Minimodules voor de 3e klas

www.betapartners.nl

De evolutie van het oog

Nabespreking

Het oog van een platworm

• Zenuwcellen hebben een gedeelte dat gevoelig is voor lichtontvangst. De informatie wordt doorgeseind.

• Na ontvangst reizen de lichtstralen door naar de pigmentlaag; daar worden ze uitgedoofd.

Levend fossiel

Met een speldeprik-oog

De inktvis Nautilus

Schelp van de nautilus, overlangs doorgezaagd

De inktvis Nautilus

• De groep inktvissen waartoe de Nautilus behoort, stierf uit aan heteind van het Krijt

• Deze ammonieten hadden een platte, gespiraliseerde schelp

• Het lichaam zat in de buitenste kamer• Overige kamers leverden drijfvermogen• Alleen de Nautilus bestaat nog• Al 500 miljoen jaar is deze nauwelijks

veranderd!

Een heel oud type oog

• De ronde opening kan varieren in diameter (0,4 – 2,8 mm)

• Bevat géén lens• Het zeewater kan in-

en uitstromen.

lichtgevoelige cel

pigmentcel

pigmentlaag

pupil

oogzenuw

Getekend naar diverse bronnen, geschematiseerd.

Het Nautilus-oog van binnen

• Het oog bestaat uit een ovale kamer

• Lichtgevoelige cellen liggen tegenover de pupil

• Zenuwen vormen de verbinding met de hersenen

• Géén lens!

Heb je wel iets aan zo’n oog?

• Zeker weten! Alles is beter dan géén oog.

• Produceert beeld met goede scherptediepte

• Beeld is lichtzwak

• Geeft alleen goed beeld bij veel licht

Heb je wel iets aan zo’n oog?

• Nautilus leeft tientallen meters onder water

• Heeft kennelijk zijn ogen niet hard nodig

• Doodlopende weg in de evolutie

• Nodig: grote pupil, lens

De open pupil

• Minpunt: Er komen vuil en bacterieen in je oog.

• Bij sommige weekdieren wordt de oogholte gevuld met een transparant eiwit;

• Volgende stap: de huid sluit zich!

De huisjesslak

• Is op te vatten als de “Nautilus-die-op-het-land-is-gegaan”

• Heeft zijn weke delen ontwikkeld tot kruiporgaan

Hoe zit het met zijn ogen?

Oog van de wijngaardslak

Huid (dekcellen)

Hoornvlies

Lens

Lichtgevoelige cel

Pigment

Oogzenuw

Weekdieren

• Ogen in allerlei stadia van ontwikkeling• Ze werken allemaal!

De experimenten

Wat hebben deze opgeleverd?• Het lensoppervlak moet gebogen zijn• Hoe sterker de kromming, hoe sterker de lens• Een waterbel (in wijnglas) fungeert inderdaad

als lens, al zijn er wel veel storende bijbeelden. (Dit hoeft echter geen beletsel te zijn, wanneer het netvlies zich op één beeld concentreert. Of wanneer de verwerking in de hersenen alle andere beelden uitsluit)

• Een waterbel blijkt een veel sterkere lens dan de oorspronkelijke projectorlens

De experimenten

• Een waterbel (in wijnglas) fungeert inderdaad als lens, al zijn er wel veel storende bijbeelden.

Dit hoeft echter geen beletsel te zijn, wanneer het netvlies zich op één beeld concentreert. Of wanneer de verwerking in de hersenen alle andere beelden uitsluit.

Conclusie

• Als met watergevulde, transparante cellen een min of meer bolvormig geheel hebben gevormd vóór het netvlies kon dit inderdaad gaan fungeren als natuurlijke ‘oerlens’ .

• Dit werkende protoytype was qua lens bovendien ontvankelijk voor geleidelijke verbetering (talloze ministapjes) in verschillende richtingen:

Conclusie

• Verbeteringen zijn:• Betere kromming → lenssterkte• Gelijkmatiger kromming → beeldkwaliteit• Transparantie celinhoud → helderheid

• Elk van deze kleine stapjes zou het organisme iets betere visuele informatie hebben gegeven en dus een grotere overlevingskans. Dus ook een grotere kans om deze erfelijke verbetering door te geven aan het nageslacht.

Let op !!!

• Ga nu niet denken dat ons eigen oog afstamt van een weekdieroog. Die ontwikkelingslijnen verschillen namelijk.

• Wel blijkt dat de ontwikkeling van een lens behoorlijk voor de hand lag vanwege er voor liggende (transparante) cellagen.

• Ook onze eigen lens ontwikkelt zich embryologisch vanuit de buitenste huidcellen (dekweefselcellen).

Ter afsluiting

• Er wordt al 150 jaar een woordenstrijd gevoerd…

• Het eenvoudige experiment dat jullie nu gedaan hebben laat (samen met wetenschappelijke kennis over ogen) zien dat dat niet nodig was geweest…

• De natuurwetenschap kan oplossingen bieden daar waar sommige mensen teveel in hun eigen gedachten blijven ronddraaien.

• Experimenteer eens vaker !