Ποιό είναι όμως Το Μάτι του Ανθρώπου;

Είναι το αισθητήριο όργανο της όρασης. Είναι ένας στρογγυλός βολβός, που το τοίχωμα του αποτελείται από τρεις χιτώνες. Ο εξωτερικός είναι ο σκληρός χιτώνας (το ασπράδι του ματιού), ο δεύτερος είναι ο χοριοειδής χιτώνας και ο τρίτος, ο εσωτερικός, είναι ο αμφιβληστροειδής χιτώνας. Το μπροστινό μέρος του σκληρού χιτώνα είναι διαφανές και ονομάζεται κερατοειδής χιτώνας. Το χρωματιστό μέρος του ματιού είναι η ίριδα. Στη μέση της ίριδας υπάρχει μια μικρή οπή, η κόρη του ματιού. Η κόρη του ματιού στο αδύνατο φως διαστέλλεται (μεγαλώνει), ώστε να μπαίνει περισσότερο φως στο μάτι, ενώ στο έντονο φως συστέλλεται (μικραίνει), για να μπαίνει στο μάτι λιγότερο φως. Αυτή είναι η κύρια λειτουργία της ίριδας, ν’αυξάνει στο σκοτάδι την ποσότητα του φωτός που μπαίνει στο μάτι και να την μειώνει στο έντονο φως.

Μέσω αυτού λαμβάνονται τα οπτικά ερεθίσματα που στέλνονται στον εγκέφαλο ώστε να παίρνουν μορφή εκεί. Με τον τρόπο αυτό γίνεται αντιληπτό το περιβάλλον, υπό την προϋπόθεση πως το τελευταίο εκπέμπει, σκεδάζει, απορροφά, διαθλά κλπ. κατάλληλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φως) που μπορεί να συλλάβει το μάτι. Γύρω από το μάτι, ενωμένη με τένοντες με τα οστά του κρανίου, υπάρχει μία ομάδα μυών που σου επιτρέπει να στρέφεις το βλέμμα ψηλά, χαμηλά και πλάγια. Συνεργάζονται μεταξύ τους χάρη σε κάποια συγκεκριμένα νεύρα, τα οποία επιτρέπουν την εστίαση των ματιών ακόμα και όταν αυτά κινούνται.

H Εξέλιξη του ματιού
Η εξέλιξη του ματιού έχει αποτελέσει αντικείμενο σημαντικών μελετών, μιας και είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα ομόλογου οργάνου, που διαθέτουν πάρα πολλά είδη. Η ανάπτυξη του ματιού θεωρείται από τους περισσότερους ειδικούς ότι είναι μονοφυλετική· δηλαδή, όλοι οι τύποι ματιών που υπάρχουν σήμερα, όση ποικιλία κι αν διαθέτουν, προήλθαν από ένα πρώτο-μάτι που πιστεύεται ότι εμφανίστηκε πριν από περίπου 540 εκατομμύρια χρόνια. Το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας πιστεύεται ότι ολοκληρώθηκε μέσα σε μερικά μόνο εκατομμύρια χρόνια, καθώς ο πρώτος κυνηγός που απέκτησε πραγματική όραση θα πρέπει να πυροδότησε μια «κούρσα εξοπλισμών». Τα ζώα που αποτελούσαν τη λεία του και οι ανταγωνιστές κυνηγοί θα ήταν αναγκασμένοι να αναπτύξουν άμεσα παρόμοιες ή ανώτερες ικανότητες προκειμένου να επιβιώσουν. Έτσι, οι διάφοροι τύποι και υποτύποι ματιών εξελίχθηκαν παράλληλα.
Τα μάτια των διαφόρων ζώων δείχνουν προσαρμοσμένα στις απαιτήσεις της ζωής τους. Για παράδειγμα, τα αρπακτικά έχουν πολύ πιο οξεία όραση από τους ανθρώπους και μερικά μπορούν να δουν και στο υπεριώδες. Οι διαφορετικές μορφές των ματιών ανάμεσα στα σπονδυλωτά και τα μαλάκια είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα παράλληλης εξέλιξης.
Σε αυτά τα είδη έχουν υπάρξει στη φύση ενδιάμεσα στάδια σε λειτουργία στη φύση, πράγμα που δείχνει παραστατικά και τις πολλές μορφές και ιδιαιτερότητες που έχει η κατασκευή του ματιού. Στο μονοφυλετικό μοντέλο, αυτές οι διακυμάνσεις είναι λιγότερο έντονες στα ασπόνδυλα, όπως στους σύνθετους οφθαλμούς των αρθρόποδων, αλλά καθώς αυτά τα μάτια είναι πιο απλά στην κατασκευή τους, τα ενδιάμεσα στάδια υπήρξαν πιο λίγα.

