Acs evolūcija
Acs evolūcija ir piemērs tam, ka homoloģisks orgāns ir sastopams visdažādākajos taksonos.
Dažām acs sastāvdaļām, piemēram, redzes pigmentiem, šķiet, ir kopīgi priekšteči - tas ir, tie attīstījās reiz, pirms dzīvnieki izkliedējās.
Tomēr sarežģītas, attēlu veidojošas acis ir attīstījušās aptuveni 50 līdz 100 reižu - to uzbūvē izmantoti daudzi no tiem pašiem proteīniem un ģenētiskajiem rīkiem.
Šķiet, ka sarežģītas acis pirmo reizi attīstījās dažu miljonu gadu laikā, straujā evolūcijas sprādziena laikā, kas pazīstams kā Kambrijas sprādziens. Nav pierādījumu par acīm pirms kembrija, bet vidējā kembrija Burgesa slānī ir vērojama liela daudzveidība.
Acis ir daudzveidīgi pielāgotas, lai atbilstu to organismu prasībām, kuriem tās ir. Acis var atšķirties pēc to asuma, viļņu garuma diapazona, ko tās spēj uztvert, jutības vājā apgaismojumā, spējas uztvert kustību vai atšķirt objektus, kā arī pēc tā, vai tās spēj atšķirt krāsas.
Sauszemes gliemežiem uz galvas parasti ir divi taustekļu komplekti: augšējā pāra galā ir acs, bet apakšējais pāris ir paredzēts ožas uztveršanai.
Šim dievlūdzējam ir maskētas acis
Lēkstošais zirneklis. Zirnekļiem ir vairākas acis.
Galvenie acs evolūcijas posmi.
Gliemenes acs: karaliene konkuss.
Attīstības ātrums
Pirmās acu fosilijas parādījās apakšējā kembrija periodā, apmēram pirms 540 miljoniem gadu. Šajā periodā notika acīmredzami strauja evolūcija, ko dēvē par "kembrija sprādzienu". Viens no biologiem uzskata, ka acu evolūcija aizsāka bruņošanās sacensības, kas izraisīja strauju evolūcijas uzplaukumu.
Iespējams, ka agrāk organismiem bija nepieciešama jutība pret gaismu, bet ne ātra pārvietošanās un navigācija ar redzes palīdzību.
Ir grūti novērtēt acu evolūcijas ātrumu. Vienkārša modelēšana, pieņemot, ka dabiskās atlases ietekmē rodas nelielas mutācijas, liecina, ka primitīvs optiskās maņas orgāns, kura pamatā ir efektīvi fotopigmenti, varētu attīstīties par sarežģītu cilvēkam līdzīgu aci aptuveni 400 000 gadu laikā.
Acu evolūcijas agrīnie posmi
Agrākie gaismas sensori bija fotoreceptoru proteīni. Tie ir acu punkti, kas sastopami protistiem. Acu punkti spēj atšķirt tikai gaismu no tumsas. Tas ir pietiekami fotoperiodismam un diennakts diennakts ritmu sinhronizācijai. Tās nespēj atšķirt formas vai noteikt, no kurienes nāk gaisma.
Acu plankumi ir sastopami gandrīz visās lielākajās dzīvnieku grupās. Euglenas' acu plankums, ko sauc par stigmu, atrodas priekšpusē. Tās sarkanais pigments aizsedz gaismu jutīgu kristālu kopumu. Kopā ar priekšējo bārkstiņu acu plankumiņš ļauj organismam kustēties, reaģējot uz gaismu, lai palīdzētu fotosintēzē un paredzētu dienu un nakti, kas ir galvenā cirkadisko ritmu funkcija.
Vizuālie pigmenti atrodas sarežģītāku organismu smadzenēs, un tiek uzskatīts, ka tiem ir nozīme nārsta sinhronizēšanā ar Mēness cikliem. Atpazīstot nakts apgaismojuma smalkās izmaiņas, organismi varētu sinhronizēt spermas un olšūnu izdalīšanos, lai maksimāli palielinātu apaugļošanās iespējamību.
Redze ir atkarīga no bioķīmijas, kas ir kopīga visām acīm. Tas, kā šis bioķīmiskais rīku komplekts tiek izmantots, lai interpretētu organisma vidi, ir ļoti atšķirīgs. Acīm ir visdažādākās struktūras un formas, kas visas ir attīstījušās diezgan vēlu salīdzinājumā ar to pamatā esošajām olbaltumvielām un molekulām.
Šķiet, ka šūnu līmenī ir divi galvenie acu "modeļi" - viens ir protostomiem (gliemjiem, anneīdu tārpiem un posmkāji), otrs - deuterostomiem (hordātiem un adatādaiņiem).
Euglena stigma (2) slēpj gaismjutīgu plankumu.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kāds ir homologa orgāna piemērs?
A: Acs evolūcija ir homologa orgāna piemērs, kas ir raksturīgs daudziem dzīvniekiem.
J: Ko dara opsīns?
A: Opsīni kontrolē fotonu pārvēršanu elektriskajos signālos.
J: Kad attīstījās sarežģītas acis?
A: Šķiet, ka sarežģītas acis pirmo reizi attīstījās dažu miljonu gadu laikā, straujā evolūcijas sprādziena laikā, ko dēvē par Kambrijas sprādzienu.
J: Vai ir pierādījumi par acīm pirms kembrija perioda?
A.: Nav pierādījumu par acīm pirms kembrija perioda, bet daudzas acis ir redzamas fosilijās no vidējā kembrija Burgesa slānekļa.
J: Kā atšķiras acis starp dažādiem organismiem?
A.: Acis atšķiras pēc redzes asuma (redzes precizitātes), jutības vājā apgaismojumā un spējas noteikt kustību vai identificēt objektus. To jutība pret viļņu garumiem nosaka, vai tie spēj redzēt krāsas un kādas krāsas tie spēj redzēt.
Kāda nozīme ir melanopsīnam?
A: Melanopsīns, opsīns, kas atrodams zīdītāju tīklenēs, ir iesaistīts diennakts ritmos un zīlītes refleksā, bet ne redzei.
Kāds notikums iezīmē to, kad sāka attīstīties sarežģītas acis?
A: Sarežģītas acis sāka attīstīties straujā evolūcijas sprādziena laikā, kas pazīstams kā Kambrijas sprādziens.
