The evolution of the human eye - Joshua Harvey

วิวัฒนาการของดวงตามนุษย์ - โจชัว ฮาร์วี (Joshua Harvey)

Translator: Pongsakorn Puavaranukroh Reviewer: Pakawat Wongwaiyut

The human eye is an amazing mechanism,

ดวงตาของมนุษย์เราคือกลไกการทำงานอันน่าทึ่ง

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

สามารถรับแสงได้ตั้งแต่แสงไม่กี่โฟตอน จนถึงแสงโดยตรงจากดวงอาทิตย์

or switch focus from the screen in front of you

หรือเปลี่ยนโฟกัสจากจอที่อยู่ตรงหน้าคุณ

to the distant horizon in a third of a second.

ไปยังเส้นขอบฟ้าไกลๆ ได้ในชั่วพริบตา

In fact, the structures required for such incredible flexibility

ที่จริง โครงสร้างที่ต้องการ ความยืดหยุ่นอันน่าเหลือเชื่อนี้

were once considered so complex

ครั้งหนึ่งเคยถูกมองว่ามีความซับซ้อนมาก

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

ซึ่ง ชาร์ล ดาร์วิน ยอมรับว่า ในแง่ของการวิวัฒนาการ

seemed absurd in the highest possible degree.

ดูแล้วแทบจะไม่มีทางเป็นไปได้เลย

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

และนี่ คือสิ่งที่ได้เกิดขึ้น เริ่มต้นเมื่อกว่า 500 ล้านปีก่อน

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

เรื่องราวของดวงตามนุษย์ กำเนิดจากจุดรับแสง (light spot) ง่ายๆ

such as the one found in single-celled organisms,

แบบเดียวกับที่พบในสัตว์เซลล์เดียว

like euglena.

เช่น ยูกลีนา (euglena)

This is a cluster of light-sensitive proteins

มันเป็นกลุ่มก้อนโปรตีนที่มีความไวต่อแสง

linked to the organism's flagellum,

ต่อเชื่อมกับ แฟลกเจลลัม (flagellum)

activating when it finds light and, therefore, food.

จะทำงานเมื่อมันเจอกับแสง และแน่นอน อาหาร

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

จุดรับแสงที่ซับซ้อนมากขึ้น สามารถพบได้ใน หนอนตัวแบน พลานาเรีย (planaria)

Being cupped, rather than flat,

มันเว้าลงไป แทนที่การแบนราบ

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

ทำให้การตรวจจับ ทิศทางของแสงนั้นดีขึ้น

Among its other uses,

จำพวกที่ใช้งาน

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

ความสามารถนี้ทำให้ระบบ ค้นหาที่ร่มเงา และซ่อนตัวจากนักล่า

Over the millenia,

กว่าพันปีหลังจากนั้น

as such light cups grew deeper in some organisms,

จุดเว้ารับแสงนี้ก็ยิ่งขยาย ลึกลงไปในสิ่งมีชีวิตบางตัว

the opening at the front grew smaller.

ขณะที่รูเปิดด้านหน้าหดเล็กลง

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

ผลคือทำให้เกิดปรากฏการณ์รูเข็ม มันเพิ่มความคมชัดของภาพขึ้นอย่างมาก

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

ลดภาพบิดเบี้ยวโดย ให้เพียงลำแสงเล็กๆผ่านเข้าสู่ดวงตา

The nautilus, an ancestor of the octopus,

หอยงวงช้าง ที่เป็นบรรพบุรุษของปลาหมึก

uses this pinhole eye for improved resolution and directional sensing.

ใช้ตารูเข็มนี้เพื่อ เพิ่มความคมชัด และการรับรู้ทิศทาง

Although the pinhole eye allows for simple images,

อย่างไรก็ตามตารูเข็ม แค่ทำให้เห็นภาพแบบง่ายๆ

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

ก้าวสำคัญที่นำไปสู่ดวงตา อย่างที่เรารู้จัก ก็คือเลนส์

This is thought to have evolved

ซึ่งเชื่อมีวิวัฒนาการ

through transparent cells covering the opening to prevent infection,

มาจากเซลล์โปร่งแสงที่คลุมอยู่หน้ารูรับแสง เพื่อป้องกันการติดเชื้อ

allowing the inside of the eye to fill with fluid

มันทำให้ภายในดวงตานั้น เติมเต็มไปด้วยของเหลว

that optimizes light sensitivity and processing.

ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ของความไวแสง และการประมวลผล

Crystalline proteins forming at the surface

ผลึกโปรตีนก่อตัวที่พื้นผิว

created a structure that proved useful

เกิดเป็นโครงสร้าง ที่พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์

in focusing light at a single point on the retina.

