‘Simpele’ schelpdieren hebben ogen die Darwin in verwarring brengen

door Jerry Bergman, PhD

Darwin is beroemd geworden door toe te geven dat de oorsprong van complexe structuren hem ziek maakte: In The Origin of Species lezen we:

“De veronderstelling dat het oog met al zijn onnavolgbare vernuftigheden voor het instellen van de focus op verschillende afstanden, voor het toelaten van verschillende hoeveelheden licht, en voor het corrigeren van sferische en chromatische aberratie, zou kunnen zijn gevormd door natuurlijke selectie, lijkt me, dat geef ik grif toe, absurd in de hoogste graad.”

Darwin speculeerde vervolgens met een gedachte-experiment om zich een plausibele reeks gebeurtenissen voor te stellen als men terug zou denken van een gewerveld oog naar een eenvoudig oog:

Redenering zegt me, dat als kan worden aangetoond dat er talrijke gradaties bestaan van een eenvoudig en onvolmaakt oog tot een complex en volmaakt oog, waarbij elke gradatie nuttig is voor de bezitter ervan, zoals zeker het geval is; als voorts het oog steeds varieert en de variaties worden overgeërfd, zoals eveneens zeker het geval is; En als dergelijke variaties nuttig zijn voor elk dier onder veranderende levensomstandigheden, dan moet de moeilijkheid om te geloven dat een perfect en complex oog zou kunnen worden gevormd door natuurlijke selectie, hoewel onoverkomelijk door onze verbeelding, niet worden beschouwd als een ondermijning van de theorie.

Het probleem is, terug te redeneren naar het verleden is subjectief en gemakkelijk. Wat moeilijk is, is vooruit redeneren naar de toekomst. ‘Gedachtenscenario’s’ zoals Darwin die gaf, zijn bewijs noch bewijs. Darwin veronderstelde dat normale “variaties” het materiaal zouden leveren dat nodig was om oogvlekken te laten evolueren tot wervelogen. Vanuit onze moderne experimentele kennis zijn mutaties de enige mogelijke bron van variaties die zouden kunnen doen wat Darwin voorstelde; namelijk het produceren van “een perfect en complex oog”. We weten tegenwoordig dat mutaties niet produceren, maar beschadigen, en schade verwijdert organismen van Darwins fantasierijke scenario van opwaartse evolutionaire vooruitgang.

Ongetwijfeld kwam deze bezorgdheid van Darwin voort uit zijn lezing van William Paley die hij als student in Cambridge moest bestuderen, en waarvan hij toegaf dat hij het prettig vond om te lezen. Als jongeman was Darwin een nominaal Christen en aanvaardde hij veel van Paley’s Natural Theology die het bestaan van God beargumenteerde aan de hand van het bewijs van het ontwerp overal om ons heen. In een brief aan John Lubbock gedateerd 22 november 1859, schreef Darwin: “Ik denk niet dat ik ooit een boek meer bewonderd heb dan Paley’s Natuurlijke Theologie. Ik zou het vroeger bijna uit mijn hoofd hebben kunnen zeggen.” Dit alles veranderde spoedig: zijn boek Origin of Species was grotendeels een poging om Paley’s ‘Horlogemaker’ analogie te weerleggen. Professor Williams maakt duidelijk dat

Darwin probeerde de natuurlijke theologie uit te roeien door het gelijknamige boek van William Paley te weerleggen, dat van schijnbaar ontwerp in de natuur naar een Ontwerper redeneerde. Darwin bouwde On the Origin of Species op basis van de structuur en inhoud van Paley, maar zette diens argument op zijn kop. De huidige biologen willen de slachtpartij voltooien door religie een meme te noemen die ons infecteert, een epifenomenaal bijgeloof, en een Darwinistische aanpassing – maar religie kan niet al deze dingen zijn zonder tegenspraak.

