemzetközi kutatás szerint minden kétoldali szimmetriájú állat – így az ember is – egy több mint 600 millió évvel ezelőtt élt, féregszerű őstől származik. Ez az élőlény már rendelkezett fényérzékelő sejtekkel, de ezek egészen máshol és más funkcióval működtek, mint a mai szemünk. Kétféle „szem” is létezett az ősi állatokban? A University of Sussex és a Lund University kutatói 36 különböző ma is élő állatcsoportot vizsgáltak – ezzel le is fedve a kétoldali szimmetriájú állatok zömét –, és egy meglepően egységes mintázatot találtak. A fényérzékelő sejtek mindenhol két helyen jelentek meg: egyrészt a test két oldalán, párosan, másrészt középen, az agy fölött. A páros rendszer a mozgás irányításában segített – ez tette lehetővé, hogy az állat reagáljon a környezetére és navigáljon. A középső fényérzékelő rendszer viszont egészen más feladatot látott el: érzékelte a nappalok és az éjszakák váltakozását, illetve azt, hogy mi van fent és lent. Ez a kettős rendszer a mai napig megfigyelhető különböző állatokban. Miért tűntek el egyes szemek? A kutatók szerint az evolúció egyik legfurcsább fordulata akkor történt, amikor ez az ősi állat életmódot váltott. Egy időre beásta magát a tengerfenékbe, és mozgás helyett az áramló víz szűrésével kezdett táplálkozni. Ebben a környezetben a páros, irányítást segítő szemek feleslegessé váltak. Mivel működtetésük energiaigényes volt, egyszerűen eltűntek. A középső fényérzékelő rendszer azonban megmaradt, mert továbbra is szükség volt a környezeti viszonyok érzékelésére. Így alakulhatott ki egyetlen központi „szem”, amely a fej tetején helyezkedett el. Hogyan alakult ki a mai szemünk? A történet itt válik igazán izgalmassá. Néhány millió évvel később ezek az élőlények visszatértek az aktív mozgáshoz. Ez újra szükségessé tette a pontos irányítást és a térbeli tájékozódást. A kutatók szerint a középső szem ekkor kezdett átalakulni: két oldalon kis „szemgödrök” jelentek meg, amelyek idővel leváltak a központi struktúráról, és a fej két oldalára vándoroltak. Ezekből fejlődtek ki a mai páros szemek. Ez a folyamat a becslések szerint 600-540 millió éve zajlott le – vagyis evolúciós léptékben viszonylag gyorsan. Mi maradt meg az ősi rendszerből napjainkra? A középső szem nem tűnt el teljesen. Maradványa ma is megtalálható az agyunkban: ez a tobozmirigy, amely a melatonin nevű hormont termeli, és kulcsszerepet játszik az alvás szabályozásában. Érdekes módon egyes gerinceseknél ez a szerv még ma is képes érzékelni a fényt, míg az emlősöknél ez a funkció eltűnt – valószínűleg azért, mert őseik éjszakai életmódot folytattak. A kutatás másik fontos eredménye, hogy a gerincesek szemének bonyolultsága – például a retinában található több mint 100 különböző idegsejttípus – nem későn alakult ki, hanem már az ősi rendszerben jelen lehetett. Ez azt jelenti, hogy a szem evolúciója nem egyszerű „fejlődési lépcső”, hanem egy sokkal összetettebb történet, amelyben a látás és az agy fejlődése szorosan összefonódik. És talán ez a legfontosabb következtetés: a szem nemcsak egy érzékszerv. A kialakulása tette lehetővé az összetett viselkedést, a tájékozódást – végső soron pedig azt is, hogy egyáltalán létrejöhessenek olyan élőlények, mint mi – írja a Science Alert.

forrás: origo.hu