‘Simple’ Clams Have Eyes that Confound Darwin

by Jerry Bergman, PhD

Darwin híres arról, hogy elismerte: az összetett struktúrák eredete megbetegítette: A fajok eredete című művében ezt olvassuk:

“Azt feltételezni, hogy a szemet, annak minden utánozhatatlan szerkezetével együtt, amellyel a fókuszt különböző távolságokhoz igazítja, különböző mennyiségű fényt enged be, és a szférikus és kromatikus aberrációt korrigálja, a természetes szelekció alakíthatta volna ki, a legnagyobb mértékben abszurdnak tűnik, ezt szabadon bevallom.”

Darwin ezután egy gondolatkísérletet spekulált, hogy elképzeljen egy hihető eseménysort, ha a gerincesek szemétől visszafelé gondolkodnánk az egyszerű szemig:

Az ész azt súgja, hogy ha az egyszerű és tökéletlen szemtől az összetett és tökéletes szemig számos fokozat létezését lehet kimutatni, és minden fokozat hasznos a birtokosa számára, amint ez bizonyosan így van; ha továbbá a szem valaha is változik, és a változatok öröklődnek, amint ez ugyancsak bizonyosan így van; és ha az ilyen variációk hasznosak bármely állat számára a változó életkörülmények között, akkor azt a nehézséget, hogy a tökéletes és összetett szem természetes szelekció révén alakulhatott ki, bár képzeletünk számára legyőzhetetlen, nem szabad az elméletet megdöntőnek tekinteni.

A probléma az, hogy a múltba visszafelé gondolkodni szubjektív és könnyű. Ami nehéz, az a jövőbe előre gondolkodni. A “gondolati forgatókönyvek”, amilyeneket Darwin adott, nem bizonyíték és nem is bizonyíték. Darwin feltételezte, hogy a normális “variációk” biztosítják a szükséges anyagot ahhoz, hogy a szemfoltok csigolyaszemekké fejlődjenek. Modern kísérleti ismereteink alapján a mutációk az egyetlen lehetséges forrása a variációknak, amelyek képesek lennének arra, amit Darwin javasolt; nevezetesen, hogy “tökéletes és összetett szemet” hozzanak létre. Ma már tudjuk, hogy a mutációk nem termelnek, hanem károsítanak, és a károsodás eltávolítja a szervezeteket Darwin képzeletbeli forgatókönyvétől, az evolúció felfelé haladásáról.”

Kétségtelen, hogy Darwin ezen aggodalma William Paley olvasásából eredt, amelyet diákként Cambridge-ben kellett tanulmányoznia, és amelyet saját bevallása szerint szívesen olvasott. Darwin fiatalkorában névlegesen keresztény volt, és elfogadta Paley természetes teológiájának nagy részét, amely Isten létezése mellett érvelt a minket körülvevő tervezés bizonyítékai alapján. Egy 1859. november 22-én kelt, John Lubbocknak írt levelében Darwin ezt írta: “Nem hiszem, hogy valaha is csodáltam volna jobban egy könyvet, mint Paley Természetes teológiáját. Korábban szinte kívülről tudtam volna mondani”. Mindez hamarosan megváltozott: A fajok eredete című könyve nagyrészt kísérlet volt arra, hogy megcáfolja Paley “órásmester” analógiáját. Williams professzor világossá teszi, hogy

Darwin a természetes teológia kiirtására tett kísérletet William Paley azonos című könyvének megcáfolásával, amely a természet látszólagos tervezésétől a Tervezőig érvelt. Darwin az On the Origin of Species-t Paley szerkezetére és tartalmára alapozva építette fel, de érvelését a feje tetejére állította. A jelenlegi biológusok célja, hogy befejezzék a mészárlást, és a vallást minket megfertőző mémnek, epifenomenális babonának és darwini adaptációnak nevezik – de a vallás nem lehet mindezek ellentmondás nélkül.”

