Plamki oczne lub bardzo prosty typ oczu umożliwiają wykrywanie kierunku padania światła oraz ocenę jego intensywności, lecz nie pozwalają na widzenie przedmiotów. Narządy do tego zdolne wytworzyły jamochłony, pierścienice, pazurnice, stawonogi, mięczaki i kręgowce. Efektywny proces formowania obrazu, widzenie, wymaga bardziej złożonej konstrukcji, zwykle wyposażonej w soczewkę, która skupia wiązkę światła na komórkach światłoczułych. W ewolucji oka pojawienie się soczewki było przełomowym momentem. Dalsza ewolucja oka polegała na doskonaleniu systemu soczewek, czemu towarzyszył postęp w tworzeniu obrazu w komórkach światłoczułych. Dwa zasadniczo odmienne typy oka o złożonej konstrukcji to fotograficzne oko kręgowców i niektórych głowonogów (mątw i ośmiornic) oraz oko złożone stawonogów.
Najbardziej rozwinięte ewolucyjnie są oczy kręgowców i oczy głowonogów, choć pod niektórymi względami pierwotniejsze oczy złożone okazują się być efektywniejsze. Na przykład kręgowce do widzenia przestrzennego potrzebują dwojga oczu, natomiast stawonogi, przykładowo rawki z rzędu ustonogich, widzą przestrzennie każdym okiem z osobna. Owady widzą światło o różnej długości fali, od czerwieni do ultrafioletu, a także polaryzację światła. Oko złożone jest również o wiele bardziej wrażliwe na błyski – jeszcze przy częstotliwości 265 błysków na sekundę, podczas gdy oko ludzkie nie rejestruje już błysków powyżej 45–53 na sekundę, dlatego postrzegamy np. światło świetlówki jako ciągłe, chociaż pulsuje ono z częstotliwością 100 lub 120 błysków na sekundę. Obraz w oku złożonym musi więc być niezwykle migotliwy, dzięki czemu jest ono niezwykle wrażliwe na ruch.
Ewolucyjną historię fotograficznego oka kręgowców udało się poznać między innymi na podstawie badań śluzicy. U tego zwierzęcia oko jest narządem służącym do regulacji rytmu dobowego i sezonowego. U śluzicy siatkówka składa się z dwóch warstw (komórki zwojowe i fotoreceptory), oko nie posiada rogówki, soczewki, tęczówki ani mięśni poruszających okiem. Struktury te posiada natomiast oko minogów. Siatkówka ma tu już trzy warstwy (komórki zwojowe, komórki dwubiegunowe i fotoreceptory)[5].
Najprostsze narządy światłoczułe występują u parzydełkowców i płazińców. Zwane są również oczkami (ocelli) lub stigmą. WypławekPlanaria agilis ma narządy wzroku (czasem nazywane oczami inwertowanymi) wyraźnie widoczne na ciele w postaci dwóch czarnych plamek, składające się z kielichów wysłanych warstwą barwnika. Ten czarny barwnik osłania przed światłem skupienia komórek światłoczułych, wyjąwszy światło docierające od góry i od przodu. Umożliwia to wypławkowi wykrycie kierunku, z którego dociera światło i podążanie w jego stronę. Tego typu narząd wzroku reaguje również na zmianę intensywności światła.
U larwy pierścienicyPlatynereis dumerilii(inne języki) występuje para fotoreceptorów składających się z komórki fotoreceptorowej (neuron uwalniający acetylocholinę pod wpływem światła, połączony bezpośrednio z aparatem ruchu) wypełnionej r-opsyną oraz komórki blokującej dostęp światła od strony ciała (co zapewnia widzenie kierunkowe)[6].
W przeciwieństwie do plamki ocznej oko złożone umożliwia widzenie przedmiotów. Różni się również strukturalnie i funkcjonalnie od oka prostego. Składa się z ommatidiów zgrupowanych w oko złożone, ich liczba jest różna u różnych gatunków, u niektórych jest ich jedynie kilkanaście, a u innych kilkanaście tysięcy. Każde ommatidium jest zbudowane z rogówki, soczewki, stożka krystalicznego, komórek zmysłowych (np. sztyfcików) oraz komórek pigmentowych. Każda część oka stawonoga jest w rzeczywistości oddzielnym „miniokiem” mającym własną soczewkę skupiającą światło na pojedynczym receptorze. Owad zatem widzi świat jako mozaikę położonych obok siebie plamek, jednak po połączeniu miniobrazów w mózgu uzyskują obraz podobny do tego na ekranie telewizora, który doskonale spełnia swoje funkcje. Nie dostrzega tak wielu szczegółów jak oko ludzkie, lecz może o wiele lepiej rejestrować ruch. Wrażliwość oka wzrasta w przyćmionym świetle, a zarazem jest ono chronione przed nadmiernym pobudzeniem w jasnym świetle. Dzieje się tak dzięki możliwości przemieszczania barwników, które u owadów są pod kontrolą nerwową, a u skorupiaków pod kontrolą hormonalną.
