معلومة

هل تمثل عين الأخطبوط ما يعادل النقرة في الرئيسيات؟

هل تمثل عين الأخطبوط ما يعادل النقرة في الرئيسيات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا أعمل على نموذج حسابي بسيط لعين الرئيسيات: كما نعلم ، فإنه يقدم جزءًا مركزيًا ، النقرة ، وهو غني جدًا بالمستقبلات مقارنة بمحيط العين. أتساءل عما إذا كانت عين الأنواع الأخرى ، مثل الأخطبوط ، تقدم بنية مماثلة: نقرة مركزية. شكرا


نعم ، لديهم مساحة من المستقبلات المكتظة بكثافة ، على الرغم من أنها ليست مثل النقرة البشرية.

أجرى Talbot and Marshall (2011) تحليلاً لتضاريس الشبكية في ثلاثة أنواع من رأسيات الأرجل: الحبار والحبار والأخطبوط.

بحسب المؤلفين:

وجد أن جميع الأنواع تمتلك زيادة في كثافة المستقبلات الضوئية في خط أفقي يوضع تقريبًا في موضع أفق محتمل في الموطن.

هذه صورة من نفس الورقة:

تضاريس شبكية العين لكل نوع من الأنواع الثلاثة في هذه الدراسة: (أ) S. بلانجون وب) O. السيان تُظهر نطاقًا بارزًا موجهًا أفقيًا من كثافة المستقبلات الضوئية المتزايدة عبر خط الاستواء الأفقي لشبكية العين ؛ (ج) S. Lessoniana يُظهر منطقة ذات موقع مركزي أكثر من زيادة كثافة المستقبلات الضوئية.


المصدر: Talbot، C. and Marshall، J. (2011). تضاريس شبكية العين لثلاثة أنواع من رأسيات القولون: أهمية لإدراك الضوء المستقطب. المعاملات الفلسفية للمجتمع الملكي ب: العلوم البيولوجية ، 366 (1565) ، ص 724-733.


مقدمة

إحدى الحجج الرئيسية لوجود الخالق هي "حجة التصميم" ، وهي نتيجة تعني أن التصميم الموجود في الخلق يثبت وجود مصمم ذكي. يحاول الداروينيون دحض الحجة من التصميم من خلال تقديم أمثلة لما يزعمون أنه تصميم ضعيف للقول بأن العالم الحي ليس مصممًا ولكنه نتيجة قوى عمياء وطبيعية وغير شخصية. يسمى هذا المنظر أطروحة صانع الساعات العمياء من قبل الأستاذ في أكسفورد ريتشارد دوكينز (1986). يشير صانع الساعات الأعمى إلى ويليام بالي الذي استخدم الرسم التوضيحي لذلك ، تمامًا كما تثبت الساعة صانع ساعات ، كذلك يثبت العالم الطبيعي أيضًا أنه منشئ ذكي.


أفضل 5 ثدييات تتمتع ببصر رائع

مثل الطيور الثدييات في مملكة الحيوان ، أيضًا ، تتمتع برؤية رائعة. في هذا القسم ، سوف نستكشف بعضًا من أفضل الثدييات ذات البصر الرائع.

1. الفهد & # 8211 أفضل رؤية على المدى

تعتبر عيون القطط & # 8217 من أكثر العيون تطورًا في مملكة الحيوان.

تشتهر الفهود ، وهي أسرع الثدييات على وجه الأرض ، برؤيتها بأفضل جودة. هناك عدة جوانب لرؤية الفهد:

  • بسبب موقع عيونهم ، لديهم رؤية مجهر.
  • يمكن للفهود اكتشاف الفريسة التي تقع على بعد 5 كم.
  • لدعم الفريسة أثناء المطاردة ، تمتلك الفهود هياكل إضافية في مناطقها الدهليزية تساعدها على إبقاء رأسها مستقيمة والحفاظ على التركيز.
  • تمتص خطوط تمزق Cheetah & # 8217s أشعة الشمس وتحميها من العمى بسبب الضوء الساطع.
  • أحد الأسباب التي تجعل الفهد لديه أفضل رؤية في عائلة القطط هو أن هذه القطط الكبيرة لديها أعلى كثافة من الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية العين مقارنة بأقاربها الآخرين.
  • على عكس أقاربهم الآخرين من القطط ، فإن الفهود تعاني من ضعف في الرؤية الليلية ، لأنهم صيادون خلال النهار.

المرجعي: & # 8220 لسرعة الفهود مهمة ، وكذلك البصر & # 8211 صندوق حفظ الفهد في كندا & # 8221. تم الوصول إليه في 12 ديسمبر 2020. رابط.

2. الماعز الداجن & # 8211 أفضل رؤية بانورامية

عمليا ، واجه الجميع ماعز مرة واحدة على الأقل في حياتهم. وربما كان الكثيرون خائفين من عيون الماعز في البداية.

في الواقع ، يعد النظام البصري للماعز # 8217s فريدًا من نوعه:

  • على عكس عيون معظم الثدييات ، فإن تلاميذهم أفقيون ومستطيلون.
  • تتشكل شبكية عين الماعز على شكل مستطيلات أيضًا.
  • نظرًا لهذا الشكل الفريد ، يمكن أن تتمتع الماعز برؤية بانورامية ويمكن أن يصل مجال رؤيتها إلى 320-340 درجة.
  • يمكن للماعز أيضًا أن يرى في الليل بسبب وجود طبقة معينة في العين تسمى تابيتوم لوسيدوم. يعكس هذا الهيكل الضوء الذي يأتي إلى الخلف ، & # 8220يسلط الضوء على& # 8221 الميدان.
  • للرؤية بشكل أفضل أثناء الرعي ، يمكن لعيون الماعز & # 8217 أن تدور وتتحكم في محيطها عندما تكون ضعيفة.
  • هذا التكيف مع الرؤية البانورامية يأتي بثمن. الماعز لديها رؤية ألوان محدودة. لديهم نوعان فقط من المخاريط في شبكية العين وفك تشفير عدد محدود فقط من الألوان ، بما في ذلك البنفسجي والأزرق والأصفر والبرتقالي والأخضر. لا يمكنهم حقًا تفسير اللون الأحمر.
  • كما فقدت الماعز عمق الرؤية.

المرجعي: & # 8220ARCHIVE & # 8211 الماعز / الأغنام & # 8211 المقارنة علم وظائف الأعضاء الرؤية & # 8221. تم الوصول إليه في 12 ديسمبر 2020. رابط.

3. بورني تارسير & # 8211 أبرز العيون بين الثدييات

الأبغى هو حيوان رئيسي صغير. يشبه الليمور إلى حد ما وينشط في الليل. يمكن التعرف على أبجخ بسهولة من خلال عيونها المستديرة الكبيرة.

هذه الميزة غير موجودة فقط من أجل الجاذبية & # 8211 ، وهذا تكيف أساسي لنمط الحياة الليلية:

  • على عكس معظم الحيوانات الليلية ، لا تحتوي أبراج الحيوانات على طبقة التابيتوم لوكيدوم المتخصصة التي تساعد الحيوانات الأخرى مثل البوم والقطط والماعز على الرؤية في الليل.
  • بدلا من ذلك ، في سياق تطور، طور الأبراج أعظم عيون بين الثدييات.
  • إذا كانت عيون البشر ذات أبعاد أبكر ، فستكون بحجم ثمرة الجريب فروت الكبيرة.
  • تمتلك الأبراج أيضًا كثافة عالية بشكل استثنائي من المستقبلات الضوئية في شبكية العين & # 8211 حوالي 2.5 مرة أكثر من البشر.
  • تسمح هذه التكيفات للابواغ بالصيد الفعال للحشرات والزواحف الصغيرة في الليل.

المرجعي: & # 8220Tarsier Goggles: أداة واقع افتراضي لتجربة بصريات نظام بصري رئيسي متكيف مع الظلام | التطور: التعليم والتواصل | نص كامل & # 8221. تم الوصول إليه في 12 ديسمبر 2020. رابط.

4. Arctic Reindeer & # 8211 أفضل التكيفات المرئية للحياة في المناطق القطبية

نظرًا لأن حيوانات الرنة في القطب الشمالي تميل إلى العيش في مناطق القطب الشمالي وشبه القطبية ، فإنها تواجه بعض مشكلات الرؤية الفريدة. إنهم يعيشون في مناطق مغطاة بالثلوج لفترات طويلة ، والثلج شديد الانعكاس.

أيضًا ، تتميز المناطق القريبة من القطب الشمالي بفترات طويلة من الظلام والليالي القطبية # 8211 تدوم لعدة أشهر. هذا يعني أن الغزلان بحاجة إلى توجيه نفسها في شبه الظلام دائمًا. لهذا السبب ، لدى الغزلان تكيفان:

  • يتغير لونها في الشتاء ، وهي بنية انعكاسية نموذجية للثدييات النشطة في الليل. بهذه الطريقة يكون للغزال لون ذهبي في الصيف ولون عين زرقاء في الشتاء.
  • التغييرات في tapetum lucidum في الشتاء تجعل العيون أكثر حساسية للضوء في هذه الفترة.
  • يمكن أن تتفاعل عيون الرنة مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية وكذلك الألوان القياسية. إنه تكيف مفيد ، حيث قد يتعذر اكتشاف العديد من الحيوانات المفترسة في الضوء العادي بسبب فروها الأبيض.
  • لحسن الحظ ، يحتوي الفراء أيضًا على توقيع للأشعة فوق البنفسجية ، ويمكن اكتشاف ذلك بواسطة عيون الغزلان.
  • نظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تلحق الضرر بالعينين ، فإن الرنة لديها أيضًا آليات حماية تسمح لها بمشاهدة موجات الضوء فوق البنفسجي بأمان نسبيًا.

5. قضاعة الآسيوية قصيرة المخالب & # 8211 رؤية برمائية

الثعلب هو حيوان ثديي صغير أملس يقضي الكثير من الوقت في الماء في صيد الطعام.

تعكس رؤيتهم ما يلي:

  • ثعالب الماء تتمتع برؤية الجودة على اليابسة وفي الماء ، على الرغم من أنها لا تزال أفضل.
  • يمكن أن تكون رؤية ثعالب الماء & # 8217 البرمائية ممكنة بسبب آلية التركيز المتخصصة.
  • تمتلك ثعالب الماء عضلات تغير شكل القرنية وتضبط السلوك المختلف للضوء في الماء والهواء.
  • تتمتع ثعالب الماء أيضًا برؤية الألوان ، على الرغم من أنها ترى عددًا محدودًا من الألوان.

المرجعي: & # 8220 كيف يمكن للثدييات البحرية الرؤية تحت الماء ولكن لا يمكننا ذلك؟ | الحياة البرية على الإنترنت & # 8221. تم الوصول إليه في 12 ديسمبر 2020. رابط.


مناقشة

عدد contigs والجينات الفريدة أكبر (تقريبًا ثلاثة أضعاف) في نوتيلوس من الحبار. إمكانية واحدة لعدد أكبر من contigs في نوتيلوس هو أن تغطية قراءات RNA-seq صغيرة جدًا لبناء جينات كاملة الطول لها نوتيلوس وأسفر عن شظايا فجوة من نفس الجين. كما يقرأ مجموع نوتيلوس والحبار RNA-seq متساويان تقريبًا ، يمكن أن يأتي الاختلاف في أعداد contigs من التغطية غير الكافية لـ RNA-seq. لتقييم هذه المشكلة ، استخدمنا النهجين التاليين. أولاً ، إذا تم التعبير عن عدد صغير من الجينات بشكل كبير وشغل قراءات التسلسل ، فإن الجينات منخفضة التعبير تميل إلى أن يتم تفويتها في بيانات RNA-seq. لذلك ، قمنا بفحص توزيع ترددات التعبير الجيني لكل نوع. حسبنا "شظايا لكل كيلو قاعدة من النسخة لكل مليون قراءة مخططة (FPKM)" 15 ، لكل جين ورسمنا رسمًا بيانيًا للتوزيع (الشكل S2). متوسط ​​FPKM لـ نوتيلوس أعلى من ذلك بالنسبة للحبار ومتوسط ​​FPKM لـ نوتيلوس أصغر من الحبار. تشير هذه النتيجة إلى أن نسبة الجينات المعبر عنها بشكل كبير أكبر في نوتيلوس وتغطية RNA-seq أفضل قليلاً في الحبار. ثانيًا ، لتقييم تأثير تغطية RNA-seq للعثور على جينات معبر عنها بشكل منخفض ولكنها مهمة ، مثل عوامل النسخ ، أجرينا الاختبارات التالية. لقد بحثنا عن EFTFs الضرورية لنمو العين في الفقاريات. لقد بحثنا عن otx2 و tbx3 و pax6 و lhx2 في بيانات RNA-seq الخاصة بنا ، حيث من المعروف بالفعل أن هذه الجينات تشارك في تطوير العين في الرخويات. نتيجة لذلك ، تم العثور على جميع الجينات ليتم التعبير عنها باستخدام FPKM 1.7

2.5 لا تختلف FPKM بين نوتيلوس والحبار. بعد ذلك ، قمنا بتجميع contigs باستخدام مجموعات بيانات عشوائية 1/4 و 1/2 و 3/4 من قراءات التسلسل وحساب عدد الجينات المتماثلة الفريدة في قاعدة بيانات العين البشرية EST. كما يظهر في الشكل. S3 ، عدد المتجانسات الفريدة التي تم الحصول عليها عند 3/4 بيانات مكافئة لتلك الموجودة في مجموعة البيانات الكاملة ، مما يشير إلى أن التباين في الجينات مشبع تقريبًا عند مستوى مجموعة البيانات 3/4. في الختام ، على الرغم من الاختلافات في تغطية RNA-seq ، يمكن استخدام بياناتنا لاكتشاف الجينات المعبر عنها بشكل منخفض في كلا النوعين.

