معلومة

ضعف البصر والتطور


لماذا يعاني الكثير من البشر من ضعف البصر ، مثل قصر النظر ، مما يعيق الأداء في مجموعة متنوعة من المهام؟ ألا يجب أن يكون هناك ضغط تطوري من أجل تحسين الإبصار؟


قدم Remi.b و Potterbond007 إجابات ممتازة. هل ترغب في إضافة شيء ما ...

أحد أسباب حدوث قصر النظر (قصر النظر) هو استخدام العين في العمل مثل القراءة ، الأمر الذي يتطلب العمل مع الأشياء القريبة. لا أعتقد أنه كان هناك الكثير من العمل مع الأشياء القريبة في الماضي. لذلك ربما كان هناك عدد قليل جدًا من الأشخاص الذين يعانون من قصر النظر (وبالطبع قد يكون لديهم عيوب في اصطياد الفريسة).

المرض الشائع الآخر هو فرط النظر الذي يحدث بشكل عام خلال الشيخوخة ، بعد ذروة الإنجاب ، لذلك لا يمكن أن يكون له تأثير تطوري كبير.


مع ما يقرب من 40.000 عام من الانتقاء الطبيعي للبصر ، قبل اختراع النظارات ، يجب أن يكون هناك تفسير أفضل من تأثيرات التكنولوجيا "الحديثة". هناك سببان محتملان لاستمرار ضعف البصر لدى البشر. أولاً ، البشر حيوانات اجتماعية ويعيشون في مجموعات. يوجد في كثير من الأحيان تقسيم للعمل داخل المجموعات. هذا التقسيم للعمل قلل من أهمية الرؤية. يمكن للأفراد ذوي البصر "الضعيف" الحفاظ بسهولة على لياقة عالية (النجاح الإنجابي) في هذه البنية الاجتماعية. ثانيًا ، يتمتع البشر برعاية أبوية طويلة الأمد (سواء داخل الأسرة أو فيما بينها - مرة أخرى وظيفة من وظائف الحياة الاجتماعية). يحافظ معظم نسل الإنسان على روابط عائلية وثيقة حتى سن التكاثر. تقلل قوة الانتقاء على البصر من سن الإنجاب في الماضي ، مما يسمح للفرد ضعيف البصر أن يتمتع بلياقة عالية نسبيًا.


صيانة تعدد الأشكال وحمل الطفرة

هناك العديد من الأسباب المحتملة للحفاظ على قدر من الأليلات الضارة في السكان. أحدها هو توازن التحول والانتقاء والانجراف. باختصار: نظرًا لحدوث الطفرات دائمًا ، هناك باستمرار مدخلات من الطفرات الضارة في جينوم السكان مما يؤدي إلى بعض تسوس اللياقة (يسمى حمل الطفرات). في حين أن الطفرات تخلق هذا تعدد الأشكال ، فإن عمليات الاختيار والانحراف الجيني تسبب انخفاضًا في تعدد الأشكال. في حالة التوازن ، يوجد توازن بين الطفرات والاختيار والانجراف يسمى توازن الطفرة والانتقاء والانجراف. قد ترغب أيضًا في التفكير في العديد من المفاهيم المتعلقة بالبنية السكانية مثل الترحيل بين التصحيحات. اكتشف هالدين لأول مرة هذه الطفرة نظريًا وقدر أن لياقة الفرد الموجود في مجموعة من الأفراد المثاليين (الخالي من الطفرات الضارة) أقل بنحو 80٪ ، وهو أمر ضخم! يمكن أن تفسر هذه الآلية الأمراض المختلفة الموجودة في السكان.

كثافة الاختيار الخاصة بالعمر

أيضًا ، بالنسبة لمسألة ظهور المرض في وقت متأخر من العمر (والتي غالبًا ما تكون حالة المرض المرتبط بالبصر) ، من المهم أن ندرك أن تلك الجينات التي يتم التعبير عنها في وقت متأخر من الحياة تخضع لانتقاء أقل مما يؤدي إلى ارتفاع معدل الطفرات في الانتقاء والانجراف. الرصيد. اطلع على هذه المشاركة للحصول على مزيد من المعلومات.

تأثير الطب والمساعدة الاجتماعية على شدة الاختيار

كما أشار @ potterbond007 ، يسمح الطب الحديث بتقليل التأثير الضار لبعض الطفرات. على سبيل المثال ، يمكن إجراء عملية جراحية للقدم الحنفاء ومن المرجح أن يبقى على قيد الحياة ويتكاثر وبالتالي ينشر أليلاته الضارة. سيكون هذا مختلفًا في بعض الماضي. لذلك ، يقلل الدواء من ضغط الاختيار على الأليلات الضارة. ومع ذلك ، من المحتمل أن يكون للطب الحديث تأثير ضئيل للغاية على جينوماتنا لأنه حديث جدًا. قبل 100 عام لم نتمكن من إجراء جراحة حنف القدم وقبل 500 عام (تقريبًا) لم يكن لدى أحد نظارات لتصحيح ضعف البصر. قد نذهب إلى أبعد من ذلك قليلاً في الماضي ونعتبر أيضًا أن التفاعلات الاجتماعية مثل مساعدة الأفراد الضعفاء في القبيلة قد تقلل أيضًا من ضغط الاختيار ضد الأليلات الضارة (مزيد من المعلومات في إجابةtheBIOguy). بالطبع ، في حالة تقلص الانتقاء ، يزداد توازن الطفرة - الانتقاء - الانجراف وتكون الأليلات الضارة أكثر شيوعًا ويكون حمل الطفرة أكبر.