Új kutatások a kagylószemekről

A Darwin racionalizálását meghamisító, fentebb említett problémák mellett ma már tudjuk, hogy az úgynevezett egyszerű szemek egyáltalán nem egyszerűek, hanem bizonyos szempontból összetettebbek, mint az úgynevezett legmagasabb, legfejlettebb szemtípus. A kagylószemekről szóló új cikk egyik recenziója arra a következtetésre jutott, hogy a szemük “a távcsövekhez hasonlóan működik, még összetettebb, mint azt a tudósok eddig tudták”. A fésűkagyló a sósvízi kagylók vagy tengeri kéthéjú kagylók, más néven kagylók számos fajának bármelyikének a köznapi neve. A tudós hozzátette, hogy a fésűkagylóknak “akár 200 apró szemük is van a héjukat bélelő köpeny szélén, bár a tudósok még mindig nem tudják pontosan, hogyan működnek ezek együtt, hogy segítsék a puhatestűeket”. Egy másik kutató hozzátette: “Több mint fél évszázadon keresztül az alantas fésűkagyló sokféle tükörszeme folyamatosan lenyűgözött minket vizuális különcségeivel. A legújabb meglepetés maga a tükör, amelyről kiderül, hogy egy rendkívüli optikai csoda.”

Mindössze három tervezési megoldás létezik arra, hogy a szembe érkező fényt a retinára fókuszálják. A leggyakoribb a lencse, mint amilyet az emberi szemben használnak, a másik nagyon ritka megoldás pedig egy aprócska nyílás, az úgynevezett tűlyuk “lencse”, amelyben a tű méretű nyílás meghajlítja a fényt, durva lencseként szolgálva, amely ugyanúgy működik, mint egy lyukkamera. Erre példa a Nautilus nemzetségbe tartozó mélytengeri fejlábúak. A harmadik megoldást, amely tükröket használ, amelyek tükrös távcsőként működnek, néhány mélytengeri hal és rákféle, valamint a Pecten kagyló használja.

A fésűkagylókban, “amelyek figyelemre méltó szemei évtizedek óta folyamatos meglepetések forrása, ez a tükör homorú, és tükrözés útján fókuszálja a képet a felette lévő retinára”, mint egy tükrös távcső. A Current Biology című folyóiratban megjelent új tanulmány kimutatta, hogy a fésűkagyló szemének pupillája a fényszint függvényében kitágul és összehúzódik, akárcsak az emberi szemé. Pontosabban, a pupillák “a fényhatástól számított néhány percen belül a teljesen kitágult területük ∼60%-ára szűkülnek”. Todd Oakley, a Kaliforniai Egyetem (Santa Barbara) biológusa elismerte, hogy “meglepő, mennyi mindent tudunk meg arról, hogy mennyire összetett és funkcionális ezeknek a fésűkagylóknak a szeme”. Röviden, amikor a fény belép a fésűkagyló szemébe, az először

áthalad a pupillán, egy lencsén, két retinán (distális és proximális), majd eléri a szem hátsó részén lévő guaninkristályokból álló tükröt. Az ívelt tükör visszaveri a fényt a retinák belső felületére, ahol idegi jelek keletkeznek, és eljutnak egy kis zsigeri ganglionhoz, vagyis idegsejtek csoportjához, amelynek fő feladata a fésűkagyló bél- és toldóizmainak irányítása. A fésűkagyló szemének felépítése hasonlít a fejlett távcsövekben található optikai rendszerekhez.

A probléma az, hogy a proximális retinán lévő képek fókuszálatlanok, ami elsőre nagyon rossz tervezésnek tűnik. Egy új tanulmány szerint ez az elrendezés nem rossz tervezés, hanem inkább zseniális tervezés. A fésűs pupillák képesek kitágulni és összehúzódni, mintegy 50 százalékkal változtatva a pupillanyílás méretét. Szemükből hiányzik az emberi szemhez hasonló írisz. Ehelyett a szaruhártya sejtjei vékony és laposról magasra és hosszúra változtatják alakjukat. Ezek az összehúzódások a szaruhártya görbületét is megváltoztatják, ami arra utal, hogy a fésűkagyló szeme a fényre reagálva változtatja alakját, hogy élesebb képeket alakítson ki a proximális retinán.

