Built from the 'Third Eye'—The evolution of human vision: લાખો વર્ષોથી પૃથ્વી પર જીવતા કરોડરજ્જુ ધરાવતા (Vertebrates) જીવો—જેમ કે આપણે મનુષ્યો, આકાશમાં ઉડતા પક્ષીઓ અને માછલીઓ દુનિયાને એક ખાસ અને જટિલ આંખની રચના દ્વારા જુએ છે. વર્ષોથી વિજ્ઞાનીઓ માનતા હતા કે આપણી આ અદ્ભુત આંખ (Retina) ઉત્ક્રાંતિ વખતે એક સંપૂર્ણપણે નવી જ શોધ છે. પરંતુ તાજેતરમાં થયેલા એક સંશોધને જીવવિજ્ઞાનની દુનિયાને હલાવી દીધી છે. વિજ્ઞાનીઓએ તારણ કાઢ્યું છે કે, આપણી આંખો કોઈ નવો ચમત્કાર નથી, પરંતુ કરોડો વર્ષો પહેલાં મગજની મધ્યમાં આવેલી એક 'પ્રાચીન ત્રીજી આંખ' અથવા મધ્ય સંવેદનશીલ અંગનું જ આધુનિક અને બદલાયેલું સ્વરૂપ છે!
ફોટોરિસેપ્ટર્સની જુગલબંધી અને આંખોની વિશિષ્ટતા
આપણી આંખના પડદા(Retina) પર બે પ્રકારના મુખ્ય કોષ હોય છે જેને વિજ્ઞાનની ભાષામાં 'ફોટોરિસેપ્ટર્સ' કહે છે:
- સિલિઅરી કોષો (Rods and Cones): જે આપણને પ્રકાશ અને રંગો જોવામાં મદદ કરે છે.
- રેબડોમેરિક કોષો: જે ગેન્ગ્લિઅન જેવા ચેતા કોષો છે અને મગજ સુધી સંદેશા પહોંચાડે છે.
દુનિયાના અન્ય કરોડરજ્જુ વગરના જીવો(જેમ કે, કીડા કે મકોડા)માં આ બંને કોષો અલગ-અલગ જગ્યાએ કામ કરે છે. અર્થ્રોપોડ્સ અને મોલસ્ક જેવા પ્રાણીઓમાં જોડીમાં આવેલી બાજુની આંખો માત્ર રેબડોમેરિક કોષોથી બનેલી હોય છે, જ્યારે સિલિઅરી કોષો મગજની અંદર છુપાયેલા રહે છે. પરંતુ મનુષ્યો અને માછલીઓ જેવા જટિલ જીવોમાં આ બંને પ્રકારના કોષો એક અનોખી સર્કિટ બનાવીને આંખની અંદર જ સાથે કામ કરે છે. આ બંને વિરોધી સિસ્ટમને જોડવાનું કામ 'બાયપોલર કોષો' કરે છે, જે નર્વસ સિસ્ટમમાં જોવા મળતું ખૂબ જ દુર્લભ લક્ષણ છે.
પ્રાચીન પૂર્વજોની જીવનશૈલી અને નવીન આંખોની પ્રાપ્તિ
વિજ્ઞાનીઓના મતે, આ રહસ્યના તાર કેમ્બ્રિયન (Cambrian) યુગના આપણા એવા પૂર્વજો સાથે જોડાયેલા છે, જે સમુદ્રના તળિયે સ્થિર રહીને માત્ર ગાળણ ક્રિયા (‘ફિલ્ટર ફીડિંગ’- પાણીમાં તરતા પોષક તત્ત્વો કે કણોને ગાળીને ખાવાની પ્રક્રિયા) દ્વારા ખોરાક મેળવતા હતા. આ શાંત જીવનશૈલીને કારણે તેમને આસપાસ જોવા માટે બાજુની આંખોની જરૂર નહોતી, જેથી તેમણે ઉત્ક્રાંતિ વખતે પોતાની બાજુની આંખો ગુમાવી દીધી. પરંતુ, તેમની પાસે મગજની મધ્યમાં એક પ્રકાશ સંવેદનશીલ અંગ (Median Eye) બચ્યું હતું. આ મધ્ય અંગ સમય જતાં બે ભાગમાં વહેંચાયું અને તેમાંથી 'પાઇનલ ગ્રંથિ' (જેને આપણે ત્રીજી આંખ કહીએ છીએ) અને આપણી આધુનિક જોડીદાર આંખો(Retina)નો વિકાસ થયો.
પ્રકાશની અસ્પષ્ટતા દૂર કરવા સર્જાયું અદ્ભુત નેટવર્ક
પાણીની અંદર જીવતા જીવો માટે માત્ર પ્રકાશની તીવ્રતાથી દિવસ-રાતનો અંદાજ મેળવવો મુશ્કેલ હોય છે, કારણ કે વાદળો, પાણીની ઊંડાઈ કે દિશા બદલાવાથી પ્રકાશ ઓછો-વત્તો થતો રહે છે. આ અસ્પષ્ટતાને દૂર કરવા માટે પ્રારંભિક કોર્ડેટ્સમાં સિલિઅરી અને રેબડોમેરિક કોષો એકસાથે જોડાયા. આ દ્વિ-રીસેપ્ટર સિસ્ટમને કારણે પ્રાણીઓ પાણીની ઊંડાઈ અને સમય વચ્ચેનો ભેદ પારખતા શીખ્યા. ધીમે-ધીમે આ સ્માર્ટ સિસ્ટમ મગજની મધ્યમાંથી ખસીને બાજુ પર આવી ગઈ, જેથી પ્રાણીઓ વધુ સારી રીતે દિશા નક્કી કરી શકે અને હલનચલન કરી શકે.