ستكون هناك حاجة لمزيد من التحقيقات في علم الأوبئة

بافتراض أن أمراض البصر شائعة وضارة بشكل خاص ، يجب أن نلقي نظرة فاحصة على وبائيات أمراض المصالح. إذا بدا لك أن الأمراض المرتبطة بالبصر أكثر شيوعًا وأكثر أهمية من حيث تأثيرها على اللياقة البدنية من الأمراض على السمات الأخرى ، فقد ترغب في البحث عن بعض التفسيرات الفسيولوجية والنمائية التي قد تخبرك عن سبب احتمالية حدوث العيون. أن تتأثر بالعوامل الوراثية و / أو البيئية. أنا شخصياً ليس لدي أي معرفة على الإطلاق بعلم الأوبئة وآليات النمو لأي مرض بصري! يجب أيضًا مراعاة اعتبارات تأثير البيئة الحديثة مثل تأثير شاشات التلفزيون والكمبيوتر على أعيننا (مزيد من المعلومات في إجابةbiogirl)


بشكل رئيسي لأننا لم نجبر على إزالة الجينات السيئة التي تسبب هذه العيوب من مجموعة الجينات لدينا. في العصور القديمة ، كان الجين السيئ الذي يسبب ضعف البصر يجعل من الصعب على الشخص اكتشاف الفريسة أو الهروب من حيوان مفترس. ومع ذلك ، لدينا الآن نظارات تعطي الجين السيئ فرصة للتكاثر مثل أي جين آخر. كما أنه لا يهم حقًا لأن ضعف البصر لا يمثل أبدًا عاملاً للبقاء على قيد الحياة في الوقت الحاضر. الشيء نفسه مع ضعف السمع الذي نقوم بتصحيحه مع السمع. يرجى قراءة هذا لمقال في الوصي وهذا المقال في أورلاندو الحارس. يمكنك أيضًا قراءة هذه المناقشة على موقع reddit لمشاهدة بعض الحجج الممتعة.


لماذا يحتاج الكثير من البشر إلى نظارات؟

عندما كنت صغيرًا جدًا ، تم تكليفي في المدرسة بكتابة تقرير عن صقر الشاهين. إحدى الحقائق المثيرة للاهتمام حول هذا الطائر هي أنه سريع جدًا: عندما يوقع الطائر فريسة (أحيانًا من مسافة تزيد عن ميل واحد) ، يمكنه الدخول في غوص على ارتفاعات عالية ، والوصول إلى سرعات تزيد عن 200 ميل في الساعة ، وانتزاع فريسته. خارج الجو (إذا كنت مهتمًا بمشاهدة مقطع فيديو لمثل هذه المطاردة ، فيمكنك التحقق من أحدها هنا). سيكون الشاهين أقل قدرة على تحقيق هذه المهام - كل من موقع الفريسة والقبض عليها - إذا لم تكن رؤيتها حادة بشكل خاص: يمكن أن يؤدي فشل البصر إلى عدم اكتشاف الفريسة في المقام الأول ، أو الفشل في التقاطها إذا كانت المسافات ولا يتم تتبع الحركات بشكل صحيح. لهذا السبب ، أظن (على الرغم من أنني لست إيجابيًا) أنك ستجد عددًا قليلاً جدًا من الشاهين الذين يعانون من ضعف البصر - يعتمد بقائهم بشكل كبير على الرؤية الجيدة. ربما لن تكون هذه الطيور بحاجة إلى عدسة تصحيحية ، مثل النظارات والجهات اللاصقة التي يعتمد عليها البشر بانتظام في البيئات الحديثة. يثير هذا سؤالًا مثيرًا للاهتمام: لماذا يرتدي الكثير من الناس النظارات؟

ما أشير إليه في هذه الحالة ليس التدهور العام للبصر مع تقدم العمر. مع تقدم الكائنات الحية في العمر ، من المتوقع أن تتعطل جميع أنظمتها البيولوجية وتفشل مع زيادة الانتظام ، والعين ليست استثناء. بشكل حاسم ، يجب توقع تعطل كل هذه الأنظمة ، بشكل أو بآخر ، في نفس الوقت. هذا لأنه لا يوجد فائدة تذكر في أن يستثمر الجسم الكثير من الموارد الأيضية في الحفاظ على قلب سليم تمامًا يستمر لمدة 100 عام إذا كان الكبد سيغلق في سن الستين. سيموت الجسم كله إذا مات الكبد ، قلب سليم ( أو عيون) متضمنة ، لذلك سيكون من التكيف تخصيص موارد التنمية هذه بشكل مختلف. يختلف اللغز الذي يمثله ضعف البصر البشري بشكل ملحوظ ، حيث يمكن أن تتطور الرؤية الضعيفة في وقت مبكر من الحياة ، غالبًا قبل سن البلوغ. عندما تلاحظ تطورًا غير قادر على التكيف واضحًا في وقت مبكر من الحياة من هذا القبيل ، فإنه يتطلب نوعًا آخر من التفسير.

إذن ، ما الذي قد يفسر سبب ظهور حدة البصر لدى الإنسان باهتة للغاية في وقت مبكر من الحياة (بما يتناسب مع أكثر من 20 في المائة من المراهقين الذين يستخدمون العدسات التصحيحية)؟ هناك عدد من التفسيرات المحتملة التي قد نستمتع بها. أولها أن حدة البصر لم تكن مهمة بشكل رهيب للبشر لبعض الوقت ، مما يعني أن ضعف البصر لم يكن له تأثير ملموس على قدرة الناس على البقاء والتكاثر. يذهلني هذا باعتباره فرضية غير قابلة للتصديق إلى حد ما في ظاهرها ، ليس فقط لأن الرؤية تبدو مهمة إلى حد ما للتنقل في العالم ، ولكن أيضًا لأنه يجب أن تتنبأ بأن ضعف الرؤية يجب أن يكون شيئًا عالميًا. في حين أن 20 في المائة من الشباب الذين يستخدمون العدسات التصحيحية كثير ، فإن العيون (ومناطق الدماغ المرتبطة بها والمخصصة للرؤية) هي أعضاء مكلفة للنمو والمحافظة عليها. إذا لم تكن حقًا مهمة وجودها ، فقد نتوقع ذلك كل واحد يحتاج إلى نظارات لرؤية أفضل ، وليس مجرد جيوب من السكان. لا يبدو أن البشر يشبهون troglobites التي فقدت رؤيتها بعد العيش في الكهوف بعيدًا عن ضوء الشمس لأجيال عديدة.