A retina a lencse és a tükör között helyezkedik el, rövid távolságra a tükör felett felfüggesztve. A retina két rétegre oszlik, egy distális rétegre, amely közelebb fekszik a lencséhez, és egy proximális rétegre, amely közelebb fekszik a tükörhöz, és “Hihetetlen módon a fotoreceptorok fényérzékeny részei mind a két rétegben két alapvetően különböző típusúak”. Warrant hozzáteszi, hogy a disztális réteg sejtjei

hasonlítanak a gerincesek sejtjeihez, amelyek csillókból épülnek fel és fényre hipopolarizálódnak; a proximális réteg sejtjei ehelyett mikrovillákból épülnek fel és fényre depolarizálódnak, ami a gerinctelenek fotoreceptoraira jellemző tulajdonság. A tükör, amely nagyon közel félgömb alakú, visszaveri a fényt a retina felé, és ott a külvilág fordított és kicsinyített képét fókuszálja.

A tükör tehát lencseként szolgál egy olyan rendszerben, amely egyébként úgy néz ki, mintha az ősi gerinctelen egy modern gerincesből kölcsönzött volna, amely az evolucionisták szerint csak a távoli jövőben fog kifejlődni. Az adaptív tükör nem a kagylószem egyetlen csodája. A kutatók azt is megállapították, hogy a fésűkagyló szemében háromszor annyi fényérzékeny fehérje, úgynevezett opsin található a fotoreceptor sejtekben, mint az emberében. Egyes opsinok a proximális retinában, mások a disztális retinában fejeződhetnek ki. A lap következtetése szerint

mégis vitathatatlan, hogy a kagyló szeme az apró guaninkristályokból álló, spektrálisan összehangolt homorú tükrével és a ciliáris és rabdomerikus fotoreceptorokat egyaránt tartalmazó, kétrétegű retinájával a természet egyik legkülönlegesebb – és legkülönösebb – optikai találmánya.

A tanulmány ezután részletezte, hogy miért tervezték így a látórendszert, amely az úgynevezett primitív alacsonyrendű kagylók szemét hozta létre, amelyek az evolucionisták szerint az első élőlények között voltak, amelyek a Földön több mint 2,3 milliárd Darwin-évvel ezelőtt fejlődtek ki, mégis ugyanolyan összetett, mint a modern emberé. (A kagylószemekről bővebben lásd: Evolution News 5 Dec 2017).

Még több nagy probléma az evolúció számára

A retinában lévő opszinok közvetítik a fény átalakítását elektrokémiai jelekké, amelyeket az agyba küldenek feldolgozásra. A molekuláris fehérjék, amelyek a fényt elektromos jelekké alakítják, igen változatosak. A kagylók, puhatestűek, amelyek két összeillő, csuklóval összekapcsolt kagylóhéjban élnek, többféle szemtípust használnak, köztük összetett szemeket, azaz több látóegységgel rendelkező szemeket, bár ezek különböznek a rovarok által használt jól ismert összetett szemektől. Mindez a látszólag szükségtelen változatosság zavarba hozza az evolucionistákat. Ők nem szükségesnek, hanem felesleges luxusnak tekintik, amit feltételezésük szerint az evolúció nem tudott létrehozni az erősebbek túlélési mechanizmusaiból.”

A másik kérdés valójában: “A nagy evolúciós kérdés … az, hogy hogyan fejlődtek ki ezek a fehérjék a fénymintavételhez? És aztán, hogyan specifikálódnak a különböző típusú fénykörnyezetekre, amelyekben az állatok előfordulhatnak?” Az evolucionistáknak fogalmuk sincs a válaszról, és a kooptációhoz folyamodnak, vagyis ahhoz az állításhoz, hogy az opsinokat az állatokon belül valamilyen más funkcióból helyezik át a szembe. Az egyik elmélet szerint az evolúció az opsinokat a fény okozta stresszre adott válaszként fejlesztette ki. Az ultraibolya károsodás specifikus molekuláris változásokat okoz, amelyek ellen a szervezetnek védekeznie kell, és a kooptációs elmélet szerint ez volt a szem evolúciójának kezdete!

