Vývoj oka
Vývoj oka je príkladom homologického orgánu prítomného u širokej škály taxónov.
Zdá sa, že niektoré zložky oka, ako napríklad zrakové pigmenty, majú spoločného predka - to znamená, že sa vyvinuli raz, ešte pred tým, ako sa živočíchy vyrojili.
Zložité oči, ktoré vytvárajú obraz, sa však vyvinuli približne 50 až 100-krát a pri ich konštrukcii sa použili mnohé z tých istých proteínov a genetických nástrojov.
Zdá sa, že zložité oči sa prvýkrát vyvinuli v priebehu niekoľkých miliónov rokov, počas rýchleho evolučného výbuchu známeho ako kambrická explózia. Pred kambriom neexistujú žiadne dôkazy o existencii očí, ale v stredokambrických búrskych bridliciach je zrejmá široká škála rozmanitosti.
Oči vykazujú širokú škálu prispôsobení, aby spĺňali požiadavky organizmov, ktoré ich majú. Oči sa môžu líšiť svojou ostrosťou, rozsahom vlnových dĺžok, ktoré dokážu rozoznať, citlivosťou pri slabom osvetlení, schopnosťou rozpoznať pohyb alebo rozlíšiť objekty a rozlišovať farby.
Suchozemské slimáky majú na hlave zvyčajne dva páry tykadiel: horný pár má na konci oko, spodný pár slúži na čuch.
Táto modlivka má maskované oči
Skákajúci pavúk. Pavúky majú niekoľko očí.
Hlavné etapy vývoja oka.
Oko mäkkýša: kráľovná lastovičiek.
Rýchlosť vývoja
Prvé fosílie očí sa objavili v období spodného kambria, približne pred 540 miliónmi rokov. V tomto období došlo k prudkej evolúcii, ktorá sa nazýva "kambrická explózia". Jeden z biológov sa domnieva, že evolúcia očí odštartovala preteky v zbrojení, ktoré viedli k rýchlemu rozmachu evolúcie.
Predtým mohli organizmy využívať svetelnú citlivosť, ale nie rýchly pohyb a navigáciu pomocou zraku.
Je ťažké odhadnúť rýchlosť vývoja očí. Jednoduché modelovanie, ktoré predpokladá malé mutácie vystavené prírodnému výberu, ukazuje, že primitívny optický zmyslový orgán založený na účinných fotopigmentoch by sa mohol vyvinúť na zložité oko podobné ľudskému za približne 400 000 rokov.
Rané štádiá vývoja oka
Najstaršie svetelné senzory boli fotoreceptorové proteíny. Sú to očné škvrny, ktoré sa nachádzajú u protistov. Očné škvrny dokážu rozlíšiť len svetlo od tmy. To stačí na fotoperiodizmus a dennú synchronizáciu cirkadiánnych rytmov. Nedokážu rozlišovať tvary ani určiť smer, z ktorého svetlo prichádza.
Očné škvrny sa vyskytujú takmer u všetkých hlavných skupín zvierat. Euglenova' očná škvrna, nazývaná stigma, sa nachádza vpredu. Jej červený pigment zastiňuje súbor kryštálov citlivých na svetlo. Spolu s predným bičíkom umožňuje očná škvrna organizmu pohybovať sa v závislosti od svetla, čím pomáha pri fotosyntéze a predpovedá deň a noc, čo je hlavná funkcia cirkadiánnych rytmov.
Zrakové pigmenty sa nachádzajú v mozgu zložitejších organizmov a predpokladá sa, že zohrávajú úlohu pri synchronizácii neresu s mesačnými cyklami. Zisťovaním jemných zmien nočného osvetlenia by organizmy mohli synchronizovať uvoľňovanie spermií a vajíčok, aby sa maximalizovala pravdepodobnosť oplodnenia.
Samotné videnie je založené na základnej biochémii, ktorá je spoločná pre všetky oči. Spôsob, akým sa tento biochemický súbor používa na interpretáciu prostredia organizmu, sa značne líši. Oči majú širokú škálu štruktúr a foriem, z ktorých všetky sa vyvinuli pomerne neskoro vzhľadom na základné proteíny a molekuly.
Na bunkovej úrovni sa zdá, že existujú dva hlavné "vzory" očí, jeden majú protostómy (mäkkýše, bezstavovce a článkonožce), druhý deuterostómy (chordáty a ostnokožce).
V stigme (2) eugleny sa ukrýva škvrna citlivá na svetlo.
Súvisiace stránky
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je príkladom homologického orgánu?
Odpoveď: Vývoj oka je príkladom homologického orgánu, ktorý majú mnohé živočíchy.
Otázka: Čo robí opsín?
Odpoveď: Opsíny riadia premenu fotónov na elektrické signály.
Otázka: Kedy sa vyvinuli zložité oči?
Odpoveď: Zdá sa, že zložité oči sa prvýkrát vyvinuli pred niekoľkými miliónmi rokov, v rýchlom výbuchu evolúcie známom ako kambrická explózia.
Otázka: Existujú dôkazy o existencii očí pred obdobím kambria?
Odpoveď: Neexistujú dôkazy o existencii očí pred obdobím kambria, ale mnoho očí možno vidieť vo fosíliách zo stredného kambria v Burgessovej bridlici.
Otázka: Ako sa líšia oči medzi organizmami?
Odpoveď: Oči sa líšia ostrosťou (presnosťou videnia), citlivosťou pri slabom osvetlení a schopnosťou rozpoznať pohyb alebo identifikovať predmety. Ich citlivosť na vlnové dĺžky rozhoduje o tom, či vidia farebne a ktoré farby vidia.
Otázka: Akú úlohu zohráva melanopsín?
Odpoveď: Melanopsín, opsín, ktorý sa nachádza v sietniciach cicavcov, sa podieľa na cirkadiánnych rytmoch a zornicovom reflexe, ale nie na videní.
Otázka: Ktorá udalosť znamená, že sa začali vyvíjať zložité oči?
Odpoveď: Zložité oči sa začali vyvíjať počas rýchleho evolučného vzostupu známeho ako kambrická explózia.
