Het oog mysterie van de evolutie

Het oog: van bacterie tot superorgaan

De evolutie van het oog heeft de wetenschap lange tijd voor raadsels geplaatst. Het oog is het ingewikkeldste orgaan en hoe zou zoiets secuurs spontaan kunnen ontstaan? De Californische oftalmoloog en bioloog Ivan Schwab schreef een standaardwerk over het ontstaan van het oog: ‘Zonder ogen hadden we een ander brein gehad of misschien wel helemaal geen.’ Evolution’s Witness heet het boek en het biedt een rijkelijk geïllustreerde geschiedenis van het oog in al zijn variaties, van de kleinste bijenoogjes en de bijna onherkenbare lensjes van bepaalde eencelligen over de state of the art verrekijkers van roofvogels en de meelijwekkende blik van zeehonden tot de precisie-instrumenten waarmee de mens zowel het heelal als het atoom in tuurt. Beginnen deed het allemaal zo’n 3,75 miljard jaar geleden toen het leven ontstond, en wellicht niet lang erna de lichtgevoelige mechanismen in de cel. “Sommige van die eerste dieren leven vandaag nog altijd”, legt Schwab uit, “zoals de stromatolieten, ook wel bekend als blauwgroene algen, al zijn het geen algen maar wel bacteriën, cyanobacteriën om precies te zijn. Ze zien eruit als gewone bacteriën, zoals je die kunt aantreffen in je eigen keel. “Door die levende exemplaren te bestuderen weten we dat ook de vroegste stromatolieten licht gebruikten om hun voedsel af te breken in energie en zuurstof. Het gekke is dat stromatolieten sterven wanneer ze met hun eigen afvalproduct – die zuurstof dus – in aanraking komen. Vandaar dat ze alleen kunnen leven op plaatsen waar er heel weinig zuurstof aanwezig is, zoals in Shark Bay in West-Australië, waar het zeewater opgesloten zit in de baai en het zoutgehalte heel hoog is, en op een gelijkaardige plaats op de Bahama’s.”

Hoe kom je van die eerste bacteriën bij een oog uit?

“Door heel lang te wachten. Evolutie gaat tergend traag, bijna te traag voor ons voorstellingsvermogen. Die bacteriën bevatten lichtgevoelige moleculen en nadat ze het licht aanvankelijk alleen als energiebron zagen, veranderden sommige na lange tijd in lichtgevoelige bacteriën, halobacteriën. Deze bevatten veel fotopigment en waren daardoor rood. Dat fotopigment werd als een energiebron gebruikt en niet als een oog. “Na een tijd concentreerden die organismen hun lichtgevoelige moleculen op één plaats, waardoor er lichtgerichtheid ontstond. Ze konden dus uitmaken waar het licht vandaan kwam en dat kon twee doelen dienen. De bacteriën konden zo naar het licht toe bewegen, omdat er een voedselbron mee gepaard ging, of juist weg ervan, bijvoorbeeld omdat de lichtbron toxisch was, ultraviolet bijvoorbeeld, dat sommige bacteriën vernietigt. “Eens er een concentratie was van die moleculen op een pigmentvlek op het membraan van de bacterie, konden er verschillende zaken gebeuren. Meest gebruikelijk was dat de pigmentvlek een beetje inzonk in het midden, waardoor hij een klein kuiltje vormde. Daardoor kon de richting van de lichtbron beter bepaald worden en zelfs de vorm ervan. “Het kuiltje werd steeds dieper en toen de randen ervan begonnen over te hellen kreeg je een klein camera-oogje, het type dat wij hebben. En dat was zelfs in staat te focussen wanneer er een lens groeide uit de gekristalliseerde binnenwand. Dit is wellicht ten vroegste zeshonderd miljoen jaar geleden gebeurd. Wat ik hier beschreven heb heeft dus zo’n drie miljard jaar geduurd.”

Waarom hebben insecten facetogen en wij camera-ogen?