Στάδια της εξέλιξης του ματιού
Η βασική μονάδα επεξεργασίας του φωτεινού σήματος που δέχεται το μάτι είναι ο φωτοϋποδοχέας, ένα εξειδικευμένο κύτταρο που αποτελείται από δυο μόρια μέσα σε μια μεμβράνη: την οψίνη, μια φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη, που περιβάλλει την χρωμοφόρο, μια χρωστική που διακρίνει τα χρώματα. Όταν ένα φωτόνιο απορροφηθεί από τη χρωμοφόρο, μια χημική αντίδραση μετατρέπει την ενέργειά του σε ηλεκτρική ενέργεια και την αναμεταδίδει στο οπτικό νεύρο. Οι φωτοϋποδοχείς αποτελούν μέρος του αμφιβληστροειδούς χιτώνα, ενός λεπτού στρώματος κυττάρων που κωδικοποιεί την οπτική πληροφορία σε ηλεκτρικό σήμα και την μεταδίδει στον εγκέφαλο.»

Είναι πιθανό ότι ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους τα μάτια εντοπίζουν κυρίως ένα συγκεκριμένο, μικρό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το ορατό φάσμα, είναι ότι τα πρώτα είδη που ανέπτυξαν μάτια ζούσαν στο νερό, και μόνο δυο συγκεκριμένα τμήματα του φάσματος μπορούν να διαδοθούν στο νερό, ένα από τα οποία είναι το ορατό.
Η ίδια ιδιότητα του νερού, να δρα δηλαδή ως φίλτρο στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκτός από συγκεκριμένα μήκη κύματος, επηρέασε και τη φωτο-ευαισθησία των φυτών.

Ο αρχαίος πρόγονος του ματιού ήταν απλά μια κηλίδα πυκνή σε φωτοευαίσθητα κύτταρα, περίπου παρόμοια με τις περιοχές που αντιλαμβάνονται τη γεύση ή την οσμή.

Ο αρχαίος πρόγονος του ματιού ήταν απλά μια κηλίδα πυκνή σε φωτοευαίσθητα κύτταρα, περίπου παρόμοια με τις περιοχές που αντιλαμβάνονται τη γεύση ή την οσμή. Τέτοια οργανίδια μπορούν να αντιληφθούν μόνο τη διάχυτη φωτεινότητα· μπορούν να διακρίνουν το φως απ’ το σκοτάδι, αλλά δεν μπορούν να δουν σχήματα ή να καθορίσουν την κατεύθυνση απ’ την οποία έρχεται το φως. Μερικοί οργανισμοί κάλυψαν την κηλίδα αυτή με διάφανα κύτταρα δέρματος για προστασία. Τέτοιες «κηλίδες» απαντώνται σχεδόν σε όλες τις μεγάλες οικογένειες ζώων, και είναι κοινές στα κατώτερα ασπόνδυλα, όπως στο μονοκύτταρο πρωτόζωο ευγλήνη. Το φωτοευαίσθητο οργανίδιο της ευγλήνης, που λέγεται στίγμα, βρίσκεται στο πίσω άκρο της, περιέχει κόκκινη χρωστική και επιτρέπει στον οργανισμό να στραφεί προς το φως, προκειμένου να κάνει ευκολότερα φωτοσύνθεση.
Η φωτοευαίσθητη κηλίδα προοδευτικά βάθυνε και μεταβλήθηκε σε κοιλότητα, κάτι που αρχικά έδωσε τη δυνατότητα διάκρισης της κατεύθυνσης του φωτός, με όλο και μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα καθώς η κοιλότητα γινόταν πιο βαθιά. Ενώ οι επίπεδες φωτοευαίσθητες κηλίδες δεν μπορούσαν να καθορίσουν την κατεύθυνση του φωτός, από τη στιγμή που μια ακτίνα θα ενεργοποιούσε τους φωτοϋποδοχείς απ’ όποια κατεύθυνση κι αν ερχόταν, η κοιλότητα επέτρεπε μια πολύ περιορισμένη διαφοροποίηση στο ερέθισμα βάσει της κατεύθυνσης του φωτός, καθώς φως από διαφορετική κατεύθυνση θα ενεργοποιούσε διαφορετική ομάδα κυττάρων. Τα «μάτια» αυτού του τύπου, που είχαν εμφανιστεί στη διάρκεια της Καμβρίου, υπήρχαν στα αρχαία σαλιγκάρια, και απαντώνται και σε μερικά ασπόνδυλα που ζουν και σήμερα, όπως στην πλανάρια. Η πλανάρια μπορεί να αισθανθεί την κατεύθυνση και την ένταση του φωτός χάρη στα κύτταρα του αμφιβληστροειδή της, που είναι πλούσια σε χρωστικές και βρίσκονται μέσα σε κοιλότητες, οι οποίες αποκλείουν την έκθεση των φωτοευαίσθητων κυττάρων σε φως εκτός από αυτό που έρχεται από το άνοιγμα της κοιλότητας, ευθεία μπρος τους. Όμως, αυτό το πρώτο-μάτι είναι πολύ πιο χρήσιμο για τον εντοπισμό της απουσίας ή της παρουσίας του φωτός παρά για τον καθορισμό της διεύθυνσής του· αυτή η δεύτερη ικανότητα αναπτύσσεται σταδιακά καθώς η κοιλότητα του ματιού βαθαίνει και ο αριθμός των φωτοϋποδοχέων μεγαλώνει, κάτι που επιτρέπει βελτίωση της ακρίβειας της οπτικής πληροφορίας.

