EyE, A Divine Design or an Innovation of Nature.pdf - Abtn

Please enable JavaScript to view the full PDF

‫طرحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫این اثر‪ ،‬چیزهای اندکی است که آموختهام و خواستم با شما در میان بگذارم‪.‬‬ ‫با مِهر– بلوجَک‬ ‫‪@BlueJakk‬‬ ‫با توجه به عدم امکان انتشار در ایران و همچنین وجود مشکالت امنیتی‪ ،‬میتوانید برای‬ ‫حمایت از نویسنده‪ ،‬به شناسه یا کد ‪ QR‬زیر‪ ،‬ارز مجازی مونرو (‪ )XMR‬ارسال کنید‪.‬‬ ‫‪88UUWLVri3nH82Xq4vKSGg9b8AqXjhrAMRSu7dcn5azy3u4mLgNebkA‬‬ ‫‪dMT3mQagCQKX6gwAzeD4qPdmNiomSFMCGFF4rYEU‬‬ ‫چرا چنین اثری نوشته شد؟‬ ‫مدتها بود که قصد داشتم اثری درباره مشکالت اعضای بدن انسان بنویسم تا اینکه‬ ‫باالخره عزمم را جزم و نوشتن را شروع کردم‪ .‬با اینحال‪ ،‬بعد از شروع کار و نوشتن چندین‬ ‫صفحه‪ ،‬کمکم متوجه شدم که این سوراخ خرگوش‪ ،‬عمیقتر از این حرفهاست و اثری‬ ‫این چنین و با آن کیفیتی که مد نظرم است‪ ،‬احتماال هزار تا دوهزار صفحه متن خالص و‬ ‫یک تا دو سال کار شبانهروزی و پیوسته نیاز دارد که صرف چنین زمانی فعال برایم میسر‬ ‫نیست‪ .‬مخصوصا که چنین اثری نه در ایران و آنطور که مشخص است‪ ،‬نه در جای دیگری‬ ‫قابل چاپ است‪ .‬البته نیاز به این همه کار عجیب نیست‪ ،‬تجربه نشان داده وقتی پای‬ ‫طراحی الهی در میان باشد‪ ،‬حجم مشکالت هم ماورایی است‪ .‬با اینحال‪ ،‬حیفم آمد که‬ ‫آنچه نوشته بودم را رها کنم و تصمیم گرفتم حداقل همان یک فصل ناقص را تکمیل و‬ ‫آن را منتشر کنم‪ .‬به این امید که این نوشته مختصر و زبان ناتوانش در انتقال مفهوم که‬ ‫حدود ‪ ۴۰۰‬ساعت زمان برای خلق آن صرف شده‪ ،‬بتواند گوشهای از ذهنم را با خواننده‬ ‫به اشتراک بگذارد‪.‬‬ ‫صفحه‬ ‫عنوان‬ ‫‪ -۱‬مقدمه ‪6 ........................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲‬چشم چطور چشم شد؟‪7.........................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۴‬موقعیت چشم ‪۱9.......................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۵‬پلک ‪۲۰.........................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -6‬پلک سوم‪۲۲................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -7‬اشک‪۲3........................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۸‬مردمک ‪۲۴...................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -9‬گستره دید‪۲6 .............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۰‬نور قطبیده‪۲۸..........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۱‬کیفیت دید ‪3۰.........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۲‬دید در نور کم‪33....................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱3‬حساسیت سلولهای گیرنده نور ‪3۵...................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۴‬عملکرد سلولهای گیرنده نور ‪36 .......................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۵‬توزیع سلولهای گیرنده نور ‪3۸...........................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱6‬حساسیت جهتدار چشم ‪۴۰................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱7‬گستره دید رنگی‪۴۲...............................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱۸‬دید رنگی در نور کم‪۴۴.........................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۱9‬دید در زیر آب ‪۴۵...................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۰‬عوامل مزاحم دید ‪۴9.............................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۱‬شبکیه وارونه‪۵۰......................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۲‬نقطه کور ‪۵۲.............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲3‬سرعت تطبیق ‪۵۴....................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۴‬خستگی چشم ‪۵۵...................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۵‬دوربینی و نزدیکبینی‪۵6 .....................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲6‬چشم کامل ‪۵۸.........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲7‬نتیجهگیری‪6۰ .........................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲۸‬منابع ‪63 ....................................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -۲9‬ضمائم ‪6۵ ..................................................................................................................................................................‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫‪ -۱‬مقدمه‬ ‫باورمندان به طراحی هوشمند‪ ،۱‬تالش زیادی کردهاند تا اجزای مختلف بدن انسان را‬ ‫همانند خودش‪ ،‬یک طراحی هدفمند و دارای طرحی از پیش تعیین شده‪ ،‬نشان دهند‪.‬‬ ‫طرحی که توسط یک قادر مطلق به انجام رسیده و اصطالحا مو الی درز هیچکدام از‬ ‫قسمتهایش نمیرود‪ .‬قادری مطلق که آخرین طرح او‪ ،‬یعنی انسان‪ ،‬در مقایسه با سایر‬ ‫موجودات‪ ،‬در بهترین و کاملترین شکل ممکن خلق شده است‪ .‬خلقتی آنقدر بینظیر و‬ ‫کامل که به قول مسلمانان‪ ،‬این طراح پس از انجام آن‪ ،‬به خودش آفرین گفته است‪.‬‬ ‫آیا به واقع چنین است؟ آیا بدن انسان و به صورت مشخص چشمها‪ ،‬به عنوان‬ ‫دستساختههای قادری مطلق‪ ،‬کاملترین یا حداقل بهترین طرحهای ممکن در طبیعت‬ ‫هستند؟ آیا چشم انسان عاری از محدودیتهای رایج در چشم سایر حیوانات است؟ آیا‬ ‫چشم انسان تافتهای جدا بافته از چشم حیوانات دیگر است؟ آیا چشم انسان برخالف‬ ‫چشم یک شامپانزه که نزدیکترین موجود به اوست‪ ،‬میتواند امواج ماورای بنفش را ببیند‪،‬‬ ‫رنگها را در تاریکی تشخیص دهد و یا دید خوبی در زیر آب داشته باشد؟ برای یافتن‬ ‫پاسخ این سوالها‪ ،‬بایستی قدری تامل کنید و این متن را تا انتها دنبال کنید‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱‬برخی از اجزای سازنده چشم‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Intelligent Design‬‬ ‫‪6‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫برای رسیدن به پاسخ درست‪ ،‬کافی است کمی از شدت احساساتمان بکاهیم و برای یکبار‬ ‫هم که شده به پاسخ همیشگی خودمان در برابر نادانستههایمان یعنی «خدا» رجوع نکنیم‪.‬‬ ‫گارد همیشگی خودمان در برابر حقایق تلخ را پائین بیاوریم و نگاهی دقیق و مستند به‬ ‫طبیعت یا به عبارتی به خودمان بیاندازیم‪ ،‬تا بینیم در دنیای خارج از ذهنمان واقعا چه‬ ‫خبر است‪.‬‬ ‫نگاهی که به ما نشان میدهد نه تنها ساختار چشم انسان‪ ،‬طرحی کامل یا حداقل بهترین‬ ‫طرح ممکن نیست بلکه به خاطر وجود محدودیتهای متعدد در زمینههای مختلف‪ ،‬بعید‬ ‫به نظر میرسد که حتی کار یک طراح‪ ،‬به هوشمندی انسان باشد‪ ،‬چه برسد به طراحی‬ ‫غیرمادی و مجهز به قدرتی نامحدود‪.‬‬ ‫در ادامه‪ ،‬این طرح به اصطالح الهی را با کمک یک قیچی مجهز به دو تیغه منطق و شواه ِد‬ ‫مستند‪ ،‬تکهتکه کرده و ضعفها و محدودیتهای موجود در آن را در حد توان یک به یک‬ ‫برمیشماریم‪ .