Nerokas verkkokalvo


Yksi Intelligent Design -hypoteesia vastaan esitetyistä argumenteista on silmän verkkokalvon takaperoinen rakenne. Sen on väitetty sisältävän toiminnallisia puutteita ja siten todistavan, ettei sitä ole suunniteltu vaan että se on syntynyt sattumien ja luonnonvalinnan tuloksena.

Joidenkin mielestä se tosiasia, että valon on kuljettava hermokerroksen läpi ennen valoa vastaanottaviin soluihin päätymistään, kertoo verkkokalvon 'huonosta suunnittelusta'. Älykäs Suunnittelija (Intelligent Designer) ei heidän mukaansa olisi sijoittanut hermokudosta valoa vastaanottavien solujen eteen vaan niiden taakse, koska tällainen 'väärin päin' oleva järjestely saa aikaan valon hajontaa, yksityiskohtien vähenemistä ja sokean pisteen siihen, missä hermot läpäisevät valoherkän solukon.

Tämä käsitys ihmisen ja muiden selkärankaisten verkkokalvon epätäydellisestä, joidenkin mielestä suorastaan typerästä rakenteesta on ilmeisesti saanut alkunsa - paitsi lujasta uskosta evoluutioon - siitä havainnosta, että joillakin eläimillä, kuten eräillä mustekaloilla on 'oikeinpäin' oleva verkkokalvo. Tämä käsitys on kuitenkin sekä naivi että karkeasti virheellinen.

Mitä tutkimukset osoittavat

Ensinnäkään verkkokalvon sokea piste ei alenna silmän kykyä erotella yksityiskohtia. Se johtuu mm. siitä, että toisen silmän näkökenttä täyttää tuon aukon. Vaikka aivot käyttävät vain verkkokalvolta tulevaa informaatiota kuvan muodostamiseen, ne osaavat silti erotella siitä muitakin 'sokeita' alueita, kuten kuten varjoja, heijastuksia, himmeitä kohtia, silmälasien tahroja ym. ja korjata niiden aiheuttamia ongelmia.

Tutkimukset ovat myös osoittaneet selvät syyt sille, miksi ihmissilmän verkkokalvolla täytyy olla tällainen invertoitu, käänteinen rakenne, missä fotoreseptorit sijaitsevat niiden edessä olevan ohuen solukerroksen takana. Yksi monista syistä liittyy fotoreseptorien monitoimisuuteen ja niiden toiminnalle välttämättömään pigmenttiepiteeliin. Tämä ohut kerros sisältää tummaa melaniinipigmenttiä, joka imee itseensä suurimman osan verkkokalvolle tulevasta valosta. Tämä järjestely estää mm. silmän sisäiset heijastukset, mitkä muuten huonontaisivat visuaalista kuvaa.

Suurenna klikkaamalla
www.icr.org

Valoa vastaanottavien tappi- ja sauvasolujen eli fotoreseptorien täytyy sijaita nykyisessä paikassaan myös siitä syystä, että niiden on oltava läheisessä yhteydessä pigmenttiepiteelin takana olevaan suonikalvoon, mikä huolehtii niiden verentarpeesta. Tämä mahdollistaa fotoreseptorien vakaan toiminnan, mikä muuten olisi mahdotonta. Päinvastainen järjestys heikentäisi fotoreseptorien hapen ja ravinnon saantia, mikä voisi johtaa suuriin ongelmiin, sillä tappi- ja sauvasolut tarvitsevat jatkuvaan toimintaansa ja toimintakuntonsa yllä pitämiseen hyvin paljon energiaa. Lisäksi niiden on paitsi korjattava vahingoittuneita kohtia myös uusiuduttava noin seitsemän päivän välein.

Ihmisen silmän fotoreseptorit ja epiteelikerros vastaanottavat valtavasti valoa aina kun silmät ovat auki (mustekalan elinympäristössä valoa on huomattavasti vähemmän). Koska valo muuttuu suurelta osin lämmöksi, verkkokalvo tarvitsee tehokasta jäähdytysjärjestelmää. Sen sijainti suonikalvon välittömässä läheisyydessä mahdollistaa tämän. Epiteelin sijainti verkkokalvon edessä luonnollisesti haittaisi näkökykyä. Jos taas verkkokalvo olisi toisinpäin nykyisellä paikallaan, sen ravinteiden saanti vaikeutuisi ja toimintakyky saattaisi kadota kokonaan.