الاحتمال الآخر هو أن حدة البصر كانت مهمة - فهي تكيفية للحصول على رؤية جيدة - لكن عيون الناس تفشل في التطور بشكل صحيح أحيانًا بسبب إهانات التطور ، مثل الكائنات المعدية. في حين أن هذا ليس غير قابل للتصديق من حيث المبدأ - فمن المعروف أن العوامل المعدية تعطل النمو وتؤدي إلى العمى والصمم وحتى الموت في أقصى الحدود - يبدو أن الأعداد الهائلة للأشخاص الذين يحتاجون إلى العدسات التصحيحية مرتفعة بعض الشيء بسبب البعض نوع من العدوى. علاوة على ذلك ، يبدو أن أعداد الأطفال والبالغين الذين يحتاجون إلى النظارات قد تزايدت بمرور الوقت ، الأمر الذي قد يبدو غريبًا مع تحسن المعرفة والتقنيات الطبية بشكل مطرد. إذا كانت الحاجة إلى النظارات ناتجة عن نوع من العوامل المعدية ، فسنحتاج إلى أن نكون غير مدركين لوجودها ولا نعالجها عن طريق الخطأ بالمضادات الحيوية أو غيرها من الأدوية. علاوة على ذلك ، قد نتوقع أن ترتبط النظارات بعلامات أخرى لضغط النمو ، مثل عدم تناسق الجسم ، وانخفاض معدل الذكاء ، أو نتائج أخرى من هذا القبيل. إذا لم يقاوم جهازك المناعي الجراثيم التي تؤذي عينيك ، فقد لا يكون جيدًا بما يكفي لمحاربة العدوى الأخرى التي تعطل النمو. ومع ذلك ، يبدو أن هناك علاقة إيجابية بين قصر النظر والذكاء ، والتي ستكون غريبة في ظل فرضية المرض.

التفسير الثالث المحتمل هو أن حدة البصر مهمة بالفعل للبشر ، لكن تقنياتنا كانت تخفف من ضغوط الاختيار التي كانت تجعلها حادة. بعبارة أخرى ، نظرًا لأن البشر اخترعوا النظارات ومنحوا أولئك الذين لا يستطيعون الرؤية أيضًا عكازًا للتغلب على هذه المشكلة ، فقد تمت إزالة أي عيب تناسلي مرتبط بضعف الرؤية بشكل فعال. إنها فرضية مثيرة للاهتمام والتي يجب أن تتنبأ بصر الناس في مجموعة سكانية تبدأ في التدهور بعد اختراع و / أو انتشار العدسات التصحيحية. لذلك ، إذا تم اختراع النظارات في إيطاليا حوالي عام 1300 ، كان من المفترض أن يؤدي ذلك إلى تدهور بصر السكان الإيطاليين ، يليه بصر الثقافات الأخرى التي تنتشر فيها النظارات. ولكن ليس مسبقًا. لا أعرف الكثير عن تاريخ الرؤية عبر الزمن في ثقافات مختلفة ، لكن شيئًا ما يخبرني أن هذا النمط لن يظهر إذا كان من الممكن تقييمه. في جزء كبير منه ، يكون هذا الحدس مدفوعًا بالنافذة القصيرة نسبيًا للوقت التاريخي بين وقت اختراع النظارات ، ثم صقلها ، وإنتاجها بأعداد كافية ، وتوزيعها عالميًا ، واليوم. إن فترة 700 عام فقط ليحدث كل ذلك وتقليل ضغوط الاختيار من أجل الرؤية ليس كثيرًا من الوقت. علاوة على ذلك ، يبدو أن هناك دليلًا على أن قصر النظر يمكن أن يتطور بسرعة كبيرة بين السكان ، وأحيانًا بسرعة تصل إلى جيل:

هذا سريع جدًا بحيث لا يكون تخفيف ضغوط الاختيار مسؤولاً عن التغيير.

يقودنا هذا إلى الفرضية النهائية التي أردت تغطيتها اليوم: فرضية عدم تطابق تطوري. في حالة اختلاف البيئات الحديثة في بعض النواحي الرئيسية عن البيئات النموذجية التي واجهها البشر من أسلافهم ، فمن الممكن أن يتطور الناس على طول مسار غير نمطي. في هذه الحالة ، يتوقع الجسم (مجازيًا) مدخلات معينة أثناء تطوره ، وإذا لم يتم تلقيها يمكن أن تسوء الأمور. على سبيل المثال ، تم اقتراح أن يصاب الأشخاص بالحساسية ، جزئيًا ، نتيجة لتحسين النظافة: تتوقع أنظمتنا المناعية مستوى معينًا من تهديد العوامل الممرضة والتي ، في حالة عدم وجودها ، يمكن أن تؤدي إلى قيام جهاز المناعة لدينا بمهاجمة أهداف غير مناسبة ، مثل حبوب اللقاح.

يبدو أن هناك بعض الأدلة الواعدة على هذه الجبهة لفهم قضايا الرؤية البشرية. تشير ورقة كتبها روز وآخرون (2008) إلى قصر النظر في عينتين من الأطفال الصينيين في نفس العمر: 628 طفلًا يعيشون في سنغافورة و 124 يعيشون في سيدني. من بين أولئك الذين يعيشون في سنغافورة ، بدا أن 29 في المائة منهم يعانون من قصر النظر ، مقارنة بـ 3 في المائة فقط من أولئك الذين يعيشون في سيدني. هذه الاختلافات الدراماتيكية في معدلات قصر النظر هي كلها غريبة عندما تفكر في أن معدلات قصر النظر لدى والديهم كانت متشابهة تمامًا. بالنسبة لعينات سيدني / سنغافورة ، على التوالي ، لم يكن لدى 32/29 في المائة من الأطفال أب يعاني من قصر النظر ، و 43/43 في المائة كان أحد الوالدين يعاني من قصر النظر ، و 25/28 في المائة كان لديهم أبوين مصابان بقصر النظر. إذا كان قصر النظر ناتجًا ببساطة عن طفرات جينية وراثية ، فلا ينبغي أن تكون تواتراته بين البلدان مختلفة كما هي ، مما يؤدي إلى استبعاد الفرضيتين الأولى والثالثة المذكورة أعلاه.

