Kuona wazi
The Story of the Human Eye
Jicho la mwanadamu ni moja wapo ya mifumo ngumu zaidi iliyopo na asili yake ni kati ya isiyoeleweka sana. Jifunze kwa nini nadharia za mageuzi huwa na ukungu ambapo jicho linahusika.
Ni nini hukuruhusu kusoma nakala kwenye gazeti hili? Kwa wazi, kwa kiwango ngumu zaidi, lazima uelewe lugha ya Kiingereza. Lakini kabla hata ya kuanza kufafanua kile kilichoandikwa, lazima uione. Kwa kweli, safu ngumu ya kushangaza ya vitendo hufanyika kati ya macho yako na ubongo wako ili uone kile kilichoandikwa kwenye ukurasa huu.
Macho yako yanawajibika kwa asilimia 80 ya habari ambayo ubongo wako hupokea. Hii inafanya kuwa muhimu zaidi ya pembejeo zako za hisia!
Kutoka kwa jinsi jicho la ndani linavyofanya kazi, hadi jinsi nuru inavyokuwa picha akilini mwako, sayansi imejifunza jicho la mwanadamu kwa undani inashangaza. Lakini wakati kazi ya jicho ni wazi kabisa, asili yake inaonekana kufunikwa na siri.
Kile ambacho ni nadharia ya mageuzi tu inadhaniwa kuwa ukweli. Watoto hufundishwa shuleni na wanasayansi wengi wanajiandikisha kwa kanuni zake. Walakini hakika mageuzi angalau hujaribu kufungua dirisha kwenye asili ya jicho. Ikiwa ndivyo, lazima kuwe na viumbe ambavyo macho yetu yalibadilika.
Hadithi ya chombo hiki cha kuvutia inatia moyo na, samahani pun, kufungua macho!
Jinsi inavyofanya kazi
Kabla ya kutazama jicho kwa mwanga wa mageuzi, lazima kwanza tuelewe jinsi jicho linavyofanya kazi na ni mifumo gani iliyowekwa ili kuruhusu fotoni kuwa picha. Lakini unaweza kujiuliza: photon ni nini?
Ulimwengu wote umeundwa na chembe ndogo, microscopic (au hata ndogo). Mchanganyiko wa chembe hizi ndio hufanya jambo-ulimwengu ambao tunaishi. Moja ya "chembe" hizi za msingi ni fotoni. Fotoni hutoka kwenye jua na ndio tunayoona kama nuru. Bila fotoni, hakuna mwanga!
Jinsi vitu tofauti vinavyoonyesha fotoni huamua jinsi rangi, maumbo na nyuso zinavyotambuliwa. Kila kitu tunachokiona kinategemea jinsi vitu vinavyofyonza na kutafakari fotoni.
Mfano rahisi wa mchakato huu ni kuangalia mambo mawili yaliyokithiri: (1) kioo na (2) uso mweusi. Ikiwa unaangaza mwanga kwenye kioo, itaonyesha mwanga kwako.
Kwa upande mwingine, ikiwa unaangaza mwanga kwenye uso mweusi, kidogo sana itaonyesha nyuma kwako. Jinsi uso unavyoitikia na mwanga huamua ikiwa unaona rangi. Ingawa hii ni maelezo rahisi sana ya jinsi fotoni zinavyoitikia kutoa tofauti katika kile tunachokiona, inasaidia kuelezea jinsi jicho linavyoshiriki katika utaratibu huu.
Wakati mwanga unaonyesha kitu, hubadilisha muundo wa nuru hiyo, ambayo huingia kwenye jicho lako. Fikiria fotoni kama risasi ndogo kwenye bunduki za pellet; Hii itakusaidia kuibua njia yao kupitia jicho lako na kwenye ubongo wako.
Maelezo magumu
Bado hatujashughulikia jinsi ubongo unavyoingiliana na jicho, au hatua zozote za kurekebisha ambazo jicho huchukua wakati linagundua shida. Lakini kabla ya kuingia katika hilo, ifuatayo ni uwakilishi wa kina wa kile kinachotokea wakati "pellet" inapogusana na uso wa retina.