“Dat gaat terug op de verschillende wegen die de pigmentvlek lang geleden ingeslagen is. Soms evolueerde die tot ons camera-oog, maar andere keren brak die pigmentvlek op in een massa kleinere vlekjes die in plaats van putjes bultjes vormden en zo de voorloper waren van het facetoog. Het is mogelijk dat die bultjes oorspronkelijk voor het specifieke dier dat ze had een voordeel opleverden ten opzichte van de putjes, maar vandaag is dat verdwenen. “Facetogen werken niet zo goed bij schemerlicht en ze leveren beelden van lagere kwaliteit af. “Facetogen werken dus niet zoals de ogen van een vogel of een primaat. Er is echter geen weg te- rug. Een facetoog zal niet evolueren naar een camera-oog, want dat zou een terugkeer in de tijd veronderstellen en dat is evolutionair gezien onmogelijk.”

In hoeverre heeft het oog de evolutie voortgestuwd? Wanneer je je vijand ziet, kun je hem makkelijker ontlopen. Sommigen beweren zelfs dat de cambrische explosie van 550 miljoen jaar geleden, toen het leven in korte tijd opeens heel rijk geschakeerd werd, veroorzaakt is door het ontstaan van het oog.

“Dat is inderdaad wat de Britse evolutiebioloog Andrew Parker beweert in zijn boek In the Blink of an Eye, maar niet iedereen is het daar mee eens. Ik ook niet trouwens. Het oog heeft inderdaad de evolutie voortgestuwd, maar het was niet doorslaggevend. Wanneer je goed genoeg kunt zien om je belagers te herkennen, kun je die ook uit de weg gaan en heb je meer overlevingskansen. Maar hetzelfde mechanisme geldt ook voor die belagers natuurlijk. Zij die beter zagen konden meer prooien pakken en hadden daardoor meer kans op overleven. “Het mes snijdt aan twee kanten, en de ontwikkeling van het oog ontketende gewoon een wapenwedloop. Het oog was dus belangrijk, net als de andere zintuigen. Je belager horen aankomen kan ook wel eens handig zijn, vooral in het donker, wanneer hij ruikt waar je je verstopt hebt.”

De mens hoopt altijd dat hij het summum van de evolutie is. Hebben wij de beste ogen?

“Veel roofvogels zien stukken beter dan wij. Een normale verrekijker geeft een vergroting van factor zes, en dat is ongeveer wat roofvogels zien. Ze zien dezelfde details als jij met je verrekijker, maar dan over het hele veld. Bovendien zien zij ook meer kleuren. Mensen hebben drie visuele pigmenten in hun ogen. Een vogel heeft er vier en kan ook ultraviolet licht zien. Haviken gebruiken dat bijvoorbeeld bij het opsporen van een prooi. “Stel dat het donker is en er een bruine muis over een akkerland rent. Met een gewoon oog zie je dat niet. De muis laat bij het lopen echter urine achter en die fluoresceert in het ultraviolet. Het is zo’n beetje alsof hij met een reusachtige pijl naar zichzelf wijst waardoor de havik hem binnen de kortste keren in het snotje krijgt. “Vogels zien ook beter beweging. Zij zien bijvoorbeeld de zon bewegen. En dat is nog niets vergeleken met bidsprinkhaankreeften. Die hebben maar liefst twaalf tot zestien visuele pigmenten in hun ogen. Wat die niet allemaal moeten zien. “Wij mensen hebben dus zeker niet de beste ogen, maar we hebben wel de beste interpretatie van wat we zien. Er vliegen meer vogels tegen je raam dan er mensen tegen lopen. Vogels reageren veel vaker op reflexmatige wijze, terwijl wij meer nadenken. Het zijn dus niet onze ogen die ons uitzonderlijk maken, wel ons brein.”

Had de ontwikkeling van het oog invloed op de evolutie van dat brein?

