The evolution of the human eye - Joshua Harvey

Translator: shirin etebar Reviewer: Leila Ataei

The human eye is an amazing mechanism,

چشم انسان ساختاری شگفت‌انگیز دارد،

able to detect anywhere from a few photons to direct sunlight,

که قادر است از چند فوتون گرفته تا نور مستقیم خورشید را تشخیص دهد،

or switch focus from the screen in front of you

یا در یک ثانیه فوکوس را از صفحه مقابل خود

to the distant horizon in a third of a second.

به افق دوردست تغییر دهد.

In fact, the structures required for such incredible flexibility

در حقیقت، ساختارهای مورد نیاز برای چنین انعطاف‌پذیری باورنکردنی

were once considered so complex

زمانی، پیچیده تلقی می‌شدند

that Charles Darwin himself acknowledged that the idea of there having evolved

به طوری که چارلز داروین اذعان داشت که ایده تکامل در آنجا

seemed absurd in the highest possible degree.

در بالاترین درجه ممکن پوچ به نظر می‌رسد.

And yet, that is exactly what happened, starting more than 500 million years ago.

با این حال، این دقیقاً همان اتفاقی است که بیش از ۵۰۰ میلیون سال پیش آغاز شده است.

The story of the human eye begins with a simple light spot,

داستان چشم انسان با یک لکه نوری ساده

such as the one found in single-celled organisms,

مانند نمونه‌ای که در ارگانیسم‌های تک سلولی وجود دارد

like euglena.

مانند اوگلنا آغاز می‌شود.

This is a cluster of light-sensitive proteins

لکه نوری دسته‌ای از پروتئین‌های حساس به نور است

linked to the organism's flagellum,

که به تاژک جاندار مرتبط است

activating when it finds light and, therefore, food.

و با یافتن نور و در نتیجه موادغذایی فعال می‌شود.

A more complex version of this light spot can be found in the flat worm, planaria.

نسخه‌ی پیچیده‌تری از این لکه نور را می ‌توان در کرم پهن، پلاناریا یافت.

Being cupped, rather than flat,

جامی شکل بودن چشم به جای صاف،

enables it to better sense the direction of the incoming light.

آن را قادر می‌سازد جهت نور ورودی را بهتر احساس کند.

Among its other uses,

از جمله کاربردهای دیگر،

this ability allows an organism to seek out shade and hide from predators.

این توانایی به جاندار امکانِ به دنبال سایه رفتن و پنهان شدن از شکارچی را می‌دهد.

Over the millenia,

در طول هزاران سال،

as such light cups grew deeper in some organisms,

در برخی از موجودات با رشد بیشتر چنین جام‌های نوری،

the opening at the front grew smaller.

منفذ جلوی آن کوچکتر شده است.

The result was a pinhole effect, which increased resolution dramatically,

نتیجه یک اثر پین‌هول(سوراخ سوزنی) بود، که وضوح را به طرز چشمگیری افزایش می‌داد،

reducing distortion by only allowing a thin beam of light into the eye.

و تنها با اجازه‌ی ورود دادن یک باریکه‌ای از نور به درون چشم، تحریف را کاهش می‌دهد.

The nautilus, an ancestor of the octopus,

ناتیلوس، از نیاکان هشت‌پا،

uses this pinhole eye for improved resolution and directional sensing.

از این نوع چشم برای بهبود وضوح و جهت ‌دهی استفاده می‌کند.

Although the pinhole eye allows for simple images,

اگرچه چشم پین‌هول می‌تواند تصاویر ساده‌ای را ایجاد کند،

the key step towards the eye as we know it is a lens.

همانطور که می‌دانیم گام اصلی به سمت چشم یک عدسی است.

This is thought to have evolved

تصور می‌شود که این عدسی از طریق

through transparent cells covering the opening to prevent infection,

سلول‌های شفافی که برای جلوگیری از عفونت منفذ آن را پوشانده‌اند، تکامل یافته است

allowing the inside of the eye to fill with fluid

اجازه می‌دهد تا داخل چشم با مایعی پر شود

that optimizes light sensitivity and processing.

که حساسیت و پردازش نور را بهینه می‌کند.

Crystalline proteins forming at the surface

پروتئین‌های کریستالی که در سطح تشکیل می‌شوند

created a structure that proved useful

ساختاری ایجاد می‌کنند که

in focusing light at a single point on the retina.

در تمرکز نور در یک نقطه از شبکیه مفید است.