من نتائجنا ، يبدو أن جينات وشبكات مجمع Pax6 / Six3 قد ضاعت فيها نوتيلوس بسبب فقدان ستة ، مما أدى إلى تعطيل عملية تكوين العدسة أثناء نوتيلوس تطور. وبالتالي فإن بياناتنا تدعم السيناريو الأول المقدم في المقدمة والذي من المرجح أن يكون نوتيلوس فقدت السلالة العدسة والقرنية وأن عينها ذات الثقب قد تكون قد تطورت من عين من نوع الكاميرا عن طريق إلغاء تنظيم شبكة تنظيمية معينة ، في هذه الحالة ، الستة3 / 6 ، المحفوظة جيدًا من السلف المشترك لرأسيات الأرجل والفقاريات. علاوة على ذلك ، يجادل نهجنا ونتائجنا بقوة في أن دراسات النسخ الكاملة مفيدة جدًا لتحديد آليات أو تطور العين. أيضًا ، تشير نتائجنا إلى أنه على الرغم من وجود جين رئيسي مشترك لتطور العين ، فإن اضطراب الشبكات والعوامل النهائية قد يفسر تنوع أنواع العين أثناء التطور.


5 النتائج: محاكاة النماذج الحاسوبية

تم وصف محاكاة نماذج الملاحة الموضحة في القسم 4 في قسم النتائج هذا.

5.1 التنقل باستخدام خلايا العرض المكاني

في هذه الإستراتيجية ، يتم تنفيذ التنقل من خلال المتابعة عبر سلسلة من المعالم التي تستجيب لها خلايا العرض المكاني. تم توضيح المهمة الملاحية التي تمت محاكاتها باستخدام خلايا العرض المكاني في الشكل 4 أ وتم تنفيذها باستخدام برنامج NavSVC.m. عملت المحاكاة على إجراء التنقل باستخدام معلومات خلية العرض المكاني كما هو موضح في الشكل 4 ب ، ويمكن مشاهدة ذلك كفيديو عن طريق تشغيل NavSVC.mp4. يمكن أيضًا رؤية نتائج المحاكاة من خلال تشغيل برنامج NavSVC.m ، والذي يسمح بتعديل نقطة البداية ورؤية تفاصيل التنفيذ. في برنامج NavSVC.m ، لكل ساق أو عقدة من المسار ، يبحث الملاح عن المعلم ذي الصلة لتلك المحطة بخلايا العرض المكاني ، ويتحرك باتجاه الاتجاه المحدد بواسطة العرض المكاني باستخدام تصحيح الخطأ لاتجاه التنقل (" NavDir ") باتجاه العرض المكاني للمعلم. عندما يكون الفرد قريبًا جدًا من المعلم ، تبدأ المرحلة التالية.

5.2 التنقل باستخدام خلايا "تخصيص محمل إلى معلم"

يوضح الشكل 5 أ مثالًا لمهمة ملاحية يتم إجراؤها باستخدام خلايا "محمل مخصص إلى معلم" ، وتظهر نتائج المحاكاة في الشكل 5 ب ، والتي يمكن عرضها كفيديو عن طريق تشغيل NavABL.mp4 . يمكن أيضًا رؤية نتائج المحاكاة من خلال تشغيل برنامج NavABL.m ، والذي يسمح بتعديل نقطة البداية ورؤية تفاصيل التنفيذ.

5.3 التنقل باستخدام مجموعات من الخلايا ذات الاتجاه المخصص إلى المعالم: التثليث

تستخدم المهمة الملاحية المستخدمة لتوضيح هذه الاستراتيجية الملاحية عن طريق التثليث المسار الموضح في الشكل 5 والموصوف في القسم 4.3. يتم تحديد الأماكن في هذا الفضاء الإقليدي من خلال إحداثيات X و Y الخاصة بهم ، وهذا النوع من الهندسة ليس ضروريًا في الاستراتيجيات الموضحة سابقًا. وتتمثل المهمة في التنقل من نقطة البداية "X" و "Y" إلى "نقطة المسار 1" (W1) ، ثم عبر الأماكن المحددة بواسطة W2 و W3 للوصول إلى الهدف عند W4. نتائج هذا النوع من التنقل موضحة في الشكل 6 ، الفيديو المقابل هو NavTRI.mp4 ، والبرنامج هو NavTRI.m.

يمكن إكمال التنقل بنجاح كما هو موضح في الشكل 6 ، ولكن على حساب طلب خريطة طوبولوجية في الفضاء الإقليدي والقدرة على أداء علم المثلثات.

بدلاً من استخدام الحساب الهندسي في فضاء إقليدي من النوع المنفذ باستخدام التثليث كما هو مطبق في NavTRI.m ، يُقترح أنه في الرئيسيات بما في ذلك البشر ، يمكن ربط خلايا العرض المكاني النشطة في وقت واحد لمعالم مختلفة في مشهد معًا لتشكيل مكاني تمثيل مشهد ، يُرى من مكان معين. نظرًا لأن الرئيسيات يجتاز أماكن مختلفة ويتغير المشهد الذي تحدده المعالم تدريجياً ، فإن تخزين بعض هذه المشاهد (باستخدام على سبيل المثال ، الحُصين لتخزين مثل هذه الذكريات العرضية) يمكن أن يتيح استرجاع المكان لاحقًا ، بالنظر إلى مجموعة العرض المكاني الخلايا النشطة بالمقارنة مع التمثيلات المخزنة. من المقترح أن مثل هذه الآلية العصبية قد تمكن خلايا العرض المكاني من المساهمة في البحث في ذاكرة الارتباط الخاصة بالمكان الذي يوجد فيه الفرد. تم اقتراح هذا كطريقة أخرى معقولة بيولوجيًا لخلايا العرض المكاني للمشاركة في التنقل ، باستخدام المشهد المعروض لاستدعاء مكان. قد تعمل مثل هذه الآلية لتوفير دقة مفيدة حتى بدون الحاجة إلى تخزين الكثير من المشاهد. على الرغم من أنه يمكن استخدام خلايا محمل التخصيص إلى علامة مميزة (والتي قد تشفر أيضًا مسافة) بالإضافة إلى خلايا العرض المكاني أو كبديل لها ، إلا أن هناك عيبًا كبيرًا يتمثل في أن العديد من المحامل التخصيصية إلى معلم بارز قد تكون هناك حاجة إلى خلايا ، حيث يلزم تحديد عدد من المحامل لكل معلم.


متاهة البحث تضع الصور على الأرض ، حيث تبدو القوارض

يعد القارض في المتاهة عنصرًا أساسيًا - حتى صورة نمطية - لأبحاث علم النفس التجريبية. لكن المتاهة في مختبر ريبيكا بورويل ، أستاذة العلوم المعرفية واللغوية والنفسية في جامعة براون ، ليست جهاز جدك. في مقال فيديو جديد نشر في مجلة التجارب المرئية، توضح المجموعة البحثية لبورويل بالتفصيل الكامل كيف يمكن استخدام المتاهة لأداء مهام بحثية معرفية بصرية آلية بكفاءة عالية.

المتاهة جزء حقيقي وجزء افتراضي. توجد جدران فعلية - غالبًا ما تكون على شكل قطعة ضخمة من الفرفالي - ولكن يمكن للباحثين عرض أي صور يريدونها على الأرض من الأسفل. يجعل استخدام الإسقاطات الرقمية المتاهة متعددة الاستخدامات ، ولكن استخدام الأرضية للإسقاطات يجعلها مصممة جيدًا بشكل خاص لموضوعات القوارض.

قال بورويل: "لقد عرفنا منذ دراسات لاشلي الكلاسيكية حول آليات الرؤية أن الفئران تولي مزيدًا من الاهتمام للمنبهات المعروضة بالقرب من الأرض ، لكن المجال استمر في تقديم صور رأسية ثنائية الأبعاد أو كائنات ثلاثية الأبعاد". "الجديد هو فكرة أن عرض الصور على الأرض هو أفضل طريقة لتقديم المحفزات للفئران والفئران. لا تعاني القوارض من نقرة [انخفاض صغير في الشبكية حيث تكون حدة البصر أعلى] مثل الرئيسيات ، لكنها لديهم المزيد من الخلايا العقدية الشبكية والمستقبلات الضوئية في الشبكية العليا ، مما يشير إلى أنه يمكنهم رؤية العناصر في المجال البصري السفلي بشكل أفضل. "

قال بورويل إن النظام يحدث فرقًا حقيقيًا في السرعة التي تتعلم بها الفئران المهام في المتاهة. تشير المقالة إلى أنه في تجارب مختلفة ، تعلمت الفئران الاستجابة بشكل صحيح للمنبهات البصرية في ربع إلى سدس عدد التجارب عندما تم إسقاط المنبهات على الأرض بدلاً من الجدران.

بينما تتصرف القوارض في المتاهة ، يتم تعقبها بكاميرا علوية وبرمجيات تراقب سلوكها. تسمح المستشعرات العصبية المزروعة في أدمغة القوارض بالتسجيل الدقيق لنشاط الدماغ أثناء الجلسات بحيث يمكن ربطها بالسلوك.

تسمح الغرسات أيضًا بتقديم حافز مجزي. قال بورويل إن المكافآت المرسلة مباشرة إلى الدماغ يمكن أن تكون أكثر فعالية من المكافآت الغذائية ، لأن الفئران يمكن أن تكافأ في لحظة الأداء المطلوب ، ولا تصبح مشبعة.

نشر بورويل لأول مرة ورقة بحثية عن متاهة الإسقاط الأرضية في عام 2009 ويستخدمها منذ ذلك الحين. تمتلك الملكية الفكرية وقالت إن الشركة مهتمة بترخيصها.

وقالت: "لأي شخص مهتم باستخدام الفئران أو الفئران كنموذج لمعالجة المعلومات المرئية ، فإن تقديم المعلومات على الأرض أمر جيد من الناحية السلوكية والبيولوجية".


محتويات

في علم التشكل ، تظهر السمات المماثلة عندما تعيش أنواع مختلفة بطرق متشابهة و / أو بيئة مماثلة ، وبالتالي تواجه نفس العوامل البيئية. عند احتلال منافذ بيئية مماثلة (أي أسلوب حياة مميز) يمكن أن تؤدي المشكلات المماثلة إلى حلول مماثلة. [1] [2] [3] كان عالم التشريح البريطاني ريتشارد أوين أول من حدد الاختلاف الأساسي بين التشبيهات والتماثلات. [4]

في الكيمياء الحيوية ، تسببت القيود الفيزيائية والكيميائية على الآليات في بعض ترتيبات الموقع النشط مثل الثالوث التحفيزي لتتطور بشكل مستقل في عائلات إنزيمية فائقة منفصلة. [5]

في كتابه عام 1989 حياة رائعة، جادل ستيفن جاي جولد أنه إذا كان بإمكان المرء "إعادة لف شريط الحياة [و] تمت مواجهة نفس الظروف مرة أخرى ، فقد يأخذ التطور مسارًا مختلفًا تمامًا." [6] يعارض سيمون كونواي موريس هذا الاستنتاج ، بحجة أن التقارب هو القوة المهيمنة في التطور ، وبالنظر إلى أن نفس القيود البيئية والمادية في العمل ، فإن الحياة ستتطور حتمًا نحو خطة الجسم "المثلى" ، وفي مرحلة ما ، لا بد أن يتعثر التطور في الذكاء ، وهي سمة محددة حاليًا على الأقل مع الرئيسيات ، والكورفيد ، والحيتانيات. [7]

تحرير Cladistics

في علم الكسوة ، فإن homoplasy هي سمة مشتركة بين اثنين أو أكثر من الأصناف لأي سبب آخر غير أنهم يشتركون في أصل مشترك. تعد الأصناف التي تشترك في الأصل جزءًا من نفس الكليد cladistics التي تسعى إلى ترتيبها وفقًا لدرجة ارتباطها لوصف نسختها. وبالتالي ، فإن الصفات المتجانسة الناتجة عن التقارب هي ، من وجهة نظر الكليات ، عوامل مربكة يمكن أن تؤدي إلى تحليل غير صحيح. [8] [9] [10] [11]

تحرير Atavism

في بعض الحالات ، من الصعب معرفة ما إذا كانت السمة قد فقدت ثم أعيد تطويرها بشكل متقارب ، أو ما إذا كان الجين قد تم ببساطة إيقاف تشغيله ثم إعادة تمكينه لاحقًا. تسمى هذه السمة التي عادت للظهور بـ atavism. من وجهة نظر رياضية ، فإن الجين غير المستخدم (المحايد بشكل انتقائي) لديه احتمالية متناقصة باستمرار للاحتفاظ بالوظائف المحتملة بمرور الوقت. يختلف النطاق الزمني لهذه العملية اختلافًا كبيرًا في سلالات مختلفة في الثدييات والطيور ، وهناك احتمال معقول للبقاء في الجينوم في حالة وظيفية محتملة لنحو 6 ملايين سنة. [12]

التحرير الموازي مقابل التطور المتقارب

عندما يتشابه نوعان في شخصية معينة ، يتم تعريف التطور على أنه متوازي إذا كانت الأجداد متشابهة أيضًا ، ومتقاربة إذا لم تكن كذلك. [ب] جادل بعض العلماء بأن هناك سلسلة متصلة بين التطور المتوازي والمتقارب ، بينما يؤكد آخرون أنه على الرغم من بعض التداخل ، لا تزال هناك فروق مهمة بين الاثنين. [13] [14] [15]

