Žmogaus akies paslaptys: ar jos galėjo išsivystyti savaime?

Beveik neabejotina, kad fosilijose atsispindinčio gyvūnų karalystės „sprogimo“ ir akių atsiradimo glaudus ryšys nėra sutapimas – plėšrūnus ir grobį erdvinė rega turėjo perkelti į visiškai skirtingą lygmenį, jis galėjo (o gal taip ir įvyko) lemti polinkį kambre išsivystyti sunkiems gyvūnų šarvams, taigi ir daug didesnę tikimybę, kad jų palaikai suakmenės ir išliks.

Gamtos istorijos muziejaus Londone biologas Endrius Parkeris iškėlė įtikinamą prielaidą, kad Kambro sprogimą paspartino akių išsivystymas. Jis tai aprašė įdomioje, nors kartkartėmis ir norą prieštarauti žadinančioje knygoje. Ar akys iš tiesų atsirado staiga (o gal fosilijų liudijimas šiuo atveju klaidina) – tai klausimas, kurį nagrinėsime toliau. Dabar tik paminėsiu, kad akys suteikia kur kas daugiau informacijos apie šviesa užlietą pasaulį, nei uoslė, klausa arba lytėjimas.

Vargu ar galėjome nebūti regintys. Daugelis iš nuostabiausių gyvojo pasaulio prisitaikymo požymių atsirado kaip atsakas į tai, kad jie tapo matomi, nesvarbu, ar šių požymių tikslas yra dauginimasis (kaip povo arba gėlės, arba didžiųjų stegozauro šarvo plokščių), ar kruopštus bandymas pasislėpti dygių vabzdžių pasaulyje.

Regos išsivystymas ne tik naudingas, bet ir ypatingas kultūros požiūriu, nes akys atrodo esančios tiesiog tobulos. Nuo pat Č. Darvino laikų akys buvo suvokiamos kaip apoteozė, iššūkis pačiai natūraliosios atrankos sąvokai. Ar toks sudėtingas ir tobulas dalykas gali išsivystyti savaime?

Skeptikai klausė: „Kam tiktų pusė akies?“ Natūralioji atranka skatina milijonus mažų žingsnelių, iš kurių kiekvienas privalo būti kiek tobulesnis už ankstesnį, o „pusiau pagaminta“ sistema iš pasaulio negailestingai šalinama. Tačiau skeptikai tvirtina, kad akis tokia pat tobula kaip ir laikrodis, – ji negali būti supaprastinta.

Pašalinkite nors vieną mažą dalelę, ir akis niekam nebetiks. Kaip laikrodis be rodyklių mažai ko vertas, taip ir akis be lęšiuko ar tinklainės. Jeigu „pusė akies“ niekam nenaudinga, tada akis negalėjo išsivystyti natūraliosios atrankos būdu ar kitais šiuolaikinei biologijai žinomais būdais.

Daugelis ginčų dėl tobulumo biologijoje retai kada reiškia ką nors daugiau, nei dar didesnį ir taip jau sustabarėjusių pozicijų įtvirtinimą. Č. Darvino šalininkai teigia, kad akis toli gražu nėra tobula, – tai labai gerai žino kiekvienas, kuris nešioja akinius ar kontaktinius lęšius, arba kurio rega silpsta. Nors šis teiginys neabejotinai teisingas, tokiame teoriniame ginče kyla pavojus užmerkti akis prieš daugelį kitų neabejotinų regos subtilybių.

Panagrinėkime žmogaus akį. Paprastai pasitelkiamas argumentas, kad jos sandara turi didelių trūkumų, o tai iš tiesų yra geras įrodymas, jog evoliucija iš anksto nenumačiusi sujungė iš anksto neplanuotas struktūras. Teigiama, kad net inžinierius žmogus padarytų geriau, bet šioje srityje geriau pavyko aštuonkojui.

