منشا رنگ آبی چشم چیست؟

وقتی به تاریخچه ویژگی‌های اساسی بشر می‌پردازیم، اغلب یک افسانه تکاملی درباره رنگ چشم مطرح می‌شود. داستان غیرمذهبی می‌گوید که چشم‌های آبی نتیجه یک جایگزینی ژنتیکی هستند که در تاریخچه تکامل انسان‌ها اتفاق افتاده‌است. این داستان بر پایه این باور است که انسان‌های نوین از سلسله اجداد تیره‌پوست و چشم تیره‌چشم اهل آفریقا تکامل یافتند. به گفته این داستان، یک جایگزینی در موقعیتی اتفاق افتاد که انسان‌ها به مناطق شمالی‌تری کوچ کرده بودند و در محیط کم‌نور این ویژگی به طور قابل ملاحظه‌ای تحول یافت اما این ایده خلاف داده‌های ژنتیکی و زبان شناسی است.

رنگ چشم در بسیاری از ویژگی‌هایی که قبلاً فکر می‌شد بسیار ساده بودند و تنها توسط چندین ژن کنترل می‌شدند، به نظر می‌رسد که بسیار پیچیده‌تر از آن است. تنوع رنگ چشم انسان نتیجه سطوح مختلف و الگوهای توزیع مختلف پیگمنت ملانین در عنبیه است. تحقیقات ژنتیکی نشان داده‌اند که این ویژگی یک ویژگی پیچیده است که توسط چندین ژن مختلف کنترل می‌شود که با یکدیگر تعامل دارند و برخی از ژن‌ها نقش بزرگتری نسبت به دیگران دارند. بخش قابل توجهی از تنوع ملانین توسط عنصر تنظیمی کنترل می‌شود، یک قطعه ویژه از DNA که تقریباً مانند یک سوئیچ نور قابل برنامه‌ریزی عمل می‌کند. این قطعه خاص از DNA به گروه‌های خاصی از پروتئین‌های تنظیمی متصل می‌شود که ژنی مرتبط با تولید ملانین را کنترل می‌کنند.

چشم آبی در موجودات زنده چگونه تکامل یافت؟

رنگ چشم در موجودات زنده نتیجه ترکیب پیگمنت‌های مختلف در عصاره جلویی چشم است. در بسیاری از حیوانات، رنگ چشم متفاوت است و به میزان متفاوتی از پیگمنت‌های مختلف بستگی دارد. به طور کلی، رنگ چشم در موجودات زنده به دلیل فرایندهای انتخابی طبیعی و تطبیق شرایط محیطی با ترکیبات ژنتیکی خاصی تکامل یافته است.

به عنوان مثال، در انسان‌ها، رنگ چشم آبی به دلیل میزان پایین‌تر پیگمنت ملانین در عصاره جلویی چشم نسبت به چشم‌های قهوه‌ای یا سبز تشکیل می‌شود. برای توضیح تکامل رنگ چشم آبی در انسان‌ها، نمی‌توان فقط به یک فرایند ژنتیکی یا بسیار کوتاه‌مدت اشاره کرد. به دلیل پیچیدگی فرایندهای تکاملی، تعداد بسیاری از ژن‌ها، محیط زیست و شرایط جمعیتی باید در نظر گرفته شود.

به طور کلی، تکامل رنگ چشم آبی در انسان‌ها ممکن است به دلیل تاثیرات محیط طبیعی مانند نور کم‌تر در مناطق شمالی‌تر باشد، مثلاً در مناطقی که شرایط نوری کمتری دارند، همچنین ممکن است به دلیل تأثیرات فرایندهای مختلف ژنتیکی مانند جایگزینی‌های ژنتیکی در ساختار DNA باشد.