عندما تكون أشكال الأسلاف غير محددة أو غير معروفة ، أو لم يتم تحديد نطاق السمات المدروسة بوضوح ، يصبح التمييز بين التطور المتوازي والمتقارب أكثر ذاتية. على سبيل المثال ، وصف ريتشارد دوكينز المثال اللافت لأشكال مشيمة وجرابية مماثلة في المكفوفين الساعاتي كحالة من التطور المتقارب ، لأن الثدييات في كل قارة لها تاريخ تطوري طويل قبل انقراض الديناصورات لتراكم الاختلافات ذات الصلة تحتها. [16]

تحرير البروتينات

تحرير مواقع البروتياز النشطة

يوفر إنزيم البروتياز بعضًا من أوضح الأمثلة على التطور المتقارب. تعكس هذه الأمثلة القيود الكيميائية الجوهرية على الإنزيمات ، مما يؤدي بالتطور إلى التقارب في الحلول المكافئة بشكل مستقل ومتكرر. [5] [17]

تستخدم بروتياز السيرين والسيستين مجموعات وظيفية مختلفة من الأحماض الأمينية (كحول أو ثيول) باعتبارها محبي نيوكليوفيل. من أجل تنشيط هذا النوكليوفيل ، فإنهم يوجهون البقايا الحمضية والأساسية في ثالوث محفز. تسببت القيود الكيميائية والفيزيائية على تحفيز الإنزيم في أن تتطور ترتيبات ثلاثية متطابقة بشكل مستقل أكثر من 20 مرة في عائلات إنزيمية مختلفة. [5]

يستخدم بروتياز ثريونين الحمض الأميني ثريونين كمحفز للنيوكليوفيل. على عكس السيستين والسيرين ، فإن ثريونين هو كحول ثانوي (أي يحتوي على مجموعة ميثيل). تقيد مجموعة الميثيل من ثريونين بشكل كبير الاتجاهات المحتملة للثالوث والركيزة ، حيث يتعارض الميثيل مع العمود الفقري للإنزيم أو قاعدة الهيستيدين. وبالتالي ، فإن معظم بروتينات ثريونين تستخدم ثريونين N- طرفي من أجل تجنب مثل هذه الاشتباكات الفراغية. تستخدم العديد من العائلات الفائقة الإنزيم المستقلة تطوريًا مع طيات بروتينية مختلفة بقايا N-terminal باعتبارها محببة للنيوكليوفيل. يشير هذا القاسم المشترك للموقع النشط مع اختلاف طية البروتين إلى أن الموقع النشط تطور بشكل متقارب في تلك العائلات. [5] [18]

الحلزون المخروطي والأنسولين السمكي تحرير

كونوس الجغرافي ينتج شكلاً مميزًا من الأنسولين يشبه تسلسل بروتين الأنسولين السمكي أكثر من الأنسولين من الرخويات الأكثر ارتباطًا ، مما يشير إلى تطور متقارب. [19]

Na و K-ATPase ومقاومة الحشرات لتحرير الكاردينويدات

توجد العديد من الأمثلة على التطور المتقارب في الحشرات من حيث تطوير المقاومة على المستوى الجزيئي للسموم. أحد الأمثلة المميزة هو تطور بدائل الأحماض الأمينية في مواضع محددة جيدًا في بنية الوحدة الفرعية Na و K-ATPase α التي تغطي 15 جنسًا و 4 أوامر. تم تمييز العلاقة التآزرية بين استبدالات Q111 و N122. لا يعتمد التطور المتقارب في هذه الحالة على نوع الانتقاء أو الإطار الزمني الذي يمكن أن يحدث فيه ، ولكن له علاقة أكبر بالعلاقة التطورية المشتركة التي تسبب نوعًا من الاختيار الناعم بين النباتات المنتجة للكاردنوليد والحشرات التي تتغذى معهم. [20]

الأحماض النووية تحرير

يحدث التقارب على مستوى الحمض النووي وتسلسلات الأحماض الأمينية الناتجة عن ترجمة الجينات الهيكلية إلى بروتينات. لقد وجدت الدراسات تقاربًا في تسلسل الأحماض الأمينية في الخفافيش والدلافين [21] بين الثدييات البحرية [22] بين الباندا العملاقة والحمراء [23] وبين النمور التسمانية والكلبيات. [24] تم اكتشاف التقارب أيضًا في نوع من الحمض النووي غير المشفر ، والعناصر المنظمة لرابطة الدول المستقلة ، مثل معدلات تطورها ، وقد يشير ذلك إما إلى الاختيار الإيجابي أو اختيار التنقية المريح. [25] [26]

تحرير Bodyplans

حيوانات السباحة بما في ذلك الأسماك مثل الرنجة والثدييات البحرية مثل الدلافين والإكثيوصورات (من الدهر الوسيط) كلها متقاربة على نفس الشكل الانسيابي. [27] [28] يوجد شكل مماثل وتكيفات السباحة حتى في الرخويات ، مثل Phylliroe. [29] شكل الجسم المغزلي (أنبوب مدبب في كلا الطرفين) اعتمدته العديد من الحيوانات المائية هو تكيف لتمكينها من السفر بسرعة عالية في بيئة مقاومة عالية. [30] تم العثور على أشكال مماثلة للجسم في السدادات التي لا تحتوي على أذنين والسدادات ذات الأذنين: لا يزال لديهم أربعة أرجل ، ولكن تم تعديلها بشدة للسباحة. [31]

تمتلك الحيوانات الجرابية في أستراليا والثدييات المشيمية في العالم القديم عدة أشكال متشابهة بشكل لافت للنظر ، تم تطويرها في جزئين ، معزولين عن بعضهما البعض. [7] يتقارب الجسم وخاصة شكل جمجمة النمور التسمانية (النمر التسماني أو الذئب التسماني) مع تلك الخاصة بالكلبيات مثل الثعلب الأحمر ، الثعالب. [32]

تحرير تحديد الموقع بالصدى

كتكيف حسي ، تطور تحديد الموقع بالصدى بشكل منفصل في الحيتانيات (الدلافين والحيتان) والخفافيش ، ولكن من نفس الطفرات الجينية. [33] [34]

تحرير العيون

واحدة من أشهر الأمثلة على التطور المتقارب هي عين الكاميرا لرأسيات الأرجل (مثل الحبار والأخطبوط) والفقاريات (بما في ذلك الثدييات) والكنيداريا (مثل قنديل البحر). [36] كان لأسلافهم المشترك الأخير بقعة بسيطة لاستقبال الضوء على الأكثر ، ولكن أدت مجموعة من العمليات إلى التحسين التدريجي لعيون الكاميرا - مع اختلاف حاد واحد: عين رأسي الأرجل "سلكية" في الاتجاه المعاكس ، بالدم والأعصاب تدخل الأوعية الدموية من مؤخرة شبكية العين ، وليس من الأمام كما هو الحال في الفقاريات. نتيجة لذلك ، تفتقر رأسيات الأرجل إلى بقعة عمياء. [7]

تحرير الرحلة

تمتلك الطيور والخفافيش أطرافًا متجانسة لأن كلاهما مشتق في النهاية من رباعيات الأرجل الأرضية ، لكن آليات طيرانها متشابهة فقط ، لذا فإن أجنحتها هي أمثلة على التقارب الوظيفي. تعمل المجموعتان على الطيران ، وتطورتا بشكل مستقل. أجنحتهم تختلف اختلافا كبيرا في البناء. جناح الخفافيش عبارة عن غشاء يمتد عبر أربعة أصابع وأرجل ممدودة للغاية. يتكون الجنيح الخاص بجناح الطائر من الريش ، وهو مرتبط بقوة بالساعد (الزند) وعظام شديدة الانصهار للمعصم واليد (الكاربوميتاكاربوس) ، مع بقايا صغيرة فقط من إصبعين ، كل منهما يرسو ريشة واحدة. لذلك ، في حين أن أجنحة الخفافيش والطيور متقاربة وظيفيًا ، إلا أنها ليست متقاربة من الناحية التشريحية. [3] [37] تشترك الطيور والخفافيش أيضًا في تركيز عالٍ من مبيدات المخ في جلد أجنحتها. هذا يحسن مرونة الجلد ، وهي سمة مفيدة للحيوانات الطائرة لدى الثدييات الأخرى تركيز أقل بكثير. [38] طوّرت التيروصورات المنقرضة بشكل مستقل أجنحة من أطرافها الأمامية والخلفية ، في حين أن الحشرات لها أجنحة تطورت بشكل منفصل عن أعضاء مختلفة. [39]

تتشابه السناجب الطائرة والطائرات الشراعية السكر كثيرًا في مخططات أجسامها ، حيث تمتد الأجنحة المنزلقة بين أطرافها ، لكن السناجب الطائرة هي ثدييات مشيمية بينما طائرات شراعية السكر جرابيات ، مفصولة على نطاق واسع داخل سلالة الثدييات. [40]

لقد طورت عثة الصقر والطيور الطنانة أنماط طيران وتغذية مماثلة. [41]

تحرير أجزاء الفم الحشرات

تُظهر أجزاء فم الحشرات العديد من الأمثلة على التطور المتقارب. تتكون أجزاء الفم من مجموعات الحشرات المختلفة من مجموعة من الأعضاء المتجانسة ، والمتخصصة في المدخول الغذائي لتلك المجموعة من الحشرات. أدى التطور المتقارب للعديد من مجموعات الحشرات من أجزاء الفم الأصلية القارضة إلى أنواع وظيفية مشتقة مختلفة وأكثر تخصصًا. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، خرطوم الحشرات الزائرة للزهور مثل النحل وخنافس الزهور ، [42] [43] [44] أو أجزاء الفم الماصة للحشرات الماصة للدم مثل البراغيث والبعوض.

معارضة تحرير الابهام

غالبًا ما ترتبط الإبهام المتقابلة التي تسمح بإمساك الأشياء بالرئيسيات ، مثل البشر والقرود والقردة والليمور. تطورت الإبهام المتعاكسة أيضًا في حيوانات الباندا العملاقة ، لكنها مختلفة تمامًا في التركيب ، حيث تحتوي على ستة أصابع بما في ذلك الإبهام ، والتي تتطور من عظم الرسغ بشكل منفصل تمامًا عن الأصابع الأخرى. [45]

الرئيسيات تحرير

التطور المتقارب في البشر يشمل لون العين الزرقاء ولون البشرة الفاتح. [46] عندما هاجر البشر من أفريقيا ، انتقلوا إلى مزيد من خطوط العرض الشمالية مع ضوء شمس أقل كثافة. [46] كان من المفيد لهم تقليل تصبغ بشرتهم. [46] يبدو مؤكدًا أنه كان هناك بعض التفتيح في لون البشرة قبل تباعدت سلالات أوروبا وشرق آسيا ، حيث توجد بعض الاختلافات الجينية لتفتيح البشرة وهي مشتركة بين المجموعتين. [46] ومع ذلك ، بعد أن تباعدت السلالات وعزلت وراثيًا ، أصبح جلد كلا المجموعتين أكثر تفتيحًا ، وكان هذا التفتيح الإضافي ناتجًا عن مختلف التغيرات الجينية. [46]

الليمور والبشر كلاهما من الرئيسيات. كان لدى الرئيسيات الأسلاف عيون بنية ، كما تفعل معظم الرئيسيات اليوم. تمت دراسة الأساس الجيني للعيون الزرقاء في البشر بالتفصيل والكثير معروف عنها. ليست الحالة أن موضع جين واحد هو المسؤول ، على سبيل المثال مع اللون البني المهيمن إلى لون العين الزرقاء. ومع ذلك ، فإن موضعًا واحدًا مسؤولاً عن حوالي 80٪ من التباين. في الليمور ، الفروق بين العيون الزرقاء والبنية غير معروفة تمامًا ، لكن موضع الجين نفسه غير متضمن. [47]

تحرير تثبيت الكربون

بينما غالبًا ما يتم توضيح التطور المتقارب بأمثلة حيوانية ، فقد حدث غالبًا في تطور النبات. على سبيل المثال ، سي4 نشأت عملية التمثيل الضوئي ، وهي إحدى العمليات الكيميائية الحيوية الرئيسية الثلاث لتثبيت الكربون ، بشكل مستقل حتى 40 مرة. [48] ​​[49] يستخدم حوالي 7600 نوع نباتي من كاسيات البذور C4 تثبيت الكربون ، مع وجود العديد من المونوتات بما في ذلك 46٪ من الأعشاب مثل الذرة وقصب السكر ، [50] [51] و dicots بما في ذلك العديد من الأنواع في Chenopodiaceae و Amaranthaceae. [52] [53]

تحرير الفواكه

من الأمثلة الجيدة على التقارب في النباتات تطور الفواكه الصالحة للأكل مثل التفاح. تشتمل هذه القوالب على (خمسة) من الكاربيل وأنسجتها الملحقة التي تشكل لب التفاح ، وتحيط بها هياكل من خارج الفاكهة النباتية أو الوعاء أو الهيبانثيوم. تشمل الفواكه الأخرى الصالحة للأكل أنسجة نباتية أخرى [54] على سبيل المثال ، الجزء اللحمي من الطماطم هو جدران القشرة. [55] وهذا يعني التطور المتقارب تحت ضغط انتقائي ، في هذه الحالة التنافس على تشتت البذور بواسطة الحيوانات من خلال استهلاك الفاكهة اللحمية. [56]

لقد تطور نثر البذور بواسطة النمل (myrmecochory) بشكل مستقل أكثر من 100 مرة ، وهو موجود في أكثر من 11000 نوع من النباتات. إنه أحد أكثر الأمثلة دراماتيكية للتطور المتقارب في علم الأحياء. [57]

