Эволюция глаза
Эволюция глаза является примером гомологичного органа, присутствующего в широком разнообразии таксонов.
Некоторые компоненты глаза, такие как зрительные пигменты, по-видимому, имеют общее происхождение - то есть они эволюционировали однажды, до того, как животные размножились.
Однако сложные глаза, формирующие изображение, эволюционировали примерно 50-100 раз, используя в своей конструкции многие из тех же белков и генетических наборов.
Сложные глаза, по-видимому, впервые появились в течение нескольких миллионов лет, во время быстрой эволюции, известной как кембрийский взрыв. До Кембрия нет никаких свидетельств существования глаз, но в среднекембрийском сланце Берджесс наблюдается широкое разнообразие.
Глаза демонстрируют широкий спектр адаптаций для удовлетворения потребностей организмов, которые их носят. Глаза могут различаться по остроте зрения, диапазону длин волн, которые они могут обнаружить, чувствительности при низких уровнях освещенности, способности обнаруживать движение или разрешать объекты, а также различать цвета.
Сухопутные улитки обычно имеют два набора щупалец на голове: верхняя пара имеет глаз на конце; нижняя пара служит для обоняния.
У этого богомола замаскированные глаза
Прыгающий паук. У пауков есть несколько глаз.
Основные этапы эволюции глаза.
Глаз моллюска: королева конха.
Скорость эволюции
Первые ископаемые останки глаз появились в нижнем кембрии, около 540 миллионов лет назад. В этот период произошел всплеск бурной эволюции, получивший название "кембрийский взрыв". Один из биологов считает, что эволюция глаз положила начало гонке вооружений, которая привела к стремительному развитию эволюции.
Ранее, чем это, организмы могли использовать светочувствительность, но не быстрое передвижение и навигацию с помощью зрения.
Оценить скорость эволюции глаза довольно сложно. Простое моделирование, предполагающее небольшие мутации, подверженные естественному отбору, показывает, что примитивный оптический орган чувств, основанный на эффективных фотопигментах, мог эволюционировать в сложный глаз, подобный человеческому, примерно за 400 000 лет.
Ранние этапы эволюции глаза
Самыми ранними датчиками света были фоторецепторные белки. Это глазные пятна, встречающиеся у протистов. Глазные точки могут отличать только свет от темноты. Этого достаточно для фотопериодизма и суточной синхронизации циркадных ритмов. Они не могут различать формы или определять направление света.
Глазные пятна встречаются почти у всех основных групп животных. У эвглены' глазное пятно, называемое стигмой, находится спереди. Его красный пигмент затеняет скопление светочувствительных кристаллов. Вместе с ведущим жгутиком глазное пятно позволяет организму двигаться в ответ на свет, помогая фотосинтезу, и предсказывать день и ночь, что является основной функцией циркадных ритмов.
Зрительные пигменты находятся в мозге более сложных организмов, и считается, что они играют роль в синхронизации нереста с лунными циклами. Улавливая тонкие изменения в ночном освещении, организмы могут синхронизировать выброс спермы и икринок, чтобы максимизировать вероятность оплодотворения.
Само зрение опирается на базовую биохимию, которая является общей для всех глаз. То, как этот биохимический инструментарий используется для интерпретации окружающей среды организма, варьируется в широких пределах. Глаза имеют широкий спектр структур и форм, все из которых эволюционировали довольно поздно по отношению к лежащим в их основе белкам и молекулам.
На клеточном уровне, по-видимому, существует два основных "дизайна" глаз, один из которых имеют протостомы (моллюски, аннелидные черви и членистоногие), а другой - дейтеростомы (хордовые и иглокожие).
Стигма (2) эвглены скрывает светочувствительное пятно.
Похожие страницы
Вопросы и ответы
В: Что является примером гомологичного органа?
О: Эволюция глаза является примером гомологичного органа, который есть у многих животных.
В: Что делает опсин?
О: Опсины контролируют преобразование фотонов в электрические сигналы.
В: Когда эволюционировали сложные глаза?
О: Похоже, что сложные глаза впервые появились через несколько миллионов лет, во время быстрого всплеска эволюции, известного как Кембрийский взрыв.
В: Есть ли доказательства существования глаз до Кембрийского периода?
О: До кембрийского периода нет никаких доказательств существования глаз, но многие глаза можно увидеть в окаменелостях из среднекембрийского сланца Берджесс.
В: Как различаются глаза у разных организмов?
О: Глаза различаются по остроте (точности зрения), чувствительности при низком уровне освещенности и способности обнаруживать движение или идентифицировать объекты. Их чувствительность к длинам волн определяет, могут ли они видеть цвета, и какие цвета они могут видеть.
В: Какую роль играет меланопсин?
О: Меланопсин, опсин, обнаруженный в сетчатке млекопитающих, участвует в циркадных ритмах и зрачковом рефлексе, но не в зрении.
В: Какое событие ознаменовало начало эволюции сложных глаз?
О: Сложные глаза начали развиваться во время быстрого всплеска эволюции, известного как Кембрийский взрыв.
