Με ανάλυση του DNA σύγχρονων ειδών, οι επιστήμονες κατάφεραν να κοιτάξουν στο παρελθόν και να προσδιορίσουν τι μεταβολές έχουν υποστεί οι χρωστικές των κωνίων κατά την εξέλιξη των σπονδυλωτών. Η έρευνα δείχνει ότι τα πολύ πρώιμα σπονδυλωτά είχαν τέσσερεις τύπους κωνίων (χρωματιστά τρίγωνα), καθένας από τους οποίους περιείχε μια διαφορετική χρωστική. Τα θηλαστικά έχασαν δύο από αυτούς τους τύπους κατά την πρώιμη εξέλιξή τους, πιθανότατα επειδή τα εν λόγω ζώα ήταν νυκτόβια και τα κωνία δεν χρειάζονται για την όραση σε αμυδρό φως. Τα πουλιά και τα περισσότερα ερπετά, αντιθέτως, διατήρησαν τέσσερεις φασματικό διαφορετικές χρωστικές των κωνίων.

Μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων, τα θηλαστικά άρχισαν να διαφοροποιούνται, και η γενεαλογική γραμμή από την οποία προέκυψαν τα πρωτεύοντα του Παλαιού Κόσμου που ζουν και σήμερα —οι αφρικανικοί πίθηκοι, οι ανθρωποειδείς πίθηκοι και οι άνθρωποι— «ανέκτησε» έναν τρίτο τύπο κωνίων μέσω γονιδιακού διπλασιασμού και επακόλουθης μεταλλαγής ενός από τα δύο γονίδια που ήταν υπεύθυνο για τις εναπομένουσες χρωστικές. Επειδή οι άνθρωποι εξελιχθήκαμε από αυτή τη γενεαλογική γραμμή, διαφέρουμε από τα περισσότερα άλλα θηλαστικά στο ότι έχουμε 3 τύπους κωνίων (αντί για δύο) και τριμεταβλητή έγχρωμη όραση—μια βελτίωση η οποία δεν συναγωνίζεται με κανέναν τρόπο το πλούσιο οπτικό σύμπαν των πουλιών.

Οι οψίνες που ξεχωρίζουν τον ένα τύπο κωνίου από τον άλλο έχουν προσφέρει μια οδό μελέτης της εξέλιξης της έγχρωμης όρασης. Οι επιστήμονες μπορούν να διερευνήσουν τις εξελικτικές σχέσεις των οψινών που υπάρχουν σε διάφορους τύπους κωνίων και στα κωνία διαφορετικών ειδών εξετάζοντας τις αλληλουχίες νουκλεοτιδικών βάσεων (ή των «γραμμάτων» τού DNA) στα γονίδια που κωδικεύουν αυτές τις πρωτεΐνες. Τα προκύπτοντα εξελικτικά δέντρα αποκαλύπτουν ότι οι οψίνες είναι αρχαίες πρωτεΐνες οι οποίες υπήρχαν πριν από την εμφάνιση των κύριων ομάδων ζώων που κατοικούν σήμερα στον πλανήτη. Μπορούμε να αναγνωρίσουμε τέσσερεις γενεαλογικές γραμμές χρωστικών των κωνίων στα σπονδυλωτά, οι οποίες ονομάζονται περιγραφικά από την περιοχή του φάσματος στην οποία εμφανίζουν μεγαλύτερη ευαισθησία: μακρού μήκους κύματος, μεσαίου μήκους κύματος, βραχέος μήκους κύματος και υπεριώδους. Οι μείζονες ομάδες σπονδυλωτών φέρουν στον αμφιβληστροειδή τους και ραβδία, εκτός από τα κωνία. Τα ραβδία, που περιέχουν τη χρωστική ροδοψίνη, είναι υπεύθυνα για την όραση σε συνθήκες πολύ αμυδρού φωτισμού. Η ροδοψίνη, από άποψη δομής και χαρακτηριστικών απορρόφησης, είναι παρόμοια με τις χρωστικές των κωνίων που έχουν ευαισθησία σε μεσαία μήκη κύματος, και διαφοροποιήθηκε από αυτές τις χρωστικές πριν από εκατομμύρια χρόνια.