تحرير اللحوم

لقد تطورت آكلات اللحوم عدة مرات بشكل مستقل في النباتات في مجموعات منفصلة على نطاق واسع. في ثلاثة أنواع تمت دراستها ، Cephalotus follicularis, الجنة الااتا و ساراسينيا بوربوريا، كان هناك تقارب على المستوى الجزيئي. تفرز النباتات آكلة اللحوم الإنزيمات في السائل الهضمي الذي تنتجه. من خلال دراسة إنزيمات الفوسفاتاز ، وهيدرولاز الجليكوزيد ، والجلوكانيز ، و RNAse ، والكيتيناز بالإضافة إلى البروتين المرتبط بالإمراض والبروتين المرتبط بالثوماتين ، وجد المؤلفون العديد من بدائل الأحماض الأمينية المتقاربة. لم تكن هذه التغييرات في المواقع التحفيزية للأنزيمات ، بل كانت على الأسطح المكشوفة للبروتينات ، حيث قد تتفاعل مع المكونات الأخرى للخلية أو السائل الهضمي. وجد المؤلفون أيضًا أن الجينات المتماثلة في النبات غير آكل اللحوم نبات الأرابيدوبسيس thaliana تميل إلى زيادة تعبيرها عند تعرض النبات للإجهاد ، مما دفع المؤلفين إلى اقتراح أن البروتينات المستجيبة للإجهاد غالبًا ما يتم اختيارها [ج] في التطور المتكرر للحيوانات آكلة اللحوم. [58]

تتقدم إعادة البناء الوراثي وإعادة بناء حالة الأسلاف بافتراض أن التطور قد حدث دون تقارب. ومع ذلك ، قد تظهر الأنماط المتقاربة في مستويات أعلى في إعادة بناء النشوء والتطور ، وفي بعض الأحيان يتم البحث عنها صراحة من قبل المحققين. تعتمد الطرق المطبقة لاستنتاج التطور المتقارب على ما إذا كان من المتوقع حدوث تقارب قائم على النمط أو العملية. التقارب القائم على الأنماط هو المصطلح الأوسع ، لأنه عندما تطور سلالتان أو أكثر أنماطًا من سمات متشابهة بشكل مستقل. يحدث التقارب القائم على العمليات عندما يكون التقارب نتيجة لقوى مماثلة من الانتقاء الطبيعي. [59]

التدابير المستندة إلى النمط تحرير

تتضمن الطرق السابقة لقياس التقارب نسب المسافة المظهرية والتطور من خلال محاكاة التطور باستخدام نموذج الحركة البراونية لتطور السمات على طول السلالة. [60] [61] الأساليب الحديثة أيضًا تحدد قوة التقارب. [62] أحد العوائق التي يجب وضعها في الاعتبار هو أن هذه الأساليب يمكن أن تخلط بين الركود طويل المدى والتقارب بسبب أوجه التشابه في النمط الظاهري. يحدث الركود عندما يكون هناك القليل من التغيير التطوري بين الأصناف. [59]

تقوم المقاييس القائمة على المسافة بتقييم درجة التشابه بين الأنساب بمرور الوقت. تقوم المقاييس المستندة إلى التردد بتقييم عدد السلالات التي تطورت في مساحة سمة معينة. [59]

التدابير المستندة إلى العمليات تحرير

طرق لاستنتاج نماذج ملائمة للتقارب القائم على العمليات من الانتقاء إلى نسالة وبيانات السمات المستمرة لتحديد ما إذا كانت نفس القوى الانتقائية قد تصرفت على السلالات أم لا. يستخدم هذا عملية Ornstein-Uhlenbeck (OU) لاختبار سيناريوهات مختلفة للاختيار. طرق أخرى تعتمد على بداهة تحديد مكان حدوث التحولات في الاختيار. [63]


هل تمثل عين الأخطبوط ما يعادل النقرة في الرئيسيات؟ - مادة الاحياء

تطور العين البشرية

لا يبدو أن مناقشة التطور كاملة دون إثارة موضوع العين البشرية. على الرغم من مظهرها التشريحي البسيط المخادع ، فإن العين البشرية هي بنية معقدة بشكل لا يصدق. حتى في هذا العصر من التعلم والفهم العلمي العظيم ، فإن التعقيد الكامل للعين البشرية لم يتم فهمه بالكامل بعد. يبدو أنه مع زيادة التعلم تأتي الدهشة المتزايدة من حيث أن التعقيد الذي كان يبدو في يوم من الأيام ودودًا لا يزال غير مفهوم كما كان دائمًا ، إن لم يكن أكثر من ذلك. من الموثق جيدًا أن داروين وقف في دهشة من تعقيد العين ، حتى من القليل الذي يعرفه عنها مقارنة بالعلم الحديث. ومع ذلك ، على الرغم من أنه لا يستطيع أن يشرح بالضبط كيف ، فقد اعتقد أن مثل هذا التعقيد المذهل يمكن تطويره من خلال عملية طبيعية للتطور. التغييرات الصغيرة جدًا ، التي يتم اختيارها على أنها مفيدة ، يمكن نقلها ومضاعفتها على مدى أجيال عديدة لإنتاج معجزات كبيرة من التعقيد مثل العين البشرية.

من الواضح أن داروين لم يكن مجنونًا. أقنعت نظريته في التطور المقترحة وتفسيراته الأساسية المتعلقة بالتطور التدريجي للهياكل المعقدة ، مثل العين ، الغالبية العظمى من العلماء المعاصرين. إذن ، ما الذي اقترحه بالضبط لشرح مدى تعقيد مثل هذه الهياكل مثل العين البشرية؟ تأمل الاقتباس التالي من داروين.

يخبرني العقل ، أنه إذا كان من الممكن إثبات وجود العديد من التدرجات من عين بسيطة وغير كاملة إلى واحدة معقدة وكاملة ، فإن كل درجة تكون مفيدة لمالكها ، كما هو الحال بالتأكيد إذا تغيرت العين وتوارثت الاختلافات. ، كما هو الحال أيضًا بالتأكيد ، وإذا كان يجب أن تكون هذه الاختلافات مفيدة لأي حيوان في ظل ظروف الحياة المتغيرة ، فإن صعوبة الاعتقاد بأن العين الكاملة والمعقدة يمكن أن تتشكل عن طريق الانتقاء الطبيعي ، على الرغم من أن خيالنا لا يمكن التغلب عليه ، لا ينبغي أن يكون. تعتبر تخريبية للنظرية. 1

كان داروين في حيرة من أمره لشرح ما كان يحدث بالضبط ، لكنه اقترح تطورًا تدريجيًا للعين البشرية من خلال عرض أمثلة على الاختلافات في عيون الكائنات الأخرى التي بدت أقل تعقيدًا. تم ترتيب هذه الاختلافات بطريقة تدريجية للتقدم من أبسط العيون إلى الأكثر تعقيدًا. في الواقع ، يبدو أن هناك عددًا كبيرًا من الوسطاء الذين ربطوا نوعًا واحدًا من العين بنوع آخر في نمط تطوري. بعض من أبسط وأبسط العيون ليست أكثر من مجرد بقع لعدد صغير من الخلايا الحساسة للضوء متجمعة معًا. هذا النوع من العين جيد فقط لاستشعار الضوء من الظلام. لا يمكن الكشف عن صورة. من هذه العين البسيطة ، شرع داروين في إظهار كائنات ذات عيون أكثر وأكثر تعقيدًا على التوالي حتى تم الوصول إلى مستوى تعقيد العين البشرية.

يبدو هذا السيناريو بالتأكيد معقولاً. ومع ذلك ، فإن العديد من النظريات التي بدت معقولة في البداية على الورق تم دحضها لاحقًا. تحتاج مثل هذه النظريات إلى أدلة تجريبية مباشرة لدعمها قبل أن يتم قبولها على أنها & quotscientific & quot. هل الهياكل المعقدة مثل العيون تتطور بالفعل في الحياة الواقعية؟ بقدر ما استطعت أن أجد ، لا يوجد دليل موثق على أن أي شخص يطور عينًا أو حتى بقعة عين من خلال أي نوع من آلية الاختيار في أي مخلوق لم يكن له عين من قبل. أيضًا ، لم أر أي دليل موثق على تطور نوع واحد من العين إلى نوع مختلف من العين في أي مخلوق. بقدر ما أستطيع أن أقول ، لم تتم ملاحظة مثل هذا التطور بشكل مباشر. بالطبع الحجة هي أن مثل هذا التطور يستغرق آلاف أو حتى ملايين السنين ليحدث. ربما يكون الأمر كذلك ، ولكن بدون القدرة على المراقبة والاختبار المباشرين ، فإن مثل هذه الافتراضات ، مهما كانت معقولة ، يجب أن تحافظ على درجة أعلى من الإيمان.

يزداد الإيمان الضروري بمثل هذا السيناريو أكثر عندما يأخذ المرء في الاعتبار حقيقة أنه حتى بقعة حساسة للضوء بسيطة معقدة للغاية ، وتتضمن عددًا كبيرًا من البروتينات المتخصصة وأنظمة البروتين. تتكامل هذه البروتينات والأنظمة بطريقة أنه إذا تمت إزالة أحدها ، ستتوقف الرؤية. بعبارة أخرى ، لكي تحدث معجزة الرؤية ، حتى بالنسبة إلى بقعة حساسة للضوء ، يجب أن تتطور العديد من البروتينات والأنظمة المختلفة في وقت واحد ، لأنه بدونها جميعًا في وقت واحد ، لن تحدث الرؤية. على سبيل المثال ، الخطوة الأولى في الرؤية هي اكتشاف الفوتونات. من أجل اكتشاف الفوتون ، تستخدم الخلايا المتخصصة جزيءًا يسمى 11-cis-retinal. عندما يتفاعل فوتون من الضوء مع هذا الجزيء ، فإنه يغير شكله على الفور تقريبًا. يطلق عليه الآن عبر الشبكية. يتسبب هذا التغيير في الشكل في تغيير شكل جزيء آخر يسمى رودوبسين.يسمى الشكل الجديد للرودوبسين metarhodopsin II. يلتصق Metarhodopsin II الآن ببروتين آخر يسمى transducin مما يجبره على إسقاط جزيء متصل يسمى GDP والتقاط جزيء آخر يسمى GTP. يرتبط جزيء GTP-transducin-metarhodopsin II الآن ببروتين آخر يسمى phosphodiesterase. عندما يحدث هذا ، يشق فسفودايستراز جزيئات تسمى cGMPs. هذا الانقسام من cGMPs يقلل من أعدادهم النسبية في الخلية. يتم استشعار هذا الانخفاض في cGMP بواسطة قناة أيونية. تقوم هذه القناة الأيونية بإيقاف قدرة أيون الصوديوم على دخول الخلية. يؤدي انسداد مدخل الصوديوم إلى الخلية إلى عدم توازن الشحن عبر غشاء الخلية. هذا الخلل في الشحنة يرسل تيارًا كهربائيًا إلى الدماغ. ثم يفسر الدماغ هذه الإشارة وتسمى النتيجة الرؤية. هناك حاجة الآن إلى العديد من البروتينات الأخرى لتحويل البروتينات والجزيئات الأخرى المذكورة للتو إلى أشكالها الأصلية حتى يتمكنوا من اكتشاف فوتون آخر من الضوء وإرسال إشارات إلى الدماغ. إذا كان أي من هذه البروتينات أو الجزيئات مفقودًا ، حتى في أبسط أنظمة العين ، فلن تحدث الرؤية. 2

والسؤال الآن بالطبع هو كيف يمكن أن يتطور مثل هذا النظام تدريجياً؟ يجب أن تكون جميع القطع في مكانها في وقت واحد. على سبيل المثال ، ما فائدة قيام دودة الأرض التي ليس لها عيون بتطوير البروتين 11-cis-retinal في مجموعة صغيرة أو & quotspot & quot من الخلايا الموجودة على رأسها؟ هذه الخلايا لديها الآن القدرة على اكتشاف الفوتونات ، ولكن ماذا بعد؟ ما فائدة ذلك لدودة الأرض؟ الآن ، دعنا نقول أن هذه الخلايا تقوم بطريقة ما بتطوير جميع البروتينات اللازمة لتفعيل شحنة كهربائية عبر أغشيتها استجابةً لفوتون من الضوء يضربها. وماذا في ذلك؟! ما فائدة أن يكونوا قادرين على إنشاء تدرج كهربائي عبر أغشيتهم إذا لم يكن هناك مسار عصبي إلى دماغ الدودة الدقيقة؟ الآن ، ماذا لو حدث هذا المسار وتطور فجأة ويمكن إرسال مثل هذه الإشارة إلى دماغ الدودة. وماذا في ذلك؟! كيف ستعرف الدودة ماذا تفعل بهذه الإشارة؟ سيتعين عليها معرفة ما تعنيه هذه الإشارة. التعلم والتفسير عمليات معقدة للغاية تنطوي على عدد كبير من البروتينات الأخرى في أنظمة فريدة أخرى. الآن يجب على دودة الأرض ، في عمر واحد ، أن تطور القدرة على نقل هذه القدرة على تفسير الرؤية إلى نسلها. إذا لم يتم نقل هذه القدرة ، يجب أن يتعلم النسل أيضًا أو أن الرؤية لا تقدم لهم أي ميزة. كل هذه العمليات الرائعة تحتاج إلى تنظيم. لا توجد وظيفة مفيدة إلا إذا كان من الممكن تنظيمها (إيقاف تشغيلها وتشغيلها). إذا تعذر إيقاف تشغيل الخلايا الحساسة للضوء بمجرد تشغيلها ، فلن تحدث الرؤية. هذه القدرة التنظيمية معقدة للغاية أيضًا حيث تشتمل على عدد كبير جدًا من البروتينات والجزيئات الأخرى - والتي يجب أن تكون جميعها في مكانها في البداية حتى تكون الرؤية مفيدة.