ในการโฟกัสแสงให้เป็นจุดๆเดียว บนจอประสาทตา (retina)

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

ซึ่งเลนส์นี้เป็นกุญแจสำคัญ ของความสามารถ ในการปรับตัวของตา

changing its curvature to adapt to near and far vision.

เปลี่ยนความโค้งของมัน ไปตามระยะของภาพที่อยู่ใกล้ หรือไกล

This structure of the pinhole camera with a lens

โครงสร้างที่มีรูเข็มร่วมกับเลนส์

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

เป็นรากฐาน ในวิวัฒนาการไปเป็น ดวงตาของมนุษย์

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

การปรับปรุงขั้นต่อมาได้แก่ วงแหวนสีที่เรียกว่า ม่านตา (iris)

that controls the amount of light entering the eye,

มันคอยควบคุมปริมาณแสงที่เข้าสู่ดวงตา

a tough white outer layer, known as the sclera,

เยื่อบุตาด้านนอกที่เรียกว่า ตาขาว (sclera)

to maintain its structure,

ช่วยในการคงรูปร่างของลูกตา

and tear glands that secrete a protective film.

และต่อมน้ำตา ที่ขับสารออกมาเคลือบปกป้องลูกตา

But equally important

ที่สำคัญไม่แพ้กัน

was the accompanying evolution of the brain,

คือการพัฒนาที่ควบคู่ไปด้วยกันของสมอง

with its expansion of the visual cortex

สมองส่วนการมองเห็น (visual cortex) ได้ขยายใหญ่ขึ้น

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

เพื่อประมวลภาพได้อย่างคมชัด และมีสีสันมากขึ้น

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

ตอนนี้เรารู้ว่ามันยาวไกล กว่าจะมาเป็นผลงานออกแบบขิ้นเอก

our eye bares traces of its step by step evolution.

ตาของเราได้เผยให้เห็นร่องรอย ของวิวัฒนาการในแต่ละขั้น

For example, the human retina is inverted,

ตัวอย่างเช่น จอประสาทตา ของมนุษย์น้้นกลับด้าน

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

โดยเซลล์รับแสงนั้นจะหันหลังให้กับรูรับแสง

This results in a blind spot,

ผลคือ เกิดจุดบอด (blind spot)

where the optic nerve must pierce the retina

ตรงที่เส้นประสาทตาใช้เป็นจุดเชื่อมต่อ กับจอประสาทตา

to reach the photosensitive layer in the back.

เพื่อเข้าถึงเซลล์ความไวต่อแสง ทีอยู่ทางด้านหลัง

The similar looking eyes of cephalopods,

ดวงตาที่ดูคล้ายกัน ของพวกเซฟาโลพอด (Cephalopod)

which evolved independently,

วิวัฒนาการโดยอิสระ

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

มีจอประสาทตาที่หันหน้าไปทางรูรับแสง ทำให้พวกมันมองเห็นโดยที่ไม่มีจุดบอด

Other creatures' eyes display different adaptations.

ตาของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ก็มีการปรับตัวไป ในลักษณะที่แตกต่างกัน

Anableps, the so called four-eyed fish,

เอนาเบลป (Anableps) หรือปลาสี่ตา

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

มีตาที่แบ่งออกเป็นสองส่วน ใช้ในการมองเหนือผิวน้ำ และใต้น้ำ

perfect for spotting both predators and prey.

เหมาะสำหรับการมองหา ทั้งศัตรูและเหยื่อของมัน

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

แมว นักล่ายามราตรี ได้พัฒนาชั้นสะท้อนแสง (reflective layer)

maximizing the amount of light the eye can detect,

เพิ่มความสามารถของดวงตาในการรับแสง

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

ช่วยให้มันมองเห็นในความมืดได้ดี มอบดวงตาเรืองแสงอันเป็นเอกลักษณ์ของมัน

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

นี่เป็นแค่ตัวอย่างเล็กน้อย ในความหลากหลายของดวงตาเหล่าสรรพสัตว์

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

ถ้าเกิดคุณสามารถออกแบบตาได้เอง คุณจะให้มีอะไรต่างไปจากนี้หรือไม่?

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

นี้ไม่ได้เป็นคำถามประหลาดอย่างที่คิด

Today, doctors and scientists are looking at different eye structures

ทุกวันนี้ แพทย์และนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษา โครงสร้างตาหลายๆรูปแบบ

to help design biomechanical implants for the vision impaired.

เพื่อช่วยในการออกแบบปลูกถ่ายดวงตาเทียม สำหรับผู้พิการทางสายตา

And in the not so distant future,

และในอนาคตไม่ไกลจากนี้

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

ดวงตาเทียมที่มีความคมชัด และยืดหยุ่นแบบดวงตาของมนุษย์

may even enable it to surpass its own evolution.

อาจทำให้เกิดความก้าวล้ำ ของวิวัฒนาการ กว่าที่เคยเป็นมา