目のような複雑なものはどうやってできたのか、光を感じる細胞からカメラ眼まで

ダーウィン自身も、目ほど複雑なものが自然選択でできたと考えるのは難しく見える、と書いていました。部品が1つ欠けても見えない目が、どうして少しずつできたのか。今では、光を感じる細胞からレンズのある目まで、途中の段階が1つずつ埋まってきています [5]。

01 わかっていること目のような複雑なものは、どうやってできたの？

途中の段階の目も、それぞれ役に立ったからです。光の有無がわかる、方向がわかる、ぼんやり形がわかる、くっきり見える。どの段階も、持っていない個体より有利になり得ました。

目の始まりは、光を受けると反応する分子です。動物の目では、オプシン（光を受け取るたんぱく質）がその役をしています。オプシンを持つ細胞が集まれば、明るいか暗いかがわかります。

その集まりが少しくぼむと、影の来る方向がわかります。くぼみが深くなって口が狭まると、ピンホールカメラのようにぼんやりと形が映ります。口に透明なかたまりができればレンズになり、くっきり見えます。

ポイントは、どの途中の形も「半分の目」ではなく、その時点で使える目だったことです。今の動物にも、光を感じるだけの目、くぼんだ目、穴だけの目を持つものがいます。

02 どうやってわかったのかどうやって確かめたの？

目の形を少しずつ変える計算、今いる動物の目の比較、オプシン遺伝子の家系図づくり、目を作る遺伝子の実験で調べられています。

03 数字と例えでいうと目ができるまでに、どれくらい時間がかかったの？

計算の上では、平らな光センサーからレンズのある目まで数十万年で足ります。実際の歴史では、最初のオプシンから見る目まで約1億7000万年かかったと推定されています。

04 まだわかっていないこと目の進化で、まだわかっていないことは？

目が動物の中で何回別々にできたのか、最初のオプシンがどうして光を感じるようになったのかは、まだ決着していません。

• 目は1回できたのか、何度もできたのかイカとヒトの目はよく似ていますが、形のでき方は別々だと考えられています。一方で、目づくりの指令役の遺伝子は共通です [4]。「目の部品の道具箱は1つ、目そのものは何度も」という見方が有力ですが [2]、数え方はまだ定まっていません。
• 最初のオプシンはなぜ光を感じたのか最初のオプシンは光を感じなかった可能性があり [3]、いつ、どの変化で光を受け取るようになったのかはわかっていません。
• 計算だけでは足りない部分ニルソンとペルガーの計算は目の形だけを扱っています [1]。見た情報を使う神経や行動が、同じ速さで変われたのかは別の問題として残っています [2]。

05関連する記事

06よくある質問

目は「半分」では役に立たないのでは？

役に立ちます。光の有無だけ、方向だけ、ぼんやりした形だけがわかる目を持つ動物は、今も多くいます。どの段階も、持たない個体より生き残りや子を残すのに有利になり得たと考えられています。

ヒトの目とタコやイカの目は同じもの？

形はよく似ていますが、別々にできたと考えられています。ただ、目を作る指令役の遺伝子や光を受け取るオプシンは、遠い動物の間で共通しています。

目はどれくらいの時間でできたの？

計算では、平らな光センサーからレンズのある目まで数十万年で足ります。実際の歴史では、最初のオプシンから見る目まで約1億7000万年かかり、約5億3000万年前のカンブリア紀の初めまでにほぼそろったと推定されています。

関連記事

体の起源

魚はどうやって陸に上がったのか ティクターリク発見の物語

体の起源

盲腸（虫垂）と尾てい骨は進化の名残？ 「役に立たない器官」の本当のところ

体の起源

鳥は本当に恐竜の子孫？ 羽毛恐竜と始祖鳥でわかったこと