Moluștele “simple” au ochi care îl derutează pe Darwin

de Jerry Bergman, PhD

Darwin este celebru pentru că a recunoscut că originea structurilor complexe l-a îmbolnăvit: În Originea speciilor, citim:

“Să presupunem că ochiul, cu toate mecanismele sale inimitabile de ajustare a focalizării la diferite distanțe, de admitere a diferitelor cantități de lumină și de corectare a aberațiilor sferice și cromatice, ar fi putut fi format prin selecție naturală, mi se pare, mărturisesc liber, absurd în cel mai înalt grad.”

Darwin a speculat apoi un experiment de gândire pentru a-și imagina un set plauzibil de evenimente dacă s-ar gândi înapoi de la un ochi de vertebrat la un ochi simplu:

Rațiunea îmi spune că, dacă se poate demonstra că există numeroase gradații de la un ochi simplu și imperfect la unul complex și perfect, fiecare grad fiind util posesorului său, așa cum este cu siguranță cazul; dacă, în plus, ochiul variază mereu și variațiile sunt moștenite, așa cum este, de asemenea, cu siguranță cazul; și dacă astfel de variații ar fi utile oricărui animal în condiții de viață schimbătoare, atunci dificultatea de a crede că un ochi perfect și complex ar putea fi format prin selecție naturală, deși insurmontabilă pentru imaginația noastră, nu ar trebui considerată ca subminând teoria.

Problema este că a raționa înapoi în trecut este subiectiv și ușor. Ceea ce este dificil este să raționăm înainte în viitor. “Scenariile de gândire”, așa cum a dat Darwin, nu sunt nici dovezi și nici probe. Darwin a presupus că “variațiile” normale vor furniza materialul necesar pentru a face să evolueze petele oculare în ochi vertebrați. Din cunoștințele noastre experimentale moderne, mutațiile sunt singura sursă posibilă de variații care ar putea face ceea ce a propus Darwin; și anume, să producă “un ochi perfect și complex”. Știm astăzi că mutațiile nu produc, ci strică, iar stricăciunile îndepărtează organismele de scenariul imaginativ al lui Darwin de progres evolutiv ascendent.

Nu încape îndoială că această preocupare a lui Darwin a izvorât din lectura lui William Paley, pe care a fost obligat să o studieze la Cambridge în calitate de student, și pe care a recunoscut că i-a plăcut să o citească. În tinerețe, Darwin a fost un creștin nominal și a acceptat o mare parte din Teologia naturală a lui Paley, care argumenta existența lui Dumnezeu pornind de la dovezile de design din jurul nostru. Într-o scrisoare către John Lubbock, datată 22 noiembrie 1859, Darwin scria: “Nu cred că am admirat aproape niciodată o carte mai mult decât Teologia naturală a lui Paley. Aproape că înainte aș fi putut să o spun pe de rost”. Toate acestea s-au schimbat curând: cartea sa “Originea speciilor” a fost în mare parte o încercare de a respinge analogia “ceasornicarului” lui Paley. Profesorul Williams clarifică faptul că

Darwin a încercat să extermine teologia naturală prin respingerea cărții cu același nume a lui William Paley, care argumenta de la un design aparent în natură la un Designer. Darwin a construit “On the Origin of Species” (Despre originea speciilor) pe baza structurii și conținutului lui Paley, dar i-a pus argumentul în cap. Biologii actuali urmăresc să completeze măcelul, numind religia o meme care ne infectează, o superstiție epifenomenală și o adaptare darwiniană – dar religia nu poate fi toate aceste lucruri fără contradicție.

Noile cercetări asupra ochilor de scoică

În afară de problemele notate mai sus care falsifică raționamentul lui Darwin, știm acum că așa-numiții ochi simpli nu sunt deloc simpli, ci, în unele privințe, sunt mai complecși decât așa-numitul cel mai înalt, cel mai evoluat tip de ochi. O recenzie a unui nou articol despre ochii de viezure a concluzionat că ochii lor “funcționează similar cu telescoapele, sunt chiar mai complecși decât știau oamenii de știință până acum”. Scoica este numele comun al uneia dintre numeroasele specii de scoici de apă sărată sau moluște bivalve marine, numite în mod obișnuit și scoici. Omul de știință a adăugat că scoicile “au până la 200 de ochi minusculi de-a lungul marginii mantalei care le căptușește cochiliile, deși oamenii de știință încă nu știu exact cum funcționează toate acestea împreună pentru a ajuta moluștele”. Un alt cercetător a adăugat: “Timp de peste o jumătate de secol, numeroșii ochi în oglindă ai modestei scoici ne-au uimit continuu cu excentricitățile lor vizuale. Cea mai recentă surpriză este oglinda însăși, care se dovedește a fi o minune optică extraordinară.”

