211service.com
Ny bilddatabas kan hjälpa till att förklara utvecklingen av det mänskliga ögat
Det mänskliga ögat är ett fantastiskt maskineri. Den kan urskilja cirka tio miljoner färger tack vare de anmärkningsvärda ljuskänsliga stång- och koncellerna som befolkar baksidan av ögat.
Dessa celler delar snyggt upp synprocessen. Stavarna, cirka 90 miljoner av dem, har en maximal känslighet för rödaktigt ljus och fungerar bäst i svagt ljus, vilket ger vårt mörkerseende.
Konerna, å andra sidan, cirka 5 miljoner av dem, finns i tre typer. Dessa är känsliga för långa våglängder (dvs. röda), medelstora våglängder (grön) och korta våglängder (blå) som ger färgseende. De betecknas L-, M- och S-koner.
Men här är pusslet: S-kottar är sällsynta och utgör mindre än 10 procent av det totala antalet. L- och M-konerna är mycket vanligare men deras förhållande kan variera dramatiskt. Personer med annars normalt färgseende kan ha L:M-förhållanden på mellan 1:4 och 15:1.
(Andra primater har olika förhållande även om förhållandet hos apor i nya världen liknar vårt.)
Frågan som får biologer att klia sig i huvudet är varför.
En idé är att denna fördelning av koncellstyper är resultatet av en anpassning till den miljö där det mänskliga ögat utvecklades.
Så om vi kan räkna ut hur den miljön var, skulle vi kunna få grepp om krafterna som formade vårt visuella system.
Idag avslöjar Gasper Tkacik vid University of Pennsylvania i Philadelphia och flera kompisar ett intressant sätt att lösa detta problem. Deras idé är att hitta en plats som den där människan utvecklades och att mäta de ljusförhållanden som finns där.
Och genom att jämföra ett tillräckligt stort prov med mätningar från andra håll borde det vara möjligt att ta reda på hur och varför det mänskliga ögat utvecklades med dess konstiga förhållanden av koncellstyper.
Så var ska man leta. Konsensussynen är att människor avviker från andra hominider för cirka 3 miljoner år sedan i Afrika. En plats som anses vara representativ för de förhållanden som fanns då är Okavangodeltat i Botswana, där Okavangafloden mynnar ut i ett träsk i utkanten av Kalahariöknen och bildar världens största floddelta i inlandet. (Det mesta av vattnet avdunstar.)
Om människor utvecklades under sådana här förhållanden, är det möjligt att ljusförhållandena där kan ge oss en ledtråd om mysterier som koncellsförhållandet.
Så Tkacik och kompisar reste till Botswana och har tagit 5000 sex megapixel bilder av området med en Nikon D70 digital SLR. de kalibrerade dem sedan noggrant för att exakt fånga statistiken över ljuset som når kamerasensorerna och lägga dem alla på webben.
Idag beskriver de de olika sätten på vilka de har byggt denna databas och tillkännager att den är allmänt tillgänglig under en creative commons-licens för forskning inom datorseende, perceptionens psykofysik och visuell neurovetenskap. Bilden ovan är ett exempel.
Tanken är att en jämförelse av statistiken som är förknippad med dessa bilder med statistik från andra områden kommer att ge en viss inblick i utvecklingen av det visuella systemet.
Det finns en annan möjlighet såklart. Att det mänskliga ögats säregna egenskaper är resultatet av någon mycket mer dramatisk händelse, som supervulkanutbrottet i Toba för 70 000 år sedan, som kan ha minskat den globala mänskliga befolkningen till mindre än 15 000. Andra flaskhalsar vid andra tillfällen tros ha minskat antalet människor till mindre än 2000.
Kanske är det mänskliga visuella systemet optimerat för att överleva under en av dessa katastrofer. Att hitta dessa ljusförhållanden på jorden idag kan vara betydligt svårare.
Oavsett orsaken är bilderna från Botswana ett intressant första steg i att återupptäcka de förhållanden som vi utvecklats under och ta reda på varför vi är det vi är.
Ref: arxiv.org/abs/1102.0817 : Naturliga bilder från det mänskliga ögats födelseplats