Κατά τη διάρκεια της έκρηξης ζωής που σημειώθηκε κατά την Κάμβρια περίοδο, η ανάπτυξη του ματιού επιταχύνθηκε σημαντικά με ριζικές βελτιώσεις στην ικανότητα επεξεργασίας της εικόνας και του καθορισμού της διεύθυνσης του φωτός.
[Καθώς ορισμένοι οργανισμοί ωφελήθηκαν από το δραματικό πλεονέκτημα που τους έδωσε η ανάπτυξη ενός «πλήρους» ματιού, άλλοι οργανισμοί αναγκάστηκαν να εξελίξουν όμοια ανεπτυγμένα μάτια προκειμένου να ανταγωνιστούν τους πρώτους. Ως αποτέλεσμα, η πλειοψηφία των μεγάλων εξελίξεων στη δομή του ματιού πιστεύεται ότι ολοκληρώθηκαν μέσα σε λίγα μόνο εκατομμύρια χρόνια. Στο βιβλίο In the Blink of an Eye ο Άντριου Πάρκερ υποστηρίζει ότι η εξέλιξη του ματιού ήταν ο καταλύτης για την Κάμβρια Έκρηξη.

… γίνεται αντιληπτό το περιβάλλον, υπό την προϋπόθεση πως το τελευταίο εκπέμπει, σκεδάζει, απορροφά, διαθλά κλπ. κατάλληλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που μπορεί να συλλάβει το μάτι

Το μάτι τύπου «κάμερας μικρής οπής» (pinhole camera eye) εμφανίστηκε καθώς η κηλίδα βάθυνε σε κοιλότητα και κατόπιν έγινε θάλαμος, με μια τρύπα στο μπροστινό μέρος απ’ όπου έμπαινε το φως. Με τη σμίκρυνση της οπής, οι οργανισμοί πλέον είχαν πραγματική αναπαραγωγή της εικόνας του περιβάλλοντος, με αντίληψη της κατεύθυνσης έως και μερική διάκριση σχημάτων. Μάτια αυτού του τύπου διαθέτει σήμερα ο Ναυτίλος. Καθώς δεν έχουν κερατοειδή ή φακό, παρέχουν χαμηλή ανάλυση και θολή εικόνα, παρόλα αυτά όμως αποτελούν τεράστια βελτίωση σε σχέση με την αρχική φωτοευαίσθητη κηλίδα.

Η ανάπτυξη διαφανών κυττάρων που κάλυπταν την οπή εμπόδισε τη μόλυνση και την εγκατάσταση παρασίτων. Τα περιεχόμενα του θαλάμου, διαχωρισμένα πια απ’ το περιβάλλον, μπορούσαν να μεταβληθούν σε διάφανο σώμα, έτσι ώστε να βελτιωθεί το φιλτράρισμα του φωτός, να αυξηθεί ο δείκτης διάθλασης, να παρεμποδιστεί η απορρόφηση υπεριώδους ακτινοβολίας, και να δοθεί η δυνατότητα το μάτι να λειτουργεί τόσο μέσα όσο και έξω από το νερό. Το κάλυμμα της οπής μπορεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, να σχετίζεται με την έκδυση, το κέλυφος δηλαδή ή δέρμα του οργανισμού.