Suunniteltu jatkuvaan tehokkaaseen käyttöön

Tämän järjestelmän jokaisen osan on toimittava tehokkaasti ja tarkassa keskinäisessä yhteistyössä, sillä verkkokalvon toiminta edellyttää korkeaa aineenvaihdunnan tasoa, johtuen fotoreseptoreille tulevien valoärsykkeiden jatkuvasta muuttumisesta. Jo pelkästään pieni pään liike muuttaa jokaisen noin sadan miljoonan reseptorin kohdalle tulevan informaation toiseksi. Kehomme elimistä verkkokalvo käyttääkin (kokoonsa nähden) lähes eniten happea ja ravinteita. Jos fotoreseptorit olisivat suoraan valoa vasten, verisuoniston pitäisi olla joko niiden edessä tai samassa tasossa, minkä johdosta reseptorien määrän täytyisi olla merkittävästi pienempi. Seuraus olisi sama kuin digikameroissa: mitä pienempi resoluutio sen karkeampi kuva.

Mikä tärkeintä, hermokomponenttien sijainti fotoreseptorien edessä ei tietyistä syistä johtuen tuota optisesti virheellistä kuvaa. Yksi syistä on, että hermoelementit erottuvat verkkokalvolla valon aallonpituutta pienempinä. Ne eivät siis käytännöllisesti katsoen saa aikaan lainkaan hajontaa eikä taittumista ja valo kulkee tämän alueen läpi kuin se olisi lähes täysin läpinäkyvä. Mikroskoopilla katsottuna useimmat soluista ovat suureksi osaksi niin läpinäkyviä, että tutkijat joutuvat käyttämään tiettyjä värjääviä aineita niiden havaitsemiseksi. Näin ollen tämä ohut solukerros verkkokalvon edessä on näkökyvyn heikentymisen kannalta merkityksetön. Lisäksi verkkokalvon keskustassa, missä resoluutio on suurin, hermosolut ovat sivusuunnassa hieman siirtyneet, päästäen valon suoraan fotoreseptoreihin, minkä tuloksena tämän tärkeimmän alueen 'särö' on mahdollisimman pieni. Tällä korkean resoluution alueella värejä tunnistavia tappisoluja on erittäin tiheässä, mikä mahdollistaa tarkan värierottelun. Verkkokalvon reunaa kohti mennessä resoluutio on pienempi ja siellä on enimmäkseen musta-valkosävyjä tunnistavia sauvasoluja.

Paras mahdollinen

Tämä järjestely on kaiken kaikkiaan erittäin tehokas menetelmä silmän optisesta osasta jatkuvasti saapuvan valtavan informaatiomäärän siirtoon ja käsittelyyn. Sitä voisi verrata tietokoneissa käytettyyn videotiedostojen esitykseen pakkaus- , siirto- ja purkumenetelmineen. Koska kuvaa on päivitettävä jatkuvasti, kuvapikselien siirron täytyy sujua hyvin nopeasti, muuten tuloksena on nykivä ja hidasteleva 'filmi'. Silmän rakenne näyttää olevan optimoitu fysikaalisten rajojen puitteissa hyödyntämään näkyvän valon koko kirjoa.

Pigmenttikerroksella on muitakin verkkokalvon toiminnan kannalta tärkeitä ominaisuuksia. Se sulauttaa päivittäin itseensä osan fotoreseptorien ulkopuolisesta massasta rakentaen siitä toimintaansa tarvittavia yhdisteitä. Osaltaan se toimii myös porttina estäen ulkopuolisten haitallisten aineiden pääsyn verkkokalvon eri osiin, helpottaa veden ja ionien kulkua hermosolujen ja suonikalvon välillä, suojaa vapaiden radikaalien aiheuttamilta vahingoilta ja säätelee aineenvaihduntaa.

Tämä lyhyt esitys kattaa vain muutamia niistä syistä, mitkä tekevät nisäkkäiden silmästä ja verkkokalvosta ylivoimaisen. Nykyisin tiedämme tästäkin asiasta paljon enemmän kuin muutama vuosi sitten olisi voinut kuvitella.

 
Lähde: www.icr.org  
 
 
12.01.06