Gözün evrimi
Gözün evriminin aşamaları > İlk gözler

Gözün temel ışık işleme birimi, ince bir zar içinde iki molekül barındıran özelleşmiş bir fotoreseptör hücredir. Bu moleküller kromoforu çevreleyen, ışığa duyarlı opsin proteini ve renkleri ayırt eden bir pigmenttir. Bu tip hücre gruplarına “gözbeneği” denir ve bu hücre grupları 40 ila 65 arası bir sayıyla ifade edilebilecek kere birbirlerinden bağımsız olarak evrimleşmiştir. Bu gözbenekleri, hayvanların, ışığın yönünü ve şiddetini son derece basit bir düzeyde algılamalarına imkân tanır. Bu algı, bir mağaranın içinde, güvende olduklarını bilmelerine yetecek, ancak nesneleri çevrelerinden ayırt etmeye yetmeyecek düzeydedir.
Işığın yönünü yaklaşık olarak ayırt edebilecek optik bir sistem geliştirmek, çok daha zordur ve otuz küsur şubenin sadece altısında bu tip bir sistem vardır. Bununla birlikte, bu şubeler yaşayan canlıların % 96'sına karşılık gelir.
Bu karmaşık optik sistemler, çokhücreli göz lekeleri olarak yolculuklarına başlamış, daha sonra adım adım çanak şekli alacak biçimde içe göçmüştür. Bu sayede öncelikle parlaklığın yönünü belirleyebilme becerisini kazanmışlardır. Sonraları çukur derinleştikçe bu beceri gittikçe daha da sofistike hâle gelmiştir. Düz göz lekeleri ışığın yönünü belirlemede yetersizdi, zira bir ışık ışını, hangi yönden gelirse gelsin, aynı ışığa duyarlı hücre grubunu aktive edecektir. Öte yandan çukurlu gözlerin çanağa benzeyen biçimi, geliş açısına göre ışığın, üzerine düştüğü hücrelerin farklı olması sayesinde sınırlı da olsa yön tayini yapmaya izin verecekti. Kambriyen devrinde ortaya çıkan çukurlu gözler, o dönemki salyangozlarda görülmekteydi. Hâlâ varlıklarını sürdüren bazı salyangozlarda ve planaryalar gibi omurgasızlarda da mevcuttur. Planarya, çanak biçimindeki, bol pigmentli retina hücreleri yüzünden, ışın yönünü ve şiddetini çok az belirleyebilir. Bu hücreler, ışığın girmesi için sadece bir açıklık bırakacak şekilde ışığa duyarlı hücrelerin önünü kapatır. Bununa birlikte, bu proto-göz, daha çok ışığın yönünden ziyade varlığını ya da yokluğunu tespit etmede yararlıdır. Göz çukuru derinleşip fotoreseptör hücrelerin sayısı arttıkça bu durum daha kusursuz görsel bilgi elde etmeye doğru adım adım değişir.
Bir foton, kromofor tarafından emildiğinde, kimyasal bir reaksiyon, fotonun enerjisinin elektrik enerjisine çevrilmesine ve yüksek hayvanlarda sinir sistemine aktarılmasını sağlar. Bu fotoreseptör hücreler, retinanın bir kısmını oluşturur. Bu kısım, görsel bilgiyi, bunun yanı sıra vücut saati için gerekli gün uzunluğu ve ışık bilgisini beyne ileten ince bir hücre tabakasıdır. Bununla birlikte Cladonema gibi bazı denizanalarının oldukça ayrıntılı gözleri vardır, ancak beyinleri yoktur. Bu canlılarda gözler, bilgiyi, herhangi bir ara işleme tabii tutmadan doğrudan kaslara gönderir.
Kambriyen patlaması boyunca, gözün evrimi süratle ivme kazanmış ve görüntü işleme ve ışığın yönünü tespit etmede radikal gelişimler göstermiştir.
İğne deliği kamera tipindeki göz, önce bir çanağa, ardından bir odacığa doğru derinleşen bir oyuk şeklinde gelişmiştir. Giriş açıklığının daralamasıyla birlikte organizma, temiz bir yön ve şekil algılamasına imkân veren gerçek bir görüntüleme becerisi edinmiştir. Korneadan ve mercekten yoksun olan bu tip gözler notiluslarda bulunur. Çözünürlükleri zayıftır, görüntü pusludur. Ama yine de gözbeneklerine göre çok daha gelişkindirler.
Şeffaf hücrelerin oluşturduğu şişkinlik organizmayı bulaşımdan ve parazit istilasından korur. Artık ayrı bir bölüm olan odacığın içinde kalanlar, yavaş yavaş, renk filtreleme, daha yüksek kırılma indisi, morötesi ışınımı bloke etmek veya su içinde ve dışında iş görebilme gibi optimizasyonlar için şeffaf bir salgı şekline özelleşebildi. Bazı sınıflarda, bu tabakanın organizmanın kabuk ya da deri değiştirme alışkanlıklarıyla ilgili olabileceği düşünülmektedir.
Gözlerin, elektromanyetik tayftaki kısa dalgaboylarını algılayacak şekilde özelleşmelerinin sebebi, ışığa duyarlılık geliştiren ilk türlerin sucul olması ve görünür ışığın su içinde ilerleyebilen en belirgin dalgaboyu olması gibi görünmektedir. Suyun ışığı filtreleme özelliği bitkilerin ışığa duyarlılığını da etkilemiştir.