‬محدودیتهایی که نشان میدهند چشم انسان یک چشم کامل یا حتی‬ ‫بهترین چشم ممکن نیست و مانند چشم هر موجود دیگری‪ ،‬تنها یک محصول گریزناپذیر‬ ‫طبیعی بوده است‪ .‬چشمی که همانند چشم سایر موجودات‪ ،‬متناسب با محیطی که در‬ ‫آن توسعه یافته‪ ،‬به برخی از قابلیتها مجهز و از برخی دیگر بازمانده است‪.‬‬ ‫‪ -۲‬چشم چطور چشم شد؟‬ ‫بیایید پیش از پرداختن به چشم و مشکالت و محدودیتهایش‪ ،‬به یک سفر غیرمنتظره‬ ‫برویم‪ .‬سفری که برای انجام آن‪ ،‬تنها دانستن مستندات علمی کافی نیست و بایستی کمی‬ ‫از قوه خیال پردازی و تصویرسازی خودمان نیز استفاده کنیم‪ .‬برای این منظور بایستی به‬ ‫حدود ‪ ۴/۵‬میلیارد سال قبل برویم‪ .‬چه میبینیم؟ خورشیدی که درخشش آن حدود ‪۸۰‬‬ ‫درصد درخشش خورشید امروز است‪ .‬زمینی داغ که بر روی آن اثری از موجود زنده دیده‬ ‫نمیشود و پوستهای نازک که به تازگی در اطراف آن شکل گرفته است‪ .‬فورانهای‬ ‫آتشفشانی مکرر‪ ،‬برخوردهای متعدد شهاب سنگی و جوّی مملو از گازهای هیدروژن‬ ‫سولفید‪ ،‬متان و کربن دیاکسیدی که بیش از ‪ ۲۰۰‬برابر کربن دیاکسید موجود در جو‬ ‫‪7‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫امروز زمین است‪ .‬جهنمی این چنین که فاقد حیات است‪ ،‬توسط زمینشناسان‪ ،‬به زیبایی‪،‬‬ ‫دوران هادئن‪ ۱‬نامیده شده است‪ .‬نامی که برگرفته از نام هادس‪ ،‬خدای جهان زیرین یا‬ ‫همان دنیای مردگان یونان باستان است‪.‬‬ ‫انگار کمی زیاد به عقب رفتیم‪ .‬بهتر است چندصد سالی به جلوتر برویم تا اوضاع کمی‬ ‫آرامتر شود‪ .‬حال که به جایی در حوالی ‪ 3/7‬میلیارد سال رسیدهایم‪ ،‬زمینی را میبینیم‬ ‫که دیگر نه آن جوش و خروش اولیه را دارد و نه خبری از بمباران شدید شهاب سنگی‬ ‫است‪ .‬اوضاع آرامتر شده و حضور آب بر روی آن قابل مشاهده است‪.‬‬ ‫در این برهه از تاریخ زمین‪ ،‬شاهد حضور جانداران تکسلولی پروکاریوت هستیم‪ .‬جاندارانی‬ ‫متشکل از سلولهای ساده و فاقد هسته که مطابق برخی از شواهد‪ ،‬قدمت آنها حتی‬ ‫ممکن است به حدود ‪ ۴/۲‬میلیارد سال قبل هم برسد‪ .‬یکی از جانداران بسیار معروف این‬ ‫خانواده‪ ،‬همان سیانوباکتریهای شناخته شده هستند که بعضا از آنها با عنوان جلبک‬ ‫هم یاد میشود‪ .‬سیانوباکتریهای تکسلولی قادر به فتوسنتز میباشند و در نتیجه‪ ،‬در‬ ‫مقابل تابش نور از خود واکنش نشان میدهند‪ .‬آنها چنین کاری را با کمک مولکولی به‬ ‫نام کلروفیل انجام میدهند‪ .‬مولکولی که احتماال اولین یا یکی از اولین گامهای طبیعت‬ ‫در راه تشخیص نور بوده است‪ ۲.‬سیانوباکتریها با کمک کلروفیل میتوانند نور را جذب‬ ‫کنند و انرژی حاصل را به شکل کربوهیدرات ذخیره کنند‪ .‬وجود سلولهای فتوسنتز‬ ‫کننده به این معنی است که تقریبا از حوالی این دوران به بعد‪ ،‬استفاده از نور به عنوان‬ ‫منبعی برای تامین انرژی‪ ،‬حداقل با یک شکل از حیات گره میخورد‪.‬‬ ‫عضو دیگر خانواده پروکاریوتها که قدمت آنها نیز به همان آن دوران باز میگردد‪،‬‬ ‫موجوداتی تکسلولی و باکتریمانند هستند که امروزه آنها را باستانیان مینامیم‪ .‬یک‬ ‫احتمال این است که این موجودات تکسلولی که فاقد توانایی دریافت نور بودند‪ ،‬با‬ ‫عموزادگان خود‪ ،‬یعنی سیانوباکتریهای فتوسنتزکننده‪ ،‬ترکیب شوند‪ .‬نتیجه چنین‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Hadean‬‬ ‫‪ ۲‬گزینههای مطرح‪ ،‬دیگر عبارتاند از ترکیبات پروتئینی باکتریورودوسپین (‪ ،)Bacteriorhodopsin‬پروتئورودوسپین‬ ‫(‪ ،)Proteorhodopsin‬آنزیمی مانند آنزیم فوتولیتاز (‪ )Photolyase‬و مشتقات آن یعنی کریپتوکرومها‬ ‫‪۸‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫اتحادی میتوانسته موجب شکلگیری ساختارهایی مانند کُلروپالست شود و در ادامه نیز‪،‬‬ ‫راه را برای ایجاد سلولهای هستهدار‪ ،‬سازمانیافتهتر و پیچیدهتری موسوم به سلولهای‬ ‫یوکاریوتی‪ ۱‬در حدود ‪ ۲‬میلیارد سال بعد باز کند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲‬تصویری از استیگونماتاسه‪ ۲‬یکی از اعضای خانواده سیانوباکتریها‬ ‫کُلروپالست اندامکی است که شکلگیری آن به معنی شروع تولید اکسیژن به عنوان یک‬ ‫ماده پسماند و حاصل از فتوسنتز بوده است‪ .‬تولید این اکسیژن در چند صدمیلیون سال‬ ‫بعدی‪ ،‬بزرگترین حامی شکلگیری سلولهای یوکاریوتی (هستهدار و سازمانیافته) و در‬ ‫ادامه‪ ،‬شکلگیری موجودات پرسلولی میشود‪ .‬اگرچه حیات در این مرحله از توسعه‬ ‫خودش‪ ،‬هنوز با مفهومی به نام دیدن آشنا نیست اما کمی تحمل کنید‪ ،‬این تازه ابتدای‬ ‫راه است‪.‬‬ ‫بایستی حدود ‪ ۲‬میلیارد سال به جلو برویم تا پیدایش تدریجی اولین یوکاریوتها را‬ ‫مالحظه کنیم‪ .‬موجوداتی که در ابتدا صرفا تکسلولی بودند و معموال با نام آغازیان شناخته‬ ‫میشوند‪ .‬نشانههای حضور این موجودات را میتوان از حدود ‪ ۱/۵-۲‬میلیارد سال پیش‬ ‫مشاهده کرد‪ .‬یکی از سادهترین جانداران یوکاریوتی که میتوان نشانههای اولیه از دریافت‬ ‫نور را در آن مالحظه کرد‪ ،‬یک جلبک تکسلولی آب شیرین از سرده اوگلنا است‪ .‬جانداری‬ ‫‪ ۱‬یوکاریوتها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد‪ :‬یوکاریوتهای تکسلولی (آغازیان) و یوکاریوتهای چندسلولی (جانوران)‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Stigonemataceae‬‬ ‫‪9‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫با نام اوگلنا گراسیلیس‪ ۱‬که در انتهای خود‪ ،‬دارای محلی موسوم به نقطه چشمی‪ ۲‬است‪.‬‬ ‫محلی که اگرچه نمیتوان آن را یک چشم واقعی محسوب کرد اما یافتهها حاکی از آن‬ ‫‪3‬‬ ‫است که در این بخش از بدن اوگلنای تکسلولی‪ ،‬ترکیبات مشتق شده از رودوسپین‬ ‫‪۴‬‬ ‫دیده میشود‪ .‬رودوپسین ترکیبی است که خود عضو خانوادهای از ترکیبات به نام اُپسین‬ ‫است‪ .‬اُپسینها هم همان ترکیباتی هستند که امروزه در شبکیه چشم جانداران پرسلولی‬ ‫نقشی اساسی در تشخیص نور و دیدن بازی میکنند‪ .‬این نقطه چشمی به صورت کامال‬ ‫هماهنگی با تاژک اوگلنا عمل میکند و سبب میشود که جاندار پس از تشخیص جهت‬ ‫نور‪ ،‬بتواند به سمت آن حرکت کند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۳‬تصویری از یک اوگلنا گراسیلیس‪ ،‬یک جلبک تکسلولی آب شیرین‬ ‫شواهد میگوید که با گذشت زمان‪ ،‬به صورت کلی بر میزان تخصصیتر شدن حیات نیز‬ ‫افزوده میشود‪ .‬سلولهای منفردی که اجداد جانداران پرسلولی امروزی به حساب میآیند‪،‬‬ ‫حداقل از حدود ‪ ۱/۵‬میلیارد سال پیش‪ ،‬توانایی واکنش در مقابل نور و حتی حرکت به‬ ‫سمت را داشتهاند‪ .‬با اینحال‪ ،‬از حدود ‪ ۱‬تا ‪ ۱/۲‬میلیارد پیش‪ ،‬حیات روی زمین گامی‬ ‫دیگر به سمت جلو برمیدارد و کمکم جاندارانی پرسلولی مانند شانهداران و اسفنجها ظاهر‬ ‫میشوند‪ .‬جاندارانی که اگرچه هنوز چشم ندارند اما حاوی ژنهای اولیهای بودهاند که‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Euglena Gracilis‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Eyespot‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪Rhodopsin‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪Opsin‬‬ ‫‪۱۰‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫نیای ژنهایی هستند که ما امروزه آنها را با نام پَکس‪ ۱‬میشناسیم‪ .‬مجموعهای از ژنهایی‬ ‫که نقشی مهم در توسعه سر‪ ،‬بینی و البته چشم به عهده دارند‪ .‬از این خانواده‪ ،‬ژن پَکس‬ ‫‪ ،6‬نقشی اساسی در توسعه چشم در میان جانداران چندسلولی دارد‪.