عند فحص الارتباطات السلوكية لقصر النظر الموجودة بين البلدان ، كان العديد منها مهمًا إحصائيًا - ولكن ليس عمليًا - بما في ذلك عدد الكتب التي تمت قراءتها والساعات التي قضاها على أجهزة الكمبيوتر أو مشاهدة التلفزيون. كان الاختلاف السلوكي الوحيد الملحوظ بين العينتين هو عدد الساعات التي يميل الأطفال لقضاءها في الهواء الطلق. في سيدني ، يقضي الأطفال ما معدله 14 ساعة في الأسبوع في الخارج ، مقارنة بـ 3 ساعات فقط في سنغافورة. قد يكون الأمر كذلك أن العين البشرية تتطلب التعرض لأنواع معينة من التحفيز التي توفرها الأنشطة الخارجية لتتطور بشكل صحيح ، كما أن بعض الجوانب الجديدة للثقافة الحديثة (مثل قضاء الكثير من الوقت في الداخل في المدرسة عندما يكون الأطفال صغارًا) تقلل مثل هذا التعرض (والذي قد يفسر أيضًا ارتباط معدل الذكاء المذكور أعلاه: قد يتم إرسال الأطفال الأكثر ذكاءً إلى المدرسة في وقت مبكر). إذا كان هذا صحيحًا ، فيجب أن نتوقع أن منح الأطفال مزيدًا من الوقت في الهواء الطلق عندما يكونون صغارًا هو وقائي ضد قصر النظر ، وهو ما يبدو في الواقع.

يجب أن يصيب الناس دائمًا بالغرابة عندما يبدو أن آليات التكيف الرئيسية تتطور على طول مسار غير نمطي في وقت مبكر من الحياة مما يجعلهم في النهاية أسوأ في أداء وظائفهم. إن فهم أنواع التفسيرات البيولوجية التي يمكن أن تفسر هذه النتائج المبكرة لسوء التكيف يقطع شوطًا طويلاً في مساعدتك على فهم من أين تبدأ عمليات البحث وأنماط البيانات التي يجب البحث عنها.

روز ، ك ، مورجان ، آي ، سميث ، دبليو ، بيرلوتسكي ، جي ، ميتشل ، بي ، أند أمبير المنشار ، س. (2008). قصر النظر ونمط الحياة والتعليم لدى الطلاب من أصل صيني في سنغافورة وسيدني. محفوظات طب العيون، 126، 527-530.


دفع الخوف من الثعابين تطور ما قبل الإنسان

تقترح نظرية جديدة جذرية أن سباق التسلح التطوري بين الثعابين المبكرة والثدييات أدى إلى تطوير رؤية محسنة وأدمغة كبيرة في الرئيسيات.

اقترحت الفكرة ، التي اقترحتها لين إيزيل ، عالمة الأنثروبولوجيا في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، أن الأفاعي والرئيسيات تشترك في تاريخ طويل وحميم ، وهو ما أجبر كلا المجموعتين على تطوير استراتيجيات جديدة حيث حاول كل منهما كسب اليد العليا.

لتجنب أن تصبح طعامًا للثعابين ، كان على الثدييات المبكرة تطوير طرق للكشف عن الزواحف وتجنبها قبل أن تتمكن من ضربها. طورت بعض الحيوانات مستنشق أفضل للأفاعي ، بينما طور البعض الآخر مناعة ضد سم الثعبان عندما تطورت. طورت الرئيسيات المبكرة عينًا أفضل للون والتفاصيل والحركة والقدرة على الرؤية في ثلاثة أبعاد و mdashtraits التي تعتبر مهمة للكشف عن التهديدات من مسافة قريبة.

ينحدر البشر من نفس الرئيسات.

معرض: Snakes of the World Snake News الهدف المميت: الكوبرا تقوم بالتصويب للعيون منذ ملايين السنين ، كانت الثعابين هي ثعابين تحلق في الورك: مقاطع فيديو جديدة تكشف كيف يفعلون ذلك ، مخاوف السباق باقية مثل الرهبة من الثعابين. في مشكلة

اعتقد العلماء سابقًا أن هذه السمات تطورت معًا عندما استخدمت الرئيسيات أيديها وأعينها لانتزاع الحشرات ، أو قطف الفاكهة أو للتأرجح بين الأشجار ، لكن الاكتشافات الحديثة من علم الأعصاب تلقي بظلال من الشك على هذه النظريات.

قال إيسبل: "سارت القرود في طريق معين" لايف ساينس. "لقد ركزوا على تحسين رؤيتهم للابتعاد عن [الثعابين]. الثدييات الأخرى لم تستطع فعل ذلك. كان لدى الرئيسيات تكيفات مسبقة للذهاب على هذا النحو."

يقول هاري جرين ، عالم الأحياء التطوري وخبير الثعابين في جامعة كورنيل في نيويورك ، إن فكرة إيسبل الجديدة مثيرة للغاية.

قال غرين: "لقد أذهلني ذلك باعتباره منحة دراسية خاصة جدًا وأعتقد أنها ستثير الكثير من التفكير".

تم تفصيل عمل Isbell في عدد يوليو من مجلة التطور البشري.

سلاح جديد

تشير الأدلة الأحفورية والحمض النووي إلى أن الثعابين كانت موجودة بالفعل عندما تطورت الثدييات الأولى منذ حوالي 100 مليون سنة. وهكذا كانت الزواحف من بين أولى الحيوانات المفترسة الخطيرة التي واجهتها الثدييات. اليوم ، التهديدات الأخرى الوحيدة التي تواجهها الرئيسيات هي الطيور الجارحة ، مثل النسور والصقور ، والحيوانات آكلة اللحوم الكبيرة ، مثل الدببة والقطط الكبيرة والذئاب ، ولكن هذه الحيوانات تطورت لفترة طويلة بعد الثعابين.

علاوة على ذلك ، يمكن اكتشاف هذه الحيوانات المفترسة الأخرى بأمان من مسافة بعيدة. بالنسبة للثعابين ، العكس هو الصحيح.

قال إيسبل: "إذا رأيتهم قريبين منك ، فلا يزال لديك وقت لتجنبهم". "رؤية الرئيسيات جيدة بشكل خاص من مسافة قريبة."

