Επιστήμονες από τα Πανεπιστήμια Lund και Sussex αποκάλυψαν μια εντυπωσιακή πτυχή της εξέλιξης των σπονδυλωτών. Σύμφωνα με νέα έρευνα, όλοι οι οργανισμοί με σπονδυλική στήλη, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου, φαίνεται να κατάγονται από έναν αρχαίο πρόγονο που διέθετε ένα και μοναδικό μάτι, τοποθετημένο στο κέντρο του κεφαλιού του  κάτι σαν έναν μικροσκοπικό «Κύκλωπα».

Οι επιστήμονες εξηγούν ότι τα κατάλοιπα αυτού του αρχικού «μέσου ματιού» υπάρχουν ακόμη και σήμερα, μετεξελιγμένα σε μια διαφορετική μορφή: την επίφυση ή pineal gland, μια μικρή δομή βαθιά μέσα στον εγκέφαλο. «Τα αποτελέσματα είναι έκπληξη. Ανατρέπουν την κατανόησή μας για την εξέλιξη του ματιού και του εγκεφάλου», σημειώνει ο Dan-E Nilsson, καθηγητής αισθητηριακής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Lund.

Ένα σκουληκόμορφο πλάσμα 600 εκατομμυρίων ετών

Ο μακρινός αυτός πρόγονος έζησε πριν από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια. Ήταν ένα μικρό, σκουληκόμορφο ζώο που περνούσε τη ζωή του σχεδόν ακίνητο, φιλτράροντας πλαγκτόν από το θαλασσινό νερό. Πιθανότατα, σε παλαιότερο στάδιο της εξέλιξής του, διέθετε δύο μάτια, όπως πολλά άλλα είδη της εποχής.

«Δεν γνωρίζουμε αν τα ζευγαρωμένα μάτια στον κλάδο μας ήταν απλώς φωτοευαίσθητα κύτταρα ή απλά μάτια που σχημάτιζαν εικόνες. Ξέρουμε μόνο ότι στη συνέχεια χάθηκαν», αναφέρει ο Dan-E Nilsson. Καθώς το πλάσμα αυτό προσαρμόστηκε σε πιο στατικό τρόπο ζωής, η ύπαρξη δύο ματιών έπαψε να είναι απαραίτητη και σταδιακά εξαφανίστηκαν.

Πώς επικράτησε το μοναδικό «μέσο μάτι»

Ακόμη κι όταν έχασε τα δύο μάτια του, ο οργανισμός διατήρησε ένα σύμπλεγμα φωτοευαίσθητων κυττάρων στο κέντρο του κεφαλιού του. Με τον χρόνο, αυτά τα κύτταρα εξελίχθηκαν σε ένα απλό, μονό μάτι, ικανό να αντιλαμβάνεται το φως και το σκοτάδι και να βοηθά στον προσανατολισμό.

Εκατομμύρια χρόνια αργότερα, ο πρόγονος αυτός έγινε ξανά πιο δραστήριος και επέστρεψε σε έναν τρόπο ζωής που περιλάμβανε κίνηση και κολύμπι. Η αλλαγή αυτή δημιούργησε νέα εξελικτική πίεση για καλύτερη όραση. Οι ερευνητές θεωρούν ότι τμήματα του αρχικού μέσου ματιού συνέβαλαν τελικά στη δημιουργία νέων, ζευγαρωμένων ματιών με ικανότητα σχηματισμού εικόνων.

Γιατί τα μάτια των σπονδυλωτών είναι τόσο διαφορετικά

Αυτή η ιδιότυπη εξελικτική πορεία εξηγεί γιατί τα μάτια των σπονδυλωτών διαφέρουν ριζικά από εκείνα άλλων ζώων, όπως των εντόμων ή των καλαμαριών. «Τώρα κατανοούμε γιατί τα μάτια των σπονδυλωτών διαφέρουν τόσο ριζικά από όλα τα άλλα ζωικά μάτια.

Ο αμφιβληστροειδής μας αναπτύχθηκε από τον εγκέφαλο, ενώ τα μάτια των εντόμων και των καλαμαριών προέρχονται από τον ιστό του δέρματος στα πλάγια του κεφαλιού», εξηγεί ο Dan-E Nilsson.

Στους σπονδυλωτούς, ο αμφιβληστροειδής αποτελεί ουσιαστικά επέκταση του εγκεφάλου, σε αντίθεση με άλλα ζώα όπου τα μάτια αναπτύσσονται από επιφανειακούς ιστούς.

Μια εξελικτική παράκαμψη που διαμόρφωσε τη σύγχρονη όραση

Οι ερευνητές περιγράφουν αυτή την ιστορία ως μια ασυνήθιστη εξελικτική παράκαμψη. Αντί η όραση να εξελιχθεί απευθείας από τα πρώιμα μάτια, φαίνεται πως αναδομήθηκε εκ νέου από το μοναδικό μέσο μάτι, μετά την απώλεια των αρχικών ζευγαρωμένων ματιών.

Το συμπέρασμα προκύπτει από λεπτομερείς συγκρίσεις φωτοευαίσθητων κυττάρων σε διάφορες ομάδες ζώων, καθώς και από τη δομή και τη θέση τους μέσα στο σώμα. «Για πρώτη φορά κατανοούμε επίσης την προέλευση των νευρικών κυκλωμάτων που αναλύουν την εικόνα στον αμφιβληστροειδή μας», προσθέτει ο Dan-E Nilsson.

Η επίφυση: ζωντανό απομεινάρι ενός αρχαίου ματιού

Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα είναι ότι ένα κομμάτι αυτού του αρχαίου ματιού εξακολουθεί να υπάρχει στον άνθρωπο. Έχει εξελιχθεί στην επίφυση, ένα φωτοευαίσθητο όργανο του εγκεφάλου που παράγει τη μελατονίνη την ορμόνη που ρυθμίζει τον κιρκάδιο ρυθμό και τον ύπνο.

«Είναι εκπληκτικό ότι η ικανότητα της επίφυσης να ρυθμίζει τον ύπνο μας ανάλογα με το φως προέρχεται από το κυκλώπειο μέσο μάτι ενός μακρινού προγόνου πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια», καταλήγει ο Dan-E Nilsson.

Πηγή: ScienceDaily