Există doar trei soluții de proiectare pentru a focaliza lumina care intră în ochi pe retină. Cea mai comună este o lentilă, așa cum este cea folosită în ochii umani, iar o altă soluție foarte rară este o deschidere minusculă numită “lentilă” cu gaură de ac, în care deschiderea de mărimea unui ac îndoaie lumina, servind ca o lentilă rudimentară care funcționează la fel ca o cameră cu gaură de ac. Un exemplu sunt cefalopodele de mare adâncime din genul Nautilus. Cea de-a treia soluție, care utilizează oglinzi care funcționează ca un telescop reflectorizant, este utilizată la unii pești și crustacee de adâncime, precum și la scoica Pecten.

La scoici, “ai căror ochi remarcabili au fost o sursă continuă de surpriză timp de decenii, această oglindă este concavă și focalizează o imagine pe o retină suprapusă prin reflexie”, ca un telescop reflectorizant. Un nou studiu, publicat în Current Biology, a arătat că pupilele ochilor de viezure se dilată și se contractă ca răspuns la nivelul de lumină, la fel ca în cazul ochilor umani. Mai exact, pupilele lor “se contractă la ∼60% din zonele lor complet dilatate în câteva minute de la expunerea la lumină”. Biologul Todd Oakley, de la Universitatea din California, Santa Barbara, a recunoscut că este “surprinzător cât de multe aflăm despre cât de complecși și cât de funcționali sunt acești ochi de viezure”. Pe scurt, atunci când lumina intră în ochiul viezurei, ea trece mai întâi

prin pupila, o lentilă, două retină (distală și proximală) și apoi ajunge la o oglindă formată din cristale de guanină în partea din spate a ochiului. Oglinda curbată reflectă lumina pe suprafața interioară a retinei, unde sunt generate semnale neuronale care sunt trimise către un mic ganglion visceral, sau un grup de celule nervoase, a cărui principală sarcină este de a controla intestinul și mușchiul aductor al viezurei. Structura ochiului unui viezure este similară sistemelor optice găsite în telescoapele avansate.

Problema este că imaginile de pe retina proximală sunt nefocalizate, ceea ce la prima vedere pare a fi o proiectare foarte slabă. Un nou studiu a constatat că acest aranjament nu este un design prost, ci mai degrabă un design ingenios. Pupilele de viezure pot să se dilate și să se contracte, modificând dimensiunea deschiderii pupilei cu aproximativ 50 la sută. Ochii lor nu au iris, la fel ca ochii umani. În schimb, celulele corneei își schimbă forma de la subțire și plată la înaltă și lungă. Aceste contracții schimbă, de asemenea, curbura corneei, ceea ce indică faptul că ochiul viezurei își schimbă forma pentru a răspunde la lumină și a forma imagini mai clare pe retina proximală.

Reteaua este situată între lentilă și oglindă, suspendată la o distanță scurtă deasupra oglinzii. Retina este separată în două straturi, un strat distal care se află mai aproape de cristalin și un strat proximal, care se află mai aproape de oglindă, iar “În mod incredibil, porțiunile sensibile la lumină ale fotoreceptorilor din fiecare dintre aceste două straturi sunt de două tipuri fundamental diferite.” Warrant adaugă că celulele

din stratul distal se aseamănă cu cele întâlnite la vertebrate, fiind construite din cili și hiperpolarizându-se ca răspuns la lumină; cele din stratul proximal sunt în schimb construite din microvilli și se depolarizează ca răspuns la lumină, caracteristici tipice ale fotoreceptorilor nevertebratelor. Oglinda, care este foarte aproape emisferică, reflectă lumina înapoi spre retină, focalizând acolo o imagine inversată și miniată a lumii exterioare.

Așa, oglinda servește ca o lentilă într-un sistem care, altfel, seamănă cu cel al unei nevertebrate antice împrumutate de la o vertebrată modernă care, potrivit evoluționiștilor, nu era programată să evolueze decât într-un viitor îndepărtat. Oglinzile adaptive nu sunt singura minune a ochiului de viezure. Cercetătorii au stabilit, de asemenea, că ochii de viezure au de trei ori mai multe proteine sensibile la lumină, numite opsine, în celulele fotoreceptoare decât oamenii. Unele opsine pot fi exprimate în retina proximală, iar altele în retina distală. Lucrarea a concluzionat că

ceea ce rămâne de necontestat este faptul că, cu oglinda lor concavă, reglată spectral, formată din mici cristale de guanină și cu retina lor cu două straturi care conține atât fotoreceptori ciliari, cât și fotoreceptori rabdomerici, ochiul de viezure este una dintre cele mai extraordinare – și curioase – invenții optice ale naturii.

Articolul a detaliat apoi de ce sistemul vizual a fost proiectat în acest fel, producând un ochi la așa-numitele scoici primitive de joasă speță, despre care evoluționiștii susțin că au fost printre primele organisme care au evoluat pe Pământ, cu aproximativ 2,3+ miliarde de ani Darwin în urmă, dar care sunt la fel de complexe ca și cel al omului modern. (Pentru mai multe informații despre ochii scoicilor, vezi Evolution News 5 dec. 2017).

