Miksi silmämme eivät sijaitse pään sivuilla, vaan odottavat eteenpäin? Tämä johtuu osittain tarpeesta havaita 3D-kuvia, mutta BBC Future löysi myös muita syitä.
Oletko koskaan huomannut, että suurin osa eläintarhan eläimistä kuuluu kahteen ryhmään? Joillakin on silmät pään sivuilla (nämä ovat kanat, lehmät, hevoset, seebrat), kun taas toisilla ne on asetettu lähemmäksi ja sijaitsevat edessä (tähän ryhmään kuuluvat apinat, tiikerit, pöllöt ja susit). Itse eläintarhan vierailijat - ihmiset - kuuluvat ilmeisesti toiseen ryhmään. Mikä syy tähän eroon?
Silmien sijainti on aina kompromissi. Kun silmät ovat edessä, kukin niistä lähettää kuvan aivoihin omasta näkökulmastaan, ja päällekkäin levittämällä nämä kuvat päällekkäin ihminen havaitsee syvyyden. Eläimet, joilla on silmät sivuilla, eivät pysty näkemään kolmatta ulottuvuutta, mutta heidän näkymänsä on paljon laajempi.
Luultavasti silmien sijainti muodostui eri tavoin eri eläimissä. Esimerkiksi joillakin kilpikonnilla on silmät sivuilla, mutta aivot käsittelevät visuaalista tietoa ikään kuin heidän silmänsä katsoisivat eteenpäin - ehkä tämä johtuu tosiasiasta, että kun kilpikonnat vetävät päänsä kuoren alle, heidän silmänsä havaitsevat valon vain edestä. ikään kuin ne sijaitsevat pään edessä. Mutta miksi evoluutiopuun oksalla - kädellisillä - oli silmät edessä? Tähän on monia selityksiä.
Vuonna 1922 brittiläinen silmälääkäri Edward Treacher Collins kirjoitti, että varhaiset kädelliset tarvitsevat näön, joka "antaisi heille mahdollisuuden kääntyä ja hypätä tarkasti oksasta haaraan … tarttua ruokaan kädet ja tuoda se suulle". Siksi tutkija päätti evoluutioprosessissa kehittää kyvyn estimoida etäisyys.
Seuraavina vuosikymmeninä Collinsin hypoteesia tarkistettiin ja parannettiin toistuvasti, mutta sen olemus pysyi muuttumattomana pitkään: evoluutioprosessissa esi-isiemme silmät siirtyivät eteenpäin arvioidakseen tarkkaan etäisyyden puusta toiseen hyppääessä. Puiden välisen etäisyyden määrittämisen virhekustannukset olivat todellakin huomattavat. "Väärinlaskun rangaistus oli putoaminen useiden metrien korkeudesta lihansyöjiä elävään maahan", kirjoitti visuaaliterapeutti Christopher Tyler vuonna 1991.
Mainosvideo:
Collinsin hypoteesin heikko kohta on, että monilla puissa elävillä eläimillä - esimerkiksi oravilla - on silmät sivuilla. Siksi vuonna 2005 amerikkalainen biologi ja antropologi Matt Cartmill ehdotti toista hypoteesia, joka perustuu saalistajien visioominaisuuksiin, jotka pystyvät arvioimaan etäisyyden erittäin hyvin. Cartmillin mukaan tämä antaa heille mahdollisuuden seurata ja saalis saalista riippumatta siitä, onko kyse leopardin hiipimisestä gaselin jälkeen, jäniksen kynsiin tarttuneesta hauasta tai toisesta kädellisestä tarttuvasta kädellisestä.
Tutkija piti tätä selitystä erittäin tyylikkäänä, koska sen avulla voitiin ymmärtää muut kädellisille ominaiset evoluutiomuutokset. Esimerkiksi varhaiset kädelliset luottavat metsästykseen mieluummin kuin hajuun. Cartmill päätti, että hänen hajuajan heikkeneminen oli silmien lähentymisen sivuvaikutus: nenälle ja hermoille yhdistäville hermoille ei ollut vain paljon tilaa - kaikki tila oli silmien miehittämä.
Amerikkalainen neurotieteilijä John Allman otti huomioon Cartmillin hypoteesin ja tarkensi sitä öisin saalistajiin liittyvän tiedon perusteella - loppujen lopuksi kaikilla saalistuseläimillä ei ole silmiä edessä. Kissoissa, kädellisissä ja pöllöissä ne ovat todella pään etuosassa, ja mongooseissa, tupaiissa ja kärpässieppuissa - sivuilla. Allmanin panos tämän hypoteesin kehittämiseen koostuu oletuksesta, että tällainen visio on tarpeen yöllä metsästäville - esimerkiksi kissoille ja pöllöille - koska silmät havaitsevat valon paremmin edestä kuin sivuilta. Varhais kädelliset metsästivät yöllä, ja kenties juuri tällaisesta yömetsästyksen riippuvuudesta johtuen kaikilla heidän jälkeläisillään, myös ihmisillä, on edessä olevat silmät.
Amerikkalaisella teoreettisella neurotieteilijällä Mark Changizillä oli toinen selitys. Vuonna 2008 hän julkaisi Journal of Theoretical Biology (USA) -lehden artikkelista "Röntgenkuva", joka ehdotti, että edessä olevat silmät antoivat metsäisillä esi-isiemme nähdä tiiviin lehtien ja tiiviisti toisiinsa liittyvien oksien kautta.
Kova nimi "X-ray vision" tulee uteliaasta ilmiöstä, jota Changizi kuvailee: "Jos pidät sormesi silmäsi edessä pystysuorassa asennossa kiinnittämällä katseesi johonkin sormen takana olevaan esineeseen, kaksi sormen kuvaa tulee aivoihin ja molemmat ovat läpinäkyviä." Siten käy ilmi, että henkilö voi "nähdä sormen läpi", kuten röntgenkuvien avulla.
Metsässä oleva puukalusto vaikeuttaa vain suurten eläinten, kuten kädellisten, näkemistä. Pienemmillä oravilla, kuten oravilla, ei ole tätä vaikeutta, koska niiden pieni pää voi helposti puristua oksien ja lehtien välillä. Suurilla eläimillä, jotka eivät asu metsässä, on myös tarpeeksi silmiä, jotka sijaitsevat sivuilla.
Siksi syytä siihen, että silmämme ovat edessä, ei ole vielä osoitettu. Jokaisella hypoteesilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa. Mutta riippumatta siitä, miksi tarvitsimme tällaista näkemystä - hypätä oksasta haaraan, tarttua maukkaita bugeja tai nähdä lehden läpi - on selvää, että tämä silmäasento liittyy elämään puiden keskuudessa.