قتلت الثعابين المبكرة فريستها باستخدام هجمات مفاجئة وخنقها حتى الموت وطريقة عوائق بوا. لكن الرؤية المحسنة للقرود ، جنبًا إلى جنب مع استراتيجيات مواجهة الثعابين الأخرى التي طورتها حيوانات أخرى ، أجبرت الثعابين على تطوير سلاح جديد: السم. حدث هذا المعلم الهام في تطور الثعابين منذ حوالي 60 مليون سنة.

قال إيسبيل: "كان على الثعابين أن تفعل شيئًا لتتحسن في العثور على فرائسها ، ومن هنا يأتي السم". "رفعت الثعابين الرهان ومن ثم كان على الرئيسيات الاستجابة من خلال النمو بشكل متساوٍ أفضل رؤية."

بمجرد أن طورت الرئيسيات رؤية متخصصة وأدمغة متضخمة ، أصبحت هذه السمات مفيدة لأغراض أخرى ، مثل التفاعلات الاجتماعية في المجموعات.

رؤية ثلاثية الأبعاد

يمكن لنظرية إيسبل الجديدة أن تشرح كيف تطور عدد من السمات المحددة للرئيسيات.

على سبيل المثال ، تعد الرئيسيات من بين الحيوانات القليلة التي تتجه أعينها إلى الأمام (معظم الحيوانات لها عيون تقع على جوانب رؤوسها). هذا ما يسمى ب "التقارب المداري" يحسن إدراك العمق ويسمح للقرود والقردة ، بما في ذلك البشر ، بالرؤية في ثلاثة أبعاد. تتمتع الرئيسيات أيضًا برؤية ألوان أفضل من معظم الحيوانات ، كما أنها فريدة من نوعها في الاعتماد بشكل كبير على الرؤية عند الوصول إلى الأشياء والتشبث بها.

واحدة من أكثر الأفكار شيوعًا لشرح كيفية تطور هذه السمات تسمى "فرضية الافتراس البصري". يقترح أن أسلافنا الأوائل كانوا ثدييات صغيرة تأكل الحشرات وأن الحاجة إلى مطاردة الحشرات والاستيلاء عليها من مسافة قريبة كانت القوة الدافعة وراء تطور الرؤية المحسنة.

فكرة أخرى شائعة ، تسمى "فرضية القفز" ، تجادل بأن التقارب المداري ليس مهمًا فقط للرؤية ثلاثية الأبعاد ، ولكن أيضًا لاختراق التمويه. وبالتالي ، كان من الممكن أن يكون مفيدًا ليس فقط في التقاط الحشرات والعثور على ثمار صغيرة ، ولكن أيضًا في استهداف الفروع الصغيرة التي يصعب رؤيتها خلال القفزات المتوسطة عبر الأشجار.

لكن إيسبل تقول إن هناك مشاكل في كلا الفرضيتين.

أولاً ، لا يوجد دليل قوي على أن الرئيسيات المبكرة كانت حيوانات حشرية. من الممكن أنه مثل العديد من الرئيسيات اليوم ، كانوا من العموميين ، يأكلون مجموعة متنوعة من الأطعمة النباتية ، مثل الأوراق والفاكهة والرحيق ، وكذلك الحشرات.

والأهم من ذلك ، أن الدراسات الحديثة في علم الأعصاب لا تدعم فكرة أن الرؤية تطورت جنبًا إلى جنب مع القدرة على الوصول والفهم. بدلاً من ذلك ، تشير البيانات إلى أن قدرات الرئيسيات على الوصول والاستيعاب قد تطورت بالفعل قبل أن يتعلموا القفز وقبل أن يطوروا رؤية مجسمة أو ثلاثية الأبعاد.

وكلاء التغيير التطوري

يعتقد إيسبل أن الرئيسيات الأولية والثدييات المبكرة التي تطورت في النهاية إلى الرئيسيات و mdash كانت في وضع أفضل مقارنة بالثدييات الأخرى لتطوير رؤية متخصصة وأدمغة متضخمة بسبب الأطعمة التي تناولتها.

قال إيسبيل: "كانوا يأكلون أطعمة غنية بالسكر ، والجلوكوز ضروري لاستقلاب الطاقة". "الرؤية جزء من الدماغ ، والعبث بالدماغ يستهلك الكثير من الطاقة ، لذا ستحتاج إلى نظام غذائي يسمح لك بالقيام بذلك."

الرئيسيات الحديثة هي من بين أكثر الثدييات أكلًا للفاكهة أو "محبة للفاكهة" ، وربما بدأ هذا الاتجاه مع الرئيسيات البدائية. وقالت: "اليوم هناك الرئيسيات التي تركز على الأوراق وأشياء من هذا القبيل ، لكن ربما كان لدى الرئيسيات الأولى نظام غذائي عام يشمل الفواكه والرحيق والزهور والحشرات".

وبالتالي ، لم يكن لدى الرئيسيات المبكرة حافزًا جيدًا لتطوير رؤية أفضل فحسب ، بل ربما كانوا يأكلون بالفعل الأطعمة عالية الطاقة اللازمة للقيام بذلك.

اختبار النظرية

تقول إيسبل إن نظريتها يمكن اختبارها. على سبيل المثال ، يمكن للعلماء النظر فيما إذا كان بإمكان الرئيسيات اكتشاف الثعابين بصريًا بشكل أسرع أو أكثر موثوقية من الثدييات الأخرى. يمكن للعلماء أيضًا فحص ما إذا كانت هناك اختلافات في قدرات اكتشاف الثعابين لدى الرئيسيات من جميع أنحاء العالم.

وقال إيسبيل: "يمكنك أن ترى ما إذا كان هناك أي اختلاف بين الليمور الملغاشي ، الرئيسيات في أمريكا الجنوبية ، والرئيسيات الأفريقية والآسيوية".

يميل علماء الأنثروبولوجيا إلى التأكيد على أشياء مثل الصيد لشرح التكيفات الخاصة للقرود ، وخاصة البشر ، كما قال جرين ، خبير الثعابين في كورنيل ، لكن العلماء بدأوا في الاهتمام بفكرة أن الحيوانات المفترسة ربما لعبت دورًا كبيرًا في التطور البشري أيضًا.

