Vznik oka

10. října 2008 v 20:28 | sagan (zavináč) email (tečka) cz |  Stvoření a evoluce
Oči jsou pro nás hlavním zdrojem vjemů okolního světa. Ale nejen, že nám zprostředkovávají obraz okolí, současně prozrazují náš vnitřní stav, zdraví a krásu. Jsou oknem do naší duše.

Schopnost oka dodávat do mozku zrakové vjemy je založena na přesném uspořádání jednotlivých částí oka. Jak mohlo takové oko vzniknout evolucí? K čemu je dobrá jen polovina oka? Oko není nějaké náhodné uspořádání molekul, spíše něco jako velmi přesný stroj s určitou funkcí.

Současné oko funguje buď jako celek, nebo vůbec ne. Jak se tedy mohlo vyvinout díky řadě zdlouhavých, neustále probíhajících malých zdokonalení, o jakých mluví evoluční teorie? Je skutečně možné, že současně došlo k tisícům příznivých proměn tak, aby výsledkem bylo současné lidské oko? Jaký význam má pro přežití oko, které nevidí?

Porovnejme nyní úspěšnost v přežití zcela slepého živočicha a živočicha, který sice objekty také nevidí, ale dokáže vlivem bílkoviny citlivé na světlo rozeznat alespoň světlo a tmu. Malé vydutí takové části těla pak způsobí, že živočich pozná směr, ze kterého světlo přichází. Dokáže tak rozeznat zastínění například blížícího se predátora. A to ohromně zvýší jeho šance na přežití.

Geny pro vnímání světla se poprvé objevily před 600 miliony let (Plachetzki et al., 2007) u nezmarů, živočichů z kmene žahavců. Tento živočich ještě neměl žádné oko. Jen bílkovinu citlivou na světlo (fotosensitivní bílkovinu) rozptýlenou po celém těle, v největší koncentraci se však u tohoto druhu vyskytuje kolem ústního otvoru. Draví žahavci svou schopnost rozpoznávat světlo využívají k lovu kořisti. Nezmaři nemají žádné jiné speciální orgány pro vnímání světla. Tedy dokonce i "nehotové" oči přinášejí svému majiteli užitek.
Nezmar podélník=nezmar hnědý (Hydra oligactis) má barvu podle potravy, kterou zrovna pohltí.

Čím bylo toto vydutí větší, tím přesněji živočich poznával, odkud světlo přichází. Když se výduť zvětšovala a přitom uzavírala tak, že tvořila komoru a zbývala jen malá díra na konci, mohl už takový živočich přesně vidět, kde se světlo nachází a dokonce vidět i první obraz toho, jak predátor vypadá. Toto už bylo něco jako dírková komora bez čoček.
Nautilus (loděnka).

Opět máme živočicha, který má oko typu dírkové komory, je to měkkýš (Mollusca) zvaný loděnka (Nautilus). Má tento druh oka, a skrze otvor v jeho oku může mořská voda proudit ven i dovnitř -- máme ulity těchto živočichů, rovněž máme zkameněliny amonitů, což jsou vyhynulí příbuzní loděnky. Co všechno už asi tyto dírkové kamery během miliónů let historie viděly?

Primitivní oko s čočkou, která vnější obraz zaostřuje (focus) na sítnici. Nalezneme jej u rozvinutějších druhů mořských plžů. Stále však takovým očím chybí duhovka a rohovka, které mohou měnit tvar čočky a zaostřovat tak různé vnější paprsky světla.

Kdyby se vyvinula u očí nějaká ochrana proti volnému průtoku vody, zabraňující znečištění, to by bylo výhodné. Vrstva průhledného materiálu. A když je tento materiál silnější, začíná průzor navíc fungovat i jako čočka. Sice vidí vzhůru nohama, ale vidí dobře. Třeba hlavonožci (např. chobotnice) mají čočky, stejně jako my lidé. A i na naši sítnici se promítá obraz okolního světa procházející skrze čočku obráceně. Čočka světlo soustředí a tvoří ostrý obraz, jaký i my vnímáme. Přestože se naše oko vyvinulo jindy v historii, jeho vznik vlivem evoluce dokážeme vystopovat.

Většina živočichů má oči umístěné po stranách hlavy -- například hmyz, ryby, plazi, ptáci, koně --, což jim umožňuje současně vidět před sebe i za sebe, mají panoramatický zrak. Takové vidění je vhodné pro život na otevřených pláních.

Výhoda dvou očí umístěných vedle sebe leží v možnosti vytvoření trojrozměrného obrazu okolí. Takový směrově zaměřený zrak je důležitý pro přežití v prostředí jako je les nebo džungle, kde umožňuje snáze vidět za listy stromů.

