Histoire évolutive de l'œil

Les premiers fossiles d'yeux sont apparus au cours de la période du Cambrien inférieur, il y a environ 540 millions d'années. Cette période a vu une explosion d'évolution apparemment rapide, surnommée "l'explosion cambrienne". Un biologiste soutient que l'évolution des yeux a déclenché une course aux armements qui a conduit à une rapide vague d'évolution.

Auparavant, les organismes pouvaient être utilisés pour la sensibilité à la lumière, mais pas pour les mouvements rapides et la navigation par la vision.

Il est difficile d'estimer la vitesse d'évolution de l'œil. Une simple modélisation, en supposant de petites mutations exposées à la sélection naturelle, montre qu'un organe sensoriel optique primitif basé sur des photopigments efficaces pourrait évoluer en un œil complexe semblable à celui d'un être humain dans environ 400 000 ans.

Les premiers capteurs de lumière étaient des protéines photoréceptrices. Ce sont des points de vue, que l'on trouve chez les protistes. Les points de vue ne peuvent distinguer que la lumière de l'obscurité. C'est suffisant pour le photopériodisme et la synchronisation quotidienne des rythmes circadiens. Ils ne peuvent pas distinguer les formes ni déterminer la direction d'où vient la lumière.

On trouve des points de vue dans presque tous les grands groupes d'animaux. Le point oculaire d'Euglena, appelé stigmate, se trouve à l'avant. Son pigment rouge colore une collection de cristaux sensibles à la lumière. Avec le flagelle principal, le piétin permet à l'organisme de se déplacer en réponse à la lumière pour aider à la photosynthèse, et de prédire le jour et la nuit, la fonction principale des rythmes circadiens.

Les pigments visuels se trouvent dans le cerveau d'organismes plus complexes et on pense qu'ils jouent un rôle dans la synchronisation du frai avec les cycles lunaires. En détectant les changements subtils de l'éclairage nocturne, les organismes pourraient synchroniser la libération des spermatozoïdes et des ovules pour maximiser la probabilité de fécondation.

La vision elle-même repose sur une biochimie de base qui est commune à tous les yeux. La façon dont cette boîte à outils biochimique est utilisée pour interpréter l'environnement d'un organisme est très variable. Les yeux ont une large gamme de structures et de formes, qui ont toutes évolué assez tardivement par rapport aux protéines et aux molécules sous-jacentes.

Au niveau cellulaire, il semble y avoir deux principaux "dessins" d'yeux, l'un possédé par les protostomes (mollusques, annélides et arthropodes), l'autre par les deutérotomes (cordés et échinodermes).

• Les organes vestibulaires