وقال جرين في مقابلة عبر الهاتف "الابتعاد عن الأشياء هو أيضا صفقة كبيرة".

وأضاف جرين أنه إذا كان تاريخ الأفعى والرئيسيات مرتبطين ارتباطًا وثيقًا كما يقترح إيسبل ، فقد يفسر ذلك أيضًا أشياء أخرى.

وقال "الأفاعي والناس لديهم تاريخ طويل يعود إلى ما قبل أن نكون بشرًا في الواقع". "قد يفسر هذا نوعًا ما سبب وجود مثل هذه المواقف المتطرفة تجاه الأفاعي ، والتي تتراوح من التأليه إلى" الخوف من الأفاعي "أو الخوف من الثعابين.


كيف ولماذا تطورت العين البشرية؟

لماذا تعتقد أن العين البشرية تطورت؟ ظهر في الأصل على Quora: المكان المناسب لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل.

إجابة سي ستيوارت هاردويك ، مؤلف Scifi الحائز على جائزة ، على Quora:

لماذا تعتقد أن العين البشرية تطورت؟

لأن البشر لم يكونوا بحاجة إلى رؤية بنفس قوة معظم الثدييات الأخرى.

لما؟ هل تعتقد أن أعيننا هي ذروة الكمال؟ ليس عن طريق تسديدة طويلة.

بالتأكيد ، لدينا ثلاثة رؤية للألوان ، والتي طورناها من خلال طفرة واحتفظنا بها لأنها تساعد في الصيد والجمع ، ولكن الحشرات والطيور لديها أربعة ألوان للرؤية تكون متوازنة بشكل أفضل وتمتد إلى الأشعة فوق البنفسجية.

وليس لدينا بصيص التابيتوم الذي يمنح العديد من الحيوانات المفترسة مثل هذه الرؤية الليلية الاستثنائية - لأنها تقلل من حدة النهار ويصطاد أسلافنا أثناء النهار.

وليس لدينا رؤية ممتازة بعيدة المدى لمعظم الطيور الجارحة - لأننا لم نكن بحاجة إلى أن نكون قادرين على رؤية الأرانب على بعد ثمانية أميال.

ولا يمكننا رؤية الحركة عند دقة وضوح الكلاب (وهذا هو سبب تجاهل الكلاب للتلفزيون التناظري ، لأن بصرهم كان جيدًا بما يكفي لرؤية الوميض حيث نرى الثبات).

ثم هناك نقطتنا العمياء ... منطقة بحجم عملة معدنية بالدولار ممسوكة على مسافة ذراع تكون عمياء في كل عين - وعقلك يخمن فقط المشهد المفقود ، جزئيًا عن طريق جعل العين تهتز كثيرًا لالتقاط التفاصيل المفقودة - وهو جزء لماذا يصعب جدًا على البشر القيام بعمل تفصيلي عن قرب.

نعم ، لقد تطورت عيننا بشكل جيد. لأننا لسنا كلابًا أو نسورًا أو صراصير ، فنحن صانعو أدوات. يمكننا أن نرى في أي شيء من الموجات الدقيقة إلى الأشعة تحت الحمراء ، في الأصوات ومجالات الإلكترون ، علينا فقط بناء الآلية المناسبة. هذا هو تخصصنا. البقعة الجميلة التي منحنا إياها التطور.

عند تحرير هذا ، واجهت عجزًا مشتركًا في الرؤية البشرية قد تلاحظه. أضفت خطًا وتسببت في اصطدام جزء الشاشة بالنقاط العمياء لكلتا العينين ، مما جعله غير مرئي. نظرًا لأن مسح الشاشة لمثل هذا الهدف الصغير له معدل نجاح منخفض (بطيء) ، فقد وجدته عن طريق حذف بعض الأحرف ، مما تسبب في تثبيت عقلي على الحركة. هذا هو السبب في أنه في معظم أجهزة الكمبيوتر ، يمكنك اختيار تكبير حجم المؤشر ، ولكن هذا له عيب يتمثل في جذب الانتباه إليه باستمرار ، حتى عندما لا تكون مرغوبًا فيه. كل ما نقوم به هو مقايضة ، لأن تصميمنا ليس التصميم الأمثل لمهندس معماري ، ولكن "الاكتفاء" الذي يوفره عدم الانقراض.

هذا السؤال ظهر في الأصل على موقع Quora - مكان لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل. يمكنك متابعة Quora على Twitter و Facebook و Google+. المزيد من الأسئلة:


يبلغ متوسط ​​عدد الألوان التي يمكننا تمييزها حوالي مليون لون

يقول كيمبرلي جيمسون ، عالم مشروع مشارك في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين: "ستتعرض لضغوط شديدة لوضع رقم عليه". "ما قد يكون ممكنًا مع شخص ما هو مجرد جزء بسيط من الألوان التي يراها شخص آخر."

يمكن لبعض الأشخاص الرؤية بالأشعة فوق البنفسجية ، ولكن بعد جراحة العيون فقط (Credit: SPL)

تعرف جيمسون ما الذي تتحدث عنه ، نظرًا لعملها مع "رباعي الألوان" ، الأشخاص الذين يمتلكون رؤية خارقة. هؤلاء الأفراد النادرون ، ومعظمهم من النساء ، لديهم طفرة جينية تمنحهم خلية مخروطية رابعة إضافية. كتقدير تقريبي بناءً على عدد هذه المخاريط الإضافية ، قد ترى رباعي الألوان 100 مليون لون. (الأشخاص المصابون بعمى الألوان ، أو ثنائي اللون ، لديهم مخروطان فقط وربما يرون 10000 لون).

ما هو أصغر عدد من الفوتونات نحتاج إلى رؤيته؟

لتحقيق رؤية الألوان ، تحتاج الخلايا المخروطية عادةً إلى مزيد من الضوء للعمل معها مقارنةً بأبناء عمومتها ، العصي. لهذا السبب في حالات الإضاءة المنخفضة ، يتضاءل اللون حيث تتولى القضبان أحادية اللون المهام البصرية.