“Het oog ontstond wellicht voor het brein. Je kunt het zo zien. Stel dat je aangenomen wordt voor een nieuwe job en je krijgt een leeg bureau met één blad papier en een pen. Dan kun je zo beginnen. Wanneer er daarentegen een paar stapels papier op liggen, moet je uitzoeken welk blad je nodig hebt, dus maak je een klassement. “Het is dus pas wanneer je voldoende informatie hebt dat je een klassement – of een brein – nodig hebt. “De kans is groot dat het brein pas ontstond nadat de zintuigen ontwikkeld waren, en dus ook het oog. Maar zoals dat dan gaat in de natuur zijn er ook organismen die dit flagrant tegenspreken, die geen brein hebben, maar wel ogen. Zo hebben kwallen praktisch geen hersenen, maar wel ogen. En het kan nog beter. Zowel Erythropsidium als Warnowia, allebei planktonische dinoflagellaten, hebben gesofisticeerde ogen maar geen spoortje van een brein. Toch zijn het predatoren die andere eencelligen aanvallen, en dit zuiver reflexmatig. “Op een bepaald moment leveren de ogen en de andere zintuigen echter zo veel informatie op dat een organisme niet langer in staat is er met een eenvoudige reflex op te reageren, en het is daardoor dat volgens mij het brein is ontstaan.”

Zijn er minimum- en maximumafmetingen voor ogen?

“Die zijn er inderdaad. De minimumafmetingen worden bepaald door de lichtbrekingswetten uit de fysica. De ogen van eencelligen zijn zowat het kleinst haalbare. Licht heeft immers een golflengte en die kan verstoord raken in een minuscuul oogje. Sommige bijen hebben ommatidia, afzonderlijke optische units waaruit een facetoog bestaat, die echt op de rand van het mogelijke zitten. Nog kleiner en de lichtgolven zouden verstoord worden, wat een vertekend beeld zou opleveren. “Er zijn zelfs dieren die dit bewijzen. Zo is er een bijtje dat de allerkleinste ommatidiumopening heeft van allemaal, maar dat ongevoelig is voor de hogere golflengtes, en dus alleen ultraviolet licht waarneemt. Wat de maximumafmetingen betreft wordt de grootte van het oog beperkt door zijn structurele ondersteuning. Het grootste oog ooit had bij gewervelde dieren wellicht een diameter van 275 of 276 millimeter en behoorde toe aan een ichtyosaurus. Ogen van die omvang werden ondersteund door een ring speciale botjes. Als ze nog groter waren, hadden ze het gevaar gelopen in elkaar te klappen. “Het is mogelijk dat de reuzeninktvis nog grotere ogen had, maar hier hadden we met zachte ogen te maken die in water dreven, wat de zaak natuurlijk helemaal anders maakte. In theorie moet dat soort ogen een maximale diameter van 290 of 300 millimeter kunnen halen. Groter zou trouwens ook geen enkel voordeel opleveren. “Met zo’n oog zou je in het zuiverste water maar liefst een kilometer diep kunnen kijken, het punt waarop de volstrekte duisternis intreedt en van waaraf dieren hun eigen licht maken en dus bioluminescent zijn.”

Waarom hebben we twee ogen en geen acht zoals spinnen?

“Twee ogen stellen je in staat diepte te zien. Meer is dus niet nodig. Spinnen hebben inderdaad acht ogen maar dat is alleen omdat ze dan een breder veld kunnen overschouwen. “En het kan nog extremer. Op Borneo leeft een insect met facetogen die op stokjes staan bovenop zijn kop, waardoor het diertje 360 graden om zich heen kan kijken. Het enige plekje dat het niet kan zien is dat recht voor zijn neus. Het ziet dus niet wat het eet, en om eerlijk te zijn, dat wil je ook niet zien.”

Marnix VERPLANCKE

Bron: De Morgen, 21 januari 2012

Delen
Share on Facebook0Tweet about this on Twitter0Share on Google+0Share on LinkedIn0Email this to someonePrint this page

