211service.com
Nauja vaizdų duomenų bazė gali padėti paaiškinti žmogaus akies evoliuciją
Žmogaus akis yra nuostabi mašina. Jis gali atskirti apie dešimt milijonų spalvų dėl nuostabių šviesai jautrių lazdelių ir kūgio ląstelių, esančių užpakalinėje akies dalyje.
Šios ląstelės tvarkingai padalija regėjimo procesą. Strypai, kurių yra apie 90 milijonų, turi didžiausią jautrumą rausvai šviesai ir geriausiai veikia esant silpnam apšvietimui, todėl užtikrina mūsų naktinį matymą.
Kita vertus, kūgiai, apie 5 mln., yra trijų tipų. Jie yra jautrūs ilgiems bangos ilgiams (ty raudonai), vidutinio ilgio bangoms (žalia spalva) ir trumpiems bangos ilgiams (mėlyna), todėl susidaro spalvų matymas. Jie atitinkamai pažymėti L, M ir S kūgiais.
Tačiau čia yra galvosūkis: S kūgiai yra reti, kurie sudaro mažiau nei 10 proc. L ir M kūgiai yra daug dažnesni, tačiau jų santykis gali labai skirtis. Žmonių, kurių spalvų regėjimas yra normalus, L:M santykis gali būti nuo 1:4 iki 15:1.
(Kitų primatų santykis skiriasi, nors naujojo pasaulio beždžionių santykis yra panašus į mūsų.)
Klausimas, dėl kurio biologai laužo galvą, yra kodėl.
Viena idėja yra ta, kad toks kūginių ląstelių tipų pasiskirstymas yra prisitaikymo prie aplinkos, kurioje vystėsi žmogaus akis, rezultatas.
Taigi, jei galime išsiaiškinti, kokia buvo ta aplinka, galėtume suvaldyti jėgas, kurios suformavo mūsų regėjimo sistemą.
Šiandien Gasperas Tkacikas iš Pensilvanijos universiteto Filadelfijoje ir keli draugai atskleidžia įdomų požiūrį į šios problemos sprendimą. Jų idėja yra rasti tokią vietą, kurioje išsivystė žmonės, ir išmatuoti ten esančias apšvietimo sąlygas.
Ir palyginus pakankamai didelį mėginį su matavimais iš kitur, turėtų būti įmanoma išsiaiškinti, kaip ir kodėl išsivystė žmogaus akis, atsižvelgiant į keistus kūginių ląstelių tipų santykius.
Taigi kur ieškoti. Sutariama, kad žmonės Afrikoje atsiskyrė nuo kitų hominidų maždaug prieš 3 milijonus metų. Viena vieta, kuri, kaip manoma, reprezentuoja tuomet buvusias sąlygas, yra Okavango delta Botsvanoje, kur Okavangos upė įteka į pelkę Kalahari dykumos pakraštyje ir sudaro didžiausią pasaulyje vidaus upės deltą. (Didžioji dalis vandens išgaruoja.)
Jei žmonės vystytųsi tokiomis sąlygomis, kaip ši, gali būti, kad ten esantis apšvietimas gali duoti užuominą apie tokias paslaptis kaip kūgio ląstelių santykis.
Taigi Tkacikas su draugais išvyko į Botsvaną ir paėmė 5000 šešių megapikselių srities vaizdų naudojant Nikon D70 skaitmeninį SLR. Tada jie juos kruopščiai sukalibravo, kad tiksliai užfiksuotų šviesos, pasiekiančios fotoaparato jutiklius, statistiką ir įtrauktų juos į internetą.
Šiandien jie aprašo įvairius būdus, kuriais jie sukūrė šią duomenų bazę, ir skelbia, kad ji yra viešai prieinama pagal Creative Commons licenciją kompiuterinio regėjimo, suvokimo psichofizikos ir regos neurologijos tyrimams. Aukščiau pateiktas paveikslėlis yra vienas iš pavyzdžių.
Idėja yra ta, kad palyginus su šiais vaizdais susietą statistiką su kitų sričių statistika, bus gauta šiek tiek įžvalgos apie regėjimo sistemos raidą.
Žinoma, yra ir kita galimybė. Ypatingos žmogaus akies savybės atsirado dėl daug dramatiškesnių incidentų, tokių kaip Tobos superugnikalnio išsiveržimas prieš 70 000 metų, dėl kurio pasaulio žmonių skaičius galėjo sumažėti iki mažiau nei 15 000. Manoma, kad dėl kitų kliūčių kitu metu žmonių skaičius sumažėjo iki mažiau nei 2000.
Galbūt žmogaus regėjimo sistema yra optimizuota išgyventi per vieną iš šių katastrofų. Rasti šias apšvietimo sąlygas Žemėje šiandien gali būti daug sunkiau.
Kad ir kokia būtų priežastis, vaizdai iš Botsvanos yra įdomus pirmasis žingsnis siekiant iš naujo atrasti sąlygas, kuriomis vystėmės, ir išsiaiškinti, kodėl esame tokie, kokie esame.
Nuoroda: arxiv.org/abs/1102.0817 : Natūralūs vaizdai iš žmogaus akies gimtinės