Akies evoliucija
Akies evoliucija yra homologiško organo, esančio įvairiuose taksonuose, pavyzdys.
Tam tikri akies komponentai, pavyzdžiui, regos pigmentai, atrodo, yra bendri protėviai, t. y. jie išsivystė vieną kartą, prieš gyvūnams išsiskleidžiant.
Tačiau sudėtingos, vaizdą formuojančios akys evoliucionavo apie 50-100 kartų - jų konstrukcijoje buvo naudojami tie patys baltymai ir genetiniai įrankiai.
Atrodo, kad sudėtingos akys pirmą kartą išsivystė per kelis milijonus metų, per staigų evoliucijos sprogimą, vadinamą kambro sprogimu. Nėra jokių įrodymų apie akis iki kambro periodo, tačiau viduriniojo kambro Burgeso skalūnų sluoksniuose pastebima didelė įvairovė.
Akys pasižymi įvairiomis adaptacijomis, kad atitiktų jas turinčių organizmų reikalavimus. Akys gali skirtis aštrumu, bangų ilgio diapazonu, jautrumu esant silpnam apšvietimui, gebėjimu atpažinti judesį ar atskirti objektus ir atskirti spalvas.
Sausumos sraigės ant galvos paprastai turi du žnyplių rinkinius: viršutinės poros gale yra akis, o apatinė pora skirta uoslei.
Ši maldininkė turi maskuojančias akis
Šokinėjantis voras. Vorai turi daugybę akių.
Pagrindiniai akies evoliucijos etapai.
Moliusko akis: karalienė konkė.
Evoliucijos greitis
Pirmosios akių fosilijos atsirado apatiniame kambro periode, maždaug prieš 540 milijonų metų. Šiuo laikotarpiu įvyko akivaizdžiai sparčios evoliucijos proveržis, pavadintas "Kambro sprogimu". Vienas biologas mano, kad akių evoliucija pradėjo ginklavimosi varžybas, kurios lėmė spartų evoliucijos šuolį.
Anksčiau organizmai galėjo būti jautrūs šviesai, bet ne greitam judėjimui ir navigacijai pagal regėjimą.
Sunku įvertinti akių evoliucijos greitį. Paprastas modeliavimas, darant prielaidą, kad natūralioji atranka veikė nedideles mutacijas, rodo, kad primityvus optinis jutimo organas, pagrįstas efektyviais fotopigmentais, galėjo išsivystyti į sudėtingą į žmogaus akį panašią akį maždaug per 400 000 metų.
Ankstyvieji akių evoliucijos etapai
Pirmieji šviesos jutikliai buvo fotoreceptorių baltymai. Tai akių taškai, randami protistuose. Akių taškai gali atskirti tik šviesą nuo tamsos. To pakanka fotoperiodizmui ir paros cirkadinių ritmų sinchronizacijai. Jos negali atskirti formų ar nustatyti, iš kurios pusės sklinda šviesa.
Akių dėmės aptinkamos beveik visose pagrindinėse gyvūnų grupėse. Euglenų' akių dėmė, vadinama stigma, yra priekyje. Jos raudonas pigmentas atspindi šviesai jautrių kristalų rinkinį. Kartu su priekine blakstiena akių dėmelė leidžia organizmui judėti reaguojant į šviesą, kad padėtų fotosintezei ir numatytų dieną ir naktį - tai pagrindinė cirkadinio ritmo funkcija.
Regimieji pigmentai yra sudėtingesnių organizmų smegenyse ir, kaip manoma, jie atlieka svarbų vaidmenį sinchronizuojant nerštą su mėnulio ciklais. Aptikdami subtilius naktinio apšvietimo pokyčius, organizmai galėtų sinchronizuoti spermatozoidų ir kiaušinėlių išsiskyrimą, kad būtų kuo didesnė apvaisinimo tikimybė.
Pats regėjimas priklauso nuo pagrindinės biochemijos, kuri būdinga visoms akims. Tai, kaip šis biocheminių priemonių rinkinys naudojamas organizmo aplinkai interpretuoti, labai skiriasi. Akys turi daugybę struktūrų ir formų, kurios visos išsivystė gana vėlai, palyginti su pagrindiniais baltymais ir molekulėmis.
Ląstelių lygmeniu, atrodo, yra du pagrindiniai akių "dizainai": vienas jų turi protostomai (moliuskai, annelidinės kirmėlės ir nariuotakojai), kitas - deuterostomai (chordatai ir dygiaodžiai).
Euglenos stigma (2) slepia šviesai jautrią dėmę.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Koks yra homologinio organo pavyzdys?
Atsakymas: Akies evoliucija yra homologinio organo, kurį turi daugelis gyvūnų, pavyzdys.
K: Ką veikia opsinas?
Atsakymas: Opsinai valdo fotonų pavertimą elektriniais signalais.
K: Kada išsivystė sudėtingos akys?
A. Atrodo, kad sudėtingos akys pirmą kartą išsivystė prieš kelis milijonus metų, per staigų evoliucijos protrūkį, vadinamą kambro sprogimu.
K: Ar yra įrodymų, kad akys egzistavo prieš kambro periodą?
A: Nėra įrodymų, kad akys egzistavo iki kambro periodo, tačiau daug akių galima pamatyti fosilijose iš viduriniojo kambro Burgeso skalūnų.
K: Kaip skiriasi akys tarp organizmų?
A.: Akys skiriasi aštrumu (regėjimo tikslumu), jautrumu esant silpnam apšvietimui ir gebėjimu pastebėti judesį ar atpažinti objektus. Jų jautrumas bangų ilgiui lemia, ar jie mato spalvas ir kokias spalvas mato.
Klausimas: Kokį vaidmenį atlieka melanopsinas?
A: Melanopsinas, opsinas, randamas žinduolių tinklainėse, dalyvauja cirkadiniuose ritmuose ir lėliukės reflekse, bet ne regėjime.
K: Koks įvykis žymi, kada pradėjo vystytis sudėtingos akys?
A: Sudėtingos akys pradėjo vystytis sparčios evoliucijos metu, vadinamuoju Kambro sprogimu.