"Wakati mwanga unapiga retina kwa mara ya kwanza, fotoni huingiliana na molekuli inayoitwa 11-cis-retinal, ambayo hupanga upya ndani ya picoseconds hadi trans-retinal. Mabadiliko ya sura ya [11-cis-] retina hulazimisha mabadiliko katika sura ya protini, rhodopsin, ambayo retina imefungwa sana. Metamorphosis ya protini hubadilisha tabia yake, na kuifanya kushikamana na protini nyingine inayoitwa transducin. Kabla ya kugongana na rhodopsin iliyoamilishwa, transducin ilikuwa imefunga kwa nguvu molekuli ndogo inayoitwa GDP. Lakini wakati transducin inaingiliana na rhodopsin iliyoamilishwa, Pato la Taifa huanguka na molekuli inayoitwa GTP hufunga kwa transducin. (GTP inahusiana kwa karibu na, lakini ni tofauti sana na, Pato la Taifa.)
"Rhodopsin iliyoamilishwa na GTP-transducin sasa inafunga kwa protini inayoitwa phosphodiesterase, iliyoko kwenye utando wa ndani wa seli. Inapounganishwa na rhodopsin iliyoamilishwa na wasaidizi wake, phosphodiesterase hupata uwezo wa kukata molekuli inayoitwa cGMP (jamaa wa kemikali wa Pato la Taifa na GTP). Hapo awali kuna molekuli nyingi za cGMP kwenye seli, lakini phosphodiesterase hupunguza mkusanyiko wake, kama kuziba kuvutwa hupunguza kiwango cha maji kwenye bafu.
"Protini nyingine ya utando inayofunga cGMP inaitwa chaneli ya ioni. Inafanya kama lango ambalo linasimamia idadi ya ioni za sodiamu kwenye seli. Kwa kawaida chaneli ya ioni huruhusu ioni za sodiamu kutiririka ndani ya seli, wakati protini tofauti huzisukuma tena kikamilifu. Hatua mbili za chaneli ya ioni na pampu huweka kiwango cha ioni za sodiamu kwenye seli ndani ya safu nyembamba. Wakati kiasi cha cGMP kinapunguzwa kwa sababu ya kupaswa na phosphodiesterase, chaneli ya ioni hufunga, na kusababisha mkusanyiko wa seli za ioni za sodiamu zilizochajiwa vyema kupunguzwa. Hii husababisha usawa wa malipo kwenye utando wa seli ambayo, mwishowe, husababisha mkondo kupitishwa chini ya ujasiri wa macho hadi kwenye ubongo. Matokeo, yanapotasiriwa na ubongo, ni maono" ("Ushahidi wa Ubunifu wa Akili kutoka kwa Biokemia").
Sio lazima kuelewa kikamilifu kile kinachotokea ili kusababisha msukumo huo wa umeme kuwaka moto kwenye ubongo wako, lakini ni muhimu kutambua ugumu uliokithiri unaohitajika kwa mchakato kufanyika. Je, unaanza kuelewa kwa nini dhana ya mageuzi inakuwa haiwezekani inapotumiwa machoni pako?
Vifaa vinahitaji programu
Muundo wa jicho—lenzi, iris, retina, n.k.—ni karanga na bolts zinazotuma mapigo ya umeme kwenye ubongo wako. Lakini ubongo unajuaje nini cha kufanya na ishara hizo zinapokelewa?
Hebu fikiria kompyuta, pamoja na sehemu na vipande vyake vyote, ambavyo vingi ni vigumu sana kwa watu wengi kuelewa. Haijalishi vifaa ni ngumu na ngumu kiasi gani, bila programu, haiwezi kufanya chochote. Kompyuta yako haitawashwa hata bila aina fulani ya programu kuambia maunzi-vipande halisi vya kompyuta-nini cha kufanya.