‬‬ ‫با ظهور جانداران پرسلولی و سازمانیافتهتر‪ ،‬شاهد پیچیدهتر شدن سیستم تشخیص نور‬ ‫جانداران نیز هستیم‪ .‬در میان موجودات پرسلولی اما ساده امروزی‪ ،‬زالو یک مثال خوب‬ ‫از توانایی یک موجود در تشخیص بین روز و شب (بود و نبود نور) است‪ .‬توانایی مشابهی‬ ‫میتوانسته در جانداران بسیار قدیمیتر‪ ،‬مانند موجودات عضو سرده هیدرا نیز رخ داده‬ ‫باشد (شکل ‪ .)۴‬سیستم تشخیص نور جانداران عضو سرده هیدرا که نسبت خانوادگی با‬ ‫عروسهای دریایی دارند‪ ،‬متشکل از مجموعهای از سلولهای حساس به نور است که در‬ ‫شاخکهای این جانداران قرار دارند‪ .‬هیدراها مغز ندارند و سیستم تشخیص نور آنها‬ ‫حاوی چیزی به نام کُره چشم نیست‪ .‬با اینحال‪ ،‬سوال اینجاست که هیدراها چرا اصال‬ ‫به تشخیص نور احتیاج دارند؟ این جاندار با کمک شاخکهای خود اقدام به شکار طعمه‬ ‫میکند و بررسیها نشان میدهد‪ ،‬زمانی که یک هیدرا در نور کم و تاریکی قرار بگیرد‪ ،‬به‬ ‫تعداد دفعات بیشتری شاخکهای خود را برای پیدا کردن طعمه به اطراف پرت میکند‪،‬‬ ‫چرا که امکان یافتن شکار در این شرایط باالتر است‪ .‬زمانی هم که با نور تماس پیدا کند‬ ‫خودش را جمع میکند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۴‬یک هیدرای آب شیرین‬ ‫‪1‬‬ ‫‪PAX‬‬ ‫‪۱۱‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫تشخیص میزان نور برای این جاندار اگرچه به صورت ناآگاهانه است اما به صورت مستقیم‬ ‫به بقایش مربوط است و او در مسیر فرگشت خود‪ ،‬مجبور بوده که به چنین قابلیتی مجهز‬ ‫شود‪ .‬سیستم تشخیص نور در هیدراها بر دو ستون اصلی استوار است‪ .‬ستون اول آن‪،‬‬ ‫نوعی پروتئین به نام اُپسین است که وقتی نور به آن برسد تغییر شکل میدهد‪ .‬مورد دوم‬ ‫کانالهای یونی‪ ۱‬هستند که در مقابل چنین تغییری واکنش نشان داده و سیگنال‬ ‫الکتریکی متناسب تولید میکنند‪ .‬یافتهها حاکی از آن است که این سیستم اُپسین‪/‬کانال‬ ‫یونی که در هیدراها مشاهده میشود از سیستم تشخیص نور یک نیای مشترک حاصل‬ ‫شده است که خود منشا سیستم بینایی یافت شده در تمامی جانوران است‪.‬‬ ‫در حدود ‪ 3/۵‬میلیارد سال پیش‪ ،‬سلولهای ساده پروکاریوتی مانند سیانوباکتریها فقط‬ ‫به نور حساس بودند‪ ،‬چرا که به عنوان منبع انرژی‪ ،‬نور دریافتی مستقیما به بقای آنها‬ ‫مربوط بوده است‪ .‬با اینحال‪ ،‬توسعه حیات در همینجا درجا نزد و تشکیل سلولهای‬ ‫یوکاریوتی در حدود ‪ ۱/۵‬میلیارد سال پیش‪ ،‬که در مقایسه با سلولهای پروکاریوتی‬ ‫سازمانیافتهتر بودند‪ ،‬راه را برای تشخیص پیچیدهتر نور باز کرد‪ .‬در همین راستا‪ ،‬کمکم‬ ‫با تجمع مجموعهای از سلولهای حساس به نور برای متمرکز کردن و تشخیص بهتر نور‪،‬‬ ‫امکان تشخیص جهت نور ورودی نیز فراهم شد‪ .‬موضوعی که در یک عروس دریایی و‬ ‫کرمهای پهن دیده میشود‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۵‬چشم ساده یک پالناریا (کرمی پهن و دارای مغز) فقط ورود نور از جهتهای مشخصی را‬ ‫تشخیص میدهد‪ .‬حلقه قهوهای رنگ‪ ،‬متشکل از مجموعهای از سلولهای رنگدانهای است‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Ion Channels‬‬ ‫‪۱۲‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫یکی از گامهای بعدی در راستای بهبود دریافت نور در میان جانداران یوکاریوتی‪ ،‬ایجاد‬ ‫یک فرورفتگی در سطح سلولهای حساس به نور است‪ .‬چرا فرورفتگی؟ چنین انحنایی‬ ‫موجب میشود که تشخیص جهت نور ورودی‪ ،‬آسانتر شود‪ .‬هرچه عمق چنین انحنایی‬ ‫بیشتر شود‪ ،‬بر میزان تمایز و تشخیص میان تفاوت پرتوهای نور ورودی نیز افزوده‬ ‫میشود‪ .‬فراهم شدن امکان تشخیص تفاوت زاویه و جهت پرتوهای ورودی‪ ،‬به معنای‬ ‫فراهم شدن تدریجی امکان تشخیص حرکت با کمک دیدن است‪ .‬چشمی اینچنین‪،‬‬ ‫اصطالحا چشم کاسهای‪ ۱‬خوانده میشود و پیشنهاد شده که برای تبدیل شدن یک‬ ‫مجموعه سلول حساس به نور به یک چشم کاسهای‪ ،‬در حدود ‪ 3۵‬هزار نسل تغییر الزم‬ ‫است‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۶‬چشم کاسهای و فاقد لنز یک کِرم شنی‬ ‫پس از شکلگیری تدریجی چنین انحنایی در ساختار سلولهای حساس به نور‪ ،‬تغییر‬ ‫اندازه دهانه (همان جایی که امروز آن را با نام مردمک میشناسیم) میتوانسته منجر به‬ ‫بهبود کیفیت دید و تمایز بهتر دید شود‪ .‬چشمهایی مبتنی بر چنین سیستمی که فاقد‬ ‫قرنیه یا عدسی هستند و اصطالحا چشم حفرهای‪ ۲‬نامیده میشوند را میتوان در جاندارانی‬ ‫مانند ملوانک مالحظه کرد‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Eye Cup‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Pinhole Eye‬‬ ‫‪۱3‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۷‬چشم حفرهای یک ملوانک‬ ‫یک گام بسیار مهم دیگر در راستای رسیدن به چشمی امروزی‪ ،‬تشکیل عدسی بوده است‪.‬‬ ‫عضوی که میتوانسته احتماال حاصل از تغییر و تحول در سلولهای پوستی و سطحی‬ ‫محافظ باشد و در نتیجه آن بینایی یک موجود تا حد قابل قبولی بهبود مییافته است‪.‬‬ ‫شکلهای اولیه از چنین چشمی (دارای قرنیه نازک و عدسی مشخص) که خود مبنایی‬ ‫برای شکلگیری چشمهای متداول در میان مهرهداران امروزی است را میتوان در یک‬ ‫مکندهماهی مالحظه کرد (شکل ‪ .)۸‬پیشنهاد شده که تبدیل شدن یک چشم نقطهای به‬ ‫یک چشم دوربینمانند و دارای عدسی‪ ،‬چیزی در حدود ‪ 36۵‬هزار نسل‪ ،‬تغییر و تحول‬ ‫الزم دارد‪ .‬موضوعی که انجام آن در حدود نیم میلیون سال زمان میبرد‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۸‬نمایی جانبی از بافت چشم یک مکنده ماهی (قرنیه نازک و عدسی مشخص)‬ ‫‪۱۴‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫مطابق یافتهها‪ ،‬چنین تحوالتی در نهایت منجر به شکلگیری اولین چشم کامل و مشابه‬ ‫با یک چشم امروزی در حدود ‪ ۵۴۰‬میلیون سال پیش شده است‪ .‬این یافتهها حاکی از‬ ‫این است که موجوداتی منقرض شده به نام تریلوبیت (مودجودی عضو خانواده‬ ‫بندپاتبارها)‪ ،‬در حدود ‪ ۵۴۰‬میلیون سال پیش به چشمانی مرکب‪ ،‬مانند آنچه در حشرات‬ ‫امروزی یافت میشود‪ ،‬مجهز شدهاند‪ .‬چشمانی که دارای قرنیه‪ ،‬عدسی‪ ،‬شبکیه‪ ،‬مردمک‬ ‫و عصب بینایی بودند‪ .‬این یعنی حیات روی زمین که احتماال از حدود ‪ ۴/۲‬میلیارد سال‬ ‫قبل آغاز شده و تنها ‪ ۵۴۰‬میلیون سال است که به چیزی به اسم چشم مجهز شده است‪،‬‬ ‫حداقل در ‪ ۸۵‬درصد عمر خودش نابینا بوده و جایی را نمیدیده است!‬ ‫شکل ‪ :۹‬یک چشم پیچیده امروزی میتوانسته در حدود ‪ 6۰۰‬میلیون سال پیش تنها متشکل از‬ ‫یک سری سلول ساده حساس به نور باشد‪ ،‬مانند آنچه در جانداران سرده هیدرا‪ ۱‬دیده میشود‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Hydra‬‬ ‫‪۱۵‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۱۰‬حضور چشمهای مرکب در یک فسیل یافت شده از تریلوبیتی با قدمت ‪ ۴۲9‬میلیون سال‬ ‫شاید روزی فسیلهای کهنتری هم بیابیم اما بیایید کمی به زمان کشف کهنترین فسیل‬ ‫مربوط به چشم کامل دقت کنیم‪ ،‬چرا که در این دوره از تاریخ زمین‪ ،‬اتفاقات بسیار مهمی‬ ‫رخ داده است‪ .‬پیدایش یک چشم کامل در ‪ ۵۴۰‬میلیون سال پیش‪ ،‬دست بر قضا‪ ،‬مصادف‬ ‫با آغاز دورانی موسوم به کامبرین بوده است‪ .‬دورانی که به قدری بر میزان تنوع موجودات‬ ‫افزوده شده است که گاهی از آن با اصطالح انفجار کامبرین یاد میشود‪ .‬دوره کامبرین‬ ‫نقطه عطف بسیار مهمی در توسعه موجودات زنده روی زمین به حساب میآید‪ .‬در ابتدای‬ ‫این دوره‪ ،‬عالوه بر یافت شدن اولین چشم کامل‪ ،‬شاهد حضور موجوداتی به نام‬ ‫دهاندوّمیان‪ ۱‬هستیم‪ .‬ما انسانها نیز یکی از زیرمجموعههای همین دهاندوّمیان محسوب‬ ‫میشویم‪ .‬در ادامه این روند و تنها طی ‪ ۵‬میلیون سال‪ ،‬شاهد حضور اولین موجودات‬ ‫طنابدار در میان خانواده دهاندوّمیان هستیم‪ .‬تنها ‪ 6۰‬میلیون سال زمان الزم بوده است‬ ‫تا اولین موجودات مهرهدار که خود عضوی از خانواده طنابداران هستند‪ ،‬پا به عرصه‬ ‫بگذارند‪.‬‬ ‫پیدایش و تنوع گسترده موجودات زنده در طول دوره کامبرین که تا حدود ‪ ۵۵‬میلیون‬ ‫سال پیش طول کشیده‪ ،‬ادامه داشته است‪ .‬بهطوری که پیدایش چهاراندامان (‪ 39۴‬میلیون‬ ‫‪ ۱‬موجوداتی که در فرایند شکلگیریشان ابتدا منفذ مربوط به مقعد و سپس منفذ مربوط به دهان شکل میگیرد‪.‬‬ ‫‪۱6‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫سال پیش)‪ ،‬شکلگیری جنگلها (‪ 3۸۵‬میلیون سال پیش)‪ ،‬ظهور مهرهداران زمینی (‪3۵۰‬‬ ‫میلیون سال پیش) در این دوره رخ داده است‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۱‬تیکتالیک با قدمتی در حدود ‪ 37۵‬میلیون سال‪ ،‬یکی از جانوران چهار اندامه مهرهدار که‬ ‫حدواسطی بین موجودات آبزی و خشکیزی به حساب میآید‪.‬‬ ‫پیش از وقوع انقالب مولکولی‪ ،۱‬تصور رایج در میان زیستشناسان بر این بود که چشمهای‬ ‫مختلفی که امروزه در میان جانوران مختلف دیده میشود یک مبنای واحد نداشته و برای‬ ‫رسیدن به آنها‪ ،‬حدقل باید ‪ ۴۰‬بار به صورت مستقل‪ ،‬چنین اندامی در طول فرگشت‬ ‫تولید شده باشد‪ .‬با اینحال‪ ،‬در سال ‪ ،۱99۴‬مشخص شد ژنی که به توسعه چشم در‬ ‫مگس سرکه (بیمهره) مربوط است‪ ،‬ساختار مشابهی با ژن کوچکی چشم در موش‬ ‫(مهرهدار) و همچنین ژن مربوط به فقدان عنبیه در چشم انسان (مهرهدار) دارد‪ .‬یافتههایی‬ ‫این چنین بود که موجب شد‪ ،‬دید ما درباره رابطه میان مهرهداران و دیگر موجودات عضو‬ ‫خانوادههای دورتر تغییر کند‪ .‬ما کمکم به این مهم دست یافتیم که قوانین حاکم بر فعل‬ ‫و انفعالتی مانند تشکیل اعضا در میان جانداران مختلف‪ ،‬ریشه در یک الگوی ژنتیکی‬ ‫مشترک دارد‪ .‬یکی از نتایج چنین فهمی این بود که متوجه شویم حتی در صورت در‬ ‫دسترس نبودن فسیلهای مناسب‪ ،‬میتوانیم رابطه میان جانداران مختلف در طول‬ ‫فرگشت را از طریق زیستشناسی مولکولی دنبال کنیم‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Molecular Revolution‬‬ ‫‪۱7‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۱۲‬برخی از انواع چشم در میان موجودات مختلف‬ ‫بعد از مقدمهای کمی طوالنی و شاید خستهکننده در مورد فرگشت چشم‪ ،‬وقت آن رسیده‬ ‫که کمکم به اصل ماجرا بپردازیم‪ .‬مشکالت و محدودیتهای چشم انسان را میتوان به‬ ‫صورت کلی حداقل از دو جنبه مورد ارزیابی قرار دارد‪ .‬جنبه اول‪ ،‬شامل مشکالتی است‬ ‫که در چشم انسان وجود دارد اما اثری از آنها در چشم موجودات دیگر دیده نمیشود‪.‬‬ ‫به این معنی که اگرچه چشم انسان دارای این محدودیتها و مشکالت است اما مثالهایی‬ ‫میتوان در طبیعت یافت که عاری از این مشکالت هستند‪ .‬جنبه دوم‪ ،‬به صورت کلی به‬ ‫محدودیتها‪ ،‬نقصها و ناتواناییهای ساختاری چشم میپردازد که در چشم انسان و حتی‬ ‫سایر موجودات وجود دارند اما میتوانستند با کمی اصالح و تغییر مرتفع شوند‪ .‬مشکالتی‬ ‫که در هیچ یک از جانداران شناخته شده‪ ،‬راه حلی برای آن ارائه نشده است‪ .‬در این اثر‬ ‫سعی میشود به مشکالت قرار گرفته در هر دو دسته پرداخته شود‪.‬‬ ‫‪۱۸‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫‪ -۴‬موقعیت چشم‬ ‫در مسیر بررسی چشمها‪ ،‬اولین چیزی که توجه ما را به خودش جلب میکند‪ ،‬محل‬ ‫قرارگیری آنها است‪ .‬انسانها مانند سایر مهرهداران‪ ،‬دارای دو چشم هستند‪ ،‬با اینحال‪،‬‬ ‫یک انسان برخالف یک جانور مهرهدار مانند اسب که چشمانش در دو سوی جمجمه قرار‬ ‫دارد‪ ،‬هر دو چشمش در جلوی جمجمه و در کنار هم قرار گرفتهاند‪ .‬چنین تفاوتی سبب‬ ‫میشود که یک اسب بدون چرخاندن سرش‪ ،‬امکان دیدن دو طرف را داشته باشد اما یک‬ ‫انسان در چنین چیزی ناموفق باشد (شکل ‪.)۱3‬‬ ‫شکل ‪ :۱۳‬مقایسه میدان دید برخی از حیوانات با انسان‬ ‫اگرچه انسانها مانند سایر نخستیسانها‪ ،‬وسیعترین دید دوچشمی را در میان تمامی‬ ‫موجودات دارند‪ ،‬با اینحال‪ ،‬به خاطر موقعیت رو به جلوی چشمها‪ ،‬در دید پیرامونی خیلی‬ ‫موفق نیستند‪ .‬همانطور که در شکل ‪ ۱3‬دیده میشود‪ ،‬میدان دید (تکچشمی و‬ ‫دوچشمی) یک انسان حدود ‪ ۲۱۰‬درجه است‪ .‬میدان دیدی که در مقابل میدان دید ‪3۰۰‬‬ ‫درجهای یک کبوتر که عمال میتواند پشت سر خود را ببیند‪ ،‬یک میدان دید محدود‬ ‫محسوب میشود‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۴‬مقایسه وسعت دید دوچشمی و جهتگیری چشمها نسبت به سر در جانوران مختلف‬ ‫‪۱9‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫در تکمیل بحث موقعیت و جهتگیری چشم‪ ،‬میتوان به عنوان یک نمونه بسیار خوب در‬ ‫طبیعت‪ ،‬به آفتابپرست اشاره کرد‪ .‬موجودی که برخالف یک انسان‪ ،‬هم میتواند هم به‬ ‫صورت دوچشمی و هم تکچشمی ببیند‪ ،‬چشمانش را مستقل از یکدیگر به جهات‬ ‫مختلف بچرخاند و همچنین میدان دیدی تقریبا کامل و ‪ 36۰‬درجهای داشته باشد‪ .‬این‬ ‫یعنی آفتابپرست برخالف یک انسان یا یک جغد که چشمانشان در جلوی سر قرار دارد‪،‬‬ ‫الزم نیست برای دیدن پشت سرش‪ ،‬لزوما سرش را بچرخاند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۵‬یک آفتابپرست در حال دیدن پشت سرش‬ ‫‪ -۵‬پلک‬ ‫چرا چشم ما همانند چشم بسیاری از پستانداران به چیزی مانند پلک مجهز شده است؟‬ ‫کارکردهای زیادی میتوان برای پلک بیان کرد که از جمله آنها جلوگیری از تبخیر‬ ‫رطوبت قرنیه‪ ،‬تمیز کردن سطح چشم از گرد و غبار و سایر ذرات نشسته بر سطح چشم‪،‬‬ ‫پخش همگن و یکنواخت رطوبت بر روی سطح چشم و سرراستتر از همه‪ ،‬مسدود کردن‬ ‫مسیر بینایی و فراهم آوردن امکان ندیدن است‪ .‬تا اینجا‪ ،‬همه چیز به نظر خوب و‬ ‫کاربردی به نظر میرسد اما مشکل دقیقا همینجاست‪ ،‬چرا که داشتن کارکرد مشخص‪،‬‬ ‫لزوما به معنی بیعیب بودن و نداشتن محدودیت نیست‪.‬‬ ‫ما در هر دقیقه‪ ،‬بین ‪ ۲۰‬تا ‪ 3۰‬مرتبه نیاز به پلک زدن داریم‪ ،‬با اینحال‪ ،‬تا وقتی توجه‬ ‫نکنیم‪ ،‬حتی متوجه آن هم نمیشویم‪ .‬عملی که چشم یک انسان را رسما همانند شیشه‬ ‫جلوی یک ماشین در هوای بارانی میکند که به صورت مداوم نیاز دارد تا برفپاکنها‬ ‫سطح آن را تمیز کنند‪ .‬در هر بار پلک زدن‪ ،‬تنها به مدت ‪ ۱۰۰-۴۰۰‬میلیثانیه دید ما‬ ‫مسدود شود‪ ،‬با اینحال‪ ،‬در زمان انجام کارهای بسیار دقیق‪ ،‬ما نیاز داریم که حتی جلوی‬ ‫‪۲۰‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫همین پلکزدنهای بسیار سریع را هم بگیریم‪ .‬در ادامه چنین حالتی هم کافی است کمی‬ ‫در این شرایط بمانیم تا احساس ناخوشایند جلوگیری از پلک زدن شروع شود‪ .‬از طرفی‬ ‫دیگر‪ ،‬بینایی یکی از مهمترین ابزارهای ما برای دریافت اطالعات از محیط پیرامون است‬ ‫و هرگونه اختاللی در آن‪ ،‬حداقل در زمان بیداری‪ ،‬یک محدودیت است‪ .‬عالوهبر محدود‬ ‫کردن بینایی هرچند برای زمانهایی بسیار اندک‪ ،‬پلک زدن که بایستی بهصورت مداوم‬ ‫انجام شود‪ ،‬نیاز به صرف انرژی پیوسته دارد که این نیز خود روی دیگر ماجراست‪.‬‬ ‫اغلب ماهیها فاقد پلک هستند‪ ۱‬با اینحال‪ ،‬زمانی که اولین مهرهداران چهاراندام یا اولین‬ ‫دوزیستها از آب خارج شدند‪ ،‬نیاز داشتهاند که رطوبت چشمی که برای دید زیر آب‬ ‫فرگشت یافته بوده است را حفظ کنند‪ .‬شکلگیری غدد اشکی و همچنین پلک‪ ،‬میتوانسته‬ ‫بهعنوان راهکاری مناسب‪ ،‬در همین راستا به کار بیاید‪ .‬با همه این حرفها‪ ،‬این تنها راه‬ ‫حل طبیعت نبوده و اگرچه طبیعت در میان موجودات ساکن خشکی مانند پستانداران‪،‬‬ ‫پلک را توسعه داده است اما کافی است کمی به پیرامون خود بیشتر نگاه کنید‪ .‬به زودی‬ ‫متوجه میشوید که چنین عضوی در مارها‪ ،‬دوزیستان و حشرات دیده نمیشود و در واقع‬ ‫این موجودات اصال پلک ندارند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۶‬چپ‪ :‬یک غشای برل شفاف‪ ،‬راست‪ :‬یک غشای برل مات در نزدیکی زمان پوستاندازی‬ ‫راهکار طبیعت برای حشرات‪ ،‬توسعه چشمهای مرکبی بوده که نیازی به حفظ رطوبت‬ ‫سطحی ندارند و برای مارها و برخی از مارمولکها مانند گِکو و سقنقور‪ ،‬تشکیل نوعی غشا‬ ‫‪ ۱‬ماهیانی مانند خامهماهی‪ ،‬شاهماهی و ماهی کفال دارای پلکی شفاف موسوم به پلک آدیپوز (‪ )Adipose eyelid‬هستند‪.‬‬ ‫‪۲۱‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫یا الیه محافظ به نام بِرل‪ ۱‬بوده است‪ .‬غشایی شفاف که عمال بخشی از پوست جانور به‬ ‫‪۲‬‬ ‫حساب میآید و موقع پوستاندازی جدا میشود (شکل ‪.)۱6‬‬ ‫‪ -۶‬پلک سوم‬ ‫چشمان انسان‪ ،‬برخالف ماهیها‪ ،‬دوزیستان‪ ،‬خزندگان‪ ،‬پرندگان و پستانداران (غالبا‬ ‫پستاندارن غیرنخستیسان)‪ ،‬تنها دارای یک جفت پلک است‪ .‬با اینحال‪ ،‬در حیواناتی که‬ ‫نام برده شد‪ ،‬غشایی موسوم به نیکیتاتینگ‪ 3‬وجود دارد که معموال از آن با نام پلک سوم‬ ‫نیز یاد میشود‪ .‬غشایی که میتواند شفاف یا مات باشد و با کمک آن میتوان بدون بستن‬ ‫چشم‪ ،‬به حفظ رطوبت‪ ،‬جلوگیری از ورود اجسام خارجی و همچنین جلوگیری از ورود‬ ‫آب پرداخت‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۷‬پلک سوم کامل در چشم برخی از پرندگان و اثر به جامانده از آن در چشم انسان‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Brille‬‬ ‫‪ ۲‬برل‪ ،‬واژهای آلمانی و در یک ترجمه تحتاللفظی به معنای عینک است‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪Nictitating Membrane‬‬ ‫‪۲۲‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫عالوه بر مزیتهای ذکر شده‪ ،‬در نوع شفاف این غشا‪ ،‬امکان دیدن محیط پیرامون نیز‬ ‫وجود دارد‪ .‬فقدان چنین عضوی به راحتی میتواند موجب ضعف یا از دست رفتن دید در‬ ‫جایی مانند زیر آب یا در شرایطی مثل وجود گرد و غبار شدید شود‪ .‬اگرچه آثار به جا‬ ‫مانده از این عضو هنوز در چشم یک انسان دیده میشود اما فقدان یک پلک سوم کامل‬ ‫و کاربردی‪ ،‬عمال دید او را در روبرو شدن با شرایط محیطی متفاوت دچار مشکل میکند‪.‬‬ ‫برای دیدن ردپای این عضو که از جمله عضوهای بازمانده ژنتیکی‪ ۱‬از اجداد ما محسوب‬ ‫میشود‪ ،‬کافی است جلوی آینه بایستید و به گوشه چشمانتان خیره شوید تا آثار باقی‬ ‫مانده از این عضو را ببیند (شکل ‪.)۱7‬‬ ‫‪ -۷‬اشک‬ ‫زمانی که اجداد اولیه ما در زیر آب میزیستهاند‪ ،‬نیازی به اشک و غدههای اشکی نداشتهاند‬ ‫اما با خروج آنها از آب و نیاز به حفظ رطوبت چشمی که اساسا برای دیدن در زیر آب‬ ‫شکل گرفته بوده‪ ،‬به چنین سازوکاری احتیاج پیدا کردهاند‪ .‬موضوعی که احتماال اولین‬ ‫دوزیستان و مهرداران چهاراندمه مانند تیکتالیک با آن روبرو شدهاند‪.‬‬ ‫به صورت کلی انسانها قادر به تولید سه نوع اشک هستند‪ )۱ .‬اشک پایه‪ :۲‬اشکی که به‬ ‫صورت مرتب و به منظور حفظ رطوبت سطح چشم از غدد اشکی تولید میشود و مملو از‬ ‫پروتئینهای ضدمیکروبی است‪ )۲ .‬اشک انعکاسی‪ :3‬اشکی که بر اثر عوامل محرک مانند‬ ‫باد‪ ،‬دود سیگار‪ ،‬مواد شیمیایی و یا تماس اجسام خارجی تولید میشود‪ .‬این اشک برای‬ ‫شستشوی عوامل محرک خارجی تولید میشود‪ )3 .‬اشک احساسی‪ :۴‬اشکی که مختص‬ ‫انسانهاست و در واکنش به طیف گستردهای از احساسات جاری میشود‪ .‬این نوع اشک‬ ‫در مقایسه با دو اشک دیگر‪ ،‬حاوی مقدار زیادتری از هورمونهای استرس است‪.‬‬ ‫با اینحال و فارغ از نوع اشک تولیدی و مزایای آن‪ ،‬کافی است به هر دلیلی چشمانتان‬ ‫شروع به تولید اشک کنند تا روند مختل شدن و افت کیفیت دیدتان آغاز شود‪ .‬موضوعی‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Vestigial Organ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Basal Tear‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪Reflex Tear‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪Emotional Tear‬‬ ‫‪۲3‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫که در برخی از جانداران دیگر مانند آبزیان و حشرات دیده نمیشود‪ .‬در واقع‪ ،‬شما هیچگاه‬ ‫نمیبینید که وقتی به خاطر خرد کردن پیاز‪ ،‬اشکهایتان جاری است‪ ،‬یک مگس هم بر‬ ‫روی شانه شما نشسته و مشغول گریه کردن باشد‪.‬‬ ‫‪ -۸‬مردمک‬ ‫اندازه مردمک چشم انسان میتواند نسبت به شدت نور دریافتی تغییر کند‪ ،‬به طوریکه‬ ‫میتواند در کمترین مقدار خود (در مقابل نور زیاد محیط)‪ ،‬قطری حدود ‪ ۲‬میلیمتر و در‬ ‫بیشترین مقدار (در مقابل نور کم محیط)‪ ،‬قطری حدود ‪ ۸‬میلیمتر داشته باشد‪ .‬چنین‬ ‫تغییری در اندازه چشم‪ ،‬سبب میشود که دامنه حساسیت چشم به صورت نظری تا ‪۱6‬‬ ‫برابر باشد‪ .‬با اینحال‪ ،‬در عمل چنین میزانی از تغییر حساسیت رخ نمیدهد و نهایتا‬ ‫میتوان به تغییری ‪ ۱۰‬برابری دست یافت‪.‬‬ ‫چرا چنین تغییری در اندازه مردمک اهمیت دارد؟ کمترین آستانه دید چشم انسان‪ ،‬در‬ ‫روشنایی معادل ‪ ۱۰-۵-۱۰-6‬شمع بر متر مربع‪( ۱‬حدود ‪ ۱۰۰‬مرتبه تاریکتر از یک شب‬ ‫بدون ماه) و باالترین حد دید انسان‪ ،‬در روشنایی حدود ‪ ۱۰۵-۱۰6‬شمع بر متر مربع‬ ‫(روشنایی یک خورشید کامال درخشان) است‪ .‬افزایش اندازه مردمک به ما کمک میکند‬ ‫که در محیط کم نور‪ ،‬میزان نور بیشتری دریافت کنیم و همچنین در شرایط نور زیاد‪،‬‬ ‫مقدار نور رسیده به شبکیه چشم را کنترل کنیم‪.‬‬ ‫با اینحال‪ ،‬کافی است به عنوان یک مثال‪ ،‬مواجهه با نور شدید و اصطالحا رو به باالی‬ ‫خودروهایی را به خاطر بیاورید که چشمان شما را دچار مشکل در دید میکنند‪ .‬اگر‬ ‫مردمک چشم ما توانایی بهتری در کاهش اندازه خود داشت‪ ،‬میتوانستیم با کاهش اندازه‬ ‫آن و در نتیجه کاهش نور ورودی به شبکیه‪ ،‬بهتر با چنین مشکلی مواجه شویم‪.‬‬ ‫در مجموع‪ ،‬برای هر کدام از این دو سطح‪ ،‬چه کاهش اندازه و چه افزایش اندازه مردمک‪،‬‬ ‫محدودیت مشخصی وجود دارد که چشم انسان قادر به رفتن سطحی فراتر از آن نیست‪.‬‬ ‫محدودیتی که کافی است برای پی بردن به آن به سایر جانداران نگاهی بیاندازیم‪ .‬اگرچه‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Cd/m2‬‬ ‫‪۲۴‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫در مقایسه با یک ماهی که تقریبا دارای مردمک چشم ثابتی است‪ ،‬تغییر اندازه مردمک‬ ‫چشم انسان‪ ،‬یک مزیت محسوب میشود اما وقتی میزان تغییرات آن را با سایر موجودات‬ ‫مقایسه کنیم‪ ،‬به زودی متوجه میشویم که جای بسیار زیادی برای بهتر شدن وجود دارد‪.‬‬ ‫مردمک چشم انسان مانند سایر نخستیسانها‪ ،‬دایرهای است‪ ،‬شکلی که عمال در زمان‬ ‫نیاز به تغییر اندازه‪ ،‬با محدودیت روبرو است‪ .‬با اینحال‪ ،‬جانوران دیگر با داشتن‬ ‫مردمکهایی با شکلهای متفاوت‪ ،‬سعی کردهاند راه حلی برای این محدودیت باشند‪ .‬به‬ ‫عنوان مثال‪ ،‬یک گربه که دارای مردمکی به شکل بیضی عمودی است‪ ،‬به راحتی میتواند‬ ‫با تغییر ابعاد مردمک چشمش با کمک ماهیچههای مخصوص‪ ،‬به تغییر حساسیت ‪۱3۵‬‬ ‫برابری دست یابد که این مقدار بیش از ‪ ۱۰‬برابر مورد مشاهده شده در انسان است‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۱۸‬برخی از انواع مردمک در جانوران مختلف‬ ‫‪۲۵‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫گِکو‪ ۱‬که نوعی مارمولک است‪ ،‬مثالی دیگر در توانایی باال در تغییر اندازه مردمک چشم و‬ ‫درنتیجه تغییر نوری ورودی به چشم است‪ .‬این حیوان که دارای مردمکی به شکل شش‬ ‫ضلعی است‪ ،‬میتواند به قدری مردمک چشم خود را جمع کند که تنها حفرههایی بسیار‬ ‫کوچک باقی بمانند‪ .‬این تغییر اندازه مردمک‪ ،‬به گِکو این امکان را میدهد که بتواند به‬ ‫حساسیتی ‪ ۱۰۰۰‬برابری در برابر دریافت نور برسد‪ .‬مثالهای مشابهی را میتوان در مورد‬ ‫اسب‪ ،‬نهنگ و گربهماهی نیز ارائه کرد (شکل ‪.)۱۸‬‬ ‫‪ -۹‬گستره دید‬ ‫همانطور که حتما میدانید‪ ،‬دیدن‪ ،‬فرایندی است که در آن‪ ،‬مراحلی مانند ورود امواج‬ ‫مرئی به درون چشم‪ ،‬رسیدن این امواج به سلولهای حساس به نور و سپس انتقال پیام‬ ‫حاصل به مغز‪ ،‬نقشی کلیدی ایفا میکنند‪ .‬عصب بینایی وظیفه انتقال پیامهای تولید شده‬ ‫به مغز را بر عهده دارد‪ .‬مغز جایی که قرار است‪ ،‬این پیامها تفسیر شوند و آخرین مرحله‬ ‫برای تکمیل فرایند دیدن رخ دهد‪ .‬تفسیری که بسته به نوع آن‪ ،‬میتواند درک متفاوتی‬ ‫از محیط پیرامون به ما بدهد‪ .‬نکتهای که اینجا باید به آن دقت کرد این است که چشم‬ ‫انسان تنها توانایی دریافت امواج نور مرئی را دارد با اینحال‪ ،‬امواج مرئی تنها گستره بسیار‬ ‫کوچکی از گستره وسیع امواج الکترومغناطیس هستند‪ .‬به طوری که سهم امواج مرئی از‬ ‫گستره امواج الکترومغناطیس‪ ،‬تنها حدود ‪ ۰/۰۰3۵‬درصد است (ضمیمه ‪ .)۱‬با اینحال‪،‬‬ ‫موجوداتی وجود دارند که توانایی دیدن امواج خارج از گستره نور مرئی را دارند‪.‬‬ ‫ناتوانی در دیدن امواج غیرمرئی موجود در گستره امواج الکترومغناطیس را میتوان عمال‬ ‫از جمله ضعفهای چشم انسان به حساب آورد‪ .‬از جمله دو موج مهم این گستره که خارج‬ ‫از گستره امواج مرئی (‪ 3۸۰-7۵۰‬نانومتر) قرار دارند‪ ،‬امواج ماورای بنفش و مادون قرمز‬ ‫هستند‪ .‬اگرچه انسانها قادر به تشخیص این امواج نیستند اما برخی از حیوانات میتوانند‬ ‫آنها را تشخیص دهند‪ .‬به عنوان مثال‪ ،‬عنکبوت‪ ،‬زنبور عسل‪ ،‬موش صحرایی‪ ،‬ماهی قرمز‪،‬‬ ‫گوزن شمالی‪ ،‬میگو و برخی از پرندگان توانایی تشخیص نور ماورای بنفش را دارند‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Gecko‬‬ ‫‪۲6‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫نور ماورای بنفش را میتوان بر اساس طول موج‪ ،‬به سه قسمت ‪ B ،A‬و ‪ C‬تقسیم کرد که‬ ‫از این میان‪ ،‬قسمت ‪ A‬دارای بیشترین و بخش ‪ C‬دارای کمترین طول موج است‪.‬‬ ‫خوشبختانه نور ماورای بنفش ‪ C‬که پرانرژیترین و خطرناکترین قسمت است‪ ،‬از جو‬ ‫زمین عبور نمیکند‪ .‬با اینحال‪ ،‬چنین اتفاقی در مورد دو مورد ‪ A‬و ‪ B‬رخ نمیدهد‪ .‬اگرچه‬ ‫بخشی از این دو پرتو هم توسط جو جذب یا به فضای بیرونی منعکس میشود اما همان‬ ‫مقدار باقی مانده از آنها که به سطح زمین میرسد (‪ 9۵‬درصد برای پرتوی ماورای بنفش‬ ‫‪ A‬و ‪ ۵‬درصد برای ماورای بنفش ‪ )B‬میتواند همچنان خطرناک باشد‪ .‬به طوریکه حدود‬ ‫‪ 9۰‬درصد از سرطانهای غیرمالنومی (مانند سرطان سلول پایهای و سرطان سلول‬ ‫سنگفرشی) ناشی از آنها است‪ .‬خطراتی مانند سرطان پلک‪ ،‬جهش ژنتیکی‪ ،‬تحلیل و‬ ‫پیری پوست (شکل ‪ )۱9‬از جمله دیگر مضرات چنین تابشهایی است‪ .‬با همه این حرفها‪،‬‬ ‫راهکار چشم انسان برای مقابله با چنین خطری چه بوده است؟ ندیدن آن!‬ ‫شکل ‪ :۱۹‬نیمه چپ صورت این راننده کامیون به مدت ‪ ۲۸‬سال در معرض نور خورشید بوده است‪.‬‬ ‫اگر عمر انسان خردمند را ‪ 3۰۰‬هزار سال در نظر بگیریم‪ ،‬بشر در ‪ 99/93‬درصد از دوران‬ ‫حیاتش‪ ،‬حتی نمیدانسته چنین امواجی وجود دارند‪ .‬در نتیجه هیچ اطالعی هم از عواقب‬ ‫‪۲7‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫قرار گرفتن در معرض آن نداشته است‪ .‬موضوعی که اگر یوهان ویلهلم ریتر آلمانی آن را‬ ‫در سال ‪ ۱۸۰۱‬کشف نمیکرد‪ ،‬چه بسا بر دوران این نادانی افزوده میشد‪ .‬تصور کنید اگر‬ ‫انسان توانایی دیدن امواج ماورای بنفش را به صورت بیخطر داشت‪ ،‬چه میشد؟ مسلما‬ ‫میزان دوری کردن او از چنین خطری نیز بیشتر بود و در نتیجه آسیب دیدگی او نیز‬ ‫کاهش مییافت‪.‬‬ ‫عالوهبر پرتوهای ماورای بنفش‪ ،‬یکی دیگر از امواج الکترومغناطیس که توانایی مشاهده‬ ‫آن توسط برخی از موجودات موجود در طبیعت دیده میشود‪ ،‬امواج مادون قرمز است‪ .‬به‬ ‫صورت نظری‪ ،‬هر جسمی که دمایی باالتر از صفر مطلق (‪ -۲73/۱۵‬درجه سانتیگراد)‬ ‫داشته باشد‪ ،‬بسته به دمایش‪ ،‬شدت مشخصی از امواج مادون قرمز را از خود منتشر‬ ‫میکند‪ .‬به زبان دیگر‪ ،‬تقریبا هر آنچه در طبیعت میبینیم‪ ،‬در حال انتشار امواج مادون‬ ‫قرمز هستند‪ .‬امواجی که اگرچه ما توان تشخیص آنها را نداریم اما تصور کنید که در یک‬ ‫شب کامال تاریک که حتی دستان خودتان را هم به زحمت میبینید‪ ،‬امکان تشخیص‬ ‫امواج مادون قرمز را داشتید‪ .‬میگوی آخوندکی‪ ،۱‬انواع مار‪ ،‬قورباغه‪ ،‬حشرات مکنده خون‬ ‫مانند پشه و ساس و حتی برخی از ماهیها مانند ماهی قرمز‪ ،‬پیرانیا‪ ،‬سیکلید و ماهی آزاد‬ ‫از جمله این موجودات هستند‪.‬‬ ‫‪ -۱۰‬نور قطبیده‬ ‫عالوهبر طول موج نور‪ ،‬میتوان به جهتگیری میدان مغناطیسی موجود در پرتوهای نور‬ ‫مرئی نیز اشاره کرد‪ .‬امواج نور مرئی‪ ،‬مانند سایر امواج الکترومغناطیس دارای دو میدان‬ ‫الکتریکی و مغناطیسی عمود بر یکدیگر هستند‪ .‬معموال از امواج الکترومغناطیس با عنوان‬ ‫امواج عرضی یاد میشود‪ ،‬به این معنی که راستای نوسان میدانهای الکتریکی در این‬ ‫امواج‪ ،‬عمود بر راستای انتشار موج است‪ .‬موج یا نور قطبیده‪ ۲‬به موجی گفته میشود که‬ ‫تمامی نوسانهای موجود در آن‪ ،‬تنها در یک یا چند جهت مشخص و به صورت هماهنگ‬ ‫با هم منتشر شوند (شکل ‪.)۲۰‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Mantis Shrimp‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Polarized Light‬‬ ‫‪۲۸‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫اگرچه انسانها در شرایطی خاص‪ ،‬قادر به تشخیص تفاوت میان یک نور معمولی‬ ‫(میدانهای الکتریکی نامنظم) و نور قطبیده شده (میدانهای الکتریکی هماهنگ) به‬ ‫صورت جزئی هستند‪ ۱‬اما میان تشخیص جزئی و بینایی کامل مبتنی بر نور قطبیده شده‪،‬‬ ‫آن هم آنطور که در جانوران دیگر دیده میشود‪ ،‬تفاوت بسیاری وجود دارد‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲۰‬نمایی از تبدیل نور مرئی معمولی به نور قطبیده شده‬ ‫دید مبتنی بر تشخیص نور قطبیده‪ ،‬در برخی از موجودات مانند سپیداج‪ ،۲‬ماهی مرکب‪،‬‬ ‫اختاپوس و میگو دیده میشود‪ .‬در این میان‪ ،‬میگوی آخوندکی تنها جاندار شناخته شده‬ ‫است که توانایی تشخیص نور قطبیده شده حلقوی را دارد‪ .‬نمایی از دیدی مبتنی بر نور‬ ‫قطبیده توسط یک میگوی آخوندکی‪ ،‬در مقایسه با آنچه که یک دید رنگی معمولی‬ ‫فراهم میکند‪ ،‬در تصویر ‪ ۱9‬آورده شده است‪.‬‬ ‫‪ ۱‬آزمایش بُر ِ‬ ‫س هادینگر (‪ )Haidinger's brush‬در سال ‪ ۱۸۴۴‬پرده از این ماجرا برداشت‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Cuttlefish‬‬ ‫‪۲9‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۲۱‬مقایسه توانایی دید رنگی با توانایی دید نور قطبیده در میگو‬ ‫‪ -۱۱‬کیفیت دید‬ ‫در نگاه اول‪ ،‬به نظر میرسد که وضعیت بینایی ما در مقایسه با برخی از حیوانات خانگی‬ ‫و آفتها در جایگاه خوبی به سر میبرد (شکل ‪ .)۲۲‬به طوری که به عنوان مثال‪ ،‬وضوح‬ ‫دید انسان‪ ۴-7 ،‬برابر وضوح دید گربه و سگ و ‪ ۴۰-6۰‬برابر وضوح دید یک ماهی یا‬ ‫موش صحرایی است‪ .‬با اینحال‪ ،‬توجه به جزئیات بیشتر‪ ،‬ما را به این نقطه میرساند که‬ ‫بدانیم چقدر چشمانمان در دیدن دنیای خارج ناتوان و دارای محدویت است‪.‬‬ ‫‪3۰‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۲۲‬مقایسه وضوح دید انسان و برخی از حیوانات خانگی و غیرخانگی نزدیک به انسان‬ ‫مختصصین برای ردهبندی وضوح دید‪ ،‬توانایی تفکیک اجزای موجود در تصویر و به عبارت‬ ‫دیگر میزان حدت دید‪ ،‬از واحدی موسوم به چرخه بر درجه‪ ۱‬بهره میبرند‪ .‬این واحد‬ ‫بیانگر آن است که چشم در هر درجه از میدان دید‪ ،‬توانایی تشخیص و تفکیک چه تعداد‬ ‫خطوط سیاه و سفید قرار گرفته در کنار یکدیگر را دارد (شکل ‪ .)۲3‬هرچه بر مقدار این‬ ‫واحد افزوده شود‪ ،‬یعنی هرچه تعداد خطرهای بیشتری تمیز داده شود‪ ،‬میزان تفکیک و‬ ‫وضوح تصویر نیز بیشتر است و از هرچه از مقدار آن کاسته شود‪ ،‬تصویر تار و ناواضحتر‬ ‫است‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Cycles per degree‬‬ ‫‪3۱‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شکل ‪ :۲۳‬در هر درجه از میدان دید‪ ،‬هرچه تعداد خطوط روشن و تاریک بیشتر‪ ،‬حدت دید باالتر‬ ‫مطابق تعاریف استاندارد‪ ،‬اگر فردی کمتر از ‪ ۱۰‬چرخه در هر درجه ببیند‪ ،‬نابینا تلقی‬ ‫میشود و در همین مقیاس‪ ،‬عدد چرخه بر درجه برای چشم یک انسان عادی حدود ‪6۰‬‬ ‫است‪ .‬در چنین مقیاسی و همانطور که در شکل ‪ ۲۴‬دیده میشود‪ ،‬رسما اکثر موجودات‬ ‫در مقایسه با یک انسان‪ ،‬نابینا محسوب میشوند که این خود نشان دهنده میزان‬ ‫هوشمندانه بودن طراحی آنها است!‬ ‫شکل ‪ :۲۴‬مقایسه حدت دید انسان و برخی از موجودات دیگر‬ ‫‪3۲‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫مطابق این ردهبندی‪ ،‬اغلب حشرات دارای عددی کمتر از ‪ ۱‬چرخه برای هر درجه هستند‪.‬‬ ‫با اینحال وقتی پای موجودات تیزبینی مانند مانند عقاب‪ ،‬شاهین یا کرکس به میان بیاید‬ ‫که پرندگان شکاری هستند‪ ،‬متوجه میشویم که وضوح دید ما آنقدرها هم زیاد نیست‪.‬‬ ‫به عنوان مثال‪ ،‬پرندهای مانند شاهین و یا یک عقاب دمگُوِهای‪ ۱‬استرالیایی‪ ،‬به ترتیب‬ ‫دارای حدت بینایی ‪ ۱6۰‬و ‪ ۱۴۰‬هستند‪ .‬این یعنی یک شاهین میتواند در یک درجه از‬ ‫میدان دیدش‪ ۱6۰ ،‬خط سیاه و ‪ ۱6۰‬خط سفید قرار گرفته در کنار هم را ببیند!‬ ‫مورد دیگری که در مورد کیفیت دید چشم انسان میتوان به آن اشاره کرد‪ ،‬نقطهای بودن‬ ‫باالترین کیفیت دید است‪ .‬به این معنی که برای رسیدن به باالترین کیفیت دید و حدت‬ ‫بینایی ‪ ،6۰‬مجبوریم بر روی یک نقطه تمرکز کنیم‪ .‬ابعاد این نقطه هم متناسب با بخش‬ ‫گوده مرکزی در شبکیه چشم ما و چیزی در حدود ‪ ۰/۱‬درصد از کل میدان دید ما است‪.‬‬ ‫در این بخش ما دارای باالترین حدت دید و اصطالحا دید ‪ ۲۰/۲۰‬هستیم و در نقاط خارج‬ ‫از آن افت مشخصی در کیفیت دید ما مالحظه میشود‪ .‬ما نمیتوانیم در تمام بخشهای‬ ‫یک تصویر‪ ،‬باالترین کیفیت و اصطالحا رزولوشن ممکن را به صورت همزمان تجربه کنیم‬ ‫و در هر زمان تنها میتوانیم در یک نقطه مشخص از تصویر‪ ،‬به چنین میزانی از کیفیت‬ ‫برسیم‪ .‬چنین محدودیتی سبب میشود که یک انسان نتواند در هر لحظه بر روی بیش از‬ ‫یک نقطه‪ ،‬تمرکزی با باالترین کیفیت دید را داشته باشد‪ .‬این محدودیت ریشه در آرایش‬ ‫سلولهای گیرنده نور دارد که در بخش توزیع سلولهای گیرنده نور‪ ،‬مجددا به آن‬ ‫بازخواهیم گشت‪.‬‬ ‫‪ -۱۲‬دید در نور کم‬ ‫ما میدانیم که قدرت دیدمان در نور کم یا شب‪ ،‬تقریبا ناامید کننده است به طوری که‬ ‫در نور بسیار کم‪ ،‬حتی نمیتوانیم به درستی جلوی پایمان را ببینیم‪ .‬با اینحال‪ ،‬توانایی‬ ‫دید خوب در نور کم‪ ،‬مثال در شرایطی مانند یک شب بدون ماه که ‪ ۱۰۰‬مرتبه تاریکتر‬ ‫از یک شب مهتابی است‪ ،‬در میان گربهسانان و برخی دیگر از حیوانات‪ ،‬مخصوصا حیوانات‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Wedge-tailed Eagle‬‬ ‫‪33‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫شبزی وجود دارد‪ .‬به عنوان مثال‪ ،‬یک گربه معمولی در یک هشتم روشنایی متداولی که‬ ‫ما برای دیدن نیاز داریم‪ ،‬میتواند به خوبی ببیند‪ .‬توانایی دید سیاه و سفید و همچنین‬ ‫دید در نور کم بر عهده سلولهای استوانهای است‪ .‬تعداد این سلولها در چشم یک گربه‬ ‫به ‪ 3۵۰‬هزار عدد در هر اینچ مربع میرسد‪ ،‬در حالیکه این عدد برای چشم انسان تنها‬ ‫در حدود ‪ ۸۰‬تا ‪ ۱۵۰‬هزار عدد در هر اینچ مربع است‪.‬‬ ‫عالوهبر گربه‪ ،‬میتوان به موجودات زیادی اشاره کرد که دارای دید خوب در نور کم هستند‬ ‫که برخی از آنها عبارتاند از جغد‪ ،‬شبگردان هندی‪ ،‬سوسک سرگین غلتانک‪ ،‬زنبورهای‬ ‫عضو خانواده شیرینزنبوران‪ ،‬زنبور درودگر و سوسک حمام آمریکایی‪ .‬در میان همه این‬ ‫حیوانات‪ ،‬از لحاظ حساسیت در تشخیص کمترین نور‪ ،‬سوسک حمام آمریکایی جایگاه‬ ‫منحصر به فردی دارد‪ .‬میدانم که ممکن است به عنوان «اشرف خودخوانده مخلوقات»‪،‬‬ ‫غرورتان جریحهدار شود اما واقعیت این است که یک سوسک حمام آمریکایی‪ ،‬همان‬ ‫موجود «چندش آوری» که بارها دیدهاید‪ ،‬قادر به تشخیص روشنایی ناشی از تابش یک‬ ‫فوتون در هر ‪ ۱۰‬ثانیه است! در مقام مقایسه‪ ،‬یک انسان در بهترین حالت خودش‪ ،‬تنها‬ ‫میتواند تابش یک فوتون مستقیم در هر یک ثانیه را تشخیص دهد‪.‬‬ ‫یکی از عواملی که موجب میشود برخی از موجودات‪ ،‬بهخصوص مهرهداران‪ ،‬در نور کم‬ ‫دید خوبی داشته باشند‪ ،‬وجود قسمتی در چشم آنها به نام پرده درخشان‪ ۱‬است‪ .‬بخشی‬ ‫که معموال در پشت شبکیه قرار دارد و با بازتابش مجدد پرتوهای عبور کرده از شبکیه‪،‬‬ ‫موجب میشود‪ ،‬پرتوهایی که به شبکیه نرسیدهاند‪ ،‬شانس رسیدن به شبکیه را پیدا کنند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲۵‬نمایشی از پرده درخشان که چشمان انسان فاقد آن هستند‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Tapetum Lucidum‬‬ ‫‪3۴‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫‪ -۱۳‬حساسیت سلولهای گیرنده نور‬ ‫منظور از حساسیت سلولهای گیرنده که به صورت کلی نمایانگر حساسیت چشم انسان‬ ‫نیز به حساب میآید‪ ،‬این است که چشم انسان در شرایط مختلف‪ ،‬قادر به جمعآوری چه‬ ‫مقدار فوتون نور از محیط پیرامون است‪ .‬در جدول ‪ ۱‬به مقایسه میزان حساسیت انسان و‬ ‫برخی از موجودات پرداخته شده است‪.‬‬ ‫جدول ‪ :۱‬مقایسه حساسیت چشم برخی از حیوانات با انسان‬ ‫محل زندگی‬ ‫(‪*)μm2.sr‬‬ ‫حساسیت‬ ‫نام‬ ‫اعماق دریا‬ ‫‪۴۲۰۰‬‬ ‫موریانه دریایی‬ ‫اعماق دریا‬ ‫‪33۰۰‬‬ ‫میگوی دهپا‬ ‫اعماق دریا‬ ‫‪۲۴7‬‬ ‫فانوسماهی‬ ‫روی زمین (شبزی)‬ ‫‪۱۰۱‬‬ ‫عنکبوتهای تارافکن‬ ‫روی زمین (شبزی)‬ ‫‪۸3-3۱7‬‬ ‫خرچنگ نعل اسبی‬ ‫روی زمین (شبزی)‬ ‫‪3۱‬‬ ‫سوسک سرگین غلتانک‬ ‫روی زمین (نور کم)‬ ‫‪۱۸‬‬ ‫انسان‬ ‫روی زمین (روزگرد)‬ ‫‪۰/3۲‬‬ ‫زنبور کارگر‬ ‫روی زمین (روزگرد)‬ ‫‪۰/۰۴‬‬ ‫عنکبوت جهنده‬ ‫روی زمین (روزگرد)‬ ‫‪۰/۰۱‬‬ ‫انسان‬ ‫*میکرومتر مربع‪.