كيف تطورت العين؟

داروين نفسه طرح المشكلة

العين أشهر اعتراض على التطور. وهي أيضاً أقدم اعتراض، والذي صاغه خير صياغة هو تشارلز داروين.

ففي كتاب أصل الأنواع (On the Origin of Species) الذي نُشر عام 1859، كتب داروين عن أعضاء بالغة الإتقان. ووصف العين، بكل ضبطها للتركيز وللضوء، وقال إن افتراض أن الانتقاء الطبيعي هو الذي شكّلها يبدو “عبثياً إلى أقصى درجة ممكنة”.

ولا يزال الناس يقتبسون هذه العبارة. وعادةً يتوقفون عندها.

لكن داروين لم يتوقف هناك. ففي الجمل التالية مباشرة أعطى جوابه. قال إن العقل يخبرنا أنه إذا أمكن إثبات وجود سلسلة من التدرجات من عين بسيطة إلى عين معقدة، وكانت كل درجة مفيدة لصاحبها، وكانت العيون تتباين وتُورَّث هذه التباينات، فإن الصعوبة ليست اعتراضاً حقيقياً على النظرية. إنها تبدو مستحيلة لخيالنا فقط.

كان داروين يضع المشكلة ليحلها. وكان محقاً في أن الجواب يكمن في سلسلة من المراحل المفيدة. أما ما لم يستطع فعله عام 1859 فهو سردها كلها. ونحن نستطيع الآن.

ما الذي يدّعيه الاعتراض فعلاً

للنسخة الحديثة من هذه الحجة اسم: التعقيد غير القابل للاختزال (irreducible complexity). وقد شاع المصطلح على يد الكيميائي الحيوي مايكل بيهي في كتابه “الصندوق الأسود لداروين” عام 1996.

وهذا هو الادعاء. بعض البنى تحتاج إلى كل أجزائها تعمل معاً دفعة واحدة. فإذا أزلت جزءاً واحداً توقف الكل عن العمل. ولذلك لا يوجد مسار تدريجي إليها، لأن المراحل الوسيطة ستكون عديمة الفائدة، ولا يستطيع الانتقاء الطبيعي أن يُبقي على شيء عديم الفائدة.

وبتطبيقه على العين، يصير الادعاء أن نصف عين ليس عيناً على الإطلاق.

هذا ادعاء واضح، وهذا أمر جيد، لأن الادعاء الواضح يمكن اختباره. والاختبار بسيط. هل يؤدي نصف العين شيئاً مفيداً؟ إذا كانت الأعين الأبسط تعمل، فالحجة تسقط.

سلسلة عاملة، كلها حية اليوم

وهنا الجزء المفاجئ. فأنت لا تحتاج إلى أحافير لهذا. ولا تحتاج حتى إلى نموذج حاسوبي. تستطيع أن تشير إلى حيوانات حية لكل مرحلة.

1. رقعة حساسة للضوء

ابدأ برقعة مسطحة من الخلايا تتفاعل مع الضوء. لا عدسة. ولا كأس. ولا صورة على الإطلاق. إنها لا تستطيع إلا أن تفرّق بين الضوء والظلام.

فـ Euglena، وهو كائن وحيد الخلية يوجد في البرك، له بقعة عينية بجانبها منطقة حساسة للضوء. وهو يستخدمها ليسبح نحو الضوء، وهذا مهم حين يأتي غذاؤك من التمثيل الضوئي.

حتى هذا المستشعر الفقير مفيد. فالضوء والظلام يخبران الحيوان عن النهار والليل، وعن العمق في الماء، وعن الظلال. وظل يقع عليك هو في كثير من الأحيان مفترس.

2. الكأس يعطي الاتجاه

الآن قوّس الرقعة إلى الداخل وبطّنها بصبغة داكنة.

فجأة يعرف المستشعر من أي اتجاه يأتي الضوء، لأن الحافة المرتفعة تظلل أحد الجانبين. والديدان المفلطحة مثل البلاناريا (planarians) لها هذا بالضبط: كأسان صبغيان، يعطيان اتجاهاً خاماً. ولهذا تستطيع البلاناريا أن تزحف بعيداً عن الضوء بدلاً من أن تلاحظه فقط.

والاتجاه ترقية كبيرة مقارنة بالسطوع. والتغير الوحيد المطلوب كان ثنية طفيفة.

3. عمّق الكأس فتحصل على ثقب دبوسي

واصل تعميق الكأس وتضييق فتحته. وعند نقطة ما يصبح كاميرا ثقب دبوسي، وكاميرا الثقب الدبوسي تصنع صورة حقيقية.

والنوتيلوس (nautilus)، وهو قريب مغلّف بصدفة من الحبار والأخطبوط يعيش في المحيط الهادئ، لديه هذا بالضبط. فعينه حفرة مفتوحة مملوءة بماء البحر. ليس فيها عدسة. وليس فيها قرنية. والماء يتدفق مباشرة من الثقب.