الآن ، ماذا لو لم يكن علينا شرح أصل أول نقطة حساسة للضوء & quot؛ تطور العيون الأكثر تعقيدًا أمر بسيط من تلك النقطة فصاعدًا. . . حق؟ ليس تماما. (انظر مناقشة ورقة نيلسون وبيلجر أدناه):

نظرية نيلسون وبيلجر لتطور العين

في عام 1994 ، نشر نيلسون وبيلجر ما كان سيصبح ورقة بحثية كلاسيكية حول تطور العين المعقدة من نوع الكاميرا بدءًا من نقطة بسيطة حساسة للضوء. 22 في ورقتهم البحثية ، جادلوا بأن سلسلة من التدرجات غير المحسوسة ، 1829 خطوة في الكل مفصولة بنسبة 1٪ تغيرات في حدة البصر ، يمكن تجاوزها من قبل مجموعة متطورة من السكان في حوالي 350.000 جيل - أو حوالي 500.000 سنة. توضح الأشكال التالية نظريتهم:

يتكون الرسم التوضيحي أعلاه من طبقات داكنة وبها غطاء ظهاري شفاف أمام الخلايا الحساسة للضوء. تتضمن الأمثلة على الكائنات ذات نقاط العيون المسطحة البسيطة ميدوسا ، القراصات ، التوربيلاريا (الديدان المفلطحة التي لها نقاط عيون تعمل كمستقبلات ضوئية وكيميائية) ، حلقية (مثل الديدان المجزأة) ، اليرقات ، ونجم البحر. ديدان الأرض وقنافذ البحر لها نقاط عيون تتكون من مستقبلات ضوئية وحيدة الخلية منتشرة في جميع أنحاء ظهارة سطحها (الرابط). تبدو أجسام بعض المخلوقات ذات بقع العيون شبه شفافة إلى حد كبير. بعض هذه المخلوقات ليس لها خلايا صبغية مرتبطة ، وبالتالي لا يمكنها تحديد أي نوع من الاتجاه لتحديد مصدر الضوء. كل ما يمكنهم معرفته هو ما إذا كانت البيئة المحيطة بهم فاتحة أم مظلمة. ومع ذلك ، فإن الكائنات الأخرى الشفافة إلى حد كبير لديها خلايا مصطبغة. تسمح هذه الميزة بتحديد اتجاه مصدر الضوء بحيث يمكن للمخلوق أن يتجه عمدًا نحو مصدر الضوء أو بعيدًا عنه.

بعد ذلك ، تندمج بقعة العين إلى الداخل. يؤدي هذا إلى زيادة حدة البصر من خلال السماح للعين باستشعار اتجاه الضوء الذي يأتي منه بشكل أفضل من بقعة العين المسطحة. المستورقات (الديدان المفلطحة) لها مثل هذه العيون الغامضة.

بعد ذلك ، تبدأ حافة الحفرة في الانقباض لتشكيل فتحة أضيق أو & quot؛ quaperture & quot.

حول هذه النقطة ، تبدأ الحفرة بالملء بمادة شفافة تشبه الهلام. يُعتقد أن إنتاج هذا الهلام سيكون أمرًا بسيطًا بالنسبة لمعظم المخلوقات - ربما ليس أكثر من طفرة أو طفرتين. يُقترح أن يساعد هذا الهلام أو السلايم في الحفاظ على شكل الحفرة ، ويساعد على حماية الخلايا الحساسة للضوء من التلف الكيميائي. كما أن الهلام قد يبقي الوحل والحطام الآخر بعيدًا عن العين.

الفتحة تستمر في الانخفاض. تزداد حدة البصر حتى تصبح فتحة العدسة صغيرة جدًا بحيث تبدأ في حجب الكثير من الضوء. ستأتي نقطة تكون فيها الفتحة بالحجم المثالي. تؤدي الفتحة الأكبر حجمًا إلى ضعف البصر ، بينما تؤدي الفتحة الأصغر حجمًا إلى ضعف البصر. (الحجم الدقيق & quot؛ مثالي & quot؛ يعتمد على سطوع الإضاءة في بيئة معينة.) تم العثور على مثال على عين عديمة العدسة ذات فتحة ضيقة في نوتيلوس الحجرة.

بعد ذلك ، هناك حاجة إلى عدسة. للحصول على عدسة ، يلزم وجود كتلة كروية الشكل من الخلايا الشفافة مع زيادة طفيفة في معامل الانكسار. بمجرد تكوين هذه الكتلة ، يمكن صقلها بزيادات طفيفة جدًا في معامل الانكسار لإنتاج حدة بصرية أكبر وأكبر.

تم العثور على مثال لهذه العين ذات العدسة & quotprimitive & quot في حلزون الحديقة الرومانية (هيليكس اسبيرسا) أو سبيكة.

الآن بعد أن أصبح للعين عدسة ، فإن الفتحة في المكان الخطأ. ستكون العين أكثر حدة إذا تحركت العدسة نحو مركز انحناء السطح الحساس للضوء. لذلك ، بمرور الوقت ، لا تتحرك العدسة فحسب ، بل تزداد في معامل الانكسار بمؤشر كبير في مركز العدسة مقابل حواف العدسة. هذا ممكن لأن العدسة مصنوعة من خليط من البروتينات. يمكن أن تختلف نسبة البروتينات في أماكن مختلفة ، وبالتالي فإن مادة العدسة ليست متجانسة بصريًا. من الشائع أن يكون للعدسة البيولوجية معامل انكسار أعلى في المركز منه عند الحواف. هذا & quot؛ الفهرس المقسم & quot؛ يحسن بشكل كبير من جودة الصورة لأنه قادر على تصحيح التشويه.

وفيولا! - اكتمل تطور عين من نوع الكاميرا بعد سلسلة من "التدرجات اللونية غير المحسوسة" لداروين.

الفيديو التالي حيث يشرح نيلسون نظريته في تطور العين:

مشاكل مع نظرية الورق

ومع ذلك ، هناك عدد قليل من المشاكل مع هذا & quottheory & quot من تطور العين. الحجة هي أن الفجوات المورفولوجية ضيقة للغاية بحيث تكون عملية بسيطة للغاية للانتقال من تدرج في حدة البصر إلى التالي مع ما لا يزيد عن طفرة جينية واحدة أو اثنتين. في الواقع ، غالبًا ما يُقال أن هذه التدرجات موجودة بالفعل في مجتمع يعبر عن إحدى الخطوات المذكورة أعلاه. على سبيل المثال ، يُقال إن السكان الذين لديهم نقاط عيون مسطحة لديهم على الأقل بعض الأفراد من السكان الذين لديهم بقع عيون مائلة قليلاً. إذا أدى التغيير في الضغوط الانتقائية إلى تفضيل بقعة مظلمة للعين مع زيادة طفيفة في حدة البصر ، فسرعان ما سيكون لدى غالبية السكان بقع عينية مدمرة. تكمن مشكلة هذه الفكرة في أنه لا توجد مجموعة من المخلوقات ذات نقاط العيون المسطحة تُظهر أي نوع من النطاق داخل السكان مثل هذا حتى أن جزءًا صغيرًا من السكان لديه بقع عيون مظلمة إلى أي درجة يمكن اختيارها. هذا تأكيد شائع ، لكنه ليس صحيحًا.

الآن ، إذا كانت هذه الخطوات التطورية البالغ عددها 1829 خطوة هي في الواقع صغيرة بما يكفي للعبور في ترتيب قصير إلى حد ما (بضعة أجيال لكل منها في ظل ظروف انتقائية) ، فيبدو من المحتمل جدًا أن مثل هذه النطاقات في التعبير الصرفي يمكن رؤيتها ضمن مجموعة جينية واحدة من نوع واحد. لكنهم ليسوا كذلك. الأنواع التي تحتوي على نقاط عيون بسيطة حساسة للضوء لها فقط نقاط عيون مسطحة حساسة للضوء. لا يُظهر أي فرد داخل هذا النوع أي نوع من العيون المغمورة التي سيكون لها أي ميزة انتقائية فيما يتعلق بزيادة حدة البصر. تشير هذه الحقيقة وحدها إلى أن هذه الخطوات التي تبدو صغيرة ربما ليست بهذه البساطة عندما يتعلق الأمر بالتغييرات الجينية الأساسية المنسقة التي ستكون ضرورية للانتقال من خطوة إلى أخرى.

المشكلة الكبيرة في هذه الخطوات الشكلية هي أنها لا تأخذ في الاعتبار حقيقة أن الرؤية أكثر تعقيدًا مما يحدث داخل العين فقط. من أجل الاستفادة من أي ميزة لتحسين حدة البصر داخل العين ، يجب أن يتغير الدماغ أيضًا بطريقة تجعله قادرًا على تفسير المعلومات التي ترسلها العين. خلاف ذلك ، إذا كان الدماغ لا يزال يتقدم لتقدير الاختلافات فقط في الضوء من الظلام المرسل من العين ، دون أن يكون قادرًا على تفسير أنماط معينة من الضوء والظلام على شبكية العين ، فلن تكون هناك ميزة انتقائية من مظلمة مقابل شقة عين. بسبب هذا المطلب ، أياً كان التطور الذي يحدث في العين ، يجب أن يكون مدعوماً بتطور مكافئ في نمو الدماغ والقوى التفسيرية.

هناك مشكلة أخرى مثيرة للاهتمام في الحجة الخاصة بميزة انتقائية للعين المغمورة على بقعة عين مسطحة وهي حقيقة أن تحديد الاتجاه العام لمصدر الضوء يمكن تحقيقه من خلال نقطة عين مسطحة. لا توجد حاجة لتحديد الأبعاد لتحديد الاتجاه النسبي الذي يأتي منه شعاع الضوء. كل ما هو مطلوب هو القدرة على تدوير نقطة العين بالنسبة لمصدر الضوء جنبًا إلى جنب مع قدرة الدماغ على ربط الاختلافات في شدة الضوء بالتغير في اتجاه نقطة العين بالنسبة لمصدر الضوء. يمكن أن ينتج عن هذا النوع من القدرة الترابطية نفس التأثير بشكل أساسي للقدرة على تحديد موقع مصدر الضوء أو متابعته أو التحرك باتجاهه دون الحاجة إلى إنتاج عين مغموسة أو على شكل كوب. في الواقع ، الأنواع يوجلينا ، مع وجود رقعة مسطحة فقط من الخلايا الحساسة للضوء ، يمكن أن تسبح باتجاه مصدر الضوء - - لا حاجة إلى تنقص (رابط). في الواقع ، بعض المخلوقات ، مثل نجم البحر وقنفذ البحر ليس لها نقاط عيون على الإطلاق ، ومع ذلك فهي لا تزال حساسة للضوء لدرجة أنها تستطيع التحرك نحو مصادر شدة الضوء الأكبر (Link).

هناك مشكلة أخرى محتملة تتمثل في جعل الآلاف من الخلايا الحساسة للضوء تعمل معًا بالتنسيق في نفس الوقت لإنتاج تأثير خافت. ما نوع الطفرة البسيطة التي ستنتج مثل هذا التأثير بين آلاف الخلايا حيث يجب أن يكون كل منها موجهًا بشكل خاص بالنسبة لجميع الخلايا الأخرى لتشكيل & quotdimple & quot بدلاً من & quotprotrusion & quot أو أي نوع آخر من الأسطح غير المنتظمة؟ - في المكان الصحيح بالضبط للتأثير على البقعة الحساسة للضوء بطريقة منظمة؟ يجادل البعض بأن طفرة واحدة أو اثنتين يمكن أن تؤدي في كثير من الأحيان إلى تغيرات مورفولوجية كبيرة. تكمن مشكلة هذه الحجة في أن جميع الأمثلة على التغيرات الشكلية الكبيرة التي تنتج عن الطفرات الصغيرة تستند إلى الخسائر في السمات المورفولوجية المحددة مسبقًا. ببساطة لا توجد أمثلة تحدث فيها طفرة صغيرة فرقًا شكليًا كبيرًا حيث يتم إنتاج نظام فريد جديد تمامًا للوظيفة أو تعديل هيكلي جديد ، وليس فقط فقدان الهياكل الموجودة مسبقًا ، يؤدي في الواقع إلى تحسين الوظيفة. عندما يتعلق الأمر بإنتاج مكاسب فعلية في تعديلات هيكلية مفيدة جديدة تتضمن أعدادًا كبيرة من الخلايا (أو حتى كتل بناء خلوية) ، فإن المعلومات الأساسية المشفرة المتضمنة ببساطة ليست بهذه البساطة. وينطبق الشيء نفسه على إنتاج عدسة أو بنية تشبه العدسة - حتى & quot؛ بدائية & quot؛ واحدة. إن الحصول على مجموعة من الخلايا الظهارية الشفافة لتكوين بنية كروية ثم تطوير معامل انكسار متزايد ليس بالأمر السهل - إلى أي مستوى يمكن اختياره من تحسين حدة البصر.