Ez az állítás egy tiszta csak-csak-történet, gyakran kétségbeesett kísérlet arra, hogy megmagyarázzanak valamit, ami nem csak az evolúcióval megmagyarázhatatlan, de az evolúció ellen érvel. Nemcsak a szemmorfológiák és a fotoreceptorok sokfélesége az állatok között állítja zavarba az evolucionistákat, hanem az a tény is, hogy a szem fejlődését irányító gének figyelemre méltóan hasonlóak minden szemmel rendelkező életformában. A klasszikus példa erre a Pax6 gén, amely mind a kagylószem, mind az emlősök szemének fejlődésében kritikus szerepet játszik. Röviden, a darwini elmélet szerint az ötvenmillió éves evolúció ebben az esetben gyakorlatilag semmilyen változást nem eredményezett a génben és annak funkciójában, más esetekben pedig olyan terveket hozott létre, amelyekre az evolúció nem gondolt, csak évmilliókkal később, a kagylók kifejlődése után.”

Darwin, Charles. 1859. The Origin of Species By Means of Natural Selection or The Preservation of Favored Races in the Struggle For Life. London, UK: John Murray, 159. o.

Williams, Patricia. 2005. “Darwini eretnekségek”. The Quarterly Review of Biology, 80:225-226, 226. o.

Burkhardt, F. The Correspondence of Charles Darwin,Vol 7. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 388. o.

Williams, 2005, 226. o.

Callier, Viviane. 2019. “What Scallops’ Many Eyes Can Teach Us About the Evolution of Vision”. Smithsonian Magazine.

Warrant, Eric. J. 2018. “Vizuális optika: Figyelemre méltó képalkotó tükrök a fésűkagyló szemében”. Current Biology, 28:R254-R277, március 19.

Land, M.F. 1965. Képalkotás egy homorú tükör által a fésűkagyló, Pecten maximus szemében. Journal of Physiology, 179: 138-153.

Warrant, Eric. J. 2018, p. R262.

Miller, Hayley V. Alexandra C.N. Kingston, Yakir L. Gagnon és Daniel I. Speiser. 2019. A fésűkagylók tüköralapú szemei fény által kiváltott pupillareakciót mutatnak. Current Biology, 29(9):R313-R314, May 06.

Miller, et al. 1919.

Callier, 2019.

Callier, 2019.

Warrant, 2018, p. R262.

Warrant, 2018, p. R262.

Palmer, B.A., et al. 2017. A képalkotó tükör a fésűkagyló szemében. Science, 358: 1172-1175.

Warrant, 2018, p. R264.

Callier, 2019.

Dr. Jerry Bergman több főiskolán és egyetemen tanított biológiát, genetikát, kémiát, biokémiát, antropológiát, geológiát és mikrobiológiát, többek között több mint 40 évig a Bowling Green State University-n, az Ohioi Orvosi Főiskolán, ahol a kísérleti patológia tudományos munkatársa volt, és a Toledói Egyetemen. Az Ohioi Orvosi Főiskolán, a detroiti Wayne Állami Egyetemen, a Toledói Egyetemen és a Bowling Green Állami Egyetemen szerzett diplomát. Több mint 1300 publikációja jelent meg 12 nyelven, valamint 40 könyve és monográfiája. Könyvei és tankönyvei, amelyekben az általa írt fejezetek is szerepelnek, 27 ország több mint 1500 egyetemi könyvtárában találhatók. A 40 könyvből és monográfiából, amelynek szerzője vagy társszerzője volt, eddig több mint 80 000 példány jelent meg nyomtatásban. Dr. Bergman további cikkeiért lásd a szerzői profilját.