Nieuw onderzoek naar de ogen van Clam

Afgezien van de hierboven genoemde problemen die Darwins rationalisering falsificeren, weten we nu dat zogenaamde eenvoudige ogen helemaal niet eenvoudig zijn, maar in sommige opzichten complexer dan het zogenaamde hoogste, meest geëvolueerde, type oog. In een bespreking van een nieuw artikel over sint-jakobsschelpogen wordt geconcludeerd dat hun ogen “functioneren als telescopen en zelfs complexer zijn dan wetenschappers tot nu toe wisten”. Sint-Jakobsschelp is de gewone naam van een van de vele soorten zoutwater kokkels of tweekleppige zeeweekdieren, ook wel mosselen genoemd. De wetenschapper voegde eraan toe dat sint-jakobsschelpen “tot 200 kleine oogjes hebben langs de rand van de mantel die hun schelp bekleedt, hoewel wetenschappers nog steeds niet precies weten hoe ze allemaal samenwerken om de weekdieren te helpen”. Een andere onderzoeker voegde daaraan toe: “Al meer dan een halve eeuw verbazen de vele spiegeloogjes van de kleine jakobsschelp ons voortdurend met hun visuele excentriciteiten. De laatste verrassing is de spiegel zelf, die een buitengewoon optisch wonder blijkt te zijn.”

Er bestaan slechts drie ontwerpoplossingen om het licht dat het oog binnenkomt op het netvlies te richten. De meest gebruikelijke is een lens, zoals gebruikt in menselijke ogen, en een andere zeer zeldzame oplossing is een piepklein diafragma genaamd een pinhole “lens” waarin de opening ter grootte van een speld het licht buigt en dient als een ruwe lens die op dezelfde manier werkt als een pinhole camera. Een voorbeeld hiervan zijn de diepzee koppotigen van het geslacht Nautilus. De derde oplossing, waarbij spiegels worden gebruikt die werken als een spiegeltelescoop, wordt gebruikt bij sommige diepzeevissen en schaaldieren, plus de sint-jakobsschelp Pecten.

In Sint-Jakobsschelpen, “waarvan de opmerkelijke ogen al tientallen jaren een voortdurende bron van verbazing zijn, is deze spiegel concaaf en focust een beeld op een bovenliggend netvlies door reflectie” als een reflecterende telescoop. Uit een nieuwe studie, gepubliceerd in Current Biology, is gebleken dat de pupillen van de ogen van jakobsschelpen verwijden en samentrekken als reactie op het lichtniveau, net als bij mensenogen. Hun pupillen “vernauwen zich tot ∼60% van hun volledig verwijd gebied binnen enkele minuten na blootstelling aan licht”. De bioloog Todd Oakley van de Universiteit van Californië in Santa Barbara erkent dat het “verbazingwekkend is hoeveel we te weten komen over hoe complex en functioneel deze ogen van jakobsschelpen zijn”. Wanneer licht het oog van een Sint-Jakobsschelp binnenvalt, passeert het eerst de pupil, een lens, twee netvliezen (distaal en proximaal) en bereikt dan een spiegel gemaakt van guaninekristallen aan de achterkant van het oog. De gebogen spiegel weerkaatst het licht op het inwendige oppervlak van de netvliezen, waar neurale signalen worden opgewekt en doorgestuurd naar een klein visceraal ganglion, of een cluster van zenuwcellen, waarvan de belangrijkste taak is de darm- en adductorspieren van de Sint-Jakobsschelp te besturen. De structuur van het oog van de Sint-Jakobsschelp is vergelijkbaar met de optische systemen die in geavanceerde telescopen worden aangetroffen.

Het probleem is dat de beelden op het proximale netvlies onscherp zijn, wat op het eerste gezicht een zeer slecht ontwerp lijkt te zijn. Uit een nieuwe studie blijkt dat deze opstelling geen slecht ontwerp is, maar eerder een ingenieus ontwerp. De pupillen van jakobsschelpen kunnen verwijden en samentrekken, waardoor de pupilopening met ongeveer 50 procent verandert. Hun ogen hebben geen irissen zoals menselijke ogen. In plaats daarvan veranderen de hoornvliescellen van vorm: van dun en plat naar lang en lang. Deze samentrekkingen veranderen ook de kromming van het hoornvlies, wat erop wijst dat het oog van de Sint-Jacobsschelp van vorm verandert om op licht te reageren en scherpere beelden op het proximale netvlies te vormen.