چشم آبی در انسان چگونه تکامل یافت؟

قسمتی از ساختار چشم که باعث رنگ آن می‌شود، عنبیه نام دارد که شامل دو لایه اپیتلیوم و استرما است.  اپیتلیوم یا لایه بیرونی عنبیه، لایه اولیه و درونی‌ترین قسمت صفحه سلول‌هایی است که به طور مستقیم با ماده رنگی عصاره جلویی چشم تماس دارد. این لایه شامل سلول‌های ضخیم و پایه‌ای است که وظیفه حفاظت و نگهداری ساختار عنبیه را دارند. به طور کلی، اپیتلیوم تأثیر چندانی در تعیین رنگ چشم ندارد. اما برخی مطالعات نشان می‌دهند که فعالیت سلول‌های اپیتلیوم می‌تواند تأثیری بر روی تولید ملانین داشته باشد. ملانین، یک پیگمنت موجود در استرومای عنبیه است که باعث تغییر رنگ چشم می‌شود. بنابراین، احتمالاً فعالیت سلول‌های اپیتلیوم می‌تواند تأثیری بر روی تولید ملانین داشته باشد. بعضی از پژوهش‌ها نشان می‌دهند که ژن‌هایی که در کنترل تولید ملانین به وجود می‌آیند، در سلول‌های اپیتلیوم عنبیه نیز فعال هستند. بنابراین، نقش اپیتلیوم در تعیین رنگ چشم ممکن است از طریق تأثیرات آن بر روی تولید ملانین باشد. در هر صورت، باید توجه داشت که مشخص کردن دقیق نقش اپیتلیوم در تعیین رنگ چشم، به دلیل پیچیدگی پاسخ دهنده‌های بیولوژیکی، همچنان قابل مطالعه و بررسی است.

رنگ چشم افراد بستگی به ترکیب موجود در عصاره جلویی چشم یا همان استرومای عنبیه دارد. این ترکیب معمولاً شامل موارد زیر است:

1. رنگ استروما: استرومای عنبیه، حاوی موادی مثل ملانین است که باعث تغییر رنگ چشم می‌شوند. مثلاً در افرادی که ملانین بیشتری دارند، چشم‌های قهوه‌ای و تیره‌تری دیده می‌شود، در حالی که در افرادی که ملانین کمتری دارند رنگ چشم‌های آن‌ها روشن تر است.
2. نور پردازی: رنگ چشم به دلیل تفاوت در نورپردازی و مقدار نوری که به چشم وارد می‌شود نیز ممکن است تغییر کند. برای مثال، در روشنایی بیشتر، چشم‌ها معمولاً روشن‌تر به نظر می‌آیند.
3. عنبیه: رنگ چشم همچنین به دلیل ترکیب موجود در اپیتلیوم و استرومای عنبیه نیز می‌تواند متفاوت باشد. برای مثال، در بیماری هایی مانند آلبینیسم، که به دلیل کمبود ملانین پوست سفید است، عنبیه نیز بی رنگ است و باعث می‌شود چشم‌ها فقط با رنگ استروما تغییر رنگ دهد.

بنابراین، می‌توان گفت که عنبیه، اپیتلیوم و استروما عنبیه در تعیین رنگ چشم نقش مهمی دارند. با این حال، باید توجه داشت که رنگ چشم یک شخص نه تنها به دلیل این عوامل بلکه به دلیل عوامل ژنتیکی نیز ممکن است متفاوت باشد.

چشم آبی در انسان چگونه به وجود آمد؟

تکامل و تاریخچه پیدایش رنگ چشم آبی در انسان به دلیل عدم دسترسی به اطلاعات کافی درباره زمان پیدایش آن، هنوز مورد بحث و بررسی قرار دارد. با این حال، تحقیقات نشان می‌دهند که چشم آبی در برخی از جوامع و مناطق جغرافیایی، از جمله اروپا و خاورمیانه، بیشتر دیده می‌شود.

یکی از فرضیات درباره تاریخچه تکامل چشم آبی، نشان می‌دهد که آن در اثر تغییرات زمینه‌ای ناشی از انسان‌های اولیه در مناطق شمالی اروپا به وجود آمده است. در آن زمان، اروپا بسیار سرد بود و شمالی‌ترین مناطق آن پوشیده از یخ بودند. برای بقا در این شرایط سخت، انسان‌های اولیه به دلیل نیاز به تولید ویتامین D بیشتر، نیاز به چشمانی با توانایی جذب نور کمتر و انعطاف پذیری بیشتر داشتند. چشم‌های آبی رنگ در این شرایط می‌توانستند بهترین عملکرد را برای جذب نور ارائه دهند.

در بسیاری از منابع، همچنین اشاره شده است که رنگ چشم آبی همچنین می‌تواند از رشد و تحول سریع جمعیت‌های بزرگ در قرون وسطی در اروپا ناشی شده باشد. با افزایش جمعیت، فشار رقابتی برای پیدا کردن مواد غذایی و منابع طبیعی بیشتر شد و این منجر به تغییرات در ژنتیک جمعیت شد. به عنوان مثال، افرادی با پیگمنت‌های رنگی کمتر، شانس بیشتری برای بقا داشتند و بنابراین، چشم‌هایی با رنگ آبی، می‌توانستند زمینه‌ساز بقای افراد در این شرایط باشند.

به هر حال، مسئله تاریخچه پیدایش چشم آبی در انسان هنوز مورد بحث و بررسی قرار دارد و نیاز به تحقیقات بیشتر در این زمینه دارد.