هذه ليست سوى عدد قليل من الأسباب التي تجعل عمل نيلسون وبيلجر ليس أكثر من & quot؛ نظرية & quot؛ كل هذه السنوات اللاحقة. ما يبدو أنه يعمل جيدًا على الورق قد لا يعمل بشكل جيد عندما يتعلق الأمر بوضع نظرية الورق في اختبار واقع الحياة. لم تنجح مثل هذه الاختبارات في الواقع على الرغم من أن اختبار هذه النظرية ليس بالأمر الصعب. كل ما يجب القيام به هو أخذ مخلوق بنقطة عين مسطحة وجعله ينتج مجموعة من النسل ، واختيار النسل الذي لديه أكثر نقاط ضعف العيون بشكل مصطنع ، وجعلهم ينتجون الجيل التالي ، ومرة ​​أخرى حدد هؤلاء النسل ذو النسل الأكثر غمازة بقع العين ، وما إلى ذلك. سريعًا جدًا ، في غضون بضعة أجيال ، يجب أن يكون من السهل جدًا إثبات تطور بقع العيون المخففة وإظهار أن هذه البقع هي في الواقع مفيدة وظيفيًا فيما يتعلق بتحديد مصادر الضوء مقابل استخدام نقطة عين مسطحة بسيطة في الكائنات المتطورة .

مثل هذا العرض التجريبي لم يتم بعد. إذا تم القيام به بنجاح ، فمن المؤكد أنه سيخلق ضجة كبيرة داخل المجتمع العلمي. سيحصل منظرو الخلق والتصميم الذكي على نجاح كبير إذا كانت هذه التجربة ناجحة بالفعل. حتى يحدث هذا في الواقع ، فإن نظرية تطور العين لنيلسون وبيلجر ليست في الحقيقة نظرية علمية حقيقية لأنها لم تخضع في الواقع لأي اختبار حياة حقيقي يحتمل أن يكون مزيفًا. لذلك تظل فرضية عمل - نظرية ورقية في أحسن الأحوال.

أوه ، ولكن ماذا عن & quotdesign عيوب & quot للعين البشرية؟ من الحجة الشائعة لصالح التطور أنه لا يوجد مصمم ذكي يمكنه تصميم أي شيء به عيوب. من ناحية أخرى ، فإن التطور ، كونه عملية طبيعية للتجربة والخطأ ، يفسر بسهولة وجود عيوب في العالم الطبيعي. على الرغم من أن الكثيرين مقتنعون بهذه الحجة ، فإن هذه الحجة في حد ذاتها تفترض دوافع وقدرات المصمم. من الواضح أن القول بأن كل شيء مصمم يجب أن يتوافق مع مفاهيمنا الفردية عن الكمال قبل أن نتمكن من اكتشاف التصميم هو أمر مضلل.

قد يشكك البعض في تصميم لوحة بيكاسو ، لكن لا أحد يشكك في حقيقة أنها صُممت ، حتى لو لم يقابل بيكاسو أبدًا. قد يصنع الطفل سيارة صندوقية لسباق أطفال الحي في دربي بوكس ​​كار. قد لا تتوافق سيارته مع فكرة الكمال لدى أي شخص ، ولكن معظمهم لن يشكك في فكرة تصميمها. أو ، قد يغير شخص ما عن عمد تصميم مصمم سابق لأسباب شخصية. تم تصميم هذا التغيير من قبل مصمم جديد ويمكن اكتشافه على هذا النحو. على الرغم من أنه ليس & quotbeneficial & quot في الوظيفة العامة أو نوايا المصمم الأصلي ، إلا أنه لا يزال من الممكن فهم التغيير على أنه مصمم. على سبيل المثال ، إذا قام شخص ما بتقطيع الإطارات على سيارة بشفرة حلاقة ، فهل سيكون من الدقة لشخص يمشي بعد ذلك أن يفترض تلقائيًا أن عملية تطورية كانت قيد العمل بسبب وجود هذا العيب الحالي المفترض في التصميم؟ على الرغم من أن الإطار المقطّع قد لا يبدو منطقيًا بالنسبة لمصمم الإطارات ، إلا أن العيب نفسه لا يستبعد المصمم تلقائيًا. قد يكون مصمم العيوب ذكيًا جدًا في العمل وقد تكون بطاقة الاتصال دليلًا وفيرًا على الذكاء العالي والغرض. أو قد تكون عيوب التصميم ناتجة عن الانحلال الطبيعي ولا تمثل الغرض الأصلي أو إنشاء المصمم. قد يحتوي إطار السيارة الذي يحتوي على 50000 ميل على عدد قليل من & quot؛ شفة & quot؛ مما كان عليه عندما تم تصنيعه لأول مرة. كل شيء يرتدي. يتقدم الناس في السن ، ويعانون من آلام أسفل الظهر ، والتهاب المفاصل ، وخرف الشيخوخة ، وتسوس الأسنان. هل هذه عيوب في التصميم أم نفاد تصميم رائع لم يدم إلى الأبد؟ ببساطة ، لمجرد أن شخصًا ما يمكن أن يفكر في تصميم أفضل أو تحسين على تصميم قديم ، لا يعني أن التصميم القديم لم يتم تصميمه.

هناك مشكلة أخرى في العثور على عيوب التصميم في الطبيعة وهي أننا لا نعرف كل المعلومات التي يجب معرفتها. ما يبدو لنا أنه عيب في التصميم في البداية ، قد يتحول إلى ميزة بمجرد أن نتعلم المزيد عن احتياجات نظام أو مخلوق أو مصمم معين. على أي حال ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على عيوب التصميم المفترضة في العين البشرية.

في كتابه لعام 1986 ، & quot The Blind Watchmaker & quot ، يمتلك عالم الأحياء التطوري الشهير ريتشارد دوكينز حجة عيوب التصميم هذه للعين البشرية:

من الطبيعي أن يفترض أي مهندس أن الخلايا الضوئية ستتجه نحو الضوء ، وأسلاكها تتجه للخلف نحو الدماغ. كان يضحك من أي إشارة إلى أن الخلايا الضوئية قد تشير بعيدًا ، عن الضوء ، وأسلاكها تغادر على الجانب الأقرب للضوء. ومع ذلك ، هذا هو بالضبط ما يحدث في جميع شبكيات العين الفقارية. في الواقع ، كل خلية ضوئية موصلة بالخلف ، وسلكها يبرز على الجانب الأقرب للضوء. يجب أن ينتقل السلك فوق سطح الشبكية إلى النقطة التي يغوص فيها عبر ثقب في شبكية العين (ما يسمى "النقطة العمياء") للانضمام إلى العصب البصري. هذا يعني أن الضوء ، بدلاً من منحه ممرًا غير مقيد للخلايا الكهروضوئية ، يجب أن يمر عبر غابة من الأسلاك الموصلة ، والتي يُفترض أنها تعاني على الأقل من بعض التوهين والتشويه (في الواقع ، ربما ليس كثيرًا ولكن ، مع ذلك ، هو مبدأ الشيء الذي من شأنه أن يسيء إلى أي مهندس منظم). لا أعرف التفسير الدقيق لهذه الحالة الغريبة. فترة التطور ذات الصلة هي منذ زمن بعيد .3

من المؤكد أن حجة دوكينز تبدو بديهية. ومع ذلك ، فإن مشكلة الاعتماد بشكل صارم على الحدس هي أن الحدس وحده ليس علميًا. يبدو أن العديد من الفرضيات المدروسة جيدًا لا تشوبها شائبة على الورق ، ولكن عندما خضعت للاختبار ، اتضح أنها لم تنجح كما كان مأمولًا. تنشأ مشاكل وصعوبات غير متوقعة. أصبحت الحلول الجديدة والمبتكرة ، التي لم يتم النظر فيها مسبقًا ، مهمة للحصول على الوظيفة المطلوبة. إن مشكلة دوكينز ليست مشكلة حدس معقول ، ولكنها مشكلة عدم قابلية اختبار فرضيته. بغض النظر عن مدى معقولية ذلك ، ما لم يكن دوكينز قادرًا على اختبار افتراضاته لمعرفة ما إذا كان في الواقع & quot؛ مقلوب & quot؛ أفضل من & quot؛ مقلوب & quot؛ بناء شبكية العين لاحتياجات الإنسان ، فإن هذه الفرضية المتعلقة ببقائه غير مختبرة وبالتالي غير مدعومة بالطريقة العلمية. أبعد من هذه المشكلة ، حتى لو أثبت علميًا أن الشبكية الرأسية هي في الواقع أكثر منطقية للرؤية البشرية ، فإن هذا لا يزال غير دحض التصميم علميًا. كما تم وصفه سابقًا ، فإن إثبات العيوب في التصميم وفقًا لفهم شخصي أو حاجة لا يدحض الفرضية القائلة بأن هذا التصميم المعيب لم يكن مصممًا على الإطلاق.

نظرًا لأن المصمم لم يتم استبعاده من خلال حجة دوكينز هذه ، فإن النظرية الطبيعية للتطور ليست افتراضية تلقائية.مهما كانت نظرية التطور صحيحة ، فإنها غير مدعومة علميًا دون إمكانية الاختبار. هذا ما يحتاج أنصار التطور إلى تقديمه وهذا بالضبط ما ينقصهم. تكمن قوة نظرية التصميم ، ليس في قدرتها على إظهار الكمال في التصميم ، ولكن في قدرتها على الإشارة إلى عدم الاحتمالية الإحصائية لطريقة طبيعية لتفسير تعقيد الحياة الذي يتضح في هياكل مثل العين البشرية. لا تقضي العيوب المفترضة على هذا التحدي الإحصائي للنظريات التطورية. خطأ دوكينز هو افتراض أن تفكير كل المصممين ومعرفتهم ودوافعهم تشبه تفكيره ومعرفته ودوافعه.

تتفاقم مشاكل دوكينز بسبب اعترافه بأن الشبكية المقلوبة تعمل بشكل جيد للغاية. حجته ليست في المقام الأول حجة تناقش الإخفاقات التقنية للشبكية المقلوبة ، ولكن من الناحية الجمالية. شبكية العين المقلوبة لا تفعل ذلك بدا حق له بغض النظر عن حقيقة أن مقلوب د شبكية العين هي شبكية العين التي تستخدمها الحيوانات ذات أنظمة الرؤية الأكثر حدة (تكوين الصورة) في العالم.

الأكثر تقدما رأس تنتمي شبكية العين في العالم إلى الأخطبوط والحبار (رأسيات الأرجل). تحتوي شبكية الأخطبوط في المتوسط ​​على 20 مليون خلية مستقبلة للضوء. تحتوي شبكية العين البشرية المتوسطة على حوالي 126 مليون خلية مستقبلة للضوء. هذا لا شيء مقارنة بالطيور التي لديها ما يصل إلى 10 أضعاف عدد المستقبلات الضوئية و 2 إلى 5 أضعاف عدد المخاريط (المخاريط تكتشف اللون) مثل البشر. 4،5 البشر لديهم مكان على الشبكية يسمى a & quotfovea centralis. & quot ، النقرة هي منطقة مركزية في الجزء المركزي من شبكية العين تسمى البقعة. في هذا المجال ، يكون لدى البشر مستقبلات ضوئية عالية التركيز ، وخاصة المخاريط. أيضا ، في هذا بالذات المنطقة ، يتم إزاحة الأوعية الدموية والأعصاب والخلايا العقدية بحيث لا تتداخل بين مصدر الضوء والخلايا المستقبلة للضوء ، وبالتالي القضاء على هذا الحد الأدنى من التداخل مع المسار المباشر للضوء. هذا يخلق منطقة عالية حدة البصر مع انخفاض حدة البصر نحو محيط شبكية العين البشرية. المخاريط الموجودة في البقعة (وأماكن أخرى) لها أيضًا نسبة 1: 1 إلى الخلايا العقدية. تساعد الخلايا العقدية على المعالجة المسبقة للمعلومات التي تتلقاها المستقبلات الضوئية في شبكية العين. بالنسبة لقضبان الشبكية ، تتعامل خلية عقدة واحدة مع المعلومات من العديد من الخلايا العصوية ، بل وحتى مئات منها ، ولكن هذا لا ينطبق على المخاريط التي يكون أعلى تركيز لها في البقعة. توفر البقعة المعلومات اللازمة لتعظيم تفاصيل الصورة ، وتساعد المعلومات التي يتم الحصول عليها من المناطق المحيطية في شبكية العين على توفير المعلومات المكانية والسياقية. بالمقارنة مع المحيط ، تعتبر البقعة أكثر حساسية 100 مرة للميزات الصغيرة مقارنة ببقية شبكية العين. يتيح ذلك للعين البشرية التركيز على منطقة محددة في مجال الرؤية دون تشتيت الانتباه بسبب الرؤية المحيطية كثيرًا. 6

من ناحية أخرى ، لا تحتوي شبكية عين الطيور على بقعة أو نقرة مركزية. حدة البصر متساوية في جميع المجالات. تفتقر شبكية الأخطبوط أيضًا إلى النقرة المركزية ، ولكن لديها ما يسمى الخط المركزي. يشكل الخط المركزي مجموعة من حدة أعلى أفقياً عبر شبكية الأخطبوط. الميزة الفريدة لعيون الأخطبوط هي أنه بغض النظر عن موضع أجسادهم ، فإن عيونهم تحافظ دائمًا على نفس الموضع النسبي لحقل الجاذبية للأرض باستخدام عضو يسمى الحالة الساكنة. يبدو أن سبب ذلك مرتبط بحقيقة أن شبكية العين ذات الأوكتوبودات معدة لاكتشاف الإسقاطات الأفقية والعمودية في مجالاتها البصرية. 7 هذا يتطلب طريقة يمكن التنبؤ بها للحكم على الأفقي والعمودي. تستخدم الأخطبوطات هذه القدرة ، ليس كثيرًا لتكوين الصور كما تفعل الفقاريات ، ولكن لاكتشاف أنماط الحركة. هو - هي من المثير للاهتمام ملاحظة أنه بغض النظر عن شكل الجسم ، فإن الأخطبوطات ستستجيب لحركات معينة كما تفعل مع الفرائس التي تقوم بحركات مماثلة. ومع ذلك ، إذا كانت فرائسهم العادية لا تتحرك ، فلن يستجيب الأخطبوط بشكل عام. 8،9 في هذا الصدد ، فإن رؤية الأخطبوطات تشبه العين المركبة من نوع الحشرات. في الواقع ، تمت الإشارة إلى عين الأخطبوط على أنها عين مركبة ذات عدسة واحدة. 10 في بعض النواحي الأخرى ، يكون أيضًا أكثر بساطة في معالجة المعلومات من عين الفقاريات. تتكون المستقبلات الضوئية من قضبان فقط ، والمعلومات التي تنقلها هذه القضبان لا تمر عبر أي نوع من الخلايا العقدية للمعالجة الطرفية. 11 لم يتم إعداد عيون Octopod لإدراك التفاصيل الصغيرة ، ولكن لإدراك الأنماط والحركة ، مما يلغي الحاجة إلى قوة المعالجة العالية جدًا التي تظهر في عيون الإنسان والفقاريات الأخرى.