في ظروف المختبر المثالية وفي الأماكن على شبكية العين حيث تكون الخلايا العصوية غائبة إلى حد كبير ، يمكن تنشيط الخلايا المخروطية عندما تصطدم بحفنة من الفوتونات فقط. على الرغم من ذلك ، تعمل خلايا القضيب بشكل أفضل في التقاط أي ضوء محيط متاح. أظهرت التجارب التي أجريت لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي ، أن كمية واحدة فقط من الضوء يمكن أن تكون كافية لإثارة وعينا. يقول بريان واندل ، أستاذ علم النفس والهندسة الكهربائية في جامعة ستانفورد: "يمكن للناس أن يستجيبوا لفوتون واحد". "لا فائدة من أن تكون أكثر حساسية".

ما هي حدود رؤيتك؟ (الائتمان: Thinkstock)

في عام 1941 ، قاد باحثو جامعة كولومبيا الأشخاص إلى غرفة مظلمة وأعطوا أعينهم بعض الوقت للتكيف. تستغرق خلايا القضيب عدة دقائق للوصول إلى الحساسية الكاملة - وهذا هو السبب في أننا نواجه صعوبة في رؤية متى تنطفئ الأضواء لأول مرة.

ثم قام الباحثون بإضاءة ضوء أزرق-أخضر أمام وجه الشخص المعني. بمعدل أفضل من الصدفة ، يمكن للمشاركين اكتشاف الوميض عندما يصل ما لا يقل عن 54 فوتونًا إلى أعينهم.

بعد التعويض عن فقدان الفوتونات من خلال امتصاصها بواسطة مكونات أخرى في العين ، وجد الباحثون أن ما لا يزيد عن خمسة فوتونات تنشط خمسة قضبان منفصلة تثير وعي المشاركين بالضوء.

ما هو أصغر وأبعد ما يمكن أن نراه؟

الآن إليك حقيقة قد تفاجئك: لا يوجد حد جوهري لأصغر أو أبعد شيء يمكننا رؤيته. طالما أن أي شيء مهما كان الحجم أو المسافة أو الإيجاز ينقل فوتونًا إلى خلية شبكية ، فيمكننا تجسسه.

مصدر الصورة Thinkstock Image caption تنخفض حدة البصر على مسافات أكبر

يقول لاندي: "كل ما تهتم به العين هو مقدار الضوء الذي يسقط على العين". "إنه مجرد العدد الإجمالي للفوتونات. لذا يمكنك جعل [مصدر ضوء] صغيرًا للغاية ومختصرًا بشكل يبعث على السخرية ، ولكن إذا كان قويًا حقًا في الفوتونات ، فلا يزال بإمكانك رؤيته."

على سبيل المثال ، تنص كتب علم النفس بشكل روتيني على أنه في ليلة صافية ومظلمة ، يمكن رصد لهب شمعة من مسافة تصل إلى 48 كيلومترًا. في الممارسة العملية ، بالطبع ، تغمر الفوتونات أعيننا بشكل روتيني ، لذلك تضيع كميات الضوء الضالة من مسافات بعيدة في الغسل. يقول لاندي: "عندما تزيد من كثافة الخلفية ، تزداد كمية الضوء الإضافي الذي تحتاجه لرؤية شيء ما".


عيون الثعبان: رؤى جديدة في التكيفات المرئية

قامت الثعابين بتكييف رؤيتها لاصطياد فرائسها ليلًا أو نهارًا. على سبيل المثال ، الثعابين التي تحتاج إلى بصر جيد للصيد أثناء النهار لها عدسات للعين تعمل كالنظارات الشمسية ، وتزيل الضوء فوق البنفسجي وتشحذ رؤيتها بينما الثعابين الليلية لها عدسات تسمح بمرور الأشعة فوق البنفسجية ، مما يساعدها على الرؤية في الظلام.

رؤى جديدة للعلاقة بين مرشحات الأشعة فوق البنفسجية (UV) وطرق الصيد في الثعابين هي واحدة من نتائج أول دراسة رئيسية لجينات الصبغة البصرية والعدسات في الثعابين - نُشرت في الإصدار المتقدم عبر الإنترنت من علم الأحياء الجزيئي والتطور.

كان البحث الجديد عبارة عن تعاون دولي بين علماء أحياء الأفاعي وخبراء الرؤية بقيادة ديفيد جاور وضم باحثين في متحف التاريخ الطبيعي برونو سيم وأوتيلديز وفيليبا سامبايو. تم إجراء الكثير من الأبحاث ، بما في ذلك معظم تحليلات الحمض النووي ، في مختبرات المتحف.

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن الثعابين لديها مجموعات متغيرة للغاية من القضبان والمخاريط - الخلايا المتخصصة في شبكية العين التي يستخدمها الحيوان لاكتشاف الضوء. ولكن حتى الآن ، ركزت معظم الدراسات الحديثة للرؤية في الفقاريات (الحيوانات ذات العمود الفقري) على الثدييات والطيور والأسماك.

للرؤية بألوان مختلفة ، تستخدم الحيوانات أصباغًا بصرية في قضبانها ومخاريطها الحساسة لأطوال موجية مختلفة من الضوء. قام الباحثون بفحص الجينات المسؤولة عن إنتاج الأصباغ من مسح جينومي واسع لـ 69 نوعًا مختلفًا من الثعابين. ما وجدوه هو أن الجينات تختلف من نوع لآخر ، وكذلك التركيب الجزيئي الدقيق للأصباغ وأطوال موجات الضوء التي تمتصها.

اكتشف البحث الجديد أن معظم الثعابين تمتلك ثلاثة أصباغ بصرية ومن المحتمل أن تكون ثنائية اللون في ضوء النهار - رؤية لونين أساسيين بدلاً من الثلاثة التي يراها معظم البشر.

ومع ذلك ، اكتشف أيضًا أن جينات الصبغة البصرية للثعابين قد خضعت لقدر كبير من التكيف ، بما في ذلك العديد من التغييرات في الأطوال الموجية للضوء التي تكون الأصباغ حساسة لها ، من أجل أن تتناسب مع تنوع أنماط الحياة التي طورتها الثعابين.