Występuje u kręgowców, przykładem jest oko ludzkie.
Budowa
Zbudowane jest z soczewki ze zmienną i regulowaną ogniskową, tęczówki (przesłony) regulującej średnicę otworu (źrenicy), przez którą wpada światło, oraz światłoczułej siatkówki w głębi oka. Podobnie jak w oku złożonym i plamce ocznej, w oku prostym również obecny jest czarny pigment. Komórki, które go zawierają, przylegają od tyłu do siatkówki (ta część oka nazywana jest naczyniówką, biegną tam także naczynia krwionośne). Służą one do absorbowania nadmiaru światła i zapobieganiu zacieraniu konturów tworzonego obrazu, co może się dziać przez odbijanie się światła wewnątrz oka. Oko proste jest dobrze ukrwione. Budowę oka prostego można skutecznie porównywać z budową aparatu fotograficznego.
Twardówka, czyli zewnętrzna warstwa gałki ocznej, jest mocną, matową, nieprzepuszczalną warstwą tkanki łącznej, która chroni oko wewnętrzne i nadaje mu konieczną sztywność. W przedniej części oka znajduje się trochę cieńszy i przezroczysty obszar, zwany rogówką. Dalej, w komorze przedniej oka (pomiędzy tylną powierzchnią rogówki a przednią powierzchnią tęczówki) i w komorze tylnej oka (pomiędzy tylną powierzchnią tęczówki, ciałkiem rzęskowym i przednią powierzchnią soczewki) znajduje się wodnisty płyn – ciecz wodnista oka. Komora ciała szklistego (ograniczona od przodu przez soczewkę i ciało rzęskowe, a z pozostałych stron przez siatkówkę) wypełniona jest ciałem szklistym. Ku przodowi naczyniówka wrasta do wnętrza oka w postaci ciała rzęskowego (zbudowanego z wyrostków rzęskowych i mięśnia rzęskowego). Kolejnym elementem budowy oka jest tęczówka, zbudowana z pierścienia mięśni gładkich o różnym kolorze (zależnie od rodzaju i ilości barwnika) – stąd tzw. kolory oczu. Wyżej wymienioną naczyniówkę pokrywa siatkówka, zajmująca 2/3 powierzchni gałki ocznej. W niej znajdują się ogromne ilości komórek nerwowych, a za nimi kolejne rzesze komórek fotoreceptorowych: pręciki (wykrywające kształt i ruch), liczniejsze na peryferiach siatkówki, i czopki (wykrywające barwę), skupione w niewielkim zagłębieniu w centrum siatkówki, czyli plamce żółtej (na plamce ślepej nie ma fotoreceptorów, gdyż od niej wychodzi nerw wzrokowy). Bardzo ważna jest obecność rodopsyny w pręcikach i jej podobnych barwników w czopkach. Od powierzchni gałki ocznej odchodzi sześć mięśni, które ciągną się do różnych punktów w kostnym oczodole, dzięki temu gałka może się poruszać.
Oko jest chronione przez różną liczbę powiek (w zależności od organizmu), a także trójwarstwowy film łzowy (łzy, będące wydzieliną gruczołów łzowych). Substancja ta rozprowadzana i odprowadzana jest przez powieki podczas mrugnięcia. Zanieczyszczone warstwy sprowadzane są do kącika oka, gdzie spływają kanałem nosowo-łzowym. Istnieją oczywiście wyjątki, jak np. żyjące w wodzie ryby, dla których zarówno powieki, jak i łzy są zbędne (choć niektóre rekiny mają przesłonę migawkową, zapobiegającą oślepieniu przez światło).
Działanie oka
Światło przechodzi przez przednią część twardówki – rogówkę – po czym:
wpada do oka przez źrenicę regulowaną tęczówką – kolorową częścią oka
przechodzi przez soczewkę, która załamuje promienie świetlne
promienie padają na wewnętrzną warstwę oka, czyli siatkówkę składającą się z fotoreceptorów (czopków i pręcików) i na której powstaje odwrócony obraz,
poprzez nerw wzrokowy i dalsze składniki drogi wzrokowej impulsy nerwowe są przekazywane do ośrodków wzrokowych kory mózgowej.
Elementy ciała rzęskowego, czyli wyrostki rzęskowe, to promieniście ułożone fałdy, które wydzielają ciecz wodnistą (mającą udział w sztywności gałki ocznej), natomiast mięsień rzęskowy umożliwia zmianę krzywizny soczewki, co zmienia jej ogniskową i sprawia, że oko ma zdolność do akomodacji.
