Cercetătorii dezvăluie evoluția uimitoare a ochilor vertebratelor: de la un singur ochi la vedere complexă

Ochii noștri, aparent banali, sunt rezultatul unei evoluții extrem de complexe, care a început acum aproximativ 600 de milioane de ani. Noile cercetări sugerează că ochii vertebratelor, diferiți fundamental de cei ai nevertebratelor, au o istorie fascinantă și o origine surprinzătoare. Studiul arată că toți descindem dintr-un strămoș comun, asemănător unui vierme marin, valabil pentru toate animalele bilaterale.

Pierderea și recâștigarea vederii

Analiza a 36 de grupuri majore de animale a dezvăluit un tipar clar: celulele sensibile la lumină apar în două poziții, fie în pereche, pe lateralele capului, fie pe linia mediană, deasupra creierului. Cele laterale ajută la orientarea mișcării, iar cele centrale detectează ciclurile zi-noapte și direcția sus-jos.

Se pare că strămoșul comun al vertebratelor și-ar fi pierdut ochii laterali când a adoptat un stil de viață static, îngropat în fundul mării. Ca filtrator, nu mai avea nevoie de orientare, iar ochii deveniseră inutili și costisitori energetic. În schimb, structurile centrale au rămas și au evoluat într-un ochi median simplu. Ulterior, revenirea la înot a readus nevoia de orientare. Din ochiul central au apărut două structuri laterale, care s-au separat și au devenit noii ochi pereche. Acest proces de pierdere și recâștigare a vederii a avut loc cu între 600 și 540 de milioane de ani în urmă.

Complexitatea retinei și legătura cu evoluția creierului

Majoritatea nevertebratelor de astăzi nu au trecut prin această fază de viață statică și au păstrat sistemele originale de detecție a luminii. Insectele și crustaceele au ochi compuși, formați din numeroase lentile mici, în timp ce caracatițele și melcii au ochi de tip cameră, similari cu ai vertebratelor, evoluați independent. Diferența majoră constă în complexitatea retinei. La vertebrate, aceasta conține peste 100 de tipuri de neuroni, apropiindu-se ca sofisticare de cortexul cerebral. La nevertebrate, numărul este mult mai mic.

Contrar ipotezelor anterioare, această complexitate nu a apărut târziu, ci probabil exista deja în formele timpurii ale ochiului. Această idee schimbă modul în care înțelegem evoluția sistemelor nervoase. Evoluția ochilor și a creierului este strâns legată. Apariția ochilor pereche a permis dezvoltarea comportamentelor complexe și a inteligenței.

O parte din ochiul median s-a păstrat sub forma glandei pineale, responsabilă pentru producerea melatoninei. La multe vertebrate, aceasta încă detectează lumina, însă la mamifere această funcție s-a pierdut, fiind preluată de ochi. Oamenii de știință George Kafetzis, de la University of Sussex (Anglia), și Dan Nilsson, de la Lund University (Suedia), au subliniat importanța ochilor pentru existența vertebratelor, inclusiv a oamenilor. Fără ochi, nu am fi existat.