منشا تکاملی چشم انسان ممکن است یک سیکلوپ یا تکچشمی 600 میلیون ساله باشد!
تکامل چشم انسان یکی از پیچیدهترین و شگفتانگیزترین مسیرهای زیستشناختی در تاریخ حیات زمین است که منشأ اولیه آن به ۶۰۰ میلیون سال پیش بازمیگردد. تحلیلهای مدرن ژنتیکی و ساختاری نشان میدهند بینایی پیچیده دوچشمی ما حاصل پیدایش یک سیستم کاملاً جدید از صفر نیست، بلکه برپایه بازآفرینی خلاقانه اجرای یک اندام نورگیر بسیار ساده میانی در نیاکان کرممانند شکل گرفته.
دانشمندان سوئدی و بریتانیایی با بررسی مدارهای عصبی حیوانات امروزی متوجه شدهاند شبکیههای جفت جفت ما، کارکرد خود را مدیون تغییر کاربری همان سیستم سلولی قدیمی هستند. این ساختار ابتدایی که در مرکز سر نیاکان بسیار باستانی و بدوی ما قرار داشت، نهتنها مسیر بینایی امروزی را هموار کرد، بلکه پیوند عمیقی با تنظیم ریتم شبانهروزی بدن ما ایجاد کرد تا دو عملکرد ظاهراً متفاوت زیستی از یک ریشه مشترک سرچشمه بگیرند.
فرایند تکامل چشم انسان و شکلگیری جفتشبکیهها از بازآفرینی تک سلولهای حساس به نور در یک موجود غارنشین زیردریا آغاز شد. این موجود باستانی که پیش از پیدایش مهرهداران روی زمین میزیست، احتمالاً جثهای کرممانند داشت و روزگار خود را با تصفیه آب دریا میگذراند. بررسیها نشان میدهد نیاکان دورتر این جانور ممکن است در ابتدا دارای دو دسته سلول نوری در دو طرف سر خود بودهباشند، اما با تغییر سبک زندگی به صورت ساکن و دفنشده در بستر دریا، نیاز به بینایی دقیق کاملاً از بین رفت. به این ترتیب، سلولهای طرفین سر تحلیل رفتند و تنها یک اندام نورگیر میانی یا همان چشم تکمرکزی (Median Eye) در بالای سر جانور باقی ماند تا صرفاً شب را از روز و جهت تاریکی را تشخیص دهد.
چرخش دوباره چرخدنده تکامل زمانی رخ داد که نوادگان این موجود از بستر دریا جدا شدند و دوباره شنای فعال در آبهای آزاد را پیش گرفتند. نیاز مبرم به شناسایی شکارچیان، یافتن غذا و دور زدن موانع طبیعی، داشتن یک سیستم بینایی پیشرفته را به نیازی حیاتی تبدیل کرد. طبیعت به جای طراحی دوباره مدارها، همان اندام میانی ساده را گسترش داد و سلولهای حساس به نور آن را به طرفین سر هدایت کرد. این بازآرایی ساختاری سبب شد تا جفتشبکیههای چشمی در مهرهداران پدید آیند و همزمان بخش باقیمانده در عمق مغز به سیستم صنوبر یا همان غده پینهال (Pineal System) تبدیل شود که مسئولیت تنظیم چرخه خواب و بیداری را برعهده دارد.
یکی از هیجانانگیزترین نکات در روند تکامل چشم انسان، حضور همزمان دو تبار سلولی کاملاً متفاوت در یک مدار عصبی واحد است. سلولهای مخروطی و استوانهای در شبکیه ما که نور را به پیامهای الکتریکی تبدیل میکنند، از تبار گیرندههای مژکی هستند؛ در حالی که سلولهای گانگلیونی، آماکرین و افقی که اطلاعات تصویری را پیشپزش پردازش میکنند، ریشه در گیرندههای ربدومریک دارند. در بسیاری از بیمهرگان مانند حشرات یا اختاپوسها، این دو تبار سلولی کاملاً از هم جدا هستند و چشمها از بافتهای سطحی پوست منشأ میگیرند. اما در نیاکان مهرهداران، اندام میانی هر دو نوع سلول را یکجا در خود جای داده بود و همین ترکیب استثنایی باعث شد شبکیه مهرهداران به صورت برآمدگی مستقیمی از خود مغز توسعه یابد.
بافت صنوبر در بسیاری از خزندگان و دوزیستان امروزی، همچنان ساختار فیزیکی خود را به عنوان یک «چشم سوم» واقعی در بالای جمجمه حفظ کرده است و مستقیم نور را دریافت میکند. اگرچه در بدن انسان این اندام به عمق تاریک مغز کوچ کرده و قدرت دیدن مستقیم تصاویر را از دست داده است، اما همچنان با ترشح هورمون ملاتونین، ساعت بیولوژیک بدن ما را با رفتوآمد خورشید تنظیم میکند. سازوکار بینایی مهرهداران و احساس خوابآلودگی ما پس از تاریک شدن هوا، دو یادگار مجزا از همان چشم ساده ۶۰۰ میلیون ساله هستند. جالب اینجاست که پژوهشهای مقایسهای روی مارماهیهای دهانگرد و موشها نشان داده که فرایند سیمکشی این سلولها، صدها میلیون سال بدون تغییر بنیادی دست به دست گشته است.
داستان بازآفرینی چشم در تاریخ زیستشناسی بیشتر شبیه به شاهکارهای مهندسی معکوس در سینمای علمیتخیلی است تا یک طراحی یکنواخت و خطی. تصور کنید ابزاری را که روزگاری فقط برای تشخیص روشنایی روز در غار استفاده میکردید، باز کنید و با ادغام قطعات داخلیاش یک دوربین مدرن هوشمند بسازید. طبیعت دقیقاً همین کار را با ترکیب دو سیستم سلولی مجزا انجام داد و مداری ساخت که امروزه به ما توانایی دیدن جهان با بالاترین وضوح ممکن را میدهد. همین ریشه مشترک میان تاریکی شب، هورمون خواب و دیدن رنگها، شگفتانگیزترین راز پنهانشده در کلاژ زیستی جمجمه انسان است.
درک این ریشه مشترک نشان میدهد که مرزهای میان سیستمهای عصبی و اندامهای حسی تا چه حد در طول تاریخ زیستشناختی سیاره ما سیال بودهاند. سوءبرداشتهای قدیمی همیشه چشم انسان را عضوی بینقص میدانستند که به یکباره و بدون مراحل واسطه شکل گرفته است، اما مدلهای نوین بیولوژی تکاملی ثابت میکنند که تکامل چشم انسان حاصل سرهمبندی منطقی برپایه تغییر سبک زندگی جانوران بوده است. این تغییرات پیاپی از زیست در بستر گلی تا شنا در اعماق روشن دریا، معماری پیچیدهترین حس ما را پدید آورد.
نگاه به این خاستگاه دیرینه، نگرش ما را نسبت به بدن خودمان و ارتباطش با جهان پیرامون به کلی تغییر میدهد. چشمهای دوگانه ما و غده صنوبر مغزمان، دو روی یک سکه باستانی هستند که ۶۰۰ میلیون سال پیش در بدنی کرممانند متولد شدند. هر بار که پلک میزنیم یا با غروب آفتاب احساس خستگی میکنیم، در واقع داریم پیامهای به جا مانده از همان موجود تکچشمی را در اعماق وجودمان مرور میکنیم.
منبع: Current Biology
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