تکامل چشم آبی در انسان را به لحاظ ژنتیکی 

افرادی که چشم‌های آبی دارند، تغییرات مشترکی در DNA این بخش دارند و به مجموعه‌ای کمی متفاوت از پروتئین‌های تنظیمی نسبت به افراد با چشم‌های قهوه‌ای متصل می‌شوند. بر اساس اینکه مجموعه‌های مختلف پروتئین‌های تنظیمی با DNA تنظیمی در الگوهای مختلف رنگ چشم تعامل می‌کنند، ویژگی چشم آبی در واقع یک جایگزینی ژنتیکی نیست. در واقع، نتیجه یک برنامه ژنتیکی خاص است که باعث تنوع رنگ چشم شده است.

زیست‌شناسی و ژنتیک ویژگی رنگ چشم به یک سری نسخه‌های برنامه ژنتیکی اشاره دارد که خالق در آغاز خلقت در بشر قرار داده است. چندین مطالعه ژنتیکی جدید نشان داده‌اند که ویژگی چشم آبی در DNA برخی از قدیمی‌ترین انسان‌های شناخته شده وجود داشته است. در سال ۲۰۱۸، یک مطالعه پژوهشی این ویژگی را در DNA دو باقیمانده انسان متفاوت از شمال اروپا که به ترتیب ۹۰۰۰ و ۷۰۰۰ سال قدمت دارند، شناسایی کرد. باقیمانده قدیمی‌تر با پوست تیره شناخته شده بود.

دانشمندان موسسه ژنتیک پزشکی دانشگاه کپنهاگ کشف کردند که دلیل اصلی رنگ چشم آبی به دو ژن، OCA₂  و HERC₂ ، برمی‌گردد. به این ترتیب، آن‌ها نشان دادند که باور قبلی که رنگ چشم آبی یک ویژگی جایگزین ساده است، نادرست است. ژن OCA₂  در فرآیند تولید ملانین که باعث رنگ‌دهی چشم می‌شود، نقش دارد. برخی از نسخه‌های این ژن، باعث تولید ملانین کمتر و رنگ آبی چشم می‌شوند.

بنابراین، فردی که دو نسخه از ژن OCA₂با رنگ آبی چشم به ارث برده باشد، چشم آبی خواهد داشت. همچنین، افرادی که ژن‌های مختلفی دارند، می‌توانند چشم‌هایی با رنگ‌های مختلفی داشته باشند، از جمله قهوه‌ای، سبز و خاکستری.

برای جمع بندی، رنگ چشم در انسان به دلیل ترکیب ژن‌های مختلفی است که مسئول تولید پیگمنت‌های رنگی در عصاره جلویی چشم هستند. رنگ آبی چشم نیز به دلیل نسخه‌های خاصی از ژن OCA₂  که باعث تولید ملانین کمتر شده و رنگ آبی در چشم به وجود می‌آید.

تاثیر محیط بر تکامل چشم آبی

رابط محیطی مختلف ممکن است در تکامل رنگ چشم آبی تأثیر داشته باشند. به عنوان مثال، در مناطق شمالی‌تر که بیشترین تعداد افراد با چشم‌های آبی را دارند، شرایط نوری ممکن است باعث شده باشد که این ترکیبات ژنتیکی که باعث تولید کمتر پیگمنت ملانین هستند، از مزیت های فرایندهای تکاملی برخوردار شوند.

همچنین، ممکن است تاثیرات فرایندهای مختلف ژنتیکی نیز در تکامل رنگ چشم آبی نقش داشته باشند. به عنوان مثال، جایگزینی‌های ژنتیکی در ساختار DNA می‌تواند تغییری در ویژگی‌های ژنتیکی داشته باشد و باعث تغییر در ترکیبات پیگمنتی عصاره جلویی چشم شود.

به طور کلی، تکامل رنگ چشم آبی یک فرایند پیچیده است که به مجموعه‌ای از عوامل ژنتیکی و محیطی بستگی دارد. درک دقیق فرایندهایی که باعث تکامل چشم آبی شده‌اند، به ما کمک می‌کند تا بهتر بفهمیم چگونه ویژگی‌های دیگر در جهان زنده تکامل می‌یابند.

گردآوری: ستاره برارپور

منابع

1. https://chatbot.theb.ai/
2. https://www.icr.org/article/are-blue-eyes-in-humans-a-mutation/
3. https://www.splice-bio.com/where-do-blue-eyes-come-from/
4. https://unsplash.com/s/photos/eye