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The human eye is an amazing mechanism,
人間の目というのは 実にすごい機構です
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able to detect anywhere from a few photons to direct sunlight,
数個の光子から 強烈な直射日光まで捉えることができ
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or switch focus from the screen in front of you
目の前の画面から 彼方の水平線まで
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to the distant horizon in a third of a second.
焦点を切り替えるのに 3分の1秒しかかかりません
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In fact, the structures required for such incredible flexibility
この驚くほどの柔軟性を 実現する構造は
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were once considered so complex
かつては極めて 複雑だと考えられ
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that Charles Darwin himself acknowledged that the idea of there having evolved
チャールズ・ダーウィン自身 そのようなものが —
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seemed absurd in the highest possible degree.
進化によってできたとするのは 極めて考えにくいことを認めています
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And yet, that is exactly what happened, starting more than 500 million years ago.
しかしそれがまさに起こったことであり 始まりは5億年以上前に遡ります
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The story of the human eye begins with a simple light spot,
ヒトの持つの目の起源は 単純な感光点で
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such as the one found in single-celled organisms,
ミドリムシのような 単細胞生物に
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like euglena.
見ることができます
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This is a cluster of light-sensitive proteins
これは感光性の タンパク質の集まりで
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linked to the organism's flagellum,
鞭毛に繋がっていて
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activating when it finds light and, therefore, food.
"餌"である光の方へ 動き出すようになっています
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A more complex version of this light spot can be found in the flat worm, planaria.
もう少し複雑な形態の感光点が プラナリアのような扁形動物に見られます
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Being cupped, rather than flat,
平面的ではなく 凹みになっていることで
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enables it to better sense the direction of the incoming light.
光の入ってくる方向を より良く識別できます
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Among its other uses,
この目のお陰で
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this ability allows an organism to seek out shade and hide from predators.
物陰を見つけて 捕食者から身を隠すことができます
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Over the millenia,
長い年月をかけ
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as such light cups grew deeper in some organisms,
ある種の生物で このような感光性の凹みが
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the opening at the front grew smaller.
より深くなり 開口部が狭まりました
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The result was a pinhole effect, which increased resolution dramatically,
結果として ピンホールカメラの仕組みで 解像度が劇的に向上し
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reducing distortion by only allowing a thin beam of light into the eye.
細い光線だけが目に入るようにすることで 像のゆがみが小さくなりました
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The nautilus, an ancestor of the octopus,
タコの祖先であるオウムガイは
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uses this pinhole eye for improved resolution and directional sensing.
このピンホール型の目によって 高い解像度と方向性を得ています
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Although the pinhole eye allows for simple images,
ピンホール型の目でも 単純な映像は作り出せますが
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the key step towards the eye as we know it is a lens.
ヒトが持つような目に至る 重要なステップとなるのはレンズです
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This is thought to have evolved
レンズが進化する 元になったのは
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through transparent cells covering the opening to prevent infection,
感染を防ぐための 開口部を覆う透明な細胞です
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allowing the inside of the eye to fill with fluid
それによって目の中を 液体で満たせるようになり
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that optimizes light sensitivity and processing.
光への感度や 光の処理能力が向上しました
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Crystalline proteins forming at the surface
目の表面に形成された 結晶タンパクは
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created a structure that proved useful
網膜の一点に 光を集める上で
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in focusing light at a single point on the retina.
効果を発揮しました
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It is this lens that is the key to the eye's adaptability,
このレンズが 目の適応性の鍵となるもので
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changing its curvature to adapt to near and far vision.
湾曲の度合いを変えることで 近くや遠くに焦点を合わせられます
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This structure of the pinhole camera with a lens
このレンズ付き ピンホールカメラ構造が
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served as the basis for what would eventually evolve into the human eye.
ヒトの目へと進化する 基礎となりました
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Further refinements would include a colored ring, called the iris,
目をさらに 改善する要素として
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that controls the amount of light entering the eye,
目に入る光量を調整する 有色の円盤である虹彩や
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a tough white outer layer, known as the sclera, to maintain its structure,
目の構造を支えるしっかりした 白色の外層である強膜や
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and tear glands that secrete a protective film.
目の保護フィルムとなる涙を分泌する 涙腺などがあります
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But equally important was the accompanying evolution of the brain,
視覚において目自体と同様に 重要なのが脳の進化です
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with its expansion of the visual cortex
視覚野の拡大によって
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to process the sharper and more colorful images it was receiving.
より鮮明で色彩豊かな映像を 処理できるようになりました
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We now know that far from being an ideal masterpiece of design,
今では目のデザインが 理想の傑作とはほど遠いことが分かっています
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our eye bares traces of its step by step evolution.
目には段階を経た進化の跡が 残されているのです
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For example, the human retina is inverted,
たとえばヒトの網膜は 裏返しに付いていて
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with light-detecting cells facing away from the eye opening.
光を感知する細胞が 後ろを向いており
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This results in a blind spot,
盲点ができる 原因になっています
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where the optic nerve must pierce the retina
感光層に到る視神経を 通すための穴を
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to reach the photosensitive layer in the back.
網膜に開ける必要が あるのです
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The similar looking eyes of cephalopods,
頭足動物の目は 同じように見ても
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which evolved independently,
別個に進化したもので
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have a front-facing retina, allowing them to see without a blind spot.
網膜が前向きになっていて 盲点がありません
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Other creatures' eyes display different adaptations.
別な適応を 示しているものとして
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Anableps, the so called four-eyed fish,
ヨツメウオの目があります
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have eyes divided in two sections for looking above and under water,
水面の上下を見られるよう 目が2つの部分に分かれていて
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perfect for spotting both predators and prey.
獲物と捕食者を 同時に探すことができます
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Cats, classically nighttime hunters, have evolved with a reflective layer
元々夜行性の狩人である猫は
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maximizing the amount of light the eye can detect,
光の検知力を最大化する 反射層を進化させ
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granting them excellent night vision, as well as their signature glow.
これが猫の優れた暗視能力と 闇で光る目をもたらしています
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These are just a few examples of the huge diversity of eyes in the animal kingdom.
これらは動物界に見られる 多様な目の例のほんの一部です
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So if you could design an eye, would you do it any differently?
もし目をデザインすることになったら どんな形態にしようと思いますか?
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This question isn't as strange as it might sound.
これはそんなに 変な質問ではありません
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Today, doctors and scientists are looking at different eye structures
今日では医者や科学者が 目の不自由な人向けの
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to help design biomechanical implants for the vision impaired.
生体工学的インプラントをデザインするため 様々な目の構造を検討しています
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And in the not so distant future,
それほど遠くない未来に
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the machines built with the precision and flexibilty of the human eye
人間の目のような精度と柔軟性を 備えた人工眼球が
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may even enable it to surpass its own evolution.
目の進化を凌駕することに なるかもしれません