Het netvlies bevindt zich tussen de lens en de spiegel, op een korte afstand boven de spiegel hangend. Het netvlies is gescheiden in twee lagen, een distale laag, die dichter bij de lens ligt, en een proximale laag, die dichter bij de spiegel ligt, en “Ongelooflijk, de lichtgevoelige delen van de fotoreceptoren in elk van deze twee lagen zijn van twee fundamenteel verschillende types.” Warrant voegt hieraan toe dat de cellen

van de distale laag lijken op die van gewervelde dieren, die zijn opgebouwd uit cilia en hyperpolariseren als reactie op licht; die van de proximale laag zijn daarentegen opgebouwd uit microvilli en depolariseren als reactie op licht, kenmerken die typerend zijn voor de fotoreceptoren van ongewervelde dieren. De spiegel, die bijna halfrond is, weerkaatst het licht terug naar het netvlies, waar het een omgekeerd en geminimaliseerd beeld van de buitenwereld geeft.

Dus dient de spiegel als lens in een systeem dat er anders uitziet als een oude ongewervelde die geleend is van een modern gewerveld dier dat volgens evolutionisten pas ver in de toekomst zou evolueren. Adaptieve spiegels zijn niet het enige wonder van het Sint-Jakobsschelp oog. De onderzoekers stelden ook vast dat de ogen van Sint-Jakobsschelp drie keer zoveel lichtgevoelige eiwitten, opsines genaamd, in de fotoreceptorcellen hebben als de mens. Sommige opsines komen tot expressie in het proximale netvlies, andere in het distale netvlies. In het artikel wordt geconcludeerd dat

wat onbetwist blijft, is dat het oog van de Sint-Jakobsschelp met zijn spectraal afgestemde holle spiegel van minuscule guaninekristallen en zijn dubbelgelaagde netvlies dat zowel ciliaire als rhabdomerische fotoreceptoren bevat, een van de meest buitengewone – en merkwaardige – optische uitvindingen van de natuur is.

In het artikel wordt vervolgens gedetailleerd ingegaan op de vraag waarom het visuele systeem op deze manier is ontworpen, waardoor een oog ontstaat in zogenoemde primitieve, laaggeplaatste schelpdieren waarvan evolutionisten beweren dat zij tot de eerste organismen behoorden die naar schatting 2,3+ miljard Darwin-jaren geleden op aarde zijn geëvolueerd, en die toch net zo complex zijn als het oog van de moderne mens. (Voor meer over schelpdierogen, zie Evolution News 5 dec 2017).

More Big Problems for Evolution

Opsines in het netvlies bemiddelen bij de omzetting van licht in elektrochemische signalen die naar de hersenen worden gestuurd om te worden verwerkt. De moleculaire proteïnen die licht omzetten in elektrische signalen variëren aanzienlijk. Clams, weekdieren die leven in twee bij elkaar passende schelpen die door een scharnier met elkaar zijn verbonden, gebruiken verschillende soorten ogen, waaronder samengestelde ogen, ogen met meerdere visuele eenheden, hoewel zij verschillen van de bekende samengestelde ogen die door insecten worden gebruikt. Al deze schijnbaar onnodige verscheidenheid verbijstert evolutionisten. Zij zien het niet als noodzakelijk, maar als een overbodige luxe waarvan zij veronderstellen dat de evolutie ze niet zou kunnen creëren door middel van “survival of the fitst”-mechanismen.