It is this lens that is the key to the eye's adaptability,

این عدسی است که کلید سازگاری چشم است،

changing its curvature to adapt to near and far vision.

انحنایش را تغییر می‌دهد تا با دید نزدیک و دور سازگار شود.

This structure of the pinhole camera with a lens

این ساختار دوربین سوراخ سوزنی‌ با یک عدسی،

served as the basis for what would eventually evolve into the human eye.

پایه‌ای برای آنچه در نهایت در چشم انسان تکامل می‌یابد، بود.

Further refinements would include a colored ring, called the iris,

اصلاحات بیشتر شامل یک حلقه رنگی به نام عنبیه است،

that controls the amount of light entering the eye,

که میزان نور ورودی به چشم را کنترل می‌کند،

a tough white outer layer, known as the sclera,

یک لایه بیرونی سفید و سخت، معروف به صلبیه،

to maintain its structure,

برای حفظ ساختار آن،

and tear glands that secrete a protective film.

و غدد اشکی که یک غشای محافظ ترشح می‌کنند.

But equally important

اما تکامل همراه مغز هم

was the accompanying evolution of the brain,

به همان اندازه مهم بود،

with its expansion of the visual cortex

تکامل آن با توسعه قشر بینایی

to process the sharper and more colorful images it was receiving.

برای پردازش تصاویرِ واضح‌تر و رنگارنگ‌تری که دریافت می‌کرد.

We now know that far from being an ideal masterpiece of design,

اکنون می‌دانیم که چشم ما به دور از اینکه یک شاهکار ایده‌آل در طراحی باشد،

our eye bares traces of its step by step evolution.

ردپایی از تکامل گام به گام است.

For example, the human retina is inverted,

به عنوان مثال، شبکیه چشم انسان معکوس است،

with light-detecting cells facing away from the eye opening.

با سلول‌های تشخیص‌ دهنده نور که از منفذ جلوی چشم دور هستند.

This results in a blind spot,

این منجر به یک نقطه کور می‌شود،

where the optic nerve must pierce the retina

که در آن عصب بینایی باید به شبکیه نفوذ کند

to reach the photosensitive layer in the back.

تا به لایه حساس به نور در پشت برسد.

The similar looking eyes of cephalopods,

چشم‌های مشابه سرپایان،

which evolved independently,

که به طور مستقل تکامل یافته‌اند،

have a front-facing retina, allowing them to see without a blind spot.

دارای شبکیه رو به جلو هستند که به آنها امکان می‌دهد بدون نقطه کور ببینند.

Other creatures' eyes display different adaptations.

چشم موجودات دیگر سازگاری‌های مختلفی را نشان می‌دهد.

Anableps, the so called four-eyed fish,

ماهی چهار چشمی (Anableps)،

have eyes divided in two sections for looking above and under water,

چشمانی به دو بخش تقسیم شده برای نگاه کردن به بالا و زیر آب دارند،

perfect for spotting both predators and prey.

که برای تشخیص هم شکارچیان و هم شکار مناسب است.

Cats, classically nighttime hunters, have evolved with a reflective layer

گربه ها، شکارچیان شبانه کلاسیک، با یک لایه انعکاسی تکامل یافته‌اند

maximizing the amount of light the eye can detect,

با به حداکثر رساندن میزان نوری که چشم می‌تواند تشخیص دهد،

granting them excellent night vision, as well as their signature glow.

به آنها دید در شب عالی و همچنین اثر درخشان می‌دهند.

These are just a few examples of the huge diversity of eyes in the animal kingdom.

اینها تنها چند نمونه از تنوع عظیم چشم در قلمرو حیوانات است.

So if you could design an eye, would you do it any differently?

پس اگر می‌توانستید چشمی طراحی کنید، آیا این کار را متفاوت انجام می‌دهید؟

This question isn't as strange as it might sound.

این سوال آنقدرها هم که به نظر می‌رسد عجیب نیست.

Today, doctors and scientists are looking at different eye structures

امروزه پزشکان و دانشمندان در حال بررسی ساختارهای مختلف چشم

to help design biomechanical implants for the vision impaired.

برای کمک به طراحی ایمپلنت‌های بیومکانیکی برای افراد کم‌بینا هستند.

And in the not so distant future,

و در آینده‌ای نه چندان دور،

the machines built with the precision and flexibilty of the human eye

ماشین‌های ساخته شده با دقت و انعطاف‌پذیری چشم انسان

may even enable it to surpass its own evolution.

حتی ممکن است بتوانند آن را فراتر از تکامل خود قرار دهند.