211service.com
Jauna attēlu datu bāze varētu palīdzēt izskaidrot cilvēka acs evolūciju
Cilvēka acs ir pārsteidzošs mehānisms. Tas var atšķirt aptuveni desmit miljonus krāsu, pateicoties ievērojamajam gaismas jutīgajam stienim un konusa šūnām, kas atrodas acs aizmugurē.
Šīs šūnas kārtīgi sadala redzes procesu. Stieņiem, no kuriem aptuveni 90 miljoni, ir visaugstākā jutība pret sarkanīgu gaismu, un tie vislabāk darbojas vājā apgaismojumā, nodrošinot mūsu nakts redzamību.
No otras puses, čiekuri, aptuveni 5 miljoni, ir trīs veidu. Tie ir jutīgi pret gariem viļņu garumiem (ti, sarkanu), vidēju viļņu garumu (zaļu) un īsu viļņu garumu (zilu), radot krāsu redzi. Tie ir attiecīgi apzīmēti ar L, M un S konusiem.
Bet šeit ir mīkla: S konusi ir reti sastopami, un tie veido mazāk nekā 10 procentus no kopējā daudzuma. L un M konusi ir daudz izplatītāki, taču to attiecība var krasi atšķirties. Cilvēkiem ar normālu krāsu redzi L:M attiecība var būt no 1:4 līdz 15:1.
(Citiem primātiem ir atšķirīgas attiecības, lai gan jaunās pasaules pērtiķu attiecība ir līdzīga mums.)
Jautājums, kas liek biologiem kasīt galvu, ir kāpēc.
Viena ideja ir tāda, ka šis konusveida šūnu tipu sadalījums ir pielāgošanās videi, kurā attīstījās cilvēka acs, rezultāts.
Tātad, ja mēs varam noskaidrot, kāda bija šī vide, mēs varētu tikt galā ar spēkiem, kas veidoja mūsu vizuālo sistēmu.
Šodien Gaspers Tkaciks no Pensilvānijas universitātes Filadelfijā un vairāki draugi atklāj interesantu pieeju šīs problēmas risināšanai. Viņu ideja ir atrast tādu vietu, kurā attīstījās cilvēki, un izmērīt tur esošos apgaismojuma apstākļus.
Un, salīdzinot pietiekami lielu paraugu ar mērījumiem no citurienes, vajadzētu būt iespējai noskaidrot, kā un kāpēc cilvēka acs attīstījās ar tās ziņkārīgajām konusveida šūnu tipu attiecībām.
Tātad, kur meklēt. Vienprātīgs viedoklis ir tāds, ka cilvēki atšķīrās no citiem hominīdiem apmēram pirms 3 miljoniem gadu Āfrikā. Viena vieta, kas tiek uzskatīta par toreizējo apstākļu reprezentatīvu vietu, ir Okavango delta Botsvānā, kur Okavangas upe ieplūst purvā Kalahari tuksneša malā, veidojot pasaulē lielāko iekšzemes upes deltu. (Lielākā daļa ūdens iztvaiko.)
Ja cilvēki attīstījās tādos apstākļos, kā šis, iespējams, ka apgaismojuma apstākļi varētu sniegt mums nojausmu par tādiem noslēpumiem kā konusa šūnu attiecība.
Tāpēc Tkaciks un draugi devās uz Botsvānu un paņēma 5000 sešu megapikseļu apgabala attēlu izmantojot Nikon D70 digitālo SLR. pēc tam viņi rūpīgi kalibrēja tos, lai precīzi fiksētu statistikas datus par gaismu, kas sasniedz kameras sensorus, un ievietoja tos visus tīmeklī.
Šodien viņi apraksta dažādus veidus, kā viņi ir izveidojuši šo datubāzi, un paziņo, ka tā ir publiski pieejama saskaņā ar Creative Commons licenci pētījumiem datorredzes, uztveres psihofizikas un vizuālās neirozinātnes jomā. Augšējais attēls ir viens piemērs.
Ideja ir tāda, ka, salīdzinot ar šiem attēliem saistīto statistiku ar datiem no citām jomām, tiks iegūts zināms ieskats vizuālās sistēmas attīstībā.
Protams, ir vēl viena iespēja. Ka cilvēka acs īpatnējās īpašības ir kāda daudz dramatiskāka incidenta rezultāts, piemēram, Tobas supervulkāna izvirdums pirms 70 000 gadu, kas, iespējams, samazināja pasaules iedzīvotāju skaitu līdz mazāk nekā 15 000. Tiek uzskatīts, ka citos laikos citi sastrēgumi ir samazinājuši cilvēku skaitu līdz mazāk nekā 2000.
Iespējams, cilvēka vizuālā sistēma ir optimizēta, lai izdzīvotu kādā no šīm katastrofām. Atrast šos apgaismojuma apstākļus uz Zemes šodien varētu būt ievērojami grūtāk.
Lai kāds būtu iemesls, attēli no Botsvānas ir interesants pirmais solis, lai no jauna atklātu apstākļus, kādos mēs attīstījāmies, un noskaidrotu, kāpēc mēs esam tādi, kādi esam.
Atsauce: arxiv.org/abs/1102.0817 : dabiski attēli no cilvēka acs dzimšanas vietas