محققان عصب‌های نوری شبیه کابل تلفن خرم سیر را کشف کردند؛ ویژگی‌ای که پیش از این توسط ارسطو و نیوتن نادیده مانده بود
توسط موزه تاریخ طبیعی فلوریدا
چشم‌های سرگردان خرم سیرها از دوران یونان باستان ذهن دانشمندان را مجذوب و سردرگم کرده‌اند. پس از هزاران سال پژوهش، تصویر‌برداری‌های نوین راز دید تقریباً ۳۶۰ درجه و توانایی شگفت‌انگیزشان برای نگاه کردن به دو سمت مختلف به‌یک‌باره را فاش کرده‌اند. پشت چشم‌های برجسته آن‌ها دو عصب نوری طولانی و حلقوی وجود دارد؛ ساختاری که در هیچ سوسمار دیگری دیده نمی‌شود.
«چشم‌های خرم سیر مانند دوربین‌های امنیتی هستند که در همه جهات حرکت می‌کنند»، جوآن دازا، استادیار دانشگاه سام هیوتون استیت و نویسندهٔ پژوهش جدیدی که این ویژگی را توصیف می‌کند، توضیح داد. «آن‌ها چشم‌های خود را به‌صورت مستقل حرکت می‌دهند تا محیط را اسکن کنند و طعمه را بیابند. و به محض یافتن طعمه، چشم‌ها هماهنگ می‌شوند و به یک سمت می‌نگرند تا مکان دقیق پرتاب زبانشان را محاسبه کنند.»
نویسندگان پژوهش خود را در نشریه گزارش‌های علمی منتشر کردند.
چشم‌های متحرک خرم سیر به‌راحتی قابل مشاهده‌اند، اما دانشمندان هرگز به‌طور کامل عصب نوری را که این حرکت را ممکن می‌سازد، درک نکرده‌اند. ادوارد استنلی، مدیر آزمایشگاه تصویربرداری دیجیتال موزه تاریخ طبیعی فلوریدا، در سال ۲۰۱۷ هنگام بازدید از آزمایشگاه دازا، برای اولین بار شکل منحصر به‌فرد را در اسکن سی‌تی خرم سیر کوچک برگ (Brookesia minima) مشاهده کرد. عصب‌های نوری حلقوی کاملاً متفاوت از هر آنچه پیش از آن دیده بود، بودند.
با این حال، هر دو دانشمند در ابتدا با احتیاط رفتار کردند. خرم سیرها قرن‌ها مورد مطالعه قرار گرفته‌اند؛ بدین‌جهت، مطمئناً اولین بار کسی این کشف را انجام نداده بود.
«من از خودش ساختار شگفت‌زده شدم، اما بیشتر از این تعجب کردم که هیچ‌کس دیگر به آن توجه نکرده بود»، دازا اظهار داشت. «خرم سیرها به‌خوبی مطالعه شده‌اند و مردم سال‌ها به‌دنبال انجام مطالعات آناتومیکی بر روی آن‌ها بوده‌اند.»
خرم سیرها بومی قاره‌های آفریقا، اروپا و آسیا هستند. علاوه بر پوست تغییر رنگشان، این خزندگان مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از ویژگی‌های درخت‌زی دارند. آن‌ها از دم گیرنده‌شان برای تثبیت خود استفاده می‌کنند و پاهای شبیه دستکش آبپزشان به آن‌ها اجازه می‌دهد به‌صورت آهسته و دقیق بر شاخه‌ها حرکت کنند. خرم سیرها نیازی به شتاب ندارند چون زبان بالستیک دارند که می‌تواند در کسری از ثانیه (حدود صدم ثانیه) به سرعت تا ۶۰ مایل بر ساعت برسد. این زبان بلند و چسبناک می‌تواند فواصل بیش از دو برابر طول بدن خرم سیر را برای گرفتن طعمه‌های ناخواسته پرتاب کند.
خرم سیرها جذاب و منحصر به فرد هستند؛ طبیعتاً از دیرباز ذهن انسان را به خود جلب کرده‌اند. شکل متمایز و دم مارپیچی آن‌ها حتی در نقش‌برج‌های باستانی مصر قابل تشخیص است.
با این یقین که باید توصیف منتشرشده‌ای از این عصب‌های حلقوی وجود داشته باشد، تیم به عمق کتابخانه‌های پژوهشی نفوذ کرد تا شواهد را بیابد؛ حتی از متخصصان زبانی برای رمزگشایی متون قدیمی منتشر شده به زبان‌های فرانسوی، ایتالیایی و لاتین (و گاهی ترکیبی پیچیده از چند زبان) استفاده کردند.
بیش از دو هزار سال پیش، فیلسوف یونانی ارسطو به‌نادرستی نظریه داد که خرم سیرها اصلاً عصب‌های نوری ندارند و چشم‌ها مستقیماً به مغز متصل هستند؛ این امر سبب حرکت مستقل آن‌ها می‌شد.
در نیمه‌قرن چهاردهم، پزشک رومی دومینیکو پانارولی نظریات ارسطو را به چالش کشید و ادعا کرد که خرم سیرها عصب‌های نوری دارند؛ اما برخلاف اکثر حیوانات، این عصب‌ها تقاطع ندارند. این تقاطع باعث می‌شود تصویر دیده‌شده در چشم راست در نیم‌کره چپ مغز پردازش شود و بالعکس. پانارولی نتیجه گرفت که بدون این ساختار تقاطعی، چشم‌های خرم سیر می‌توانند آزادانه حرکت کنند.
ایزاک نیوتن نیز که به ساختار عجیب چشم خرم سیر علاقه‌مند بود، نظریه پانارولی را گسترش داد و این حیوان را در کتاب 1704 خود به نام «اپتیک» (Optiks) که سه دهه از کارهایش درباره نور و رنگ را پوشش می‌داد، بارها ذکر کرد.
در مقابل، آناتومیسهٔ فرانسوی کلود پِررو، در کتاب 1669 خود درباره آناتومی خرم سیر، دو عصب نوری را که ابتدا تقاطع می‌کنند سپس به‌صورت مستقیم ادامه می‌دهند، ترسیم کرد. اگرچه این کشف توسط نیوتن و بسیاری دیگر نادیده مانده بود، اما یکی از دقیق‌ترین و زودهنگام‌ترین تصویرها در آن زمان به حساب می‌آمد.
با گذشت سال‌ها، مشاهدات دانشمندان به‌دست آمده نزدیک می‌شدند اما در نهایت نتوانستند شکل واقعی عصب‌های نوری را به‌طور کامل نشان دهند. در رسالهٔ ۱۸۵۲ درباره مغز و عصب‌های سوسمارها، یوهان فیشر بخشی از عصب نوری خرم سیر را شامل حلقه نشان داد، اما بقیه شکل در تصویر حذف شده بود و خود حلقه هرگز توصیف نشده بود.
«در طول تاریخ، مردم به خاطر جالب بودن چشم‌های خرم سیر به آن‌ها نگاه کرده‌اند»، استنلی گفت. «اما اگر حیوان را به‌صورت فیزیکی تجزیه کنید، اطلاعاتی که می‌تواند داستان کامل را بازگو کند، از دست می‌رود.»
امروزه فناوری اسکن سی‌تی در پزشکی همه جا حضور دارد و در مجموعه‌های پژوهشی نیز به‌تدریج رایج می‌شود. سی‌تی ایکس‌ری به دانشمندان امکان می‌دهد ساختارهای مخفی داخل نمونه‌ها را، از جمله فضاهای زیر جمجمهٔ خرم سیر، بصری‌سازی کنند.
مشاهده عصب نوری حلقوی در یک گونهٔ خرم سیر اطلاعات مفیدی ارائه داد، اما دانشمندان به‌واسطهٔ oVert (اختصار openVertebrate) دسترسی به داده‌های بیشتری داشتند. این ابتکار، که توسط ائتلافی از ۱۸ مؤسسهٔ آمریکایی به رهبری موزه تاریخ طبیعی فلوریدا راه‌اندازی شد، مدل‌ها و داده‌های دیجیتال سه‌بعدی آناتومی مهره‌داران را به‌صورت رایگان در اختیار پژوهشگران، معلمان، دانش‌آموزان و عموم قرار می‌دهد.
«این روش‌های دیجیتال در حال تحول اساسی این رشته هستند»، دازا گفت. «قبلاً نمی‌توانستید جزئیاتی مانند این را کشف کنید؛ اما با این روش‌ها می‌توانید چیزها را بدون آسیب رساندن به آناتومیا یا خراب کردن نمونه ببینید.»
تیم پژوهشی بیش از سی گونهٔ سوسمار و مار، شامل سه گونهٔ خرم سیر که نمایانگر شاخه‌های مختلف این خانواده هستند، اسکن‌های سی‌تی را بارگیری و تحلیل کرد. برای ۱۸ از این سوسمارها مدل‌های مغز سه‌بعدی ساختند و عصب‌های نوری آن‌ها را اندازه‌گیری کردند. هر سه گونهٔ خرم سیر مورد مطالعه عصب‌های نوری طولانی‌تر و حلقوی‌تری نسبت به سوسمارهای هم‌تراز خود داشتند. نتایج تأیید کرد که آنچه استنلی در آزمایشگاه دازا دیده بود، صرفاً یک تصادف نبود.
تیم برای بررسی نحوه شکل‌گیری این عصب‌های منحصر به‌فرد در طول رشد خرم سیر، عصب‌های نوری را در سه مرحلهٔ جنینی خرم سیر پرده‌دار (Chamaeleo calyptratus) اندازه‌گیری کرد. در اولیه‌ترین مرحله، عصب‌های نوری جنین مستقیم بودند، اما پیش از فارغ‌التحصیلی، آن‌ها طولانی‌تر شدند و شروع به تشکیل حلقه‌های مشاهده‌شده در بزرگسالان کردند. به‌محض این‌که یک نوزاد خرم سیر از تخم‌نژاد بیرون می‌آید، دارای دو چشم کاملاً قابل حرکت است.
از منظر زمان تکاملی، تعیین دقیق زمانی که خرم سیرها این ویژگی را به‌دست آوردند دشوار است. قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شدهٔ خرم سیر به میانهٔ میوسن، حدود ۱۶ تا ۲۳ میلیون سال پیش، باز می‌گردد؛ پس از آن‌که بسیاری از سازگاری‌های درخت‌زی آن‌ها به‌طور کامل تکامل یافته بود. این فسیل‌ها نکات کمی درباره ترتیب یا زمان‌بدست‌گیری این ویژگی‌های تخصصی ارائه می‌دهند، اما این مشاهدهٔ جدید می‌تواند به دانشمندان در استنتاج دلایل تکامل این ساختار ویژه کمک کند.
در میان مهره‌داران، حیواناتی که چشم‌های بزرگ دارند معمولاً یکی از دو استراتژی را برای گسترش میدان دید خود اتخاذ می‌کنند: یا گردن را حرکت می‌دهند یا چشم‌ها را. جغدها و لیمورها برای روش اول مشهورند؛ سرهایشان را می‌چرخانند تا محیط را اسکن کنند در حالی که چشم‌ها ثابت می‌مانند. دیگران، نظیر انسان‌ها، عصب‌های نوری کشیده‌ای توسعه داده‌اند که اجازه می‌دهد چشم‌ها همچون تلسکوپ‌ها حرکت کنند. جوندگان نیز به‌صورت مشابه، رشته‌های عصب‌دار موج‌دار دارند که انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهند.
چون خرم سیرها قابلیت حرکت محدود گردن دارند، احتمالاً نیاز به روش دیگری برای کاهش فشار فیزیکی ناشی از حرکت چشم‌ها داشتند. راه‌حل به‌نظر می‌رسد عصب نوری حلقوی باشد؛ سازگاری که تنها در چند بی‌مهره دیگر مانند مگس چشمان دارای شاخه دیده می‌شود. خرم سیرها ممکن است این ویژگی را برای افزایش طولانی‌سازی عصب و کاهش تنش ناشی از دامنهٔ حرکتی چشم‌های شگفت‌انگیز خود تکامل دهند.
«می‌توانید عصب‌های نوری را به تلفن‌های قدیمی تشبیه کنید»، دازا گفت. «تلفن‌های اولیه فقط یک کابل مستقیم ساده به هدفون داشتند، اما سپس کسی ایدهٔ حلقه‌دار کردن کابل را گرفت تا طول بیشتری داشته باشد و افراد بتوانند در حین نگه‌داشتن آن، قدم‌های بیشتری بگذارند. همین کار را این حیوانات انجام می‌دهند: با ایجاد ساختار حلقه‌ای، دامنهٔ حرکت چشم را تا حداکثر می‌رسانند.»
حتی پس از هزاران سال مشاهده، جهان طبیعی هنوز اسرار بیشتری برای کشف دارد. دانشمندان اکنون کنجکاو هستند که آیا سایر سوسمارهای درخت‌زی نیز سازگاری‌های مشابهی را توسعه داده‌اند و استنلی و دازا قصد دارند برای بررسی بیشتر به این موضوع پردازند.
«این غول‌هایی که به آن‌ها اشاره کردیم — نیوتن، ارسطو و دیگران — قرن‌ها ذهن تاریخ‌نگاران طبیعت را جذب کرده‌اند»، استنلی گفت. «این که ما در حال برداشتن گام بعدی در مسیر طولانی فهمیدن این‌که در خرم سیرهای زمین چه اتفاقی می‌افتد، هیجان‌انگیز است.»
اطلاعات بیشتر: چرخشی جدید در تکامل خرم سیرها ساختار عصب نوری بسیار تخصصی را کشف می‌کند، گزارش‌های علمی (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-20357-3
اطلاعات نشریه: گزارش‌های علمی
ارائه‌شده توسط موزه تاریخ طبیعی فلوریدا
منبع استنادی: کشف عصب‌های نوری شبیه کابل تلفن خرم سیر که پیش از این توسط ارسطو و نیوتن نادیده مانده بودند (۲۰۲۵، ۱۰ نوامبر) دریافت شده در ۱۱ نوامبر ۲۰۲۵ از https://phys.org/news/2025-11-scientists-chameleon-cord-optic-nerves.html