قوة المعالجة العالية للعيون البشرية والفقاريات الأخرى ليست رخوة. إنه مكلف للغاية ويدفع الجسم ثمناً باهظاً للحفاظ على هذا المستوى العالي من قوة الكشف والمعالجة. تتمتع شبكية العين بأعلى متطلبات الطاقة / معدل التمثيل الغذائي لأي نسيج في الجسم بالكامل. إن استهلاك الأكسجين لشبكية العين (لكل جرام من الأنسجة) أكبر بنسبة 50٪ من الكلى ، و 300٪ أكبر من القشرة الدماغية (للدماغ) ، و 600٪ أكبر من عضلة القلب. هذه أرقام لشبكية العين ككل. طبقة الخلايا المستقبِلة للضوء ، بمفردها ، لديها طلب استقلابي أعلى بكثير. 12،13 يجب توفير كل هذه الطاقة بسرعة وكفاءة. تقع الطبقة المشيمية مباشرة تحت كل مستقبِل للضوء. تحتوي هذه الطبقة على سرير شعري كثيف يسمى المشيمة. الشيء الوحيد الذي يفصل الشعيرات الدموية عن الاتصال المباشر بالمستقبلات الضوئية هو الطبقة الظهارية المصطبغة الشبكية (RPE) الرقيقة جدًا (بسمك خلية واحدة). هذه الشعيرات الدموية أكبر بكثير من المتوسط ​​بقطر 18-50 ميكرون. إنها توفر إمداد دم نسبيًا كبيرًا لكل جرام من الأنسجة وما يصل إلى 80 ٪ من إجمالي إمداد الدم للعين بأكملها. من ناحية أخرى ، فإن الشريان الشبكي الذي يمر عبر & quotblind Spot & quot ويوزع عبر الشبكية الأمامية لتوفير احتياجات الطبقة العصبية ، يساهم بنسبة 5٪ فقط من إجمالي إمداد الدم للشبكية. 15 إن القرب الشديد من إمداد الدم المشيمى للخلايا المستقبلة للضوء دون أي نسيج أو مساحة متداخلة إضافية مثل الأعصاب والخلايا العقدية (على سبيل المثال: من نظام & مثل مقلوب & quot) يسمح بإيصال العناصر الغذائية الحيوية بأسرع ما يمكن وكفاءة وإزالة العناصر الهائلة. كميات النفايات المتولدة. الخلايا التي تزيل هذه النفايات وتعيد توفير العديد من العناصر اللازمة للمستقبلات الضوئية هي خلايا RPE.

تسقط العصي والمخاريط اليومية حوالي 10٪ من أقراصها المجزأة. يبلغ متوسط ​​عدد الأقراص 700 إلى 1000 قرص بينما يبلغ متوسط ​​عدد الأقراص المخروطية 1000 إلى 1200 قرص. 16 هذا في حد ذاته يخلق طلبًا استقلابيًا كبيرًا جدًا على خلايا RPE التي يجب أن تعيد تدوير هذا العدد الهائل من أقراص السقيفة. بشكل ملائم ، لا يتعين على هذه الأقراص السفر بعيدًا جدًا للوصول إلى خلايا RPE نظرًا لأنها تنسلخ من نهاية المستقبل الضوئي الذي يتصل مباشرة بطبقة خلية RPE. إذا تم تقشير هذه الأقراص في الاتجاه المعاكس (نحو العدسة والقرنية) ، فإن مستوى تقشيرها المرتفع سيخلق قريبًا ضبابًا ضبابيًا أمام المستقبلات الضوئية ، والتي لا يمكن إزالتها بالسرعة المطلوبة للحفاظ على أعلى مستوى. درجة الوضوح البصري. يحافظ هذا المعدل العالي لإعادة التدوير على الحساسية العالية جدًا للمستقبلات الضوئية. تحتوي خلايا RPE أيضًا على إيزوميراز الريتينول. يجب تحويل Trans-retinal إلى 11-cis-retinal في السلسلة الجزيئية المرئية. بمساعدة فيتامين أ وإيزوميراز الريتينول ، تكون خلايا RPE قادرة على القيام بذلك ثم إعادة هذه الجزيئات المجددة إلى المستقبلات الضوئية. 17 الشيء المضحك هو أن خلايا RPE في شبكية عين رأسيات الأرجل لا تحتوي على إيزوميراز الريتينول. 18 ومع ذلك ، فإن شبكية العين لدى جميع الفقاريات المبصرة لديها هذا الإنزيم المهم. تتطلب كل هذه الوظائف كميات كبيرة من الطاقة ، وبالتالي يجب أن تكون خلايا RPE ، مثل الخلايا المستقبلة للضوء ، قريبة جدًا من إمدادات الدم الجيدة جدًا ، وهي بالطبع كذلك. أيضًا ، كما يوحي الاسم ، تكون خلايا RPE مصبوغة بصبغة داكنة / سوداء جدًا تسمى الميلانين. يمتص هذا الميلانين الضوء المتناثر ، وبالتالي يمنع الانعكاسات الشاردة للفوتونات والتنشيط غير المباشر للمستقبلات الضوئية. وهذا يساعد بشكل كبير في تكوين صورة واضحة / حادة على شبكية العين. هناك نظام مختلف لبعض الفقاريات الأخرى مثل القطة التي لديها طبقة عاكسة تسمى tapetum lucidus ، والتي تسمح برؤية ليلية أفضل (أفضل بست مرات من البشر) ولكن ضعف الرؤية النهارية. 19

لذلك نرى أن شبكية العين المقلوبة تتمتع ببعض المزايا الهامشية على الأقل إن لم تكن كبيرة بناءً على احتياجات أصحابها. لدينا أيضًا دليل على أن أفضل العيون في العالم لاكتشاف الصور وتفسيرها كلها مقلوبة بقدر تنظيم شبكية العين. بقدر ما يتعلق الأمر بالعيوب ، فهي عمومًا ليست ذات أهمية عملية مقارنة بالوظيفة النسبية العامة. حتى دوكينز يبدو أنه يعترف بأن عدم ارتياحه هو في الغالب من الناحية الجمالية. خذ بعين الاعتبار القبول التالي من دوكينز:

باستثناء واحد ، كل العيون التي أوضحتها حتى الآن بها خلايا ضوئية أمام الأعصاب التي تربطها بالدماغ. هذه هي الطريقة الواضحة للقيام بذلك ، لكنها ليست عالمية. تحافظ الدودة المفلطحة على خلاياها الضوئية على ما يبدو على الجانب الخطأ من أعصابها المتصلة. وكذلك عين الفقاريات الخاصة بنا. تشير الخلايا الضوئية للخلف بعيدًا عن الضوء. هذا ليس سخيفا كما يبدو. نظرًا لكونها صغيرة جدًا وشفافة ، فلا يهم كثيرًا الاتجاه الذي تشير إليه: فمعظم الفوتونات ستمر مباشرة ومن ثم تقوم بتشغيل قفاز من الحواجز المليئة بالصبغات في انتظار التقاطها. 20

كما اتضح ، فإن المشاكل المفترضة التي وجدها دوكينز في الشبكية المقلوبة أصبحت مزايا فعلية في ضوء البحث الأخير الذي نشره كريستيان فرانز وآخرون. al. ، في عدد مايو 2007 من PNAS (انظر الرسم التوضيحي أعلاه). كما اتضح ، فإن & quot الخلايا هي ألياف بصرية حية في شبكية العين الفقارية. & quot 21 ضع في اعتبارك ملاحظات واستنتاجات المؤلفين في الملخص التالي لورقتهم:

على الرغم من أن الخلايا البيولوجية شفافة في الغالب ، إلا أنها كائنات طور تختلف في الشكل ومعامل الانكسار. عادةً ما يتم تشويه أي صورة يتم عرضها من خلال طبقات من الخلايا الموجهة عشوائيًا عن طريق الانكسار والانعكاس والتشتت. بشكل غير متوقع ، تنقلب شبكية عين الفقاريات فيما يتعلق بوظيفتها البصرية ويجب أن يمر الضوء عبر عدة طبقات من الأنسجة قبل الوصول إلى الخلايا المستقبلة للضوء التي تكشف عن الضوء. نحن هنا نقدم تقريرًا عن الخصائص البصرية المحددة للخلايا الدبقية الموجودة في شبكية العين ، والتي قد تساهم في تحسين هذا الوضع غير المواتي على ما يبدو. لقد درسنا أنسجة الشبكية السليمة وخلايا مولر الفردية ، وهي خلايا دبقية شعاعية تغطي سمك الشبكية بالكامل. تتميز خلايا مولر بشكل قمع ممتد ، ومعامل انكسار أعلى من الأنسجة المحيطة بها ، وهي موجهة على طول اتجاه انتشار الضوء. أظهر الفحص المجهري متحد البؤر لنقل وانعكاس أنسجة الشبكية في المختبر وفي الجسم الحي أن هذه الخلايا توفر ممرًا منخفض التشتت للضوء من سطح الشبكية إلى الخلايا المستقبلة للضوء. باستخدام فخ ليزر مزدوج الشعاع معدل ، يمكننا أيضًا إثبات أن خلايا مولر الفردية تعمل كألياف بصرية. علاوة على ذلك ، فإن صفيفها المتوازي في شبكية العين يذكرنا بألواح الألياف الضوئية المستخدمة لنقل الصور منخفضة التشوه. وهكذا ، يبدو أن خلايا مولر تتوسط في نقل الصورة عبر شبكية الفقاريات بأقل قدر من التشويه وفقدان منخفض. يوضح هذا الاكتشاف سمة أساسية لشبكية العين المقلوبة كنظام بصري وينسب وظيفة جديدة للخلايا الدبقية. 21

وهل يريدنا دوكينز أن نصدق أنه لا يوجد مصمم "ذكي" يمكنه فعل ذلك بهذه الطريقة؟ حقا؟

إن القول إذن أن العين البشرية هي دليل قاطع على نقص التصميم المدروس ، هو أمر فظيع بعض الشيء في اعتقادي. يبدو أن هذا صحيح بشكل خاص عندما يأخذ المرء في الاعتبار حقيقة أن أفضل ما في العلوم والهندسة البشرية الحديثة لم ينتج حتى جزءًا يسيرًا من قدرة الحوسبة والتصوير للعين البشرية. كيف يمكننا إذن ، جاهلين كما يجب أن نكون فيما يتعلق بمثل هذه المعجزات ذات الوظيفة المعقدة ، أن نأمل في الحكم بدقة على الملاءمة النسبية أو المنطق لشيء يتجاوز قدراتنا الخاصة؟ هل يجب على شخص لا يستطيع الاقتراب من فهم أو إنشاء الشيء الذي يراقبه أن يفكر في نقده ناهيك عن الاستخفاف بالعمل الذي يقع أمامه؟ قد يكون هذا مثل طفل يبلغ من العمر ست سنوات يحاول إخبار مهندس كيف يصمم ناطحة سحاب أو أن أحد مبانيه & quot؛ أفضل & quot؛ من المباني الأخرى. إلى أن يتمكن دوكينز أو أي شخص آخر من صنع شيء أفضل أو أفضل من العين البشرية ، أود أن أدعوهم إلى التفكير في سخافة جهودهم في محاولة إصدار أحكام قيمية على مثل هذه الأشياء التي من الواضح أنها من بين أجمل الأشياء وأكثرها أعمال مدهشة للعبقرية البشرية والفن في الوجود.

