L'occhio umano è un meccanismo straordinario
in grado di rilevare ovunque, pochi fotoni fino alla luce diretta del sole
o di spostare la messa a fuoco dal monitor che abbiamo davanti
al lontano orizzonte in un terzo di secondo.
In effetti le strutture necessarie per una tale incredibile flessibilità
una volta erano considerate così complesse
che persino Charles Darwin ritenne l'idea di una loro evoluzione
più che mai assurda.
Eppure fu proprio ciò che accadde, e iniziò più di 500 milioni di anni fa.
La storia dell'occhio umano inizia da un semplice fotorecettore
simile a quello scoperto negli organismi unicellulari
come l'Euglena.
Questo recettore è un agglomerato di proteine fotosensibili
collegate al flagello dell'organismo,
che si attiva quando individua la luce e, quindi, il cibo.
Una versione più complessa di questo recettore
si trova nella Planaria, un verme piatto.
Essendo a forma di coppa piuttosto che piatto, il recettore
permette di percepire meglio la direzione della luce in entrata.
Tra gli altri usi
questa capacità permette ad un organismo
di cercare l'ombra e di nascondersi dai predatori.
In migliaia di anni
in alcuni organismi la coppa ottica è diventata più profonda
mentre il foro frontale si è fatto sempre più piccolo.
Risultato: un effetto camera oscura che aumenta sensibilmente la risoluzione
riducendo la distorsione e permettendo il passaggio
attraverso l'occhio di un sottilissimo raggio di luce.
Il Nautilus, l'antenato del polpo,
utilizza il suo occhio puntiforme per avere una risoluzione e una sensibilità direzionale migliore.
Nonostante l'occhio puntiforme permettesse già la visione di immagini semplici
la svolta decisiva nell'evoluzione dell'occhio come lo conosciamo oggi è stata la comparsa della lente
Si ritiene che lo sviluppo sia avvenuto
da cellule trasparenti che rivestivano il foro ottico per prevenire infezioni,
facendo in modo che l'interno dell'occhio si riempisse di una sostanza liquida
che ottimizza la sensibilità alla luce e la sua elaborazione.
Le proteine del cristallino che si formarono sulla superficie
crearono una struttura che si rivelò utile
per convogliare il fascio di luce in un solo punto della retina.
Questa lente è proprio la chiave della flessibilità dell'occhio
perché adatta la sua curvatura per vedere gli oggetti vicini e lontani.
La struttura a camera oscura con la lente
servì come base per quello che poi si sarebbe trasformato nell'occhio umano.
Ulteriori perfezionamenti furono l'iride, un anello colorato
che controlla la quantità di luce che entra nell'occhio,
la sclerotica, uno strato esterno bianco e rigido
che serve a stabilizzare la struttura dell'occhio,
e le ghiandole lacrimali, che secernono una pellicola protettiva.
Altrettanto importante è stata
la concomitante evoluzione del cervello
che, con lo sviluppo della corteccia visiva,
è stata in grado di elaborare le immagini più definite e colorate captate dall'occhio.
Oggi sappiamo che l'occhio è tutt'altro che un capolavoro dell'ingegneria
perché mostra i segni della sua evoluzione per tappe.
Per esempio, la retina nell'uomo è al contrario,
con i fotorecettori rivolti verso l'interno dell'occhio.
Il risultato è un punto cieco,
proprio dove il nervo ottico deve attraversare la retina
per raggiungere lo strato fotosensibile posteriore.
Gli occhi dei cefalopodi invece,
che hanno avuto un'evoluzione separata,
hanno la retina rivolta verso l'esterno e la loro vista non ha punti ciechi.
Gli occhi di altri animali ancora mostrano diversi tipi di adattamento.
Negli Anablepidi, i cosiddetti pesci quattrocchi,
gli occhi sono divisi in due parti per poter guardare sopra e sott'acqua,
e sono perfetti per individuare predatori e prede.
Nei gatti, predatori tipicamente notturni, si è sviluppato uno strato riflettente
che aumenta la quantità di luce percepibile dai loro occhi
dando loro una vista notturna eccezionale oltre a quella tipica luminescenza.
Questi sono solo alcuni esempi dell'enorme varietà di occhi nel regno animale.
E allora, se dovessimo progettare un occhio lo faremmo diverso da questi?
La domanda non è così strana come potrebbe sembrare.
Oggi medici e scienziati biomeccanici studiano le diverse strutture ottiche
per progettare i trapianti sui non vedenti.
In un futuro non troppo lontano
le macchine costruite grazie alla precisione e alla flessibilità dell'occhio umano
potrebbero anche andare oltre l'evoluzione naturale dell'occhio.