Podobně jako v jednotlivých krocích vzniklo prostřednictvím biologické evoluce oko, vznikly i další orgány těl živočichů.
Počet kroků v evoluci potřebných k vývoji složitého kroka.

Významné okamžiky ve vývoji bílkoviny citlivé na světlo až k oku hlavonožce (např. chobotnice).

Nedokonalost lidského oka

Lidské oko, stejně jako všechny ostatní orgány lidského těla má daleko k dokonalosti, je muzeem evoluce. Obsahuje např. slepou skvrnu -- místo na sítnici, kde chybí buňky citlivé na světlo (=fotoreceptory), a které tedy neslouží k vidění. Například oko chobotnice tuto nedokonalost nemá.

Světlo dopadající na světločivé buňky (tyčinky, čípky) vede k řadě elektrochemických změn, které se přenášejí po optických nervech do mozku, kde vytváří vjem "vidění". Nervy vedoucí do mozku jsou u oka obratlovců napojeny na fotoreceptory nešikovně uvnitř oka stejně jako cévy a musí proto v určitém místě vycházet z oka do mozku, pročež se v tomto místě nemohou nacházet světlocitlivé buňky (tzv. slepá skvrna). Naproti tomu hlavonožci mají nervy napojené na světločivé buňky z vnějšku oka, a jejich oko tak nemá žádnou slepou oblast.

Vývoj oka u hlavonožců a obratlovců (např. člověka). Porovnání výhody a nevýhody optického nervu u obou skupin živočichů (zcela dole).

#

David C. Plachetzki, Bernard M. Degnan, Todd H. Oakley: The Origins of Novel Protein Interactions during Animal Opsin Evolution, PLoS ONE 2(10): e1054. doi:10.1371/journal.pone.0001054.

www.bumblebee.org/invertebrates/Cephaopoda.htm


 

10 lidí ohodnotilo tento článek.

Komentáře

1 krajtl krajtl | Web | 8. července 2009 v 5:23 | Reagovat

Nádhera! Moc pěkný a poučný článek. :-)

2 Smyk Smyk | 13. února 2010 v 15:52 | Reagovat

Před nedávnem se mě jeden křesťan snažil přesvědčit že oko evolucí vzniknout nemůže (prý jsou na to vědecké důkazy a evoluce tím pádem lže).

Po přečtení článku vidím kdo ve skutečnosti lže ... xD

3 veel veel | 5. března 2010 v 9:51 | Reagovat

Moc pěkné! Pokud jde o Boha či bohy - nechal bych mu (jim) stvoření vesmíru - vznik hmoty "z ničeho" je jako stvořený pro nadpřirozené síly. Musela by to být bytost s velikým smyslem pro humor, (viděli jste někdy svatební tanec strak? Větší legraci neznám, a jestli je někdo stvořil...) ale naopak "jenseits von Gut und Boese" - mimo dobro a zlo. Rozhodně by jeho (jejich) jednání bylo pro nás prakticky nepochopitelné a ani je nemůžeme nijak ovlivnit.

4 David David | 26. března 2010 v 15:31 | Reagovat

[2]: Tohle je sice pěkná pohádka, ale když se to rozebere do detailů, tak to bohužel nefunguje. Promiň. :-)

5 Jakub Jakub | 16. ledna 2014 v 11:09 | Reagovat

"Podobně jako v jednotlivých krocích vzniklo prostřednictvím biologické evoluce oko, vznikly i další orgány těl živočichů." - já tomu tedy nevěřím, jak by daný živočich přežil, když by měl jen napůl funkční zrakový orgán? a proč by se buňky samy od sebe přesouvaly?

6 Pacák Pacák | E-mail | 23. května 2017 v 14:58 | Reagovat

Schema počtu kroků potřebných k vývoji oka je velice zajímavý. Není mi jasná jedna věc. Každý jednotlivý vývojový krok musí zvyšovat fitnys svého nositele, jinak by podlehl v přirozeném výběru. Je to možné? Dále musí být jednotlivé mutace zafixovány v populaci. Jak se to děje?

7 Petr ton Petr ton | Web | 2. září 2017 v 11:15 | Reagovat

Mate zkusenost s nejakymi lekcemi na kytaru?

8 Petr ton Petr ton | Web | 2. září 2017 v 11:31 | Reagovat

Fakt?

9 Hovedo Hovedo | Web | 7. září 2017 v 19:54 | Reagovat

To je moc zajimave

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama