Ny billeddatabase kunne hjælpe med at forklare udviklingen af ​​det menneskelige øje

Det menneskelige øje er et fantastisk stykke maskineri. Den kan skelne omkring ti millioner farver takket være de bemærkelsesværdige lysfølsomme stav- og kegleceller, der befolker bagsiden af ​​øjet.

Disse celler opdeler synsprocessen pænt. Stængerne, omkring 90 millioner af dem, har en maksimal følsomhed over for rødligt lys og fungerer bedst i svagt lys, hvilket giver vores nattesyn.

Keglerne, på den anden side, omkring 5 millioner af dem, findes i tre typer. Disse er følsomme over for lange bølgelængder (dvs. rød), mellembølgelængder (grøn) og korte bølgelængder (blå), hvilket giver farvesyn. De er betegnet med henholdsvis L, M og S kegler.

Men her er gåden: S-kegler er sjældne og udgør mindre end 10 procent af det samlede antal. L- og M-keglerne er meget mere almindelige, men deres forhold kan variere dramatisk. Mennesker med ellers normalt farvesyn kan have L:M-forhold på mellem 1:4 og 15:1.

(Andre primater har forskellige forhold, selvom forholdet hos aber i den nye verden ligner vores.)

Spørgsmålet, der får biologer til at klø sig i hovedet, er hvorfor.

En idé er, at denne fordeling af keglecelletyper er resultatet af en tilpasning til det miljø, hvor det menneskelige øje udviklede sig.

Så hvis vi kan finde ud af, hvordan det miljø var, kunne vi få styr på de kræfter, der formede vores visuelle system.

I dag afslører Gasper Tkacik ved University of Pennsylvania i Philadelphia og flere venner en interessant tilgang til at løse dette problem. Deres idé er at finde et sted som det, hvor mennesker udviklede sig, og at måle de lysforhold, der findes der.

Og ved at sammenligne en stor nok prøve med målinger fra andre steder, burde det være muligt at finde ud af, hvordan og hvorfor det menneskelige øje udviklede sig med dets mærkelige forhold mellem keglecelletyper.

Så hvor skal man kigge. Konsensussynet er, at mennesker afveg fra andre hominider for omkring 3 millioner år siden i Afrika. Et sted, der menes at være repræsentativt for de forhold, der eksisterede dengang, er Okavango-deltaet i Botswana, hvor Okavanga-floden munder ud i en sump i udkanten af ​​Kalahari-ørkenen, der danner verdens største indre floddelta. (Det meste af vandet fordamper.)

Hvis mennesker udviklede sig under forhold som disse, så er det muligt, at lysforholdene der kan give os et fingerpeg om mysterier som keglecelleforholdet.

Så Tkacik og kammerater rejste til Botswana og har taget 5000 seks megapixel billeder af området ved hjælp af et Nikon D70 digitalt spejlreflekskamera. de kalibrerede dem derefter omhyggeligt for nøjagtigt at fange statistikken over lyset, der når kamerasensorerne og satte dem alle på nettet.

I dag beskriver de de forskellige måder, hvorpå de har bygget denne database og annoncerer, at den er offentligt tilgængelig under en creative commons-licens til forskning i computersyn, perceptionens psykofysik og visuel neurovidenskab. Billedet ovenfor er et eksempel.

Tanken er, at en sammenligning af statistikken forbundet med disse billeder med dem fra andre områder vil give en vis indsigt i udviklingen af ​​det visuelle system.

Der er selvfølgelig en anden mulighed. At de ejendommelige egenskaber ved det menneskelige øje er resultatet af en meget mere dramatisk hændelse, såsom Toba-supervulkanudbruddet for 70.000 år siden, som kan have reduceret den globale menneskelige befolkning til mindre end 15.000. Andre flaskehalse på andre tidspunkter menes at have reduceret antallet af mennesker til mindre end 2000.

Måske er det menneskelige visuelle system optimeret til at overleve under en af ​​disse katastrofer. Det kan være betydeligt sværere at finde disse lysforhold på Jorden i dag.

Uanset årsagen er billederne fra Botswana et interessant første skridt i at genopdage de betingelser, som vi har udviklet os under, og finde ud af, hvorfor vi er det, vi er.

Ref: arxiv.org/abs/1102.0817 : Naturlige billeder fra det menneskelige øjes fødested

skjule