Widzenie stereoskopowe
Człowiek ma oczy przystosowane do widzenia stereoskopowego, ułożone blisko siebie z przodu głowy. Każde z oczu odbiera minimalnie inny obraz, który scala się w ośrodku wzrokowym i dzięki temu umożliwia widzenie trójwymiarowo (przestrzennie), jednak tylko w pewnych odległościach (do ok. 50 m). Widzieć stereoskopowo mogą także inne zwierzęta, mimo innego usadowienia i budowy oczu.
tętnice rzęskowe wsteczne (łac. aa.ciliares recurrentes) wychodzące z koła tętniczego większego tęczówki, a także tętnic rzęskowych przednich i tylnych długich.
tętnica środkowa siatkówki (łac. a. centralis retinae) dzieląca się na gałąź górną i dolną, te zaś dzielą się dalej na:
tętniczki skroniowe siatkówki górną i dolną (łac. arteriolae temporales retinae superior et inferior)
tętniczki nosowe siatkówki górną i dolną (łac. arteriolae nasales retinae superior et inferior)
Unaczynienie narządów dodatkowych oka:
Mięśnie gałki ocznej zaopatrują gałęzie mięśniowe (łac. rami musculares) tętnicy ocznej, jedno naczynie dla górnych i bocznych mięśni gałki ocznej i jedno dla dolnych i przyśrodkowych; tętnice dla mięśni prostych odchodzą od tętnic rzęskowych przednich[9].
Zarówno w gałce ocznej jak i w oczodole nie ma naczyń chłonnych. Limfa odpływa głównie przez szczeliny i przestrzenie chłonne, zwłaszcza przez przestrzeń przynaczyniówkową (łac. spatium perichoroideale)[11].
nerwy rzęskowe długie (łac. nn. ciliares longi) odchodzące od nerwu nosowo-rzęskowego, gałęzi nerwu ocznego (V1). Zaopatrują czuciowo rogówkę, twardówkę, tęczówkę, ciało rzęskowe i naczyniówkę oka.
nerw wzrokowy, zasadniczo niebędący nerwem a wypustką mózgowia. Rozpoczyna się w komórkach zwojowych siatkówki oka, skąd prowadzi włókna nerwowe do mózgu. Neurony owe układają się jedne za drugimi w trzech warstwach: zewnętrznej, środkowej i wewnętrznej. Neurony zewnętrzne to komórki zmysłowe – pręciki i czopki, środkowe – komórki dwubiegunowe a wewnętrzne – komórki zwojowe wielobiegunowe. Te ostatnie łączą się na tarczy nerwu wzrokowego we właściwy nerw opuszczający oczodół.
Mięśnie gałki ocznej unerwiają:
ruchowo
nerw okoruchowy – mięśnie proste (z wyjątkiem prostego bocznego) oraz mięsień skośny dolny;
Duże znaczenie w antropologii ma zróżnicowanie zarówno koloru oczu, jak i ich oprawy.
Kolor oczu jest określany najczęściej przy pomocy odpowiedniej skali. W oprawie oka rozróżniamy różne sposoby ustawienia szpary ocznej (poziome, skośne ku górze, skośne ku dołowi), jej rozwartość, kształt (wrzecionowaty, migdałowaty) oraz ukształtowanie powiek (np. tzw. powieka semicka, powieka o profilu brzoskwiniowym). Silnie wykształcone fałdy powiekowe zakrywające wewnętrzny kąt tworzą fałdę mongolską, zaś zakrywające kąt zewnętrzny – fałdę hotentocką.
Higiena oczu
Higiena oka polega na ochronie przed nieprzyjaznymi czynnikami środowiskowymi oraz nawilżaniu narządu wzroku tak, aby zapewnić mu optymalny poziom filmu łzowego. W tym celu zalecane są następujące działania profilaktyczne:
odpowiednie nawilżanie spojówki i rogówki
dostarczanie organizmowi optymalnej ilość płynów
dbanie o poziom wilgotności powietrza w pomieszczeniach
przebywanie na świeżym powietrzu
używanie okularów ochronnych podczas pływania, jazdy na nartach i innych zajęć sportowych
unikanie sztucznego, oślepiającego światła
organizacji stanowiska pracy zgodnie z zasadami ergonomii.
↑Neil Shubin, Cliff Tabin, Sean Carroll. Deep homology and the origins of evolutionary novelty. „Nature”. 457, s. 818–823, 2009. DOI: 10.1038/nature07891. PMID: 19212399. (ang.).
↑Trevor D. Lamb. Ewolucja oka. „Świat Nauki”. nr 8 (240), s. 52-57, sierpień 2011. Prószyński Media. ISSN0867-6380.
.jpg)