Een andere vraag, eigenlijk: “De grote evolutionaire vraag … is, hoe evolueren deze eiwitten om licht te bemonsteren? En vervolgens, hoe worden ze gespecificeerd naar de verschillende soorten lichtomgevingen waarin de dieren kunnen voorkomen?” Evolutionisten hebben geen idee van het antwoord en nemen hun toevlucht tot coöptatie, de bewering dat de opsines van een andere functie binnen het dier worden overgeplaatst naar de ogen. Eén theorie is dat opsine geëvolueerd is als reactie op door licht veroorzaakte stress. Ultraviolette schade veroorzaakt specifieke moleculaire veranderingen waartegen een organisme zich moet beschermen en de coöptatietheorie speculeert, dat dit het begin was van de evolutie van de ogen!

Deze bewering is een puur zo-zo verhaal, vaak een wanhopige poging om iets te verklaren dat niet alleen onverklaarbaar is door evolutie, maar dat zelfs tegen evolutie pleit. Niet alleen de diversiteit van oogmorfologieën en van fotoreceptoren bij dieren verbijstert evolutionisten, maar ook het feit dat de genen die de ontwikkeling van de ogen controleren opmerkelijk gelijk zijn bij alle levensvormen met ogen. Het klassieke voorbeeld is het Pax6-gen dat van cruciaal belang is voor zowel de ontwikkeling van het oog van jakobsschelpen als van zoogdieren. Kortom, volgens de Darwinistische theorie heeft vijftig miljoen jaar evolutie in dit geval vrijwel geen veranderingen in het gen en zijn functie opgeleverd, en heeft het in andere gevallen ontwerpen voortgebracht waar de evolutie pas eonen later, na de evolutie van de schelpdieren, aan had gedacht.

Darwin, Charles. 1859. The Origin of Species By Means of Natural Selection or The Preservation of Favored Races in the Struggle For Life (Het ontstaan van soorten door middel van natuurlijke selectie of Het behoud van bevoordeelde rassen in de strijd om het leven). Londen, UK: John Murray, p. 159.

Williams, Patricia. 2005. “Darwinian Heresies.” The Quarterly Review of Biology, 80:225-226, p. 226..

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

Williams, 2005, p. 226.

Callier, Viviane. 2019. “Wat de vele ogen van sint-jakobsschelpen ons kunnen leren over de evolutie van het gezichtsvermogen.” Smithsonian Magazine.

Warrant, Eric. J. 2018. “Visuele Optiek: Remarkable Image-Forming Mirrors in Scallop Eyes.” Current Biology, 28:R254-R277, 19 maart.

Land, M.F. 1965. Beeldvorming door een concave reflector in het oog van de sint-jakobsschelp, Pecten maximus. Journal of Physiology, 179: 138-153.

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

Miller, Hayley V. Alexandra C.N. Kingston, Yakir L. Gagnon, and Daniel I. Speiser. 2019. De spiegelende ogen van sint-jakobsschelpen tonen een licht-geëvoceerde pupilrespons. Current Biology, 29(9):R313-R314, mei 06.

Miller, et al. 1919.

Callier, 2019.

Callier, 2019.

Warrant, 2018, p. R262.

Warrant, 2018, p. R262.

Palmer, B.A., et al. 2017. De beeldvormende spiegel in het oog van de sint-jakobsschelp. Wetenschap, 358: 1172-1175.

Warrant, 2018, p. R264.

Callier, 2019.

Dr. Jerry Bergman heeft biologie, genetica, scheikunde, biochemie, antropologie, geologie en microbiologie gedoceerd aan verschillende hogescholen en universiteiten, waaronder meer dan 40 jaar aan de Bowling Green State University, Medical College of Ohio waar hij onderzoeksmedewerker was in experimentele pathologie, en The University of Toledo. Hij is afgestudeerd aan het Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, de Universiteit van Toledo, en Bowling Green State University. Hij heeft meer dan 1.300 publicaties in 12 talen en 40 boeken en monografieën. Zijn boeken en leerboeken, die hoofdstukken bevatten die door hem zijn geschreven, bevinden zich in meer dan 1.500 universiteitsbibliotheken in 27 landen. Van de 40 boeken en monografieën die hij heeft geschreven of waarvan hij co-auteur is, zijn tot nu toe meer dan 80.000 exemplaren in druk. Voor meer artikelen van Dr Bergman, zie zijn Auteurs Profiel.