معظم الثعابين التي تم فحصها في الدراسة الجديدة حساسة للأشعة فوق البنفسجية ، مما يسمح لها على الأرجح بالرؤية جيدًا في ظروف الإضاءة المنخفضة. لكي يصل الضوء إلى شبكية العين وتمتصه الأصباغ ، فإنه ينتقل أولاً عبر عدسة العين. الثعابين ذات الصبغات المرئية الحساسة للأشعة فوق البنفسجية لديها عدسات تسمح للأشعة فوق البنفسجية بالرغم من ذلك.

في المقابل ، أظهر البحث أن تلك الثعابين التي تعتمد على بصرها للصيد في النهار ، مثل ثعبان الشجرة الذهبية المنزلق Chrysopelea ornata وثعبان Monypellier Malpolon monspessulanus ، لديها عدسات تمنع ضوء الأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى أنه ربما يساعد في حماية أعينهم من التلف ، فمن المحتمل أن يساعد هذا في زيادة حدة بصرهم - بنفس الطريقة التي تقطع بها نظارات المتزلجين الصفراء بعض الضوء الأزرق وتحسن التباين.

Moreover, these snakes with UV-filtering lenses have tuned the pigments in their retina so that they are no longer sensitive to the short UV light, but absorb longer wavelengths.

All nocturnal species examined (such as N America's glossy snake Arizona elegans) were found to have lenses that do not filter UV. Some snake species active in daylight also lack a UV-filtering lens, perhaps because they are less reliant on very sharp vision or live in places without very bright light.

By analysing how the pigments have evolved in snakes, the new study concluded also that the most recent ancestor of all living snakes had UV sensitive vision. "The precise nature of the ancestral snake is contentious, but the evidence from vision is consistent with the idea that it was adapted to living in low light conditions on land," said corresponding author Gower.


Genetic Basis of Eye Color

The main gene that controls eye color is relatively closely linked to the genes that cause skin color. It is believed that the ancient human ancestors all had dark brown or nearly black colored eyes and very dark hair (which is also controlled by linked genes to eye color and skin color). Even though brown eyes are still considered mostly dominant overall eye colors, there are several different eye colors readily seen now in the global population of human beings. So where did all of these eye colors come from?

While evidence is still being collected, most scientists agree that the natural selection for the lighter eye colors is linked to the relaxation of selection for the darker skin tones. As human ancestors began to migrate to various places around the world, the pressure for selection of dark skin color was not as intense. Particularly unnecessary to human ancestors that settled in what are now the Western European nations, selection for dark skin and dark eyes was no longer necessary for survival. These much higher latitudes afforded different seasons and no direct sunlight like near the equator on the continent of Africa. Since the selection pressure was no longer as intense, genes were more likely to mutate.

Eye color is a bit complex when talking about genetics. The color of human eyes is not dictated by a single gene like many of the other traits. It is instead considered a polygenic trait, meaning there are several different genes on various chromosomes that carry information about what eye color an individual should possess. These genes, when expressed, then blend together to make various shades of different colors. Relaxed selection for dark eye color also allowed more mutations to take hold. This created even more alleles available to combine together in the gene pool to create different eye colors.

Individuals who can trace their ancestors to Western European countries generally have a lighter skin color and lighter eye color than those from other parts of the world. Some of these individuals also have shown parts of their DNA that were very similar to those of the long-extinct Neanderthal lineage. Neanderthals were thought to have lighter hair and eye colors than their Homo sapien cousins.


Bad Eyesight and Evolution - Biology

We've seen that Pax6 from vertebrates and eyeless from flies are remarkably similar in sequence and function, but what about our other visionaries — the squid and the flatworm? Despite the major differences in their eyes, they all have genes similar to Pax6. Here are corresponding sections of the Pax6-like eye-building genes for our visionaries. Similarities to the mouse gene are highlighted in green:

But why are these genes so similar when the animals from which they come, and the eyes that they develop, are so different? As discussed earlier, there are two basic evolutionary explanations for similarities: homology and analogy. Are these genes homologous (i.e., were they passed down from the common ancestor of all these different organisms) or analogous (i.e., did they all evolve independently through convergent evolution)?

Based on the observations that all of these gene versions are remarkably similar in sequence, have related functions, and are incredibly widespread (animals all across the tree of life have them), scientists have concluded that they must be homologous and must have been inherited from the common ancestor of all these animals. It is just too unlikely that all these different animal lineages happened to independently evolve remarkably similar genes that do remarkably similar jobs. The most parsimonious explanation is that the gene evolved just once long ago and was then passed down to all these different modern animal lineages.


مراجع

Coyne JA. Why evolution is true. New York: Viking 2009.

Dawkins, R. The Blind Watchmaker. New York: Penguin Books 1986.

Fyfe A. Publishing and the classics: Paley's Natural theology and the nineteenth-century scientific canon. Stud Hist Phil Sci. 200233:729–51.

Gliboff S. Paley's design argument as an inference to the best explanation, or, Dawkins' dilemma. Stud Hist Phil Biol Biomed Sci. 200031:579–97.

Gregory TR. The evolution of complex organs. Evolution: Education and Outreach. 20081:358–89.

Gregory TR. Understanding natural selection: essential concepts and common misconceptions. Evolution: Education and Outreach. 20092:156–75.

Harrison OFN. The anatomy and physiology of the mammalian larynx. Cambridge: Cambridge University Press 1995.

McLaughlin P. Reverend Paley's naturalist revival. Stud Hist Phil Biol Biomed Sci. 200839:25–37.

Moore R. William Paley, 1743–1805. Reports of the NCSE. 200929:26–8.

Novella S. Suboptimal optics: vision problems as scars of evolutionary history. Evolution: Education and Outreach. 20081:493–7.

Paley W. Natural Theology, or evidences of the existence and attributes of the deity collected from the appearances of nature. Oxford: Oxford University Press 1802.

Shubin N. Your inner fish. New York: Pantheon 2008.

Williams GC. Natural selection: domains, levels, and challenges. Oxford: Oxford University Press 1992.


شاهد الفيديو: !اعرف إيه هي أعراض ضعف النظر (كانون الثاني 2022).