  1. Waarom je volgens déze oogarts je wimpers moet wassen met zeep15-12-2018 08:12:16
  2. Ontwikkeling van het gezichtsvermogen van je baby: wanneer kan hij zien08-12-2018 07:12:23
  3. Het recept voor gezonde ogen23-11-2018 07:11:36
  4. Reizen door de ruimte herschikt je hersenvocht27-10-2018 06:10:37
  5. Gezichtsvermogen: Schade aan ogen door slechte gewoonten12-10-2018 07:10:34
  6. Dragen oogartsen vaker dan gemiddeld een bril?27-07-2018 05:07:25
  7. 5 stappen om het risico op oogziekten te verlagen17-05-2018 08:05:50
  8. Blindismen: Herhaald gedrag door blinden en slechtzienden13-04-2018 10:04:58
  9. Gooien oogklachten bij astronauten roet in het eten?02-02-2018 07:02:01
  10. Wat kan je doen om je ogen te beschermen als het koud weer is?14-12-2017 09:12:28
  11. Ingevallen ogen: Oorzaken van diepliggende, holle ogen27-11-2017 04:11:31
  12. De meest interessante weetjes en fabels over je ogen17-11-2017 11:11:08
  13. Zes tips om je gezichtsvermogen op natuurlijke wijze te verbeteren13-11-2017 12:11:01
  14. Oogkleur en gezondheid: Risico op aandoeningen19-10-2017 07:10:02
  15. Oogkleur: Ontwikkeling van kleur van ogen18-10-2017 05:10:04
  16. Dit is wat iemand die slechtziend is in de spiegel ziet17-09-2017 07:09:19
  17. Ziende blind16-09-2017 12:09:14
  18. Droge huid rond de ogen: Oorzaken en behandelingen11-09-2017 10:09:39
  19. Wallen onder de ogen (oogwallen): Oorzaken en behandeling11-09-2017 10:09:11
  20. Wimpers: Functie, aandoeningen en wimpertransplantatie06-09-2017 09:09:10
  21. Daarom begint je oog soms te trillen20-08-2017 11:08:14
  22. Is lezen met weinig licht slecht voor je ogen?19-08-2017 11:08:50
  23. Plots blind aan één oog of beide ogen door aandoeningen17-08-2017 09:08:09
  24. Waarom zien we letterlijk sterretjes bij een klap?14-08-2017 07:08:47
  25. Zo zorg je goed voor je zicht05-07-2017 03:07:00
  26. Make-up rond de ogen: Veilig gebruik van oogcosmetica03-07-2017 11:07:33
  27. Ogen blijken te kunnen ‘horen’29-06-2017 05:06:22
  28. Oogproblemen & hoofdpijn: Oorzaken, symptomen en behandeling26-06-2017 12:06:52
  29. Onderzoek RuG: Ogen blijken te kunnen ‘horen’21-06-2017 10:06:38
  30. Ogen en oogzorg in de winter: Problemen, symptomen en tips21-06-2017 07:06:37
  31. Zo ontstaat het slaapzand in je ogen18-06-2017 04:06:58
  32. Ouder worden: wat betekent dat voor je ogen?18-06-2017 04:06:28
  33. Oogproblemen van astronauten zijn nu te verklaren18-06-2017 04:06:49
  34. Oogletsel bij Laurel en Hardy ernstig bekeken18-06-2017 03:06:22
  35. Waarom krijgen we wallen onder onze ogen?18-06-2017 03:06:26
  36. Onze ogen en onze gezondheid18-06-2017 01:06:19
  37. Oogheelkundige medische afkortingen18-06-2017 01:06:47
  38. Oog voorspelt kans op depressie18-06-2017 01:06:46
  39. Baby’s worden slechtziend geboren18-06-2017 01:06:50
  40. e gelooft je ogen niet ! 14 verrassende feitjes over ogen!18-06-2017 01:06:47
  41. Gebaren bij praten komen voort uit taal18-06-2017 01:06:26
  42. Goed zicht tijdens je zwangerschap18-06-2017 01:06:01
  43. Wat ziet een baby?18-06-2017 01:06:41
  44. De relatie tussen gezichtsvermogen en bewustzijn18-06-2017 12:06:19
  45. Wat er gebeurt wanneer blinde mensen psychedelica nemen18-06-2017 12:06:37
  46. Wat is staren nou eigenlijk, waarom doe je dat af en toe?18-06-2017 12:06:51