બાયપોલર કોષોના બે અલગ મૂળ
જીવ વિજ્ઞાનના જર્નલ ‘કરન્ટ બાયોલૉજી’માં પ્રકાશિત થયેલા આ સંશોધનમાં સૌથી ચોંકાવનારો ખુલાસો બાયપોલર કોષો (Bipolar Cells) વિશે થયો છે. આ કોષો સામાન્ય રીતે ત્રણ પ્રકારના હોય છે: Off-Cone, On-Cone, અને Rod-On. ડીએનએ અને ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમિક અભ્યાસ દર્શાવે છે કે આ કોષો કોઈ એક પૂર્વજમાંથી નથી આવ્યા, પરંતુ તેમના બે સ્વતંત્ર મૂળ છે.
- Off-Cone કોષો: પાઇનલ ગ્રંથિના એવા સિલિઅરી ચેતાકોષોમાંથી બન્યા છે જે 'લેન્ડોલ્ટ ક્લબ' નામની માઇટોકોન્ડ્રિયાથી ભરેલી રચના ધરાવે છે. આપણી આંખના રેટિનામાં જ્યારે પ્રકાશ પડે છે, ત્યારે અમુક કોષો ઉત્તેજિત થાય છે, જેને 'On' કોષો કહે છે. તેનાથી ઉલટું, જ્યારે પ્રકાશ ઓછો થાય અથવા અંધારું થાય (એટલે કે પ્રકાશ 'ઓફ' થાય), ત્યારે જે કોષો સક્રિય થઈને મગજને સંદેશો મોકલે છે તેને 'Off' કોષો કહે છે. આ કોષો આપણને અંધારા-અજવાળાનો તફાવત, પડછાયા અને વસ્તુઓની કિનારીઓ (Edges) સ્પષ્ટ જોવામાં મદદ કરે છે.
- ‘લેન્ડોલ્ટ ક્લબ’ (Landolt's Club): ‘લેન્ડોલ્ટ ક્લબ’એ પક્ષીઓ, સરિસૃપો અને માછલીઓ જેવા બિન-સસ્તન કરોડરજ્જુ ધરાવતા પ્રાણીઓની આંખના રેટિના (અને પ્રાચીન પાઇનલ ગ્રંથિ) માં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ કોષીય રચના છે. તે ઓફ-કોન બાયપોલર ચેતાકોષોમાંથી બહાર નીકળતી એક નાની ગદા કે લાકડી જેવી પૂંછડી (Cilium) છે, જે કોષના ઊર્જાના કેન્દ્ર ગણાતા માઇટોકોન્ડ્રિયા(Mitochondria)થી સંપૂર્ણપણે ભરેલી હોય છે. આ રચના દર્શાવે છે કે આ કોષો ખૂબ જ ઉચ્ચ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે, અને તે કરોડરજ્જુ ધરાવતા જીવોની દૃશ્ય સિસ્ટમને મગજની પ્રાચીન મધ્યસ્થ ‘ત્રીજી આંખ’ના સર્કિટ સાથે જોડતી એક મહત્ત્વની ઉત્ક્રાંતિ કડી છે.
- Rod-On કોષો: આ કોષો 'પેરીટોપ્સિન' નામના પ્રાચીન કાઇમરિક (મિશ્રિત) ફોટોરિસેપ્ટરમાંથી ઉતરી આવ્યા છે, જે ‘Go પ્રોટીન ટ્રાન્સડક્શન મશીનરી’નો ઉપયોગ કરે છે. Go પ્રોટીન ટ્રાન્સડક્શન મશીનરી એટલે કોષની અંદર ચાલતી એવી સિગ્નલિંગ સિસ્ટમ (સંદેશાવહન પ્રક્રિયા), જે બહારથી આવતા પ્રકાશના કિરણને રાસાયણિક કે ઈલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં બદલે છે, જેથી મગજ તેને સમજી શકે. કરોડરજ્જુ ધરાવતા તમામ જીવોમાં આ કોષોનું માળખું કરોડો વર્ષોથી લગભગ એકસરખું જ સચવાઈ રહ્યું છે, જે આપણી રાત્રિ દૃષ્ટિ(Night Vision)નો મુખ્ય આધાર છે.
પાછળથી, આંખની જોવાની ક્ષમતા અને મર્યાદા (Dynamic Range) વધારવા માટે આ બંને સિસ્ટમ ભેગી થઈ અને તેના પરથી 'On-Cone' બાયપોલર કોષોનો વિકાસ થયો.
આ પણ વાંચો: Fitbit' હવે બની ગઈ 'Google Health' એપ, જાણો કયા નવા ફીચર્સ ઉમેરાયા
સ્માર્ટ પુનઃરચનાનું પરિણામ
જ્યારે રેટિનાનું આ મૂળભૂત માળખું પ્રારંભિક કરોડરજ્જુ ધરાવતા પ્રાણીઓમાં સ્થાપિત થઈ ગયું, ત્યારે પ્રકૃતિએ તેને બદલવાને બદલે તેના પર જ નવા અનુકૂલનના સ્તર ઉમેરવાનું શરૂ કર્યું. આ જ કારણ છે કે આજે મનુષ્ય, માછલી અને પક્ષીઓની આંખોની આંતરિક રચનામાં આટલી આશ્ચર્યજનક સમાનતા જોવા મળે છે. વિજ્ઞાનનો આ નવો ખુલાસો સાબિત કરે છે કે આપણી આંખો કોઈ અચાનક થયેલો ચમત્કાર નથી, પરંતુ કરોડો વર્ષોના સંઘર્ષ અને સ્માર્ટ પુનઃરચનાનું પરિણામ છે.