Minėtas teiginys paneigia taisyklę, dar vadinamą antruoju Leslio Orgelio dėsniu: evoliucija už jus protingesnė. Trumpai aptarkime. Aštuonkojų akys labai panašios į mūsų – tai „fotoaparato“ pobūdžio akys su vienu lęšiuku priekinėje dalyje ir šviesai jautria plokštele – tinklaine – galinėje dalyje (kuri atitinka fotoaparato juostą). Greičiausiai, paskutiniai bendrieji mūsų ir aštuonkojų protėviai buvo kokios nors kirmėlės, neturėjusios tikrų akių, tad ir mūsų, ir aštuonkojų akys vystėsi savarankiškai, bet galiausiai supanašėjo dėl panašių evoliucinių sprendimų.

Šią išvadą pagrindžia išsamus 2 tipų akių palyginimas. Abi šios akių rūšys vystosi iš skirtingų embriono audinių, be to, skiriasi mikroskopinė jų sandara. Tačiau atrodo, kad aštuonkojo akis sudaryta gerokai protingiau.

Šviesai jautrios tinklainės ląstelės reaguoja į šviesą, o informacija neuronų jungtimis perduodama tiesiai į smegenis. Mūsų tinklainė „prijungta“ atvirkščiai – tai tikrai neprotinga sandara. Šviesai jautrios ląstelės nėra išsikišusios, jos labai giliai, padengtos jungtimis neuronų, kurie smegenis pasiekia aplinkiniu keliu.

Šviesa turi prasibrauti pro šiuos jungčių tankumynus, kol pasieks šviesai jautrias ląsteles. Dar blogiau, šios jungtys sudaro pluoštus – regos nervą, kuris prisijungia prie tinklainės, ir toje vietoje susidaro akloji dėmė.

Tačiau šios sandaros neturėtume per greitai atmesti. Kaip dažnai biologijoje, padėtis kur kas sudėtingesnė. Jungtys yra skaidrios, tad šviesos perdavimo negali labai trikdyti. Jos veikia netgi kaip „bangos kreiptuvas“: šviesą nukreipia į jai jautrias ląsteles vertikaliai ir fotonus išnaudoja geriausiai.

Galbūt dar svarbesnis mums būdingas pranašumas yra tai, kad mūsų šviesai jautrios ląstelės įsodintos tiesiogiai į palaikomąsias ląsteles (tinklainės pigmento epitelį), – taigi iš apačios jos puikiai aprūpinamos krauju. Tokia sandara užtikrina nuolatinę šviesai jautrių pigmentų apykaitą.

Žmogaus tinklainė sunaudoja netgi daugiau deguonies nei smegenys – ji yra labiausiai energijos imlus kūno organas, tad galima teigti, kad tokia sandara itin svarbi. Aštuonkojų akys negalėtų ištverti tokios sparčios medžiagų apykaitos. Bet galbūt to ir nereikia. Jie gyvena po vandeniu, kur šviesos mažiau, tad jiems tikriausiai nereikia taip dažnai atnaujinti šviesai jautrių pigmentų.

Mano nuomone, kiekviena biologinė sistema turi ir privalumų, ir trūkumų, tačiau galiausiai pasiekiama atrankos jėgų pusiausvyra, kurią ne visada įvertiname.

Apie knygą

„Gyvybės triumfas: dešimt didžių evoliucijos išradimų“ – Nickas Lane'as

PDF versija

EPUB versija

MOBI versija

Biochemiko požiūris į evoliucijos istoriją ir didžiausius atradimus: kaip atsirado gyvybė, iš kur atsirado DNA, kaip vystėsi mūsų sąmonė, kas yra fotosintezė, lytis, regėjimas. Kodėl į šiuos dalykus atsiranda skirtingi požiūriai? Knyga laimėjo Didžiosios Britanijos Karališkosios draugijos apdovanojimą kaip geriausia 2010 metų mokslo populiarinimo knyga.