The evolution of the human eye - Joshua Harvey

우리 눈의 진화과정ㅣ조슈아 하비 (Joshua Harvey)

번역: Won Jang 검토: Jihyeon J. Kim

The human eye is an amazing mechanism,

인간의 눈은 놀라운 구조로 되어 있습니다.

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

광자 몇 개부터 직사광선까지의 모든 빛을 인식할 수 있고

or switch focus from the screen in front of you

당신의 눈 앞의 화면으로부터 저 멀리의 수평선까지

to the distant horizon in a third of a second.

초점을 전환하는데는 0.3초 밖에 걸리지 않습니다.

In fact, the structures required for such incredible flexibility

사실 이 정도의 놀라운 유연성을 가진 구조물은

were once considered so complex

한때 너무나 복잡하다고 여겨져서

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

찰스 다윈 조차도 눈이 진화했다고 보기엔

seemed absurd in the highest possible degree.

너무 터무니 없다고 인정했을 정도였습니다.

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

그럼에도 진화는 사실이며 이것은 5억년 훨씬 이전에 시작되었습니다.

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

우리 눈의 역사는 하나의 단순한 광점에서 시작합니다.

such as the one found in single-celled organisms,

이런것은 단세포 유기체인 유글레나에서 볼 수 있지요.

like euglena.

This is a cluster of light-sensitive proteins

광점은 빛에 민감한 단백질들의 군집입니다.

linked to the organism's flagellum,

이 광점은 편모와 이어져 있으며,

activating when it finds light and, therefore, food.

빛이나 음식을 찾을 때 활성화 됩니다.

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

이 광점의 더 복잡한 형태는 편형동물 플라나리아에서 볼 수 있습니다.

Being cupped, rather than flat,

평평한 대신 컵 모양으로 이루어져 있으며,

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

들어오는 빛의 방향을 더 정확히 가늠할 수 있게 해줍니다.

Among its other uses,

또 다른 용도로는

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

생명체가 그늘을 찾게 해주고 포식자를 피해 숨게 해 주는것이지요.

Over the millenia,

수천년 동안,

as such light cups grew deeper in some organisms,

생물체가 가진 이 컵모양의 광점이 안쪽으로 더 커지게 되었고

the opening at the front grew smaller.

빛이 들어오는 입구는 점점 더 작아졌습니다.

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

그 결과 핀홀효과로 인해 해상도가 획기적으로 증가하였습니다.

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

아주 얇은 빛만 눈으로 들어오게 하여 상의 왜곡을 줄여준 것이지요.

The nautilus, an ancestor of the octopus,

문어의 조상인 앵무조개는

uses this pinhole eye for improved resolution and directional sensing.

이런 핀홀 눈 덕분에 향상된 해상도와 방향감지능력을 얻게 되었습니다.

Although the pinhole eye allows for simple images,

하지만 이런 핀홀 눈을 통해 간단한 이미지를 받아들일 수 있어도

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

우리가 알고있는 눈의 핵심적인 요소는 수정체입니다.

This is thought to have evolved

이런 수정체의 진화과정을 보자면

through transparent cells covering the opening to prevent infection,

감염을 막기 위해 눈을 덮고 있던 투명한 세포들 덕분에

allowing the inside of the eye to fill with fluid

눈 안쪽이 액체로 채워지게 되었고

that optimizes light sensitivity and processing.

덕분에 빛에 대한 감지와 처리가 더 개선 되었습니다.

Crystalline proteins forming at the surface

눈 표면에서 형성된 단백질 결정은

created a structure that proved useful

빛을 망막 한 곳으로 모으기 쉬운 구조를 형성하여 주었고

in focusing light at a single point on the retina.

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

바로 이 수정체가 우리 눈의 적응력에 중요한 역할을 합니다.

changing its curvature to adapt to near and far vision.

굴곡을 변화시켜 멀고 가까운 시야에 적응 할 수 있도록 해주지요.

This structure of the pinhole camera with a lens

이런 렌즈가 있는 핀홀 카메라의 구조가

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

결국 인간의 눈으로 진화하는 것의 기초가 되었습니다.

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

이런 기초가 조금 더 개선되어 색칠된 고리, 즉 홍채가 생겨나서

that controls the amount of light entering the eye,

눈에 들어오는 빛의 양을 조절하고

a tough white outer layer, known as the sclera,

백막이라고 불리는 단단한 외부의 흰색의 막이

to maintain its structure,

전체의 구조를 유지해 줍니다.

and tear glands that secrete a protective film.

또한 눈물샘이 발달하여 필요 할 때에는 보호액을 분비하지요.

But equally important

여기에 뇌의 진화 또한 큰 역할을 했습니다.

was the accompanying evolution of the brain,

with its expansion of the visual cortex

특히 시각 피질이 발달하여

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

우리 눈에 들어오는 상이 훨씬 또렷하고 선명하게 보이지요.

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

물론 디자인 측면에서 완벽하다고 말 할 수는 없지만

our eye bares traces of its step by step evolution.

우리의 눈에는 단계적으로 진화해온 흔적들이 남아있습니다.

For example, the human retina is inverted,

예를 들어, 사람의 망막은 뒤집혀있습니다.

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

감광세포가 빛이들어오는 방향의 반대편을 향하고 있는 것이지요.

This results in a blind spot,

이런 구조 때문에 맹점이 생기게 됩니다.

where the optic nerve must pierce the retina

시신경이 감광층에 도달하기위해

to reach the photosensitive layer in the back.

망막의 일부분을 관통하는 부분이지요.

The similar looking eyes of cephalopods,

보기에는 비슷해 보이는 문어류의 눈은

which evolved independently,

독립적으로 진화하였으며

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

망막이 전면을 향해있고, 덕분에 맹점이 없습니다.

Other creatures' eyes display different adaptations.

여러 생명체의 눈들은 각자 다르게 적응한 모습을 보여줍니다.

Anableps, the so called four-eyed fish,

네눈박이 물고기로 불리는 아나 블렙스는

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

눈이 수면 위아래를 볼 수 있도록 눈이 두 부분으로 나뉘어져

perfect for spotting both predators and prey.

완벽하게 포식자와 먹이를 찾을 수 있습니다.

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

전형적인 야행성 사냥꾼인 고양이는 반사막이 진화되어

maximizing the amount of light the eye can detect,

눈에 들어오는 빛의 양을 최대화 시켜

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

그들의 특징인 빛나는 눈이 훌륭한 야간의 시야를 보장합니다.

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

이러한 것들은 동물의 왕국에서 다양한 눈 중 몇가지 예에 불과합니다.

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

만약 당신이 눈을 디자인 할 수 있다면 좀 고치고 싶은 부분이 있나요?

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

이 질문이 좀 이상하게 들릴지도 모르지만

Today, doctors and scientists are looking at different eye structures

실제로 오늘날의 의사와 과학자들은 시각장애인들을 돕기위해

to help design biomechanical implants for the vision impaired.

생체공학적으로 디자인 된 새로운 눈의 구조를 연구하고 있습니다.

And in the not so distant future,

멀지 않은 가까운 미래에

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

우리눈의 정확성과 유연성을 갖춘 인공적인 장치가 생겨나서

may even enable it to surpass its own evolution.

인간의 눈이 지금까지 거쳐온 진화를 능가 할 지도 모릅니다.