  47. Feit of fabel? 6 keer de waarheid over je ogen18-06-2017 12:06:42
  48. Zwevende zwarte vlekjes voor de ogen: hoe kwalijk is dat?17-06-2017 02:06:35
  49. De risico’s op oogaandoeningen als gevolg van roken16-06-2017 10:06:24
  50. We kunnen kleuren zien dankzij onze fruitetende voorouders15-06-2017 05:06:42
  51. Je ogen verklappen ontzettend veel over je algemene gezondheid!15-06-2017 03:06:25
  52. Grotere pupil wanneer je van iemand houdt15-06-2017 03:06:20
  53. Brein van blinde verscherpt andere zintuigen15-06-2017 03:06:54
  54. Vermoeide ogen tijdens of na het lezen15-06-2017 02:06:53
  55. ‘Ben jij de oudste thuis? Dan slechtere ogen!’14-06-2017 03:06:35
  56. Alcon strijdt voor beter zicht wereldwijd13-06-2017 08:06:39
  57. 9 dingen die je ogen over je gezondheid vertellen13-06-2017 05:06:29
  58. 16 dingen die vrouwen met geweldige wimpers altijd doen12-06-2017 10:06:40
  59. Waarom zie je beter als je je ogen samenknijpt?12-06-2017 04:06:52
  60. Van deze dagelijkse gewoontes krijg je kraaienpootjes12-06-2017 04:06:34
  61. 5 feiten over hoe jij je ogen kunt beschermen12-06-2017 04:06:38
  62. Gewijzigde oogkleur: Door ziekten of omgevingsfactoren04-05-2017 08:05:13
  63. Plotseling wazig zien: Oorzaken, symptomen en behandelingen02-12-2016 08:12:26
  64. Donkere kringen onder de ogen: Oorzaken en behandeling09-11-2016 01:11:40
  65. Brandende ogen: Oorzaken, symptomen en behandeling07-11-2016 03:11:15
  66. Bescherm je ogen21-10-2016 08:10:31
  67. Jeukende ogen: Oorzaken, symptomen en behandelingen05-10-2016 08:10:19
  68. De invloed van het gebruik van medicatie op de ogen15-08-2016 07:08:22
  69. Veroudering van het oog: Oogaandoeningen en oogstructuren28-07-2016 08:07:02
  70. Wat bepaalt onze oogkleur?25-05-2016 06:05:50
  71. De behoefte aan oogzorg neemt explosief toe08-01-2016 08:01:03
  72. Halo’s en lichtverblinding27-12-2015 09:12:01
  73. Foutje in pigmentcellen tast gezichtsvermogen aan22-12-2015 05:12:02
  74. Baby van blinde ouders maakt minder oogcontact26-11-2015 09:11:15
  75. Baby voelt kietels maar ziet ze niet04-11-2015 10:11:56
  76. De invloed van roken op de ogen02-11-2015 05:11:26
  77. Bierbuik kan blindheid veroorzaken20-09-2015 04:09:36
  78. Meeste blinden hebben last van een enorm ochtendhumeur20-09-2015 03:09:05
  79. Spiegel voor oogopmaak voor verziende vrouwen20-09-2015 03:09:12
  80. Ook blinde heeft déjà vu’s20-09-2015 03:09:36
  81. Zwart, geel of blank, winnen doen we allemaal gelijk20-09-2015 03:09:59
  82. ‘Zien’ met vingers moeilijker dan gedacht20-09-2015 03:09:42
  83. Spiegeltje, spiegeltje20-09-2015 03:09:20
  84. Waarom lichtinval een migraineaanval verergert20-09-2015 03:09:07
  85. Ook blinden met migraine overgevoelig voor licht20-09-2015 03:09:52
  86. Ogen verraden getallen waar mensen aan denken20-09-2015 03:09:36
  87. Wimpergroeimiddel kan kleur van ogen veranderen20-09-2015 03:09:13
  88. Familieleden autist bewegen ogen anders20-09-2015 03:09:55
  89. Fout in brein hindert snelle waarneming20-09-2015 03:09:36
  90. ‘Staren in de zon? Gevaarlijke flauwekul’20-09-2015 03:09:04
  91. Onderzoek naar oogproblemen astronauten20-09-2015 03:09:35
  92. Oogproblemen astronauten onderzocht20-09-2015 03:09:14
  93. Astronauten worden langzaam blind20-09-2015 03:09:59
  94. Campagne ‘Kan niets zien’ maakt consequenties oogbeperking zichtbaar20-09-2015 03:09:41