Τα πουλιά έχουν τέσσερεις φασματικά διακριτές χρωστικές των κωνίων, και καθεμιά τους κατάγεται από την αντίστοιχη των τεσσάρων εξελικτικών γραμμών. Αντιθέτως, τα θηλαστικά έχουν τυπικά δύο μόνο διαφορετικές χρωστικές των κωνίων, μία με μέγιστη ευαισθησία στο ιώδες φως και μία άλλη με ευαισθησία σε μακρά μήκη κύματος. Η πιθανότερη εξήγηση για αυτή την έλλειψη είναι ότι στη διάρκεια της πρώιμης εξέλιξης τους κατά τον Μεσοζωικό Αιώνα (πριν από 245 με 65 εκατομμύρια χρόνια), τα θηλαστικά ήταν μικρά ζώα, κρυφαία και νυκτόβια. Καθώς τα μάτια τους εξελίσσονταν ώστε να αποκτούν πλεονέκτημα μέσα στο νυκτερινό περιβάλλον, τα θηλαστικά βασίζονταν όλο και περισσότερο στην υψηλή ευαισθησία των ραβδίων τους και λιγότερο στην έγχρωμη όραση. Συνεπώς, έχασαν δύο από τις τέσσερεις χρωστικές των κωνίων που κατείχαν άλλοτε οι πρόγονοι τους —χρωστικές οι οποίες όμως διατηρούνται στα περισσότερα ερπετά και πουλιά

Ο αφανισμός των δεινοσαύρων πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια έδωσε στα θηλαστικά νέες ευκαιρίες για εξειδίκευση, και έτσι άρχισαν να διαφοροποιούνται. Μια ομάδα τους —στην οποία ανήκαν οι πρόγονοι των ανθρώπων και των άλλων πρωτευόντων του Παλαιού Κόσμου που υπάρχουν και σήμερα— άρχισαν να διαβιούν κυρίως την ημέρα, διασκορπίστηκαν στα δέντρα και έκαναν τα φρούτα βασικό συστατικό της δίαιτας τους. Τα άνθη και οι καρποί συνήθως διαφέρουν χρωματικά από το γύρω φύλλωμα, αλλά, επειδή τα θηλαστικά είχαν μία μόνο χρωστική των κωνίων ευαίσθητη στα μακρά μήκη κύματος, θα αδυνατούσαν να διακρίνουν χρωματικές αντιθέσεις στην πράσινη, την κίτρινη και την κόκκινη περιοχή του φάσματος. Για αυτά τα πρωτεύοντα, όμως, βρέθηκε μια λύση μέσα στην εργαλειοθήκη της εξέλιξης.

Κάποιες φορές, στις κυτταρικές διαιρέσεις που λαμβάνουν χώρα κατά την παραγωγή των ωαρίων και των σπερματοζωαρίων, συμβαίνει μια άνιση ανταλλαγή τμημάτων των χρωμοσωμάτων. Αυτό οδηγεί σε έναν γαμέτη που περιέχει κάποιο χρωμόσωμα στο οποίο περιλαμβάνονται παραπάνω αντίγραφα ενός ή και περισσότερων γονιδίων. Αν οι επόμενες γενιές διατηρήσουν αυτά τα επιπλέον γονίδια, η φυσική επιλογή μπορεί να διασώσει όσες χρήσιμες μεταλλάξεις προκύπτουν. Όπως έδειξαν οι Jeremy Nathans και David Hogness, του Πανεπιστημίου Stanford, κάτι τέτοιο πρέπει να συνέβη κατά τα τελευταία 40 εκατομμύρια χρόνια στο οπτικό σύστημα των προγονικών μας πρωτευόντων του Παλαιού Κόσμου. Η άνιση ανταλλαγή του DNA σε ένα αναπαραγωγικό κύτταρο και η προκύπτουσα μετάλλαξη κάποιου επιπλέον αντιγράφου γονιδίου που κωδίκευε μία ακόμη οπτική χρωστική για μακρά μήκη κύματος, οδήγησε στη δημιουργία μιας δεύτερης χρωστικής ευαίσθητης στα μακρά μήκη κύματος, η οποία εμφάνιζε μετατόπιση στο μήκος κύματος μεγίστης ευαισθησίας της. Αυτή η γενεαλογική γραμμή πρωτευόντων διαφέρει επομένως από τις γραμμές άλλων Θηλαστικών στο ότι έχει τρεις χρωστικές των κωνίων, αντί για δύο, και τριμεταβλητή έγχρωμη όραση.