إذا ومتى حقق البشر وتجاوزوا هذا المستوى من الإبداع والعبقرية وكانوا قادرين على إثبات وجود عيوب فعلية في وظيفة عيون الإنسان وغيرها من الأعاجيب تجريبياً ، فهل هذا الدليل يستبعد المصمم؟ لا ، حدسيًا ، يبدو أن مثل هذا التعقيد الذي نراه في الكائنات الحية يتحدث عن التصميم من حيث أنه يتمتع بمظهر التصميم الواضح. ريتشارد دوكينز يعترف بهذا في عنوان كتابه "The Blind Watchmaker". بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في اقتراح آلية طبيعية لشرح التعقيد ، لا يمكن تخفيف عبء الإثبات من خلال مناشدة تصميم مفترض وأخطاء. & مثل أفضل ما يمكن أن يفعله أنصار التطور لدحض نظرية التصميم هو إظهار بعض الأمثلة الحقيقية للتطور في العمل حيث تعمل آلية طبيعية بحتة في الواقع لتشكيل وظيفة معقدة نسبيًا للأجزاء المتفاعلة. لم أر هذا بعد. كما هي حاليًا ، تستند نظرية التطور فقط على الارتباط والاستدلال ، ولكن ليس على البرهان الفعلي. تتعامل أفضل الأمثلة على التطور العملي مع تطور الوظائف الأنزيمية البسيطة جدًا ، مثل تطور إنزيم galactosidase في بكتريا قولونية. وحتى هذا التطور له حدوده الواضحة. لا يزال يتعين عليّ أن أرى نظامًا وظيفيًا "معقدًا بشكل غير قابل للاختزال" يتطور إذا كانت الوظيفة المعنية تتطلب أكثر من بضع مئات من "أجزاء" الأحماض الأمينية المحددة إلى حد ما تعمل معًا في نفس الوقت. على سبيل المثال ، يتطلب نظام الحركة البكتيرية السوطية عدة آلاف من "أجزاء" الأحماض الأمينية المحددة إلى حد ما في شكل بضع عشرات من البروتينات الفردية ، تعمل معًا في انسجام موحد في نفس الوقت. بالطبع ، هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة الحركة البكتيرية الممكنة ، ولكنها تتطلب جميعًا عدة آلاف من الأحماض الأمينية المحددة إلى حد ما للعمل معًا في نفس الوقت قبل أن تتحقق وظيفة الحركة. لم يُلاحظ أبدًا أن هذا المستوى من التعقيد الوظيفي يتطور من خلال أي نوع من العمليات الطبيعية.

إذا نظر المرء بعناية إلى متوسط ​​الوقت اللازم لتطور مثل هذا النظام متعدد الأجزاء للوظيفة ، فمن المرجح أن ينتظر دوكينز وأنصار التطور الآخرون وقتًا طويلاً جدًا لأي تأكيد تجريبي. لا عجب أن الادعاءات الافتراضية حول عيوب التصميم شائعة جدًا. لا يبدو أن هناك الكثير من الأمور الأخرى التي يمكن المضي قدمًا فيها بقدر ما هو مثال مهم للتطور الحقيقي في العمل. تتعارض الإحصائيات مع مثل هذه العملية التي تعمل فعليًا في الحياة الواقعية (نوعًا ما مثل آلة الحركة الدائمة). لذلك ، يُترك أنصار التطور مع حجة عيوب التصميم - وهي حجة تعتمد على الفهم المفترض لهوية ودوافع وقدرات أي مصمم أو مجموعة من المصممين محتملين. لا تثبت مثل هذه الحجج شيئًا سوى غطرسة أولئك الذين يستخدمون مثل هذه الحجج - خاصةً عندما لا يستطيع أولئك الذين يقترحون مثل هذه الحجج أن يجعلوا أي شيء يمكن مقارنته عن بعد بما هو أقل بكثير مما يستخفون به.

داروين ، تشارلز. أصل الأنواع (1872) ، الطبعة السادسة ، مطبعة جامعة نيويورك ، نيويورك ، 1988.

بيهي ، مايكل ج. صندوق داروين الأسود، Simon & amp Schuster Inc. ، 1996.

دوكينز ، ر. ، 1986. The Blind Watchmaker: لماذا يكشف دليل التطور عن كون بدون تصميم. دبليو. نورتون وشركاه ، نيويورك ، ص. 93.

J.Z. Young، & quot The Anatomy of the Nervous System & quot الأخطبوط فولغاريس (نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد ، 1971) ، 441.

فرانك جيل علم الطيور (نيويورك: دبليو إتش فريمان ، 1995) ، 189.

تيموثي غولدسميث ، & quot التحسين والقيد والتاريخ في تطور العيون ، & quot المراجعة ربع السنوية للبيولوجيا 65: 3 (سبتمبر 1990): 281 - 2.

روبرت دي بارنز ، علم الحيوان اللافقاري (فيلادلفيا ، بنسلفانيا: سوندرز ، 1980) ، 454.

H. S. Hamilton، & quotConvergent evolution- هل الأخطبوط والعيون البشرية مؤهلان؟ & quot CRSQ 24 (1987): 82-5.

برنارد جرزيميك ، موسوعة حياة الحيوان Grzimek (نيويورك: شركة فان نوستراند رينهولد ، 1972) ، 191.

B.V. Budelmann ، & quot؛ أعضاء حواس رأسي الأرجل والأعصاب والدماغ: التكيفات من أجل الأداء العالي ونمط الحياة ، & quot in فسيولوجيا الرخويات رأسيات الأرجل ، إد. هانس بورتنر وآخرون. (أستراليا: Gordon and Breach Pub. ، 1994) ، 15.

مارتن جون ويلز ، الأخطبوط: فسيولوجيا وسلوك اللافقاريات المتقدمة (لندن: تشابمان وهول ، 1978) ، 150.

فوتيرمان ، س. (1975). التمثيل الغذائي والكيمياء الضوئية في شبكية العين ، في فسيولوجيا أدلر للعين، الطبعة السادسة ، أد. أ. موسى. سانت لويس: C.V. شركة موسبي ، ص 406-419 ص. 406.

وايكهارت ، د. (1994). الكيمياء الحيوية للعين. بوسطن: بتروورث-هاينمان ، ص. 73.

J.M. Risco و W. Noanitaya، Invest. Opthalmol. فيس. علوم. 19 [1980]: 5.

Henkind ، P. ، Hansen ، R.I. ، Szalay ، J. (1979). الدورة الدموية العينية ، في فسيولوجيا العين البشرية والجهاز البصري، محرر. سجلات R.R.. ماريلاند: Harper & amp Row Publishers ، ص 98-155 ص. 119

Dean Bok ، & quotRetinal Photoreceptor discredding and the pigocytosis epithelium phagocytosis ، & quot in ظهارة الشبكية الصباغية ، 148.

تي هيويت وروبن أدلر ، & quot The Retinal Pigment Epithelium and Interphotoreceptor Matrix: الهيكل والوظائف المتخصصة & quot في الشبكية, 58.

جسور ، & quot توزيع ريتينول إيزوميراز في عيون الفقاريات وظهوره أثناء نمو الشبكية ، & quot بحوث الرؤية 29:12 (1989): 1711-7.

م. علي وأ. كلاين ، الرؤية في الفقاريات ، نيويورك: Plenum Press ، 1985.

ريتشارد دوكنز، تسلق جبل غير محتمل (نيويورك: دبليو دبليو نورتون ، 1996) ، 170.

، ، ، ، ، ، ، ، و ، خلايا مولر هي ألياف بصرية حية في شبكية العين الفقارية، PNAS | 15 مايو 2007 | المجلد. 104 | لا. 20 | 8287-8292 (رابط)

د. Nilsson and S.Pelger ، تقدير متشائم للوقت اللازم لتطور العين ، وقائع الجمعية الملكية لندن ب، 1994 ، 256 ، ص.53-58. راجع أيضًا أرشيف Don Lindsay (رابط)


مناقشة

يوجد جدل حول سلامة الربط المتقاطع للكولاجين الصلب (CXL) بواسطة الريبوفلافين / الأشعة فوق البنفسجية A (UVA) ، مثل تلف الشبكية الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية.مقارنةً بـ CXLs المتسارعة باستخدام أوقات معالجة أقصر مع إشعاع UVA أعلى [24-25] ، تم تطبيق نهج CXL التقليدي (3.0 ميجا واط / سم 2 ، 30 دقيقة) في البحث الحالي لأنه تمت دراسته وتطبيقه بشكل عام في كل من التجارب في الجسم الحي من الصلبة CXL [11 ، 13 ، 20] وفي الممارسة السريرية للقرنية CXL [26-27]. وفقًا للدراسات السابقة [11-13] ، تم اختيار الصلبة الاستوائية كمنطقة معالجة لإجراءات CXL الصلبة ، وثبت أن القوة الميكانيكية الحيوية الصلبة للصلبة تزداد لأكثر من 8 أشهر بعد الجراحة. في حين أن نتائج السلامة والمخاطر المحتملة على شبكية العين لا تزال موضع شك [28]. في هذه الدراسة ، تم فحص المعلمات البيولوجية للشبكية والمشيمية بواسطة فحوصات SD-OCT و OCTA ، بهدف التحقق من سلامة تقنية CXL الصلبة في الرئيسيات في الجسم الحي.

في تحليل سمك الشبكية ، تم إجراء SD-OCT قبل وبعد الجراحة. لم يكن هناك فرق إحصائي بين عيون CXL وعينين التحكم في فترات مختلفة قبل / بعد الجراحة في سمك الشبكية للحقول الفرعية التسعة ETDRS (كل P & gt0.05). أشارت هذه النتائج إلى أن سمك الشبكية في المنطقة المقاسة لم يتأثر بالصلبة CXL في قرود الريسوس.

كثافة التدفق هي المؤشر الذي يعكس القياس الكمي لكثافة الأوعية الدموية [29]. في هذه الدراسة ، لم يلاحظ أي فرق إحصائي بين مجموعتين في فترات مختلفة قبل / بعد الجراحة في كثافة تدفق شبكات الأوعية الدموية السطحية للشبكية (كل P & gt0.05). تم إثبات أن كثافة الأوعية الدموية السطحية في المنطقة البقعية لم تتأثر بالصلبة CXL في قرود الريسوس.

كشفت سماكة المشيمية في 1500 ميكرون مؤقتًا لمركز النقرة لعيون CXL عن انخفاض كبير في أسبوع واحد بعد الجراحة (P & lt0.05) ، لكنها زادت لاحقًا من شهر واحد بعد الجراحة ، ولم يتم العثور على فرق إحصائي بين مجموعتين في الفترات التالية ( كل P & gt0.05). في مناطق أخرى ، لم يكن هناك فرق إحصائي بين مجموعتين بعد العملية الجراحية (كل P & gt0.05). في الدراسات السابقة [30-32] ، يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على سمك المشيمية ، بما في ذلك العمر والطول المحوري والجنس وضغط العين ، ولا يزال من غير المعروف كيف أو ما إذا كانت هذه العوامل تؤثر على الهندسة المشيمية المحلية. تم إثبات فرضية أن الدورة الدموية المشيمية قد تلعب دورًا في توزيع سمك المشيمية [33-34] وبالتالي ، فإن الحجم المنخفض في قاع الأوعية الدموية المشيمية سيؤدي إلى تقليل سمك المشيمية.

في هذه الدراسة ، لم يلاحظ أي فرق إحصائي في IOP ، المكافئ الكروي والطول المحوري بين مجموعتين في فترات مختلفة قبل / بعد الجراحة. وبالتالي ، بالنظر إلى أن الصلبة هي نوع من الأنسجة ذات الأوعية الدموية المتناثرة والتي تخترق بواسطة الأوعية الدموية التي تزود المشيمية ، فإننا نتوقع أن الشعيرات الدموية المحلية داخل الأنسجة الصلبة قد تتأثر مؤقتًا بجراحة CXL ، مما يؤدي إلى انخفاض تدفق الدم في منطقة التشعيع. لذلك ، يمكن أن تتأثر الدورة الدموية المشيمية المحلية بشكل عابر. من الممكن أن يكون انخفاض الدورة الدموية المشيمية قد تسبب في سماكة مشيمية أرق في مرحلة ما بعد الجراحة الحادة ، وقد يعود إلى المستوى الطبيعي المصاحب للتنظيم اللاإرادي [33 ، 35] لاحقًا وفقًا لنتائج الدراسة الحالية. بينما لم تتأثر كثافة تدفق الأوعية الدموية وسمك الشبكية بالصلبة CXL بعد الجراحة.

يجب ذكر القيود المحتملة لدراستنا. أولاً ، تقتصر المعلمات الشبكية والمشيمية المقاسة في الجسم الحي في هذه الدراسة على القطب الخلفي لمقلة العين ، حيث لا يكون أساس العلاج. ومع ذلك ، لم يكن هناك أي معدات OCT توفر برنامج القياس في المنطقة الاستوائية حتى الآن. يجب فحص الآثار الضارة المحتملة في المنطقة المجاورة مباشرة لموقع التطبيق في مزيد من الفحص النسيجي. ثانيًا ، في حين أن قياس سمك المشيمية اليدوي هو أحد عيوب هذه الدراسة ، حتى الآن ، لا يتم توفير برنامج قياس آلي بواسطة المعدات الموجودة. أخيرًا ، قد تكون هذه النتائج صالحة لقرود الريسوس ، ولم يتم توضيح ما إذا كانت النتائج قابلة للتطبيق في الأنواع الأخرى.

في الختام ، وجدت الدراسة الحالية أن سمك المشيمية بالقرب من المنطقة المتشابكة قد يتغير مؤقتًا بعد الصلبة CXL. قد يكون هذا نتيجة خلل وظيفي عابر في دوران الأوعية الدقيقة في المشيمية ، وقد يتعافى تدريجياً بعد شهر واحد بعد الجراحة. لم تتأثر كثافة تدفق الأوعية الدموية وسمك الشبكية بالصلبة CXL. لا يزال يتعين التحقيق في الدور المحتمل للصلبة CXL في تأثير هذا التغيير. يجب إجراء مزيد من الدراسة لتقييم النتيجة المرضية والتأثير طويل المدى للصلبة CXL في التطبيق السريري.


شاهد الفيديو: نسف خرافة التطور في 5 دقائق فقط - البروفيسور جيمس تور (قد 2022).


تعليقات:

  1. Armon

    انت مخطئ. يمكنني الدفاع عن موقفي. اكتب لي في PM.

  2. Malanris

    نعم إنه الخيال

  3. Sped

    الغريب بما فيه الكفاية ، لكن التناظرية؟



اكتب رسالة