Ni sawa na jicho. Harakati zote zinazofanyika kwenye jicho zinadhibitiwa na ubongo wako. Ubongo husogeza jicho lako katikati ya kitu, hurekebisha lenzi ili kuzingatia, na kufungua au kufunga iris ili kuruhusu kiasi sahihi cha mwanga uliolenga kwenye retina.
Sasa kwa kuwa unaelewa misingi ya jinsi jicho linavyofanya kazi, jaribu jaribio hili rahisi ili kushuhudia ni kiasi gani cha mwingiliano hufanyika kati ya ubongo na jicho. Wakati unasoma maneno haya, angalia kitu cha mbali. Wakati unafanya hivi, taswira kwamba ilibidi usogeze misuli kwenye jicho lako, ubadilishe iris, na urekebishe lenzi yako ili kupata kitu katika umakini.
Hii inaongoza kwa sehemu ya mwisho katika kuelewa jinsi macho yanavyofanya kazi. Ubongo "unajua" jinsi ya kubadilisha msukumo zaidi ya milioni 100 kuwa kile tunachokiona? Ikiwa ubongo wako haukujua jinsi ya kuweka pamoja "pellets" za fotoni na kisha kusawazisha kile kila jicho linaona, hakutakuwa na picha inayoeleweka inayofafanuliwa kama maono.
Jicho la Trilobite: Mageuzi Yalibadilishwa?
Kiini cha nadharia ya mageuzi ni kwamba wanyama wote walio hai wamebadilika kutoka kwa viumbe rahisi. Wote walianza kutoka kwa dimbwi dogo la vitu hai, ambavyo vilibadilika na kuwa viumbe ngumu zaidi na tofauti, na kisha wanyama.
Dhana hii yote inategemea dhana kwamba, baada ya muda, viumbe vyote vinaboresha kwa uteuzi wa asili-kuishi kwa wenye nguvu zaidi. Wakati dhana hiyo imejaa mashimo, wacha tufikirie ni kweli kwa muda.
Kadiri muda unavyopita, ungetarajia kupata kwamba rekodi ya visukuku inaonyesha viumbe ngumu zaidi na zaidi. Hii itakuwa kweli hasa katika mifumo ya maono. Kwa sababu maono, hata katika viumbe rahisi zaidi, ni ngumu sana, ungetarajia kuchukua mamilioni ya miaka kwa mfumo wowote wa maono "wa hali ya juu" kuonekana.
Kitu chochote ngumu ambacho kinaonekana haraka sana, au kinaonekana bila kiumbe chochote cha awali kuwa mtangulizi wake, kitakuwa aibu kwa watetezi wa mageuzi.
Hii inatanguliza trilobite. Wanyama hawa wasio na uti wa mgongo waliotoweka walikuwepo kwa idadi kubwa katika bahari ya ulimwengu, na walianza kipindi cha Cambrian—takriban miaka milioni 400-500 iliyopita. Kinachoshangaza zaidi juu ya viumbe hawa ni kwamba walikuwa na mifumo ngumu sana ya maono.
Macho yao yalikuwa magumu sana hivi kwamba hakuna wanyama wasio na uti wa mgongo—au hata wanyama wengi wenye uti wa mgongo—wanaomiliki kitu chochote kinachoweza kulinganishwa leo! Pia, viumbe hawa wanaonekana kuonekana ghafla, bila rekodi ya visukuku ya kitu chochote kama hicho mbele yao.
Profesa Richard Fortey, mtafiti katika Jumba la Makumbusho la Historia ya Asili huko London, alisema katika Historia ya Asili: "Tunajua kwamba trilobites za kwanza tayari zilikuwa na mfumo wa kuona uliokuzwa vizuri. Kwa kweli, macho makubwa yanayopatikana katika jenasi Fallotaspis, kutoka Moroko, yanathibitisha kuwa maono ya hali ya juu yanarudi nyuma angalau miaka milioni 540 hadi kipindi cha Cambrian.