Mai multe probleme mari pentru evoluție

Opsinele din retină mediază conversia luminii în semnale electrochimice care sunt trimise la creier pentru procesare. Proteinele moleculare care traduc lumina în semnale electrice variază considerabil. Scoicile, moluște care trăiesc în interiorul a două cochilii în formă de cupă potrivite, conectate printr-o balama, folosesc mai multe tipuri de ochi, inclusiv ochi compuși, ochi cu mai multe unități vizuale, deși diferă de binecunoscuții ochi compuși folosiți de insecte. Toată această varietate aparent inutilă îi nedumerește pe evoluționiști. Ei nu o văd ca fiind necesară, ci ca pe un lux inutil pe care presupun că evoluția nu l-ar putea crea din mecanismele de supraviețuire a celui mai adaptat.

O altă întrebare, de fapt: “Marea întrebare evoluționistă … este: cum evoluează aceste proteine pentru a eșantiona lumina? Și apoi, cum se specifică pentru diferitele tipuri de medii de lumină în care pot apărea animalele?”. Evoluționiștii nu au nicio idee despre răspuns și recurg la cooptare, afirmația că opsinele sunt reprofilate de la o altă funcție în cadrul animalului pentru a fi folosite în ochi. O teorie este că evoluția a evoluat opsina ca răspuns la stresul indus de lumină. Deteriorarea ultravioletă provoacă modificări moleculare specifice împotriva cărora un organism trebuie să se protejeze, iar teoria cooptării speculează, a fost începutul evoluției ochilor!

Această afirmație este o pură poveste de fațadă, de multe ori o încercare disperată de a explica ceva care nu numai că nu poate fi explicat de evoluție, dar argumentează împotriva evoluției. Nu numai că diversitatea morfologiilor ochilor și a fotoreceptorilor de la un animal la altul îi nedumerește pe evoluționiști, dar și faptul că genele care controlează dezvoltarea ochilor sunt remarcabil de asemănătoare la toate formele de viață cu ochi. Exemplul clasic este gena Pax6, care este esențială atât pentru dezvoltarea ochiului de viezure, cât și pentru cea a ochiului de mamifer. Pe scurt, conform teoriei darwiniste, cincizeci de milioane de ani de evoluție nu a produs, în acest caz, practic nici o modificare a genei și a funcției sale, iar în alte cazuri a produs modele la care evoluția nu s-a gândit decât eoni mai târziu, după ce au evoluat scoicile.

Darwin, Charles. 1859. The Origin of Species By Means of Natural Selection or The Preservation of Favored Races in the Struggle For Life (Originea speciilor prin selecție naturală sau conservarea raselor favorizate în lupta pentru viață). London, UK: John Murray, p. 159.

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

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

Williams, 2005, p. 226.

Callier, Viviane. 2019. “What Scallops’ Many Eyes Can Teach Us About the Evolution of Vision” [Ce ne pot învăța numeroșii ochi ai scoicilor despre evoluția vederii]. Smithsonian Magazine.

Warrant, Eric. J. 2018. “Optica vizuală: Remarkable Image-Forming Mirrors in Scallop Eyes (Ochi de viezure)”. Current Biology, 28:R254-R277, 19 martie.

Land, M.F. 1965. Formarea imaginii de către un reflector concav în ochiul viezurei, Pecten maximus. Journal of Physiology, 179: 138-153.

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

Miller, Hayley V. Alexandra C.N. Kingston, Yakir L. Gagnon și Daniel I. Speiser. 2019. Ochii pe bază de oglindă ai scoicilor demonstrează un răspuns pupilar provocat de lumină. Current Biology, 29(9):R313-R314, mai 06.

Miller, et al. 1919.

Callier, 2019.

Callier, 2019.

Warrant, 2018, p. R262.

Warrant, 2018, p. R262.

Palmer, B.A., et al. 2017. Oglinda de formare a imaginii din ochiul viezurei. Science, 358: 1172-1175.

Warrant, 2018, p. R264.

Callier, 2019.

Dr. Jerry Bergman a predat biologie, genetică, chimie, biochimie, biochimie, antropologie, geologie și microbiologie la mai multe colegii și universități, inclusiv, timp de peste 40 de ani, la Bowling Green State University, Medical College of Ohio, unde a fost cercetător asociat în patologie experimentală, și la The University of Toledo. Este absolvent al Colegiului Medical din Ohio, al Wayne State University din Detroit, al University of Toledo și al Bowling Green State University. Are peste 1.300 de publicații în 12 limbi și 40 de cărți și monografii. Cărțile și manualele sale, care includ capitole al căror autor este, se află în peste 1.500 de biblioteci universitare din 27 de țări. Până în prezent, peste 80.000 de exemplare din cele 40 de cărți și monografii de care este autor sau coautor sunt tipărite. Pentru mai multe articole scrise de Dr. Bergman, consultați profilul său de autor.