Øjets udvikling er et | er et eksempel på et homologe organ, som mange dyr har
Øjets udvikling er et eksempel på et homologe organ, som mange dyr har.
Nogle af øjets komponenter, som f.eks. de lysfølsomme opsins, synes at have en fælles forfædre. De udviklede sig én gang, tidligt i dyrenes udvikling. De styrer omdannelsen af fotoner til elektriske signaler. F.eks. er en opsin, der findes i pattedyrs nethinde, melanopsin, involveret i cirkadiske rytmer og pupilrefleks, men ikke i synet.
På den anden side har komplekse billeddannende øjne udviklet sig 50 til 100 gange - med mange af de samme proteiner og genetiske værktøjer i deres konstruktion.
Komplekse øjne synes først at have udviklet sig i løbet af få millioner år, i den hurtige udvikling, der kaldes den kambriske eksplosion. Der er ingen beviser for øjne før kambrisk tid, men der kan ses mange øjne i fossiler fra den mellemste kambriske Burgess-skifer.
Øjnene viser mange tilpasninger for at opfylde behovene hos de organismer, der har dem. Øjnene varierer i deres synsstyrke (præcision), deres følsomhed i svagt lys og deres evne til at registrere bevægelse eller identificere objekter. Deres følsomhed over for bølgelængder afgør, om de kan se i farver, og hvilke farver de kan se.
Landsnegle har normalt to sæt tentakler på hovedet: det øverste par har et øje i enden, mens det nederste par er beregnet til lugtesansen.
Denne bedemantis har camouflerede øjne
De vigtigste faser i øjets udvikling.
En hoppende edderkop. Edderkopper har flere øjne.
Et bløddyrs øje: Dronningemuslingen.
Udviklingshastighed
De første fossiler af øjne dukkede op i den nedre kambriske periode for ca. 540 millioner år siden. Denne periode var præget af en tilsyneladende hurtig udvikling, som blev kaldt den "kambriske eksplosion". Udviklingen af øjnene startede måske et våbenkapløb, der førte til en hurtig udvikling af evolutionen.
Tidligere kan organismer have brugt lysfølsomhed, men ikke til hurtig bevægelse og navigation ved hjælp af synet.
Det er vanskeligt at vurdere øjenudviklingens hastighed. En simpel modellering forudsætter små mutationer, der udsættes for naturlig udvælgelse. Det viser, at et primitivt optisk sanseorgan baseret på gode fotopigmenter kunne udvikle sig til et komplekst menneskelignende øje på omkring 400.000 år.
De tidlige stadier af øjenets udvikling
De tidligste lyssensorer var øjenpletter. Det er fotoreceptorproteiner, der findes i protister. Øjenpletter kan kun skelne mellem lys og mørke. Dette er nok til den daglige synkronisering af cirkadiske rytmer. De kan ikke skelne former eller afgøre, fra hvilken retning lyset kommer.
Øjenpletter findes hos næsten alle større dyregrupper. Euglenas øjenplet, kaldet stigma, sidder forrest. Dens røde pigment skygger for en samling lysfølsomme krystaller. Sammen med den forreste flagellum gør øjenpletten det muligt for organismen at bevæge sig som reaktion på lys for at udføre fotosyntese og forudsige, hvornår det er dag og nat. Disse bevægelser er de vigtigste cirkadiane (daglige) rytmer.
Der findes synspigmenter i hjernen hos mere komplekse organismer. Man mener, at de hjælper med at synkronisere gydningen med månens cyklus. Ved at registrere de subtile ændringer i nattelyset kan organismerne synkronisere frigivelsen af sæd og æg for at maksimere befrugtningen af deres æg.
Selve synet er baseret på den grundlæggende biokemi, som er fælles for alle øjne. Det er meget forskelligt, hvordan denne biokemiske værktøjskasse bruges til at fortolke en organismes omgivelser. Øjnene har en lang række forskellige strukturer og former. Alle disse har udviklet sig langt senere end de underliggende proteiner og molekyler.
På celleniveau synes der at være to hovedtyper af øjne, et hos protostomerne (bløddyr, annelide orme og leddyr) og et hos deuterostomerne (chordater og pighuder).
Stemplet (2) på euglena skjuler en lysfølsom plet.
PAX6
PAX6 er det protein, som PAX6-genet koder for.
PAX6 er et hovedkontrolgen eller en "transkriptionsfaktor" for udviklingen af øjne og andre sanseorganer. Det er medicinsk vigtigt, fordi forskellige mutationer medfører fejl i synet.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er et eksempel på et homologe organ?
A: Øjets udvikling er et eksempel på et homologe organ, som mange dyr har.
Q: Hvad gør opsin?
A: Opsiner styrer omdannelsen af fotoner til elektriske signaler.
Sp: Hvornår udviklede komplekse øjne sig?
Svar: Komplekse øjne synes først at have udviklet sig i løbet af få millioner år, i den hurtige udvikling, der kaldes den kambriske eksplosion.
Spørgsmål: Er der beviser for, at der fandtes øjne før den kambriske periode?
Svar: Der er ingen beviser for øjne før kambrisk tid, men der kan ses mange øjne i fossiler fra den mellemste kambriske Burgess-skifer.
Spørgsmål: Hvordan varierer øjne mellem organismer?
Svar: Øjnene varierer i deres skarphed (synsnøjagtighed), deres følsomhed i svagt lys og deres evne til at registrere bevægelse eller identificere objekter. Deres følsomhed over for bølgelængder afgør, om de kan se i farver, og hvilke farver de kan se.
Sp: Hvilken rolle spiller melanopsin?
Svar: Melanopsin, en opsin, der findes i pattedyrs nethinde, er involveret i cirkadiske rytmer og pupilrefleks, men ikke i synet.
Spørgsmål: Hvilken begivenhed markerer, hvornår komplekse øjne begyndte at udvikle sig?
Svar: Komplekse øjne begyndte at udvikle sig i løbet af den hurtige udvikling, der kaldes den kambriske eksplosion.