Kati ya jenasi ya trilobite ya Phacops, alisema, "Ni wazi muundo wa kisasa sana (hata zaidi kuliko jicho la trilobite [la kawaida] lenye lenzi ya hexagonal), jicho la fuwele la Phacops ni coupe ya michezo katika enzi ya boneshaker."
Kwa taarifa kama hizo kutoka kwa mtaalam mashuhuri wa paleobiolojia, ni dhahiri kabisa kwamba mguu mwingine "unaounga mkono" nadharia ya mageuzi sio kitu zaidi ya moshi na vioo. Bila ubongo tata kuonekana kwa wakati mmoja na macho, hawatakuwa na maana kabisa!
Mchakato mwingine wa kushangaza unafanyika kuhusiana na hili. Katika mfumo wowote wa lenzi (kama vile macho yetu), picha iliyopokelewa imegeuzwa. Kwa hivyo, sio tu kwamba ubongo wako unaweka pamoja mamilioni ya fotoni, pia unajua kugeuza picha!
Kama ilivyo kwa programu ya kompyuta, ubongo unapaswa kupangwa na habari zote zinazohitajika kutafsiri data hii. Inapaswa kujua ni rangi gani zinazowakilishwa na aina gani ya mwanga, na jinsi picha nzima inavyolingana.
Ikiwa unafikiria juu yake, kile unachokiona kwa macho yako sio chochote zaidi ya picha ambayo akili yako imeunda. Kwa njia nyingine, ni toleo wazi la kile unachoweza kuibua na macho yako yamefungwa.
Ubongo wa mwanadamu kweli ndio kiungo cha kushangaza zaidi kuwahi kuundwa!
Tena, ingawa inaonekana kuwa haiwezekani kwa jicho kubadilika, ni uwezekano gani wa programu na maunzi kuonekana kwa wakati mmoja?
Haiwezekani!
Fikiria kwa muda juu ya ugumu unaohitajika kuunda jicho la kwanza. Au ni nini kilisababisha seli kuwa nyeti kwa mwanga. Au kwa nini trilobites na macho yao yalipotea. (Tazama kiingilio "Jicho la Trilobite: Mageuzi Yamebadilishwa?")
Maswali kama haya hayajashughulikiwa kamwe!
Cha kushangaza zaidi, hakujawahi kuwa na jaribio lolote la kuelezea mchakato ambao jicho lingeweza kubadilika kutoka kwa fomu rahisi.
Lakini ni kweli ya kushangaza? Wakati huwezi kuelezea mchakato kwa mageuzi, kuna chaguo jingine moja tu —iliundwa! Na hilo ni chaguo ambalo wanasayansi wengi wanakataa kuburudisha.
Mfalme Daudi alisema, "Nimeumbwa kwa njia ya kutisha na ya ajabu" (Zab. 139:14). Jicho la mwanadamu ni mfano kamili wa kitu kilichotengenezwa kwa njia ya ajabu.
Kwa kuzingatia ugumu ulioonyeshwa katika jicho la mwanadamu—kiungo kimoja tu cha kiumbe hai kimoja—unaweza kuona kwa nini Mungu anasema, "Mpumbavu amesema moyoni mwake, Hakuna Mungu" (Zab. 14:1).
Mungu anaelewa kwamba watu wa kimwili wanahitaji uthibitisho wa kimwili. Kwa wale walio tayari kutazama, kuna ushahidi: "Kwa maana mambo yake yasiyoonekana tangu kuumbwa kwa ulimwengu yanaonekana wazi, yakieleweka kwa mambo yaliyoumbwa, hata nguvu zake za milele na Uungu; ili wasiwe na udhuru" (Rum. 1:20).
Uthibitisho huu pia unaonyesha asili halisi nyuma ya jicho—na ulimwengu wote—Mungu wa Biblia! Kwa maelezo zaidi ya kuvutia yanayothibitisha uwepo wa Muumba wa kimungu, tazama mfululizo wetu wa utangazaji wa sehemu tano wa The World To Come wenye kichwa "Je, Mungu Yupo?— Uthibitisho Mwingi Kamili ! ”
