Forbedret iltforsyning til nethinden drev øjets evolution | Carlsbergfondet
Til oversigt

Forbedret iltforsyning til nethinden drev øjets evolution

Vaskulære netværk i nethinden på en guldfisk.

Lige siden Charles Darwin i sin ”On the Origin of the Species” brugte øjets kompleksitet til at argumentere for sin teori om naturlig selektion, har synet fascineret evolutionsbiologer. En gruppe forskere fra Aarhus Universitet har nu undersøgt de bagvedliggende fysiologiske betingelser for udviklingen af synet. Forskningen er delvis støtte af Carlsbergfondet.

Øjet er et indviklet sanseapparat med mange komponenter, og det har derfor igennem mange årtier været diskuteret, hvordan dets kompleksitet har udviklet sig. Et dansk forskerhold med deltagelse af postdoc Christian Damsgaard, der har et Internationaliseringsstipendium fra Carlsbergfondet, har nu undersøgt nethindens evolutionære udvikling i øjet. Og der tegner sig et klart billede: Synet er gradvis blevet forbedret gennem en mere veludviklet nethinde, hvilket hænger uomtvisteligt sammen med en forbedret iltforsyning til øjet. Resultaterne publiceres i dag i tidsskriftet eLife.

Gå til artiklen i eLife

Iltforsyning igennem 425 millioner år er nøglen

Hvirveldyrs øjne findes i mange former, størrelser og farver.

I studiet har forskerne undersøgt øjet hos 87 forskellige hvirveldyr - inklusive fisk, padder og pattedyr – for at belyse evolutionen af øjet og dets iltforsyning igennem de sidste 425 millioner år. Fokus har særligt været på den lys-absorberende nethinde, som har et særdeles højt iltforbrug, der skal understøttes af en tilsvarende høj iltforsyning for at kunne fungere.

Ved at sammenligne øjets anatomi og fysiologi i 87 arter af fisk, padder, og pattedyr med moderne scanningsteknikker (mikro-CT, MRI og højfrekvent ultralyd) kunne forskerne vise øjets evolution på et stamtræ, som går 425 millioner år tilbage i tiden.

Fra små til store øjne og tynd til tyk nethinde

Ur-hvirveldyret, som levede for 425 millioner år siden, havde således små øjne og en tynd nethinde, som udelukkende blev forsynet med ilt fra et basalt kapillærnet på bagsiden af fotoreceptorerne.

Nye mekanismer for iltforsyning til nethinden opstod uafhængigt af hinanden i fiskene, pattedyrene og fuglene og bevirkede for alle arter, at nethinden blev tykkere og øjnene større. Disse anatomiske ændringer hænger direkte sammen med evnen til at se og påviser derfor, at forbedret iltforsyning til nethinden påvirker udviklingen af synet. Fundet underbygges af, at det modsatte også gjorde sig gældende, nemlig at flere dyregrupper, der mistede disse mekanismer for iltforsyning, fik reduceret nethindens tykkelse.

Blinde hulefisk undersøgt

Det eksperimentelle arbejde blev udført på Aarhus Universitet, hvor øjnene fra de 87 dyrearter blev nøje undersøgt med moderne scanningsteknikker, som normalt kun benyttes indenfor medicinsk forskning (CT, MRI og ultralyd). Her kunne forskerne generere nøjagtige kvantitative mål for nethindens morfologi, som kunne sammenholdes med biokemiske analyser af blodets egenskaber. Her benyttede forskerne sig af dyrearter, som var spredt hen over dyrenes stamtræ for at kunne eftervise evolutionen af øjets struktur og funktion.

En række internationale samarbejder gjorde det endvidere muligt yderligere at studere en række unikke arter. For eksempel undersøgte de, hvordan tabet af øjet i blinde hulefisk har påvirket hæmoglobins biokemi. Samt hvordan tabet af røde blodceller i antarktiske isfisk påvirkede nethindens anatomi.

Bruges til behandling af mennesker?

Ifølge Christian Damsgaard kortlægger studiet en række fysiologiske mekanismer for forbedret iltforsyning til nethinden, som potentielt ville kunne benyttes som interventioner imod en række humane sygdomme, som forårsages af manglende iltforsyning. Den mest udbredte årsag til blindhed i den vestlige verden skyldes eksempelvis mangel på ilttilførsel til nethinden.

Læs mere om Christian Damsgaards forskning støttet af Carlsbergfondet:




Til oversigt