وعين النوتيلوس خافتة، لأن ثقباً صغيراً لا يُدخل إلا القليل من الضوء، وهي ضبابية قليلاً. ومع ذلك فهي عين تكوّن صورة، والحيوان يستخدمها. لا أحد يحتاج أن يتخيل هذه المرحلة. إنها تسبح الآن.

4. أغلق الفتحة بغطاء شفاف

ثقب مفتوح على ماء البحر مشكلة. فالحصى يدخل. والطفيليات تدخل.

انمِّ طبقة رقيقة من نسيج شفاف عبر المقدمة وتُغلق الحجرة. لا تتغير الرؤية كثيراً في البداية. لكن الحماية تتحسن كثيراً، ويمكن الآن ملء الداخل بسائل صافٍ بدلاً من ماء البحر.

وكثير من الحلزونات البحرية لها هذا: حجرة عين مغلقة خلف غطاء شفاف.

5. ثخّن الغطاء فتحصل على عدسة خام

النسيج الشفاف الأسمك في الوسط يحني الضوء. ولا يلزم أن يحنيه جيداً. فأي انحناء يجمع مزيداً من الضوء على المستقبلات ويجعل الصورة أحدّ قليلاً.

وبعض الحلزونات البحرية لها هذا بالضبط: كتلة من مادة شفافة أكثف تقع في الحجرة، وتؤدي عملاً تقريبياً في التركيز.

6. شكّل العدسة فتُركِّز بشكل صحيح

صقّل الكتلة. اجعل كثافتها تتفاوت من المركز إلى الحافة. وأضف عضلات لتحريكها أو ضغطها. الآن لديك عين كاميرا تُركِّز.

وللفقاريات واحدة. وكذلك الأخطبوطات والحبار، وقد تطورت عندها بشكل منفصل عن تطورها عندنا.

الرخويات وحدها تُظهر معظم السلسلة

لا تحتاج حتى إلى العبور بين مجموعات حيوانية لترى هذا. فالرخويات الحية تغطي معظم النطاق وحدها: البطلينوس (limpets) بكأس صبغي مفتوح بسيط، وأذن البحر (abalone) بحفرة أعمق وفتحة ضيقة، وأنواع أخرى بفتحة مغلقة ومغطاة، والأخطبوطات بعدسة كاملة تُركِّز.

وهناك تنبيه مهم. فهذه الحيوانات ليست أسلافنا، وهي ليست خط انحدار. فكل منها نوع حديث له تاريخه الطويل الخاص. وقد يكون بعضها بسّط عينه من أعين أكثر تعقيداً، لا العكس.

وهذا لا يضعف الفكرة. فالفكرة هي أن كل تصميم في القائمة عين عاملة، في حيوان حقيقي، يكسب رزقه بها.

كل خطوة تغطي تكلفتها

انظر إلى القائمة مرة أخرى ولاحظ ما تتطلبه كل خطوة فعلاً.

• اثنِ صفيحة مسطحة قليلاً. تكسب الاتجاه.
• عمّق الثنية. تكسب صورة أحدّ.
• انمِّ جلداً شفافاً. تكسب الحماية.
• ثخّنه. تكسب جمع الضوء.
• صقّل شكله. تكسب التركيز.

لا شيء من هذه الخطوات يحتاج إلى قفزة. ولا شيء منها يحتاج إلى عين مكتملة تنتظر في النهاية أن تصل الأجزاء. كل نسخة أفضل في الإبصار من التي قبلها، والعين الأفضل قليلاً تعني فرصاً أفضل قليلاً في إيجاد الطعام وتجنب أن تؤكل.

وهذا بالضبط ما يحتاجه الانتقاء الطبيعي.

كم من الوقت يستغرق هذا؟

في عام 1994 حاول عالما أحياء سويديان، هما دان إريك نيلسون وسوزانه بيلغر، أن يضعا رقماً لذلك.

فبنيا نموذجاً رياضياً لسلسلة العين. بدأ من رقعة مسطحة حساسة للضوء وانتهى إلى عين كاميرا تُركِّز. واتخذا عمداً خيارات حذرة، ليكون جوابهما حداً أعلى لا جواباً متفائلاً. وسُمح لكل جيل بتحسين أي قياس بجزء ضئيل فقط من واحد في المئة.

ونتيجتهما: نحو 364,000 جيل.

وكثير من الحيوانات الصغيرة يتكاثر مرة في السنة. وبالنسبة لها، 364,000 جيل تعني 364,000 سنة. وهذا أقل من نصف مليون سنة، وهو بالمقياس الجيولوجي طرفة عين. والعيون موجودة منذ أكثر من 500 مليون سنة. لم يكن هناك قط نقص في الوقت.

