Στη μυθολογία, ο Πολύφημος ξεχωρίζει ως ο μονόφθαλμος Κύκλωπας που κράτησε αιχμάλωτο τον Οδυσσέα και τους άνδρες του — ένα πλάσμα με ένα και μοναδικό μάτι στη μέση του μετώπου του.
Μια νέα επιστημονική θεωρία, ωστόσο, φέρνει στο προσκήνιο μια εντελώς διαφορετική ιστορία γύρω από την καταγωγή του ματιού, τοποθετώντας την αφετηρία της σε ένα μικροσκοπικό θαλάσσιο οργανισμό που έζησε πριν από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια.
Πρόκειται για ένα σκουλήκι που, καθώς υιοθέτησε έναν σχεδόν ακίνητο τρόπο ζωής, έχασε σταδιακά το αρχικό ζευγάρι ματιών που διέθετε στα πλάγια του κεφαλιού του. Παρ’ όλα αυτά, δεν έμεινε εντελώς «τυφλό»: κράτησε φωτοευαίσθητα κύτταρα στο κέντρο του κεφαλιού, τα οποία με την πάροδο του χρόνου εξελίχθηκαν σε ένα ενιαίο, κεντρικό μάτι.
Σύμφωνα με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Lund και το Πανεπιστήμιο του Sussex, τμήματα αυτού του πρωτόγονου οργάνου φαίνεται να «ανακυκλώθηκαν» αργότερα, δίνοντας τη βάση για τα ζευγαρωμένα μάτια των σπονδυλωτών. Η σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Current Biology συνδέει, επιπλέον, τα ίχνη αυτού του αρχέγονου ματιού με την επίφυση, μια δομή του εγκεφάλου των σπονδυλωτών που εμπλέκεται στη ρύθμιση του κύκλου ύπνου-αφύπνισης.
Αυτή η υπόθεση προσφέρει μια πιθανή εξήγηση για ένα ιδιαίτερο γνώρισμα της εξέλιξης της όρασης στα σπονδυλωτά. Στον άνθρωπο, όπως και στα υπόλοιπα σπονδυλωτά, ο αμφιβληστροειδής προέρχεται από εγκεφαλικό ιστό, σε αντίθεση με ζώα όπως τα έντομα ή τα καλαμάρια, όπου τα μάτια αναπτύσσονται από ιστό στα πλάγια του κεφαλιού. Η νέα μελέτη υποστηρίζει ότι αυτή η διαφορετική πορεία οφείλεται ακριβώς στο γεγονός ότι ένα προγονικό, κεντρικό μάτι επιβίωσε μετά την απώλεια του αρχικού ζεύγους ματιών.
Τα πράγματα άλλαξαν όταν οι απόγονοι αυτού του ακίνητου οργανισμού στράφηκαν και πάλι σε έναν πιο ενεργητικό, κολυμβητικό τρόπο ζωής. Η μετακίνηση μέσα στο νερό ανέδειξε τη σημασία μιας όρασης ικανής να σχηματίζει εικόνες, καθώς δύο μάτια μπορούσαν να βοηθήσουν το ζώο να προσανατολίζεται, να αντιδρά σε κοντινά αντικείμενα και να εντοπίζει άλλους οργανισμούς γύρω του.
Με βάση το προτεινόμενο μοντέλο, τα στοιχεία του μοναδικού ματιού που είχε επιβιώσει αναδιατάχθηκαν, δίνοντας τη θέση τους σε νέα ζευγάρια ματιών. Οι ερευνητές το περιγράφουν ως μια διαδικασία επαναχρησιμοποίησης ενός ήδη υπάρχοντος, σύνθετου οργάνου, όχι ως δημιουργία κάτι εντελώς καινούργιου. Με άλλα λόγια, η εξέλιξη δεν «έχτισε» το οπτικό σύστημα των σπονδυλωτών από το μηδέν, αλλά τροποποίησε κύτταρα και νευρικές συνδέσεις που ήδη υπήρχαν.
Το αρχικό ζεύγος ματιών χάθηκε εντελώς από τη γενεαλογική γραμμή των σπονδυλωτών, αφήνοντας πίσω του ένα κεντρικό όργανο που ακολούθησε τη δική του, ανεξάρτητη αναπτυξιακή πορεία. Όταν αργότερα επανεμφανίστηκε η ζευγαρωμένη όραση, αυτή προήλθε ακριβώς από στοιχεία αυτού του κεντρικού συστήματος.
Το μοντέλο αυτό ρίχνει φως στο γιατί τα μάτια των σπονδυλωτών παραμένουν τόσο στενά συνδεδεμένα με τον εγκέφαλο, καθώς και στο γιατί η εσωτερική τους δομή διαφέρει τόσο από εκείνη άλλων ζώων.
Για να φτάσουν σε αυτά τα συμπεράσματα, οι ερευνητές μελέτησαν τα χαρακτηριστικά και τη θέση των φωτοϋποδοχικών κυττάρων σε διάφορες ομάδες ζώων. Επειδή τα κύτταρα αυτά παρουσιάζουν αναγνωρίσιμες διαφορές μεταξύ τους, η κατανομή τους μπορεί να «κρύβει» ίχνη εξελικτικών σχέσεων που δεν είναι πια ορατά στην εξωτερική ανατομία των σημερινών ειδών.
Η έρευνα καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η επίφυση αποτελεί ένα ζωντανό υπόλειμμα εκείνου του αρχαίου κεντρικού ματιού, εγκατεστημένο πλέον στον εγκέφαλο των σπονδυλωτών. Το μικρό αυτό όργανο παράγει μελατονίνη, μια ορμόνη που συμβάλλει στη ρύθμιση του κιρκάδιου, δηλαδή του εικοσιτετράωρου, βιολογικού ρολογιού του οργανισμού.
Ο κιρκάδιος ρυθμός είναι εκείνος ο περίπου 24ωρος κύκλος που καθορίζει την εναλλαγή ύπνου και εγρήγορσης, με το φως να αποτελεί ένα από τα βασικότερα σήματα ρύθμισής του. Η στενή σχέση της επίφυσης με φωτοευαίσθητα συστήματα ενισχύει έτσι την εικόνα ενός αρχαίου οργάνου που, από τα βάθη της εξέλιξης, «κρατούσε» τον χρόνο ανάμεσα στη μέρα και τη νύχτα.
