しあつやのブログ

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目の進化

人の目の構造はとても複雑な構造をしている器官です。

進化の過程もまた面白いのでご紹介します。

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まず、太古の昔に水に棲む微生物(クラゲのような生物という説もあります)が突然変異で光に反応するタンパク質を持ったことから始まります。偶然に植物のDNAを受け継いだとも言われています。

f:id:shiatsuya:20180528141007p:plain<光を感じる謎の生物X>

突然変異はDNAの複製時にたまたま複製失敗して生まれるタンパク質で、多くは無害なものですが場合によっては変異という型で形態や機能として現れます。それが有利に働いた場合には次世代はそのDNAを受け継ぎやすくなるので「進化」という過程を辿り、逆に不利に働いた場合には「淘汰」され消滅してしまいます。

 

この光に反応する初の生物は明るいか暗いかの認識が出来るだけで映像として見ることは出来ませんでした。

ですが、明暗に反応出来るということは太陽が近い海面なのか海底なのか、また昼なのか夜なのかを判別することが可能になりました。

太陽光は植物にとっては有益ですが、太陽光に含まれる紫外線は皮膚を持たない生物にとってはDNAを破壊しますですので大変有害です。この時代の大気は酸素が少なくオゾン層が未完成だったので紫外線は今よりももっと強力です。そんな時代の動物にとって光を避けられるということは大変有利です

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太陽光を避けることが出来るようになった生物は同じく海面を避けた生物とDNA交換することで徐々に光に反応する生物は安全に子孫を増やしていくことが出来るようになりました。

光の受容体は突然変異を繰り返すによって徐々に型が変わり、一点に集まり少し窪みを作る事によって光の方向が判別できるようになりました。

突然変異により光合成が出来るようになったものは現存生物ではウズベンモウソウやミドリムシといった自ら栄養を作る事の出来る植物と動物の両方の性質を持った生物となっています。これらの生物は光のある方へ移動することが出来るので植物よりも遥かに有利です。

光の受容体は徐々に窪みが深くなり、漠然とでも何かがそこにあるという認識が出来るようになります。

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<オレンジが受光部、黄色が視神経、赤が光の入る道>

窪みは徐々に深く、そして球体になっていくことで光の通り道が狭くなります。

光の通り道が狭くなることで受光量は減りましたが像を結ぶことが出来るようになり、敵や地形を認識出来るようになります。ピンホールカメラの原理です。

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窪みの表面に膜ができ、その膜が厚くなることでレンズとして進化しました。

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膜がレンズと進化したお陰で受光量が増え、像をハッキリと結ぶ事が出来るようになりました

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人に限らず他の動物、魚や鳥なども独自の目の進化をとげていますがどれもレンズを持って焦点を合わせている、また目が2つあるというのが面白い所です。  

眼の進化 - Wikipedia