‬استرادیان‬ ‫برای فهم اعداد ارائه شده در جدول ‪ ،۱‬کافی است این مقایسه را در نظر بگیرید‪ .‬اگر یک‬ ‫موریانه دریایی و یک انسان‪ ،‬در شرایط مشابه به یک صحنه مشابه نگاه کنند‪ ،‬هر سلول‬ ‫گیرنده نور در چشم موریانه‪ ۴۲۰ ،‬هزار برابر هر سلول گیرنده نور در چشم انسان‪ ،‬نور‬ ‫دریافت میکند! حساسیت بسیار پائین چشم انسان در مقابل یک موریانه دریایی که در‬ ‫اعماق اقیانوسها زندگی میکند‪ ،‬مجددا تاکیدی بر این موضوع است که طی فرگشت‬ ‫موجودات زنده به چشمهایی مجهز شدهاند که بیشترین میزان تطابق را برای آنها با‬ ‫محیط زندگیشان فراهم کند‪ .‬یک موریانه دریایی همواره در شرایط کمنوری زندگی‬ ‫میکند و نیاز به این میزان باالی حساسیت به نور الزمه ادامه حیات اوست‪.‬‬ ‫با اینحال‪ ،‬شرایط انسانها روی دیگر ماجراست‪ .‬در زمانی که دایناسورها حاکمان مطلق‬ ‫زمین بودند‪ ،‬پستانداران موجوداتی به اندازه یک موش معمولی و حتی کوچکتر بودند‪.‬‬ ‫‪3۵‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫آنها به قدری از این حاکمان بالمنازع زمین در هراس بودند که چارهای جز یک زندگی‬ ‫مبتنی بر زیست شبانه نداشتند‪ .‬تنها پس از انقراض دایناسورها بود که اجداد پستاندار‬ ‫یک انسان امروزی‪ ،‬توان حضور در طول روز را پیدا کردند و در ادامه و به تدریج به‬ ‫چشمانی مناسب برای دید روز مجهز شدند‪ .‬چشمانی که از حساسیت آنها به نور کاسته‬ ‫شده بود و امکان تشخیص بهتر محیط پرنور را فراهم میکرد‪ .‬موضوعی که هنوز هم در‬ ‫انسانها دیده میشود‪ .‬به بیان دیگر اجداد ما در طی فرگشت چیزی به اسم حساسیت‬ ‫باالی چشمایشان به نور را فدا کردند تا بتوانند در طول روز‪ ،‬محیط پیرامون خود را بهتر‬ ‫ببینند و ما وارثان این محدودیت هستیم‪ .‬به طوریکه اگرچه حساسیت کم چشمانمان‬ ‫موجب دید تقریبا خوب در طول روز میشود اما کافی است کمی از میزان نور محیط‬ ‫کاسته شود تا ناتوانی چشمانمان در دریافت نور کافی و داشتن یک دید خوب آشکار شود‪.‬‬ ‫‪ -۱۴‬عملکرد سلولهای گیرنده نور‬ ‫به صورت کلی دو نوع سلول گیرنده نور‪ ۱‬در چشم انسان وجود دارد‪ .‬سلولهای استوانهای‬ ‫که بیشتر برای دید سیاه و سفید و نور کم و سلولهای مخروطی که برای دید رنگی و‬ ‫نور زیاد توسعه یافتهاند‪ .‬در چشم انسان‪ ،‬تعداد سلولهای استوانهای به حدود ‪ 9۰‬میلیون‬ ‫و تعداد سلولهای مخروطی به حدود ‪ 6‬میلیون عدد میرسد‪ .‬از تفاوتهای دیگر این دو‪،‬‬ ‫حساسیت بیشتر سلولهای استوانهای به نور در مقایسه با سلولهای مخروطی است‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲۶‬محل قرارگیری دو نوع سلول گیرنده نور مخروطی و استوانهای‬ ‫‪ ۱‬البته نوع سومی به نام سلولهای گانگلیونی شبکیه هم وجود دارد اما به نظر نقش مستقیمی در بینایی ندارند‪.‬‬ ‫‪36‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫اگرچه طول موجهای مرئی حاوی هفت رنگ بنفش‪ ،‬نیلی‪ ،‬آبی‪ ،‬سبز‪ ،‬زرد‪ ،‬نارنجی و قرمز‬ ‫است‪ ،‬با اینحال‪ ،‬چشم انسان تنها دارای سه نوع سلول دریافت کننده رنگ‪ ،‬موسوم به‬ ‫و ‪ L‬دارد‪ ۱.‬هر یک از این سه نوع سلول مخروطی‪ ،‬نسبت به‬ ‫‪M ،S‬‬ ‫سلولهای مخروطی‬ ‫گستره مشخصی از نور مرئی از خود حساسیت نشان میدهند اما میزان حساسیت آنها‬ ‫با یکدیگر یکسان نیست‪ .‬از حدود ‪ 6‬میلیون سلول مخروطی موجود در چشم انسان‪،‬‬ ‫بیش از ‪ 9۰‬درصد آنها از نوع ‪ M‬و ‪ L‬و تنها حدود ‪ ۱۰‬درصدشان از نوع سلول مخروطی‬ ‫نوع ‪ S‬است‪ .‬از همینرو‪ ،‬توانایی سلولهای مخروطی نوع ‪ M‬و ‪ L‬در تشخیص نور‪ ،‬چندین‬ ‫برابر سلولهای مخروطی نوع ‪ S‬باشد‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲۷‬حساسیت بیشینه متفاوت سلولهای مخروطی (‪ M ،S‬و ‪ )L‬و استوانهای (خط سیاه)‬ ‫دید رنگی مبتنی بر تنها سه نوع سلول مخروطی و همچنین حساسیت متفاوت این سه‬ ‫نوع سلول در برابر طول موجهای دریافتی‪ ،‬موجب میشود که حساسیت نابرابر مشابهی‬ ‫در تشخیص سایر طول موجها هم دیده شود و چشم عمال در تشخیص برخی از رنگها‬ ‫ناتوانتر باشد‪ .‬عالوه بر نابرابر بودن حساسیت سه نوع سلول مخروطی نسبت به یکدیگر‪،‬‬ ‫حساسیت هر سلول مخروطی در برابر طول موجهای تحت پوشش آنها نیز برابر نیست‪.‬‬ ‫مثال سلول مخروطی ‪ S‬که معموال از آن با نام سلول مخروطی آبی یاد میشود در برابر‬ ‫‪ S 1‬مخفف ‪ M ،Short‬مخفف ‪ Medium‬و ‪ L‬مخفف ‪Long‬‬ ‫‪37‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫تمامی طول موجهای تحت پوشش خود حساسیت یکسانی ندارد‪ .‬نمودار جذب نور تقریبا‬ ‫زنگولهای این سلول که ناحیهای از حدود ‪ 3۵۰‬تا حدود ‪ ۵۵۰‬نانومتر را شامل میشود‪،‬‬ ‫نشان میدهد که حساسیت جذب در طول موج ‪ ۴۲۰‬نانومتر به اوج میرسد و هرچه از‬ ‫این طول موج‪ ،‬از هر طرف فاصله بگیریم‪ ،‬حساسیت جذب نیز کاهش مییابد‪ .‬این باعث‬ ‫میشود که این سلول مخروطی‪ ،‬حساسیت بسیار بیشتری در تشخیص رنگ آبی در‬ ‫مقایسه با رنگهای بنفش و نیلی داشته باشد‪ .‬وضعیت مشابهی در دو سلول مخروطی ‪M‬‬ ‫و ‪ ،L‬به ترتیب در طول موجهای ‪ ۵3۴‬و ‪ ۵6۴‬نانومتر دیده میشود‪.‬‬ ‫حساسیت جهتدار سلولهای گیرنده نور در چشم انسان‪ ،‬فقط مختص سلولهای‬ ‫مخروطی نیست و این موضوع‪ ،‬سلولهای استوانهای که به دید سیاه و سفید مربوط‬ ‫هستند را نیز شامل میشود‪ .‬همانطور که در شکل ‪ ۲7‬دیده میشود‪ ،‬بیشینه حساسیت‬ ‫این نوع سلولها در طول موج ‪ ۴9۸‬نانومتر است و هر چه از این طول موج فاصله بگیریم‪،‬‬ ‫از میزان جذب نور و حساسیت آنها کاسته میشود‪.‬‬ ‫محدودیت ناشی از دید مبتنی بر سه نوع سلول حساس به رنگ و آن هم سلولهایی با‬ ‫محدوده عملکردی این چنین‪ ،‬اثر خود را در تعداد و کیفیت رنگهای تشخیص داده شده‬ ‫توسط چشم نشان میدهد‪ .‬موضوعی که در بخش گستره دید رنگی به آن بازخواهیم‬ ‫گشت‪.‬‬ ‫‪ -۱۵‬توزیع سلولهای گیرنده نور‬ ‫عالوه بر نابرابر بودن تعداد سلولهای گیرنده نور‪ ،‬موضوع دیگری که در چشم انسان دیده‬ ‫میشود‪ ،‬توزیع ناهمگون این سلولها در سطح شبکیه است‪ .‬توزیع ناهمگونی که میتوان‬ ‫محدودیتهای ناشی از آن را به راحتی مالحظه کرد‪.‬‬ ‫بخش بسیار کوچکی به نام گوده مرکزی در شبکیه چشم انسان و سایر نخستیسانها‬ ‫وجود دارد که محلی فرورفته و در مرکز جایی موسوم به لکه زرد است‪ .‬وجود گوده مرکزی‬ ‫برای امکان تشخیص جزئیات زیاد مثال در زمان مطالعه یا رانندگی ضروری است‪ .‬با‬ ‫اینحال‪ ،‬چنین تراکم سلولهای مخروطی در یک نقطه‪ ،‬سبب میشود که دید پیرامونی‬ ‫‪3۸‬‬ ‫چشم‪ :‬طراحی الهی یا ابتکار طبیعت؟‬ ‫ما خیلی باکیفیت نباشد و ما تنها در دیدن جزئیات موجود در دید مستقیم‪ ،‬خوب عمل‬ ‫کنیم‪ .‬چنین معظلی حداقل نه با این شدت‪ ،‬در بسیاری از انواع پرندگان دیده نمیشود‪،‬‬ ‫چرا که آنها دارای این میزان از تراکم سلولهای مخروطی در محل گوده مرکزی نیستند‪.‬‬ ‫از طرفی‪ ،‬برخی موجودات مانند سگ و گربه کال فاقد چنین بخشی هستند‪.‬‬ ‫شکل ‪ :۲۸‬محل قرارگیری گوده مرکزی و لکه زرد در شبکیه‬ ‫نگاهی به میزان تراکم سلولهای گیرنده نور در شبکیه چشم انسان نشان میدهد که در‬ ‫محل گوده مرکزی تقریبا هیچ نوع سلول استوانهای حضور ندارد و برعکس بیشترین‬ ‫تراکم سلولهای مخروطی در این محل دیده میشود‪ .‬کافی است چند میلیمتر از این‬ ‫محل فاصله بگیریم تا به ناگهان تعداد سلولهای مخروطی به کمترین و تعداد سلولهای‬ ‫استوانهای به بیشترین مقدار خود برسد (شکل ‪.)۲9‬‬ ‫شکل ‪ :۲۹‬تراکم سلولهای مخروطی و استوانهای در شبکیه‬ ‫‪39‬‬