Μολονότι αποτέλεσε σημαντική βελτίωση, το σύστημα αυτό δεν μας παρέχει την πεμπτουσία της έγχρωμης όρασης. Η δική μας έγχρωμη όραση είναι το αποτέλεσμα εξελικτικής «ανάκτησης», παραμένει δε κατά μία χρωστική υποδεέστερη του τετραμεταβλητού οπτικού συστήματος που διαθέτουν τα πουλιά αλλά και πολλά ψάρια και ερπετά. Η γενετική μας κληρονομιά αδικεί μάλιστα μερικούς από εμάς με έναν ακόμα τρόπο. Και τα δύο μας γονίδια για τις χρωστικές με ευαισθησία στα μακρά μήκη κύματος βρίσκονται στο χρωμόσωμα Χ. Καθώς οι άνδρες έχουν μόνο ένα χρωμόσωμα Χ, οι μεταλλάξεις οι οποίες συμβαίνουν σε καθένα από αυτά τα δύο γονίδια χρωστικών μπορεί να προκαλέσουν στον άνδρα που τις έχει υποστεί αδυναμία διάκρισης μεταξύ των κόκκινων και των πράσινων χρωμάτων. Οι γυναίκες υποφέρουν από τέτοιου είδους αχρωματοψία λιγότερο συχνά, επειδή, αν ένα γονίδιο χρωστικής καταστραφεί σε ένα από τα δύο Χ χρωμοσώματα τους, μπορούν και πάλι να παράγουν τη χρωστική με την καθοδήγηση του υγιούς γονιδίου που βρίσκεται στο άλλο χρωμόσωμα Χ.

Οι οπτικές χρωστικές των κωνίων δεν ήταν τα μόνα στοιχεία που χάθηκαν από τον αμφιβληστροειδή κατά την πρώιμη εξέλιξη των θηλαστικών. Στα πουλιά και τα ερπετά, κάθε κωνίο περιέχει ένα έγχρωμο σταγονίδιο ελαίου. Αυτά τα σταγονίδια δεν υπάρχουν πια στα κωνία των θηλαστικών. Τα σταγονίδια, τα οποία περιέχουν μεγάλες συγκεντρώσεις μορίων που ονομάζονται καροτενοειδή, είναι τοποθετημένα έτσι ώστε το φως να περνάει μέσα από αυτά πριν φτάσει στη στήλη των μεμβρανικών δισκίων του εξωτερικού τμήματος κάθε κωνίου, όπου βρίσκεται η φωτοαπορροφητική οπτική χρωστική. Τα σταγονίδια ελαίου λειτουργούν ως φίλτρα, αφαιρώντας τα βραχέα μήκη κύματος και μειώνοντας το εύρος της περιοχής απορρόφησης των οπτικών χρωστικών. Αυτό περιορίζει τη φασματική επικάλυψη μεταξύ των χρωστικών και αυξάνει τον αριθμό των χρωμάτων που κατ' αρχήν μπορεί να διακρίνει ένα πουλί.

 

Σήμερα λοιπόν, γνωρίζουμε, όχι μόνο ότι εξελιχθήκαμε, αλλά και τις λεπτομέρειες αυτής της εξέλιξης, σε εντυπωσιακό βαθμό! Μπορούμε να γνωρίζουμε πότε περίπου συνέβη μια μετάλλαξη στη δική μας εξελικτική γραμμή, με ποιο τρόπο συνέβη, και τους περιβαλλοντικούς λόγους που οδήγησαν σε αυτή.

Παράλληλα, μπορούμε σήμερα πλέον να θαυμάζουμε, όχι μόνο το εξαιρετικό αυτό Θεϊκό σχέδιο της κατασκευής μας, αλλά και τον πάνσοφο γενετικό κώδικα που ρυθμίζει τις λεπτομέρειες της Φυσικής Επιλογής κατά τις ανάγκες του κάθε πλάσματος του Θεού.

Τυφλοί όσοι δεν βλέπουν την εξέλιξη, και τυφλότεροι όσοι δεν βλέπουν τη Σοφία του Θεού πίσω απ' αυτή. Όσες χρωστικές και αν έχει κάποιος στα μάτια του, την αλήθεια, και κυρίως ΤΟΝ ΘΕΟ, μόνο με τη λογική και με την καρδιά μπορεί να τα αντιληφθεί.