  95. Blauwe ogen voor 5.000 dollar20-09-2015 03:09:27
  96. Gezichtsveldbeperking heeft grote invloed op ontwijken obstakels20-09-2015 03:09:14
  97. Creationisten vs. Darwin over het oog20-09-2015 03:09:02
  98. Het oog mysterie van de evolutie20-09-2015 03:09:50
  99. Meer zicht op zien van contrast20-09-2015 03:09:36
  100. Enkele minder bekende feiten over je ogen20-09-2015 03:09:20
  101. Kegelvormige cellen in ons netvlies groeien 150 nanometer per seconde20-09-2015 03:09:03
  102. Onderzoek: ‘First-person shooters helpen tegen slechtziendheid’20-09-2015 03:09:51
  103. ‘Te weinig daglicht slecht voor ogen’20-09-2015 03:09:53
  104. DNA-test voor kleur haar en ogen beschikbaar20-09-2015 03:09:48
  105. Nieuw membraam in hoornvlies ontdekt20-09-2015 03:09:08
  106. Nieuwe laag in menselijk hoornvlies ontdekt20-09-2015 03:09:33
  107. Waarom mannen met bruine ogen betrouwbaarder lijken20-09-2015 03:09:55
  108. Knipperen met ogen20-09-2015 03:09:39
  109. Tijd voor een (eenvoudig) proefje! Ervaar jouw eigen blinde vlek!20-09-2015 03:09:22
  110. Feit of fout: hoeveel weet jij over je ogen?20-09-2015 03:09:07
  111. Zwanger en veranderingen in het gezichtsvermogen15-08-2015 07:08:53
  112. Kan je je ogen verliezen door te niezen?18-07-2015 10:07:54
  113. Wat de kleur van je ogen over je gezondheid zegt11-07-2015 10:07:46
  114. Last van wallen?19-06-2015 06:06:23
  115. Tips om je ogen gezond te houden09-05-2015 08:05:26
  116. Blauw oog opgelopen? Ook de iris verkleurt mee01-04-2015 08:04:52
  117. 10 verbazingwekkende dingen over je ogen die je niet kende04-03-2015 09:03:00
  118. Kleur ogen en reactie op pijn28-02-2015 03:02:10
  119. Eindelijk ontdekt: waarom we wimpers hebben26-02-2015 04:02:14
  120. Sleutels kwijt? Sluit uw ogen!10-02-2015 05:02:41
  121. Nederland & groene ogen19-01-2015 01:01:54
  122. Wat zijn de meest voorkomende oogziekten?16-01-2015 10:01:16
  123. 5 tips om uw gezichtsvermogen te beschermen10-01-2015 10:01:31
  124. Hoe komt het dat sommige mensen 120% of meer zicht hebben?09-12-2014 11:12:35
  125. Oogkleur vervangen door irisimplantaat05-12-2014 11:12:41
  126. Twee op de drie blinden zijn vrouwen07-06-2011 04:06:48
  127. Dit is allemaal flauwekul!07-06-2011 04:06:54
  128. De taal van de ogen07-06-2011 04:06:58
  129. Kunstschilder introduceert kleurenalfabet voor blinden06-06-2011 06:06:39
  130. Johanneskruid vertroebelt de ogen05-06-2011 06:06:10
  131. Wetenschapswinkel: Spiegel en licht28-05-2011 05:05:50
  132. Oogziekte verklaart mysterieuze spaken op Venus28-05-2011 04:05:23
  133. Waarom sluiten wij onze ogen als we niezen?28-05-2011 04:05:57
  134. Met niezen kan je je ogen verliezen28-05-2011 04:05:16
  135. Iriscopie: wat uw ogen vertellen over uw gezondheid28-05-2011 04:05:49
  136. Kijk uit voor het kermisoog28-05-2011 03:05:41
  137. Vele oorzaken maken vermoeide ogen27-05-2011 05:05:10
  138. Als we met de ogen knipperen verliezen we onze omgeving even uit het oog27-05-2011 05:05:45
  139. Bij dierproeven gelukt: gehoorcentrum wordt in gezichtscentrum veranderd27-05-2011 05:05:45
  140. Het oog dat ouder wordt27-05-2011 03:05:58
  141. Nieuw onderzoek over legasthenie27-05-2011 03:05:34
  142. Nieuw synapstype in het netvlies27-05-2011 03:05:16

Laatst bijgewerkt op 20 september 2015 – 15:18