وتنبيه واحد. فرقمهما نموذج لا قياس، وقد جادل باحثون آخرون في الافتراضات التي يقوم عليها. وحتى لو كان الرقم الحقيقي أكبر بأضعاف كثيرة، فلن يتغير الاستنتاج. فالوقت المتاح أكبر بكثير من الوقت المطلوب.

التفصيلة التي تكشف اللعبة

الآن إلى أقوى دليل، وهو لا يتعلق بالتعقيد إطلاقاً. بل يتعلق بعيب.

شبكيتك موصولة بالمقلوب.

فالخلايا الكاشفة للضوء في عينك تواجه بعيداً عن الضوء. وأمامها طبقات من الخلايا العصبية والأوعية الدموية. ويجب أن يمر الضوء عبر كل ذلك قبل أن يصل إلى المستقبلات.

والأسوأ أن ألياف الأعصاب هذه لا بد أن تخرج من العين بشكل ما. فتتجمع في حزمة وتخترق الشبكية عائدة في موضع واحد. وفي ذلك الموضع لا توجد مستقبلات على الإطلاق. هذا الثقب هو بقعتك العمياء، وتقع إلى جانب مركز رؤيتك في كل عين. ويرقّع دماغك فوقها بسلاسة بالغة حتى إن معظم الناس يعيشون حياتهم كلها دون أن يلاحظوها.

وكل الفقاريات لها هذا. فالأسماك والضفادع والسحالي والطيور والثدييات كلها تحمل التخطيط المقلوب نفسه والثقب نفسه.

أما الأخطبوط فلا.

تبدو عيون الأخطبوط والحبار من الخارج شبيهة بعيوننا على نحو لافت: عدسة وقزحية وشبكية. لكن مستقبلاتها تواجه الضوء، وتخرج الأعصاب من الخلف. لا ألياف في الطريق. ولا ثقب. ولا بقعة عمياء.

فقد بنت سلالتان عين كاميرا بشكل منفصل. إحداهما ورثت شبكية مقلوبة من سلف بعيد وظلت عالقة بها منذ ذلك الحين. والأخرى لم ترثها.

وللإنصاف، شبكية الفقاريات ليست كارثة. فبعض الخلايا الداعمة فيها تعمل قليلاً مثل كابلات الألياف الضوئية وتوجّه الضوء إلى المستقبلات. وهذا يخفف التكلفة، ونظرنا جيد جداً.

لكن لا أحد يبدأ من الصفر كان سيمد الأسلاك أمام المستشعر ثم يثقب فيه ثقباً لإخراج الأسلاك. هذا ليس خيار تصميم. هذا تاريخ مجمّد في مكانه، لأن التطور لا يستطيع إلا أن يعدّل ما كان لدى الجيل السابق أصلاً.

تطورت العيون أكثر من مرة

دليل آخر. فالعيون ليست نادرة وصعبة الإنتاج. ويعتقد علماء الأحياء أن العيون المكوِّنة للصور نشأت بشكل منفصل مرات كثيرة في مجموعات حيوانية مختلفة: العيون المركبة في الحشرات، والعيون المرآوية في الإسكالوب (scallops)، وعيون الكاميرا في الفقاريات وفي رأسيات الأرجل.

وفي الوقت نفسه، تقع تحتها مجموعة مشتركة من الأدوات الوراثية. فجين تحكم اسمه Pax6 يساعد في تشغيل نمو العين في حيوانات تختلف اختلاف الفئران وذباب الفاكهة. بل يعمل عبر هذه الفجوة في الاختبارات المخبرية. فآلية الإحساس بالضوء العميقة قديمة ومشتركة، بينما أُعيد اختراع البصريات مراراً وتكراراً.

والبنية التي تظهر مراراً وتكراراً في سلالات مختلفة ليست بنية يكاد يستحيل بناؤها.

ما يحسمه هذا وما لا يحسمه

تجيب هذه الصفحة عن ادعاء محدد: أن العين لا يمكن أن تكون قد نشأت في خطوات مفيدة. وهي يمكن، والخطوات ليست افتراضية. إنها حية.

ولا تحسم كل سؤال عن العيون. فلا يزال الباحثون يعملون على تفاصيل كيمياء المستقبلات الضوئية المبكرة، وترتيب تضاعفات الجينات، وكيف اتخذت شبكية الفقاريات شكلها المخصوص. وهذه مشكلات مفتوحة حقيقية، ويُعمل عليها.

ولا تقول أيضاً شيئاً عن معتقدات أي أحد الدينية. فهل للكون غاية سؤال لا تستطيع عين نوتيلوس أن تجيب عنه.

وما تُظهره العين هو أن “أعقد من أن يتطور” عبارة عن مدى صعوبة تخيل شيء ما، لا عن حدوثه من عدمه. وقد ميّز داروين هذا التمييز بنفسه عام 1859. والحيوانات الحية التي فُهرست منذ ذلك الحين أكدته نيابة عنه.

ولترى تصحيحات أخرى كهذه، ارجع